第一章力物体的平衡.ppt

第一章,约6课时,力物体的平衡,考点分析,1、每年必考：三种常见的力，物体的受力分析，共点力的平衡条件等。2、考查重点：摩擦力，受力分析，整体法和隔离法等。3、综合考查的相关知识点：牛顿运动定律，动量，功和能，电磁学等。,知识网络,能认为天花板通过电线将力传递给悬挂的电灯吗？,结论：力是不可以传递的。,力的讨论1,1、月球上所受的重力也是地球吸引而产生的吗？,2、重力与万有引力是一回事吗？,3、竖直向下就是指向地心吗？,4、重力大小与运动状态有关吗？,5、重心一定在几何中心吗？一定在物体上吗？,重力的讨论2,如何判断弹力的存在？,结论：假设法根据物体的运动状态，利用平衡条件或牛顿运动定律分析。,弹力的讨论3,练习,画出下列各图中物体所受弹力的方向：,弹力的方向,与物体的形变方向相反,1、绳的弹力沿绳收缩的方向,2、弹簧的弹力与收缩或拉伸的方向相反,3、点与面或面与面接触的弹力垂直于接触面（曲面则垂直于切面，故必过圆心）,例题,如图所示，小车上固定着一根完成a角的曲杆，杆的另一端固定一个质量为m的球，试分析下列情况下杆对小球的弹力的大小和方向：（1）小车静止；（2）小车匀速直线运动；（3）小车以加速度a水平向右运动。,弹力的大小,1、弹簧的弹力：遵循胡克定律F=kx,2、其他：根据物体的运动状态，利用平衡条件F合=0或牛顿运动定律F合=ma分析求解。,练习1,关于力的叙述正确的有（）A、只有相互接触的物体间才有力的作用B、物体受到力的作用，运动状态一定改变C、施力物体也一定受力的作用D、竖直向上抛出的物体是因为受到一个竖直向上的升力的作用。,C,光滑轻杆的支架放置在光滑的水平面上，夹角为，分别套有两轻环（以绳子相连），当以外力F如图所示拉其中一轻环，结果将使两轻环均处于平衡状态，试求绳的拉力大小。,练习2,如图甲所示，大弹簧内套小弹簧，大的比小的长0.2m，底端一齐固定在地面上，另一端自由竖直向上升，当压缩此组合时，测得弹力与压缩距离的关系如图乙所示，试求两根弹簧的劲度系数k1和k2。,练习3,1、接触面粗糙,2、相互接触且挤压（有弹力）,3、发生相对运动或具有相对运动趋势,讨论4：,如何判断摩擦力的大小和方向？,摩擦力的产生,试分析下列情况下A,B两物体所受摩擦力的大小和方向：,（1）一起静止；（2）一起向右匀速直线运动；（3）一起以加速度a水平向右运动。,F=mBa,F=0,例题,摩擦力的方向：,摩擦力的大小：,与相对运动方向或相对运动趋势的方向相反。,1、滑动摩擦力：,F=FN,2、静摩擦力：0FFmax,根据物体的运动状态，利用平衡条件或牛顿运动定律,（1）假设法根据静摩擦力与物体相对运动的趋势方向相反进行判断。,（2）根据物体的运动状态，利用平衡条件或牛顿运动定律（F合=ma或F作=-F反)分析。,静摩擦力的判定：,（2）一个摩擦力（包括动和静）可以做正功，也可以做负功，还可以不做功。,2、摩擦力一定起阻碍作用吗？一定做负功吗？,（1）作用效果可以是阻力，也可以是动力。,1、运动的物体只能受滑动摩擦力吗？,作用对象：运动的物体也可以受静摩擦力，静止的物体也可以受滑动摩擦力。,：加深对摩擦力的理解,讨论5,1、一对静摩擦力对系统不做功：只发生能量的转移，不发生能量的转化；方式一正一负或均为零,讨论6,一对摩擦力做功情况又如何呢？,2、一对滑动摩擦力对系统做负功：能量既发生转移，又发生转化；方式一正一负（且正功小于负功）或一零一负或均为负,拓展：一对作用力和反作用力做功情况又如何？,1、重力和弹力（支持力）一定相等吗？,2、弹力和摩擦力关系如何？,讨论7,方向：互相垂直产生：有摩擦力必有弹力，有弹力不一定有摩擦力,不一定,下图中的三个物体正在匀速直线向左运动，那么各接触面的摩擦力大小和方向如何？,练习1,分析：,隔离A、B、C,整体,试判断下述各图中摩擦力的方向。,练习2,（1）（2）（3）（4）,F3=0,（反思：易存在多解）,物体受力分析,一般步骤：,1、确定研究对象,找出与研究对象相联系的其他物体,2、按顺序进行分析,G,FN,F,其他（如电磁力）,3、画出受力示意图，检查多力或漏力,方法提炼：,整体法和隔离法,物体受力分析,注意事项：,1、只分析研究对象所受的力,2、只分析根据性质命名的力,3、合力和分力不能同时存在,4、考虑周围相关物体的同时注意考察研究对象的运动状态。,5、忽略不计的力：轻杆、轻绳、轻弹簧、轻滑轮等的重力，一般不考虑空气或水的阻力,力的合成和分解,合力和分力的特点：独立性、等效性,讨论：合力与分力关系如何？合力一定大于分力吗？,结论：1、两分力大小一定，夹角变小合力变大，夹角变大合力变小。2、合力可以大于分力，也可以等于分力，还可以小于分力。,|F2-F1|F合|F1+F2|,结论：合力大小一定，夹角变小分力变小，夹角变大分力变大。,1作图法（平行四边形定则）,三角形法,2解析法,F=,3分解：按实际效果或正交分解,力的运算,常见分解问题,1、唯一解：,2、两解：,反思：如何运用平行四边形和三角形法判断力的变化及最小值？,结论：图解法的特点,三力平衡,一力恒定,一力方向定,一力变化,共点力的平衡,条件：F合=0,正交分解,Fx=0,Fy=0,原则(1)按实际效果(2)方便：尽量减少力的分解,拓展：,、物体平衡时，其中某个力必定与剩下的其他力的合力等大反向。,、物体受三个不平行外力作用而平衡，则这三个力的作用线必在同一平面内且为共点力。（三力汇交原理）,难点辨析：加深对平衡状态的理解,、平衡状态特征：,a=0,匀速V0,静止V=0,（始终）,、平衡位置：,a=0，V=Vm,（瞬时a=0）,、竖直上抛最高位置：,a=g，V=0,（瞬时V=0）,辨析,1、一对作用力和反作用力：,(1)相同：同性质，同大小，同直线,同“生死”。,(2)不同：方向相反，作用对象相互作用的两个物体,(1)相同：同大小，同直线，同一物体。,2、一对平衡力:（效果可抵消）,(2)不同：方向相反,例题,1、如图所示长为5米的细绳的两端分别系于竖立在地面上相距为4米的两杆的顶端A、B.绳上挂一个光滑的轻质挂钩，其下连着一个重为12N的物体。平衡时，绳中的张力T=_,例题,2、如图，OA杆粗糙水平放置，OB杆光滑竖直向下,P、Q两环质量均为m,用一不可伸长的轻绳相连处于平衡，当P环向左移一小段仍处平衡时，AO杆对P环的支持力FN和细绳上的拉力FT的变化情况如何？,特殊问题,1、临界状态：,2、实例：,找出问题中的关键词，挖掘隐含条件，巧用极限分析法,斜面的临界条件=tg的灵活运用（1）静止或匀速（2）加速度沿斜面向上（3）加速度沿斜面向下,=tg,tg,tg,综合练习,1、如图，人坐在小车上，用力拉动绳子，使人与车相对静止，共同向右运动，绳与滑轮质量不计，不计滑轮摩擦与地面摩擦，人的质量大于车的质量，则人受到车的摩擦力是（）A、人受到车向右的静摩擦力B、人受到车向左的静摩擦力C、人与车间无摩擦D、无法确定,A,综合练习,2A、B、C三个物体通过线绳、光滑的滑轮连接，处于静止状态如图，C是一箱砂子，砂子和箱的重量都等于G，动滑轮的质量不计。打开箱子下端开口，使砂子均匀流出，经过时间t0流完，下图中哪个图线表示在这过程中，桌面对物体B的摩擦力F随时间的变化关系（）,B,综合练习,3如图所示，两绳等长L，A球固定，平衡时B球向右摆，与A相距为r，试求OB绳拉力F1的大小和库仑力F2的大小之比。,(L:r),综合练习,4如图所示，有倾角=30的粗糙斜面上放