第三章力和力矩PPT课件

-,1,第三章力和物体间的相互作用,-,2,3.1牛顿第三定律,-,3,回忆力的概念,力的概念力是物体之间的相互作用。,-,4,人用力推车,人用力拉弹簧,起重机用力提重物,压路机用力压路面,-,5,探索“力”体验“力”,人推车需要力,人把水桶提起来需要力,推土机推土,举重运动员举起杠铃,-,6,物理学中通常将物体之间的推、拉、提、压、排斥、吸引等都叫做力的作用。,加油站,-,7,说明,通常把施加力的物体叫施力物体，受到力的物体叫受力物体。,A对B有力的作用；A是施力物体，B是受力物体。,A受到B的力的作用；A是受力物体，B是施力物体。,-,8,指出图中各力的施力物和受力物。,练习,运动员举杠铃,推土机推泥土,-,9,力的作用是相互的,滑冰时，甲对乙有推力的作用，甲是施力物体，乙是受力物体；同时，乙对甲也有推力的作用，这时，乙是施力物体，甲是受力物体，由此可见，施力物体同时也是受力物体，力的作用是相互的。,-,10,一、力的作用是相互的,1.物体间的作用总是相互的,-,11,2.作用力与反作用力我们把物体间相互作用的这一对力叫做作用力与反作用力。如果把其中一个力叫做作用力，那么另一个力就叫反作用力。,-,12,二.牛顿第三定律两个物体间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在一条直线上。这就是牛顿第三定律。,-,13,1.作用力与反作用力分别作用在两个不同的物体上。不可相互抵消。2.作用力与反作用力是性质相同的力。3.作用力与反作用力同时产生、同时变化、同时消失。,-,14,木块对地球的吸引力，方向竖直向上木块对水面的压力，垂直向下。地球，重力。,-,15,解首先，木块受到重力G，方向竖直向下；其次，木块受到斜面施加的弹力，方向垂直于斜面向上；最后，木块还受到斜面施加的滑动摩擦力，方向沿斜面向上。,-,16,可见，木块共受到3个力，受力分析如下：,重力、支持力、摩擦力,-,17,三对作用力与反作用力：1.电灯的重力和电灯对地球的吸引力2.绳子对电灯的拉力和电灯对绳子的拉力3.绳子对天花板的拉力和天花板对绳子的拉力电灯的重力和绳子对电灯的拉力是电灯受到的平衡力,-,18,F,G,方向：垂直天花板向上,方向：垂直天花板向下,N,-,19,因为马拉车的力大于地面对车的摩擦力。,-,20,3.2形变与弹力,-,21,一.力的图示用一根带箭头的线段来表示力的方法叫做力的图示。,-,22,力的种类按力的性质分，有重力、弹力和摩擦力。按力的作用效果分，有拉力、压力、支持力、动力、阻力等。,-,23,一、重力,1.重力由于地球吸引而使物体受到的力叫做重力。重力的方向是竖直向下的。重力的大小G=mg。,-,24,例子：苹果成熟从树上落下。,-,25,2.重心,地球对物体的重力作用在物体的各个部分。从效果上看，我们通常认为整个物体受到的重力作用在一个点上，这个点叫做物体的重心。,-,26,二、弹力,1.形变在力的作用下，物体的形状或体积的改变叫做形变。,-,27,点击播放视频,-,28,2.弹力,发生形变的物体，由于要恢复原状，对跟它接触的物体要产生力的作用，这种力称为弹力。,-,29,大小：与形变的大小有关，形变越大，弹力越大，形变消失，弹力消失。方向：与物体恢复原状的趋向方向相同，即与施力物体形变的方向相反。,-,30,-,31,例题一本书放在桌面上，试分析产生于书和桌面之间的弹力。,压力的方向垂直于支承面指向被压物体，支持力的方向垂直于支承面指向被支持的物体。,-,32,例题电线下方悬挂电灯，分析产生于电线和电灯之间的弹力。,-,33,绳的拉力指绳对所拉物体的弹力，方向沿着绳子背离所拉物体。,-,34,3.3摩擦力,-,35,摩擦力：两个相互接触的物体，当它们发生相对运动或相对运动趋势时，就会在接触面上产生阻碍相对运动的力，这种力叫摩擦力。摩擦力的方向：总是沿着接触面，并且跟物体相对运动或相对运动的趋势方向相反。,-,36,一.静摩擦力,1静摩擦实验,-,37,2静摩擦力当一个物体相对于另一个物体有相对滑动趋势，而没有相对滑动时，这个物体将受到另一个物体的阻碍作用，这时产生的摩擦叫做静摩擦力。,大小：与拉力大小相等，方向相反，相互平衡，物体保持静止状态。随外力的变化而变化（在达到最大静摩擦力之前）。,-,38,最大静摩擦力（是一个定值）物体即将开始运动时，静摩擦力达到最大值fmax。静摩擦力大小0ffmax,-,39,静摩擦力的方向总跟接触面相切，并且跟物体相对运动趋势的方向相反。,-,40,静摩擦应用,-,41,二、滑动摩擦力,1.滑动摩擦力当一个物体在另一个物体表面滑动时，要受另一个物体的阻碍，这种阻碍两个物体间相对滑动的力叫做滑动摩擦力。,-,42,-,43,（1）滑动摩擦力的方向总是跟接触面相切，并且跟物体的相对滑动方向相反。（2）滑动摩擦力的大小f=N,-,44,滚动摩擦一般比滑动摩擦小得多。注意：最大静摩擦力一般略大于滑动摩擦力，在计算中我们有时把滑动摩擦力近似看成最大静摩擦力。,-,45,例题车床底座是用铸铁制成的，铸铁与地面间的动摩擦因数为0.30。要缓慢地移动一质量为2.0103kg的车床，需在水平方向对车床施加多大拉力？为了省力，应采取什么办法？,-,46,解分析可知，车床共受到重力、拉力、地面的弹力(支持力)及摩擦力等四个力,-,47,N=mg=2.01039.8=1.96104（N）f=N=0.301.96104=5.88103（N）F=f=5.88103（N）,为了省力，可在车床底座下搁置一些圆木或钢管，使车床在圆木或钢管上滚动前进。,-,48,相对运动，相对运动的趋势，接触面，相对运动或相对运动趋势滑动摩擦力，最大静摩擦力，变化,-,49,水平向左,-,50,-,51,3.4力的合成与分解,一、力的合成二、力的分解,-,52,一、力的合成,1.力的合成（1）合力与分力从效果上看，用一个力F可代替两个力F1和F2，力F叫做力F1和F2的合力，力F1和F2叫做力F的分力。,-,53,-,54,（2）力的合成求分力F1和F2的合力F叫做力的合成。（3）共点力：如果物体同时受到几个力的作用，而他们都作用在物体的同一点，或者它们的作用线相交于同一点，那么这几个力就叫做共点力,-,55,2.力的平行四边形定则如果用表示共点力F1和F2的线段为邻边作平行四边形，那么合力的大小和方向就可以用这两个邻边之间的对角线表示出来。这叫做力的平行四边形定则。,-,56,-,57,（1）对角线的长度越来越小。（2）时，对角线的长度最大。（两个分力方向相同时，合力最大）时，对角线的长度最小。（两个分力方向相反时，合力最小）（3）对角线的长度不一定大于邻边的长度。（合力不一定比分力大。）,-,58,3.多力合成,-,59,4.矢量和标量既有大小又有方向，且它的合成遵守平行四边形定则的物理量叫做矢量。只有大小没有方向的物理量叫做标量。,-,60,5.同一直线上的矢量合成（1）方法：当几个矢量处在一条直线上，可以设定一个正方向，用正号或负号来表示矢量的方向：矢量方向与正方向相同时取正值，矢量方向与正方向相反时取负值。,-,61,（2）示例F1=2N，F2=3N，F3=4N。,F合=F1+F2F3=（2+34）N=1N,-,62,F合=F3F1F2=（423）N=1N,-,63,例题力F1=30N，方向水平向右，力F2=40N，方向竖直向下，用作图法求这两个力的合力F的大小和方向。,解选择某一标度，如取10mm长的线段表示10N的力，作出力的平行四边形，则表示F1的线段长30mm，表示F2的线段长40mm。用刻度尺量得表示合力F的对角线长为50mm，所以合力的大小F=1050/10=50N。用角度尺量得合力F与力F1的夹角为53。整个过程如下页动画所示。,-,64,-,65,二、力的分解,1.力的分解（1）分力与合力从效果上看，两个力F1和F2可代替一个力F，力F1和F2叫做拉力F的分力。（2）力的分解求一个已知力的分力叫做力的分解。,-,66,把表示已知力的线段作为平行四边形的对角线，作平行四边形，与对角线相邻的两条边就用来表示两个分力。,2.用平行四边形定则进行力的分解,-,67,说明：如果没有其他限制，同一个力可以分解为无数对不同的分力。一个力怎样分解，要根据实际情况来决定。,-,68,力的分解的几种情况：1）已知合力和一个分力的大小和方向，求另一个力的大小和和方向。2）根据具体情况，从已知力产生的实际效果来分解（即已知合力和两个分力的方向，求两个分力的大小）。3）正交分解：将一个已知力分解在互相垂直的两个方向上。,-,69,1）已知合力和一个分力的大小和方向，求另一个分力的大小和和方向。,-,70,2）根据具体情况，从已知力产生的实际效果来分解（即已知合力和两个分力的方向，求两个分力的大小）。,-,71,例题走钢丝是我国传统的杂技项目。设运动员体重为G，当他走到钢丝绳的中间时，钢丝绳成170的角度。求这时钢丝绳所受的拉力。,-,72,解将重力沿着左右两侧钢丝绳的方向分解，用作图法画出力的平行四边形。测量发现，钢丝绳上的拉力大约是运动员体重的6倍。可见，钢丝绳上的拉力比运动员体重大得多。为了运动员的安全，必须使钢丝绳具有足够的强度。,-,73,图2.4.8,重力G产生两个作用效果：一是沿斜面使物体下滑；二是垂直于斜面使物体压斜面。,3）正交分解：将一个已知力分解在互相垂直的两个方向上。,沿斜面使物体下滑,垂直于斜面使物体压斜面。,-,74,例题一滑块静止在斜坡上，