第十二讲二力平衡(8.3)

1、.个 性 化 教 案授课时间： 2011 年 8 月 3 日备课时间： 2011 年 8 月 2 日年级：初三 课时： 2 小时课题：二力平衡学生姓名：冯颖仪教师姓名：田丰教学目标重力的大小和方向；探究滑动摩擦力和接触面粗糙程度、接触面之间压力大小的关系难点重点设计探究实验教学内容一、基础知识讲解重力1、 重力的产生地球上的一切物体都受到地球的吸引作用，重力就是由于地球的吸收而产生的。重力的施力物体是地球。2、重力的大小（1）由G=mg计算,g为重力加速度，通常在地球表面附近，g取9.8m/s2，表示质量是1千克的物体受到的重力是9.8牛顿。（2）由弹簧秤测量：物体静止时弹簧秤的示数为重力大小

2、。3、重力的方向重力的方向总是竖直向下的，即与水平面垂直，不一定指向地心。重力是矢量。4、重力的作用点重心（1）物体的各部分都受重力作用，但从效果看，我们可以认为各部分受到的重力作用都集中于一点，这个点就是重力的作用点，叫做物体的重心。（2）重心跟物体的质量分布、物体的形状有关，重心不一定在物体上。质量分布均匀、形状规则的物体其重心在物体的几何中心上。5、重力和万有引力重力是地球对物体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的向心力，同一物体在地球上不同纬度处的向心力大小不同，但由此引起的重力变化不大，一般情况可近似认为重力等于万有引力，即：mgGMm/R2.另外，除两极和赤

3、道外，重力的方向并不指向地心。重力的大小及方向与物体的运动状态无关，在加速运动的系统中，例如：发生超重和失重的现象时，重力的大小仍是mg。例1：下列关于力的说法中，正确的是（ ）A只有相互接触的两物体之间才会产生力的作用B力是不能离开物体而独立存在的，一个力既有施力物体，又有受力物体C一个物体先对别的物体施加力后才能受到反作用力D物体的施力和受力是同时的弹力1、定义：发生弹性形变的物体，会对跟它接触的物体产生力的作用，这种力叫做弹力。2、产生条件：（1）物体间直接接触；（2）接触处发生形变（挤压或拉伸）。3、方向：与物体形变的方向相反。弹力的受力物体是发生形变的物体，施力物体是引起形变的物体，

4、常见的有如下几种情况：（1）轻绳只能产生拉力，方向沿绳指向绳收缩的方向，如图所示，两细绳OA、OB悬挂一重物，两绳对O点的拉力方向必沿绳指向绳收缩的方向，即T1、T2所示。（2）弹簧产生的压力或拉力方向沿弹簧的轴线，指向弹簧恢复形变的方向。 (3)面与面接触，点与面接触的压力或支持力的方向总垂直于接触面，指向被压或被支持的物体，如图（a）所示，球和杆所受弹力的示意图。 （4）球与面接触的弹力方向，如图（b）所示,在接触点与球心连线上而指向受力物体。（5）球与球接触的弹力方向，垂直于过接触点的公切面而指向受力物体。4、弹力的大小弹力的大小跟形变量的大小有关，形变量越大，弹力也越大。 弹力产生的条

5、件是物体接触且有弹性形变。我们分析和判断物体所受的弹力，首先要看这个物体跟哪几个物体有接触，只有和这个物体直接接触的物体才有可能给它以弹力的作用；然后再看和这个物体接触的那些物体有没有发生弹性形变，只有发生了弹性形变的物体才能产生弹力。但大部分弹性形变不能直接观察，这时判断弹力是否存在常常采用以下一些方法： “假设法”：假设接触处存在弹力，作出物体的受力图，再根据力和运动的关系判断是否存在弹力。如图所示，球A与各接触面是否有弹力存在呢？例1如图所示的各图中，光滑球A和球B之间一定有弹力的是（ ）例2如图所示，滑轮本身的质量忽略不计，滑轮O安装在一根轻木杆上，一根轻绳AC绕过滑轮，A端固定在墙上

6、，且绳保持水平。C端挂一重物，BO与竖直方向= 45，系统保持平衡。若保持滑轮的位置不变，改变角的大小，则滑轮受到细绳的弹力大小变化情况是：A.只有变小，弹力才变大 B只有变大，弹力才变大C不论变小或变大，弹力都变大 D不论如何变化，弹力都不变 摩擦力摩擦力有滑动摩擦力和静摩擦力两种，它们的产生条件和方向判断是相近的。1、产生的条件 （1）相互接触的物体间存在压力； （2）接触面粗糙； （3）接触的物体之间有相对运动（滑动摩擦力）或相对运动的趋势（静摩擦力），这三点缺一不可。 注意：不能绝对地说静止物体受到的摩擦力必是静摩擦力，运动的物体受到的摩擦力必是滑动摩擦力。静摩擦力是保持相对静止的两物

7、体之间的摩擦力，受静摩擦力作用的物体不一定静止。滑动摩擦力是具有相对滑动的两个物体之间的摩擦力，受滑动摩擦力作用的两个物体不一定都滑动。2、方向沿接触面的切线方向（即与引起该摩擦力的弹力的方向垂直），与物体相对运动（或相对运动趋势）的方向相反。例如：静止在斜面上的物体所受静摩擦力的方向沿接触面（斜面）向上：如图所示。注意：相对运动是以相互作用的另一物体为参考系的运动，与以地面为参考系的运动不同，故摩擦力是阻碍物体间的相对运动，其方向不一定与物体的运动方向相反。例如：站在公共汽车上的人，当人随车一起启动（即做加速运动）时，如图所示，受重力G、支持力N、静摩擦力f的作用。当车启动时，人相对于车有向

8、后的运动趋势，车给人向前的静摩擦力作用；此时人随车向前运动，受静摩擦力方向与运动方向相同。3、大小（1）静摩擦力大小不仅跟物体所受的外力有关，还跟物体运动状态有关，在一定限度内，相对运动趋势越强，静摩擦力越大。其大小只能根据物体所处的状态（平衡或加速）由平衡条件或牛顿定律求解。静摩擦力的变化存在一个最大值最大静摩擦力，即物体将要开始相对滑动时摩擦力的大小（最大静摩擦力与正压力成正比）。（2）滑动摩擦力与正压力成正比，即f=N.为动摩擦因数，与接触面的材料和粗糙程度有关；N指接触面的压力，不一定等于重力，把物体的重力与支持面所受的压力当作一对因果关系，认为弹力是由重力产生的，是一个错误的认识。摩

9、擦力方向的判断（1）摩擦力的方向总是跟相对运动或相对运动的趋势方向相反，不能理解成跟运动方向相反。（2）相对运动趋势不如相对运动直观，具有很强的隐蔽性，所以，静摩擦力方向的判断滑动摩擦力方向的判断困难。 常用方法有“假设法”和“反推法”。“假设法”是先假定静摩擦力沿某方向，再分析物体的运动状态是否出现跟已知条件相矛盾的结果，从而对假设方向作出取舍。“反推法”是从研究物体表现出的运动状态这个结果反推它必须具有的条件，再分析组成条件的相关因素中摩擦力所起的作用，就很容易判断出摩擦力的方向了。2、摩擦力大小的计算（1）首先分清摩擦的性质：是静摩擦还是滑动摩擦。（2）滑动摩擦由公式f = N计算，f跟

10、接触面的大小无关，跟运动状态无关。式中动摩擦因数由两接触面的状况决定，跟N无关。计算中最关键的是对相互挤压力N的分析，它跟研究物在垂直于接触面方向的受力的组成密切相关，跟研究物在该方向上的运动状态有关，特别是后者最易被人所忽视。注意N变引起f变的动态关系。（3）对于静摩擦力，首先要区分最大值与非最大值。最大静摩擦力 :它是对应物体将发生相对运动这一临界状态时的摩擦力，只在这一状态下才表现出来，它的数值跟相互挤压力N成正比变化。非最大静摩擦力 ：它的大小、方向都跟产生相对运动趋势的外力密切相关，但跟接触面相互挤压力N无直接关系。因而 有大小、方向的可变性，这是它的特点。对具体问题，要具体分析研究

11、物的运动状态。若为平衡状态， 的大小可由平衡条件建立方程求解；若为动力学状态，可由牛顿定律、功和能、动量等关系建立方程求解，千万不可生搬硬套。例题讲解：例1：如图所示，A、B两物体叠放在水平面上，水平力F作用在A上，使两者一起向右做匀速直线运动，下列判断正确的是（ ）A由于A、B一起做匀速直线运动，故A、B间无摩擦力BA对B的静摩擦力大小为F，方向向右CB对地面的滑动摩擦力的大小为F，方向向右DB物体受到了向右的静摩擦力和向左的滑动摩擦力 例2：如图所示，位于斜面上的物块m在沿斜面向上的力F作用下处于静止状态，则斜面作用于物体的静摩擦力（ ）A 方向可能沿斜面向上B 方向可能沿斜面向下C大小可

12、能等于0D大小可能等于F 同步练习：1、如图，一直角斜槽（两槽间夹角为90）与水平面的倾角为，一横截面为正方形的物块恰能沿此槽匀速下滑。假定两槽面的材料和表面情况相同，试求物块与槽之间的动摩擦因数. 试验设计：1一个物体在另一物体表面上滑动时产生的摩擦，叫做_，滑动摩擦中阻碍物体相对运动的力叫做_。2为了探究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关，小明同学在老师的指导下做了一系列实验，以下是部分实验（实验中保持长木板水平且固定）。第1次：把木块平放在长木板上，用弹簧测力计水平拉木块，做匀速直线运动（如图5.5-2甲），读出弹簧测力计的示数，并记入下表中；第2次：把两相同木块侧放在长木板上，用同样的方法

13、拉木块（如图乙）记下相应的示数；第3次：把两块相同的木块叠在一起平放在长木板上，再用同样的方法拉木块（如图丙），记下相应的示数。实验次数木块对木板的压力/N弹簧测力计的示数/N滑动摩擦力/N14.024.038.0（1）若已知木块质量为2kg，请你帮助小明填全表格内的数据。（2）比较_两次实验数据，可以发现滑动摩擦力的大小与接触面积无关。（3）比较第1，3两次实验数据，可以初步得出的结论是：_。3滑动摩擦力的大小跟物体间接触表面的_以及_有关，表面越_，摩擦力_；_越大，摩擦力越大。作 业一、填空题1、两个接触的物体，当它们做相对运动时，产生的 力，叫磨擦力。摩擦力对物体的相对运动起阻碍作用，

14、所以摩擦力的方向总是 2、摩擦力的大小跟 大小有关 越大，摩擦力越大摩擦力的大小还跟 有关，接触面越 ，摩擦力越大在这个探究实验中，主要用到了物理 的研究方法。3、一人用力沿水平方向向左推着一个质量为50kg的木箱在地面上匀速前进，如果木块受到的摩擦力是200N，则此人的推力为 N，摩擦力的方向 ；4、如图3所示，用力F将质量为1kg的物体压在竖直墙上，F=50N方向垂直于墙，若物体匀速下滑，物体受到的摩擦力是_N，动摩擦因数是_，若物体静止不动，它受到的静摩擦力是_N，方向_(g10N/kg)二、选择题1、关于物体的重心，下列说法不正确的是（ ）A.均匀直棒的重心在棒的中心处B.不均匀物体重

15、心的位置，除跟物体的形状有关，还跟物体的质量分布有关C.对于形状不规则或质量分布不均匀的薄片状物体，可以通过悬挂法找到其重心位置D.重力在物体上的作用点叫重心，所以重心一定在物体上2、关于滑动摩擦力，下列说法正确的是 （ ）A压力越大，滑动摩擦力越大B压力不变，动摩擦因数不变，接触面积越大，滑动摩擦力越大C压力不变，动摩擦因数不变，速度越大，滑动摩擦力越大D动摩擦因数不变，压力越大，滑动摩擦力越大3、置于水平地面上的物体在沿水平方向的拉力作用下，仍处于静止，则物体所受静摩擦力的大小 （ ）A与压力成正比B等于水平拉力C小于滑动摩擦力D在物体上叠放另一物体，该物体受到的静摩擦力不变4、如图1，木

16、块质量为m，跟水平桌面的动摩擦因数为，受水平向右的力F的作用匀速运动，从物体到 边缘开始，到物体下落为止，在此过程中物体保持匀速运动，下列说法正确的是 A推力F因物体悬空部分越来越大而变小B推力F在物体下落前会变为原来的1/2C推力F始终是mgD因接触面变小，动摩擦因数会变大5、关于弹力和摩擦力的关系，下列说法正确的是 A两物体间若有弹力，就一定有摩擦力B两物体间若有摩擦力，就一定有弹力C弹力和摩擦力的方向必互相垂直D当两物体间的弹力消失时，摩擦力仍可存在一段时间6、有一茶杯静止在水平桌面上下列说法正确的是 （ ） A茶杯受到的重力和茶杯对桌面的压力是一对相互作用力B茶杯受到的重力和桌面对茶杯的支持力是一对平衡力C茶杯受到的重力和茶杯对桌面的压力是一对平衡力D茶杯受到的重力与桌面对茶杯