高中物理 第三章 力与相互作用章末整合课件 沪科版必修1.ppt

章末整合 网络建构 力与相互作用 牛顿第三定律 作用力与反作用力重力形变的力 弹力摩擦力分析物体的受力情况 大小相等方向相反作用在一条直线上 不同物体上 牛顿第三定律 作用力与反作用力 重力 产生 由于地球的吸引大小 g mg g 9 8m s2 方向 竖直向下作用点 重心 与质量分布和几何形状有关 形变的力 弹力 概念产生条件方向弹力大小 两物体接触有弹性形变 压力或支持力的方向总是垂直于支持面 或切面 而指向被压或被支持的物体 绳的拉力方向总是沿绳收缩的方向 形变量越大 弹力越大 弹簧的弹力由胡克定律计算 f kx 摩擦力 概念条件分类 大小 0 f fmax方向 与物体相对运动趋势方向相反 直接接触 接触面粗糙 有正压力 相对运动 或趋势 滑动摩擦力静摩擦力 大小 f n方向 与物体相对运动方向相反 分析物体的受力情况 隔离法 把研究对象同周围物体分隔开按顺序分析检查 既不多力也不漏力 重力弹力摩擦力其他力 专题归纳 对弹力的理解 1 弹力产生的条件 1 两物体相互接触 2 接触面处产生弹性形变 2 影响弹力大小的因素弹力是被动力 其大小由物体所处状态 外部对它所施加的力以及物体的形变程度决定 3 弹力有无的判断两接触物体间是否存在弹力作用的判断是一个难点 尤其是对一些微小形变的分析 因此分析弹力产生时 要注意两个条件 接触且发生弹性形变 当难以直接判断时 可采用如下方法 1 假设法判断 即假设弹力存在或不存在 看假设的结果是否符合物体的运动状态 2 根据力的作用效果判断 根据物体所处的状态以及状态的变化情况判断弹力的有无 4 确定弹力大小的两种情况 1 符合胡克定律的情形直接由f kx求 如弹簧 橡皮条等在弹性限度内 2 不符合胡克定律的情形 如绳 杆或接触面之间的弹力 其大小与物体的运动状态有关 例1 如图3 1所示 a b为两根相连的轻质弹簧 它们的劲度系数分别为ka 1 103n m kb 2 103n m 原长分别为xa 6cm xb 4cm 在下端挂一物体g 物体受到的重力为10n 平衡时 图3 1 a 弹簧a下端受的拉力为4n b下端受的拉力为6nb 弹簧a下端受的拉力为10n b下端受的拉力为10nc 弹簧a的长度变为7cm b的长度变为4 5cm d 弹簧a的长度变为6 4cm b的长度变为4 3cm解析 物体被弹簧b拉住后处于静止状态 说明了弹簧b对物体的拉力等于物体所受的重力 将弹簧b作为研究对象 物体拉弹簧b的拉力与弹簧a对弹簧b的拉力是一对平衡力 弹簧为轻质弹簧 即不计其重力 所以弹簧a对弹簧b的拉力等于物体对弹簧b的拉力 大小为10n 所以两弹簧的拉力均为10n 由胡克定律可得ka xa xa 10n kb xb xb 10n由以上两式和题设中的已知条件可得xa 7cm xb 4 5cm 答案 bc 摩擦力的分析 1 静摩擦力不一定作用在静止的物体上 滑动摩擦力不一定发生在运动的物体上 因为静摩擦力是指相对静止的两物体间的摩擦力 这两个物体可以都在运动 只是运动状态完全相同而相对静止就行 滑动摩擦力一定是发生在两个相对滑动的物体之间 涉及到的两个物体只要是相对滑动就可以 所以可能其中有一个物体相对于参照物是静止的 2 摩擦力不一定是阻力 静摩擦力的方向和相对运动趋势方向相反 但是可能和物体的运动方向相同 和物体运动方向相同的力即为动力 同样滑动摩擦力的方向和相对运动方向相反 也可能和物体的运动方向相同 也就是说滑动摩擦力也可以作为动力 3 静摩擦力不一定比滑动摩擦力小 静摩擦力的大小受外部条件的影响 当外力情况变化时静摩擦力也会相应变化 它的大小介于0和最大静摩擦力之间 而最大静摩擦力比滑动摩擦力稍大 因此 静摩擦力不一定比滑动摩擦力小 不过通常情况下取最大静摩擦力等于其滑动摩擦力 但滑动摩擦力大小 f n 与物体运动状态无关 4 静摩擦力的方向不一定与运动方向共线 通过若干实例分析 似乎可得出结论 静摩擦力的方向可与运动方向相同 也可相反 但与运动方向必共线 此结论仍有误 如图3 2 甲 所示 a b共同向右加速 a对b的静摩擦力方向竖直向下 与运动方向垂直 如图3 2 乙 中 a b共同向右加速时 a对b的静摩擦力方向沿斜面向上 向下或为零都可能 与运动方向都不共线 但滑动摩擦力一定与相对运动方向相反 但与运动方向也无确定关系 5 静摩擦力可以利用 假设法 来判断 静摩擦力的方向与相对运动趋势的方向相反 但 趋势 不容易直接观察到 我们可以假设接触面光滑 让其运动 其运动方向即是 趋势 方向 图3 2 例2 如图3 3所示 木块放在水平地面上 在f 8n的水平拉力作用下向右做匀速直线运动 速度为1m s 则下列说法中正确的是 图3 3 a 当木块以1m s的速度做匀速直线运动时 木块受到的摩擦力为8nb 当木块以2m s的速度做匀速直线运动时 木块受到的摩擦力小于8nc 当水平拉力f 20n时 木块受到的摩擦力为20n d 将水平拉力f撤去 木块速度越来越慢 是因为木块受到的摩擦力越来越大解析 竖直方向上木块的重力与地面对木块的支持力始终平衡 水平方向上 木块向右做匀速直线运动时 拉力f与滑动摩擦力f平衡 故f f 8n 且滑动摩擦力方向向左 当f 20n时 因木块对地面的压力的大小和接触面的粗糙程度均没有变化 故滑动摩擦力不变 仍为8n 注意此时f f 木块向右做加速运动 同理 当木块速度为2m s及木块越来越慢时 滑动摩擦力的大小仍为8n 故答案就选a 答案 a 例3 如图3 4所示 在水平桌面上放一木块 用从零开始逐渐增大的水平拉力f拉着沿桌面运动 则木块所受到的摩擦 图3 4 力随拉力f变化的图像 下图 正确的是 最大静摩擦力大于滑动摩擦力 解析 当木块不受拉力时 f 0 桌面对木块没有摩擦力 f 0 当木块受到的水平拉力f较小时 木块仍保持静止 但有向右运动的趋势 桌面对木块产生静摩擦力 其大小与f相等 方向相反 随着水平拉力f不断增大 木块向右运动的趋势增强 桌面对木块的静摩擦力也相应增大 直到水平拉力f足够大时 木块开始滑动 桌面对木块的静摩擦力达最大值fm 在这个过程中 由木块水平方向二力平衡条件知 桌面对木块的静摩擦力f始终与拉力f等值反向 即随着f的增大而增大 木块滑动后 桌面对它的阻碍作用是滑动摩擦力 f n g 它小于最大静摩擦力 并且 在木块继续滑动的过程中保持不变 答案 d 物体的受力分析 1 物体受力分析的一般思路 1 明确研究对象 并将它从周围的环境中隔离出来 以避免混淆 由于解题的需要 研究的对象可以是质点 结点 单个物体或物体系统 2 按顺序分析物体所受的力 一般按照重力 弹力 摩擦力 其他力的顺序比较好 要养成按顺序分析力的习惯 就不容易漏掉某个力 3 正确画出物体受力示意图 画每个力时不要求严格按比例画出每个力的大小 但方向必须画准确 一般要采用隔离法分别画出每一个研究对象的受力示意图 以避免发生混乱 4 检查 防止错画力 多画力和漏画力 2 分析受力时应注意以下几点 1 只分析根据性质命名的力 不用分析根据效果命名的力 如动力 阻力 下滑力等 2 每分析一个力 都应找出施力物体 以防止多分析某些不存在的力 3 只分析研究对象所受的力 不分析研究对象对其他物体所施的力 4 一般情况下 可将力画在物体的重心上 5 要注意题干中的某些语句 如 光滑面 不计空气阻力 不计重力 恰好 等等 6 要结合运动情况分析力 7 要注意分析方法 如整体法 隔离法 假设分析法等 8 合力和分力不能同时作为物体所受的力 例如重为g的物体静止在倾角为 的斜面上时 受到重力g 支持力n 摩擦力f三个力作用 不能误认为受g n f gsin gcos 等五个力作用 例4 在机场和港口 常用输送带运送旅客和行李 货物 如图3 5所示 图甲为水平输送带 图乙为倾斜输送带 当一个行李箱随输送带一起做匀速直线运动时 下列判断中 正确的是 图3 5 a 甲乙两种情况中的行李箱都受到两个力作用b 甲乙两种情况中的行李箱都受到三个力作用c 情况甲中的行李箱受到三个力作用 情况乙中的行李箱受到四个力作用d 情况甲中的行李箱受到两个力作用 情况乙中的行李箱受到三个力作用 解析 以行李箱为研究对象 它受到重力作用 两种情况中 行李箱都只与输送带有联系 由于行李箱对输送带的压力作用 输送带对行李箱产生弹力 其方向垂直输送带向上 在图甲中 行李箱随输送带一起做匀速直线运动 两者没有相对运动或相对运动趋势 输送带对箱子不会产生摩擦力 因此 如图甲所示 图甲中的行李箱仅受两个力作用 在图乙中 行李箱虽然同样随输送带一起做匀速直线运动 但它时刻都有沿输送带下滑的趋势 只是由于输送带对行李箱的静摩擦力的阻碍作用才没有下滑 因此 如图甲所示 图乙中