力的基本概念 三种常见的力ppt课件

第一章力物体的平衡,2力的特征物质性：力不能脱离物体独立存在相互性：力的作用是相互的矢量性：力是矢量，既有大小，又有方向力的三要素：大小、方向、作用点力的单位为牛顿（N），即使质量1的物体产生1m/s2加速度的力为1N，其大小可用测力计（弹簧秤）测量独立性：一个力作用于某一物体上产生的效果，与这个物体是否同时受到其他力的作用无关,第一节：力的基本概念三种常见的力基础知识回顾,一、力,1力的定义：力是物体对物体的作用,5力的分类按力的性质分：重力（万有引力）、弹力、摩擦力、分子力、电场力、磁场力、核力等按力的作用效果分：压力、支持力、拉力、动力、阻力、向心力、回复力等性质相同的力，效果可以相同，也可以不同；效果相同的力，性质可以相同，也可以不同.按力的作用方式分：场力（如万有引力、电磁力等）和接触力（如弹力、摩擦力等）按研究对象分：内力和外力,3力的图示：用一个带箭头的线段表示力的大小、方向、作用点的方法，叫做力的图示,4力的作用效果：使受力物体发生形变或使受力物体的运动状态发生改变(即使物体产生加速度),例1下列关于力的叙述正确的有：A、力是物体对物体的作用，总是成对出现的。B、只有相互接触的物体，才有力的作用。C、两物体相互作用不一定要直接接触。D、直接接触的物体间一定有力的相互作用。,例2下列关于力的作用效果的叙述中正确的是：A、物体的运动状态发生改变，则物体必定受到力的作用。B、物体运动状态没有发生改变，物体也可能受到力的作用。C、力的作用效果不仅取决于力的大小和方向，还同力的作用点有关。D、力作用在物体上，必是同时出现形变和运动状态的改变。,A、C,A、B、C,1产生：重力是由于地球的吸引而产生的地球周围的物体，无论与地球接触与否，运动状态如何，都要受到地球的吸引力，因此任何物体都要受到重力的作用说明：重力是万有引力的一个分力，万有引力的另一个分力提供物体随地球自转所需的向心力，在两极处重力等于万有引力一般情况下在地球表面附近近似认为重力等于万有引力,一、重力和万有引力的区别和联系,物体在地球上不同的纬度处随地球自转所需的向心力大小不同，重力大小也不同。两极处，物体所受重力最大，大小等于万有引力，赤道上，物体所受重力最小，G+F向=F引,图1-1-3,二重力,强化训练1,将地球视作质量分布均匀的球体，一质量为m的物体位于地球赤道上时重力大小为G1，当它位于地球北极时重力大小为G2，以R表示地球半径，以T表示地球的自转周期，则以下说法正确的是()A.G1=G2B.G2-G1=C.G1-G2=D.当将此物体移到其他天体（如火星）上后，此物体就不再受到重力作用,B,4重心：重力的等效作用点重心的位置与物体的形状和质量的分布有关重心不一定在物体上质量分布均匀、形状规则的物体的重心在几何中心上薄板类物体的重心可用悬挂法确定,二、对重心的理解,图1-1-4,2大小：Gmgg为重力加速度重力的大小可用弹簧秤测量当物体在竖直方向静止或匀速直线运动时，物体对弹簧测力计的拉力或压力，大小等于物体受到的重力,3方向：总是竖直向下，并不严格指向地心（赤道、两极除外），不可理解为跟支持面垂直,病人在医院里输液时,液体一滴滴从玻璃瓶中滴下,在液体不断滴下的过程中,玻璃瓶连同瓶中液体共同的重心将()A.一直下降B.一直上升C.先降后升D.先升后降,C,A、C,变式练习1如图所示,两辆车以相同的速度做匀速运动;根据图中所给信息和所学知识你可以得出的结论是()A.物体各部分都受重力作用,但可以认为物体各部分所受重力集中于一点B.重力的方向总是垂直向下的C.物体重心的位置与物体形状或质量分布有关D.力是使物体运动的原因,AC,例3关于物体的重心说法正确的是A、重心就是物体内最重的一点；B、重心是物体各部分受重力的合力的作用点；C、任何有规则形状的物体,它的重心必在其几何中心;D、重心是物体受重力的作用点,所以重心总是在物体上,不可能在物体外；,例4关于重力的说法正确的是（）A、重力的方向总是指向地心；B、重力的大小可以用弹簧秤直接测量；C、物体重力的大小等于它压在水平支持物上的力；D、重力的施力物体是地球。,B,B、D,3方向：弹力的方向与施力物体的形变方向相反压力、支持力的方向总是垂直于接触面或接触面的切面，总指向被压、被支持的物体绳的拉力总是沿绳指向绳收缩的方向杆的弹力不一定沿杆的方向轻弹簧的拉力或压力沿弹簧的轴线方向,三弹力,1定义：发生弹性形变的物体，由于要恢复原状，对跟它接触的物体产生力的作用，这种力叫弹力,2产生条件：两物体相互接触、接触处有（弹性）形变,几种典型物体模型的弹力特点比较,4弹力的大小对弹簧，在弹性限度内弹力的大小可以由胡克定律F=kx计算，其中k表示弹簧的劲度系数，由弹簧本身的性质决定，x表示弹簧的形变量（即伸长或缩小的长度）拓展公式为F=kx对没有明显形变的物体（如桌面、绳子等物体），弹力大小由物体的受力情况和运动情况共同决定，一般由力学规律（如平衡条件、牛顿运动定律、动能定理、动量定理等）求出一根张紧的轻绳上的拉力大小处处相等,三、微小形变下弹力的判断,1.“假设法”：其基本思路是假设将与研究对象接触的物体都撤掉，判断研究对象的运动状态是否发生改变，若运动状态不变，则此处不存在弹力，若运动状态改变，则此处一定存在弹力。,如图所示,小球A在车厢内随车厢一起向右运动,可根据小球的运动状态分析车厢后壁对球A的弹力的情况.,2.根据“物体的运动状态”分析弹力由运动状态分析弹力，即物体的受力必须与物体的运动状态相符合，依据物体的运动状态，由平衡条件（或牛顿第二定律）列方程，求解物体间的弹力。,若车厢和小球做匀速直线运动,则小球A受力平衡,所以后车厢对小球无弹力.,若车厢和小球向右做加速运动,则由牛顿第二定律可知,后车厢壁对小球的弹力水平向右.,例1.如图所示，一根弹性杆的一端固定一个重量是2N的小球，小球处于静止状态时，弹性杆对小球的弹力()A.大小为2N，方向平行于斜面向上B.大小为1N，方向平行于斜面向上C.大小为2N，方向垂直于斜面向上D.大小为2N，方向竖直向上解析弹性杆对小球的弹力与小球受到的重力等大反向，大小为2N，方向竖直向上.,D,强化训练3,如图1-1-7所示，一小车上固定有倾角为的斜面，一光滑小球，紧靠斜面放于小车上，试分析以下两种情况下，小球的受力情况。()小球随小车一起沿水平面向右做匀速直线运动；()小球随小车一起沿水平面向右做匀加速直线运动，且加速度大小满足aF12,故物体没动，受的静摩擦力为7N，方向向右.（2）撤去F1后，F2=6Nfm，物体将向左运动，受到滑动摩擦力作用f2=8N,方向向左.答案（1）7N水平向右（2）6N水平向左（3）8N水平向右,例3.如图甲所示,A、B两物体叠放在一起，放在光滑的水平面上，从静止开始受到一变力的作用,该力与时间的关系如图乙所示，A、B始终相对静止，则下列说法不正确的是（）A.t0时刻，A、B间静摩擦力最大B.t0时刻，B速度最大C.2t0时刻，A、B间静摩擦力最大D.2t0时刻，A、B位移最大,A,例4.水平皮带传输装置匀速传送物体过程中，物体受到的摩擦力方向可能出现哪几种情形？,若V2V1，木块受到的摩擦力方向与V1同向；若V2=V1，f=0；若V2V1，木块受到的摩擦力的方向与V1反向。,V1,V2,例5.长直木板的上表面的一端放置一个铁块，木板放置在水平面上，将放置铁块的一端由水平位置缓慢地向上抬起，木板另一端相对水平面的位置保持不变，如图所示铁块受到摩擦力f木板倾角变化的图线可能正确的是（）,c,【例题2】如图1-1-15所示，质量分别为m和M的两物体P和Q叠放在倾角为的斜面上，P、Q之间的动摩擦因数为1，Q与斜面间的动摩擦因数为2。当它们从静止开始沿斜面滑下时(两物体始终保持相对静止)，物体P受到的摩擦力f()A.沿斜面向上B.沿斜面向下C.f=1mgcosD.f=2mgcos,图1-1-15,【思路点拨】(1)判断静摩擦力的方向时，第一要注意物体之间的相对运动趋势，第二还要结合物体的运动状态。（2）公式f=FN只能用于求滑动摩擦力，而不能用它来求静摩擦力大小，计算静摩擦力大小时，只能依据物体所处的状态，运用平衡条件或牛顿运动定律求解。,解:先取PQ为一整体，受力分析如图所示.由牛顿第二定律得：（M+m)gsin-FfQ=(M+m)aFfQ=2FNFN=(m+M)gcos以上三式联欢立可得a=gsin-2gcos再隔离P物体，设P受到的静摩擦力为FfP,方向沿斜面向上，对P再应用牛顿第二定律得：mgsin-FfP=ma可得出FfP=2mgcos答案A、D,【触类旁通2】在图1-1-16所示的四种情况中，物体P受静摩擦力作用的是(),C、D,方法提炼静摩擦力方向的判断方法1.假设法2.状态法:二力平衡条件、牛顿第二定律或牛顿第三定律，可以判断静摩擦力的方向,例6.如图所示，