运动与力2-2日常生活中的力精品课件.ppt

1、2006/09,國立苑裡高中 物理科,1,2運動與力,2-2日常生活中的力,2006/09,國立苑裡高中 物理科,2,2-2日常生活中的力,力是什麼？（what） 力的特徵是什麼呢？ 日常生活中有哪些力的現象？（which）,2006/09,國立苑裡高中 物理科,3,一、力的種類,揹書包、提菜籃、搬桌子、抬重物、推購物車，每天生活中處處可見需要使用力的地方，。 【歸納】觀察力的實例發現 大多必須藉接觸，力才能互相傳遞，我們稱此種力為接觸力 兩磁棒的吸引、排斥及摩擦墊板後吸引紙屑 【歸納】觀察力的實例發現 不必經由接觸，即可對另一物體產生影響，我們稱此種力為非接觸力,2006/09,國立苑裡高中

2、 物理科,4,Q1.下列何者為接觸力？,重力 空氣浮力 靜電力 磁力 壓力,2006/09,國立苑裡高中 物理科,5,Q2.下列何者為非接觸力（超距力）？,念力 風力 萬有引力 熱力 反作用力,2006/09,國立苑裡高中 物理科,6,常見的力,接觸力 正向力、摩擦力、浮力、空氣阻力、彈力 非接觸力 萬有引力、靜電力、磁力,2006/09,國立苑裡高中 物理科,7,力的特徵是什麼呢？,大小 方向 作用點,2006/09,國立苑裡高中 物理科,8,Q3. 哪一個現象無法告訴你，物體受到力的作用？,伽利略號快速的遠離太陽系而去 亞特蘭提斯號由地面飛入太空 彎彎的樹枝上掛著碩大的水蜜桃 把圓的皮球變

3、成橢球 氣球放手就往天空飛去,2006/09,國立苑裡高中 物理科,9,Q4.以下物體受力作用後的現象相同？2.亞特蘭提斯號由地面飛入太空3.彎彎的樹枝上掛著碩大的水蜜桃4.把圓的皮球變成橢球5.氣球放手就往天空飛去,2、3 3、4 4、5 5、3,2006/09,國立苑裡高中 物理科,10,如何由外在現象判斷物體受力呢？,運動狀態改變 形狀改變,2006/09,國立苑裡高中 物理科,11,Q5.在外太空下列運動狀態改變時，不一定表示太空梭受力的作用,太空梭位置改變 太空梭速度改變 太空梭加速度改變,2006/09,國立苑裡高中 物理科,12,Q6.雨滴落至地面前會達到終端速度，並以此速度等速

4、落至地面，下列敘述何者有誤？,落地前雨滴受向下重力 落地前雨滴受向上空氣阻力 落地前雨滴所受合力為零 落地前雨滴的加速度大小為零 落地前雨滴的加速度大小為9.8m/s2,2006/09,國立苑裡高中 物理科,13,Q.運動狀態改變所指的是哪些物理量的改變呢？,速度的改變（大小或方向 ） 作用力向量和的效果（可以是兩個以上的力）,2006/09,國立苑裡高中 物理科,14,在月球表面上，蘋果自由（無阻）落下,這是何種運動？ 自由落體運動 等加速度運動 等加速度運動表示速度變化量不為零 蘋果所受作用力和不為零 僅受向下、向月心的作用力 重力【萬有引力】,2006/09,國立苑裡高中 物理科,15,

5、二、重力及其應用,牛頓指出地球表面的物體所受的重力，與此物體的質量成正比，也與此物質量所受傾向地球的加速度成正比 W m & W g,（2.7）,2006/09,國立苑裡高中 物理科,16,若定義單位： （2.8） 則重力或重量單位可為公斤重或牛頓，且1kgw9.8N,力的單位,2006/09,國立苑裡高中 物理科,17,重力（萬有引力定律）,牛頓的研究 宇宙間，質量為m1、m2的任兩物體間的吸引力，與兩物的質量乘積成正比，與兩物間距離平方成反比,2006/09,國立苑裡高中 物理科,18,重力（萬有引力）,重力大小與物體和地球中心的距離有關，物體愈遠離地心，則值愈小，其所受的重力將愈弱。此物

6、體所受的重力大小，稱之為重量（weight） 在地球赤道上所測得之重力加速度值約為g=9.8m/s2，質量為1公斤的物體，在此處所受之重力稱為1公斤重,2006/09,國立苑裡高中 物理科,19,Q7.物體m2所受重力的方向？,上 下 左 右,2006/09,國立苑裡高中 物理科,20,Q8.物體m1所受重力的方向？,上 下 左 右,2006/09,國立苑裡高中 物理科,21,Q9.根據萬有引力定律，請問下列數學關係何者有誤？,FG m1m2 FG m1m2r -2 FG r2 FG r -2,2006/09,國立苑裡高中 物理科,22,Q10.根據萬有引力定律及重力，若地球質量為m2，請問下

7、列有關g值的數學敘述何者正確？,gm1 gm2 gr gr2 gr -1,2006/09,國立苑裡高中 物理科,23,Q11.下列何者不是作用力？,大氣壓力 浮力 重力 磁力,2006/09,國立苑裡高中 物理科,24,Q.為什麼【壓力】不是一種力呢？,鉛筆速度v=0 所受合力為零 左手指推力=右手指推力 左右指端感覺不一樣 推力相等 接觸面積不等,左手指推力,右手指推力,鉛筆重力,2006/09,國立苑裡高中 物理科,25,Q12.壓力P的定義的數學關係何者錯誤？,PF PA PA-1,2006/09,國立苑裡高中 物理科,26,壓力P的定義,P=F/A 大氣壓力 地球的吸引力除了會使重物下

8、落外，也可使地球附近的空氣粒子受到吸引，圍繞在地球四周不會散失在太空中，而形成大氣層或氣團（圖2-15）。 在1平方公分的面積中，大氣壓約可以提供1公斤重的力於其上。 由於大氣壓力是因空氣粒子撞擊物體表面所形成的效果，故大氣壓力可作用在任何表面上，而不必一定是指向下或向上。,2006/09,國立苑裡高中 物理科,27,托里切利 實驗,西元1644年，托里切利（Evangelista Torricelli , 16081647，義大利人）製成了第一支的水銀壓力計，並發現水銀柱的高度恆為76公分。 （水銀密度為水的13.6倍）大約是水壓力計10公尺的水柱高度。,圖2-16不論水銀上方空間的大小是否

9、一樣，只要管柱上方為真空，在0C、緯度45C海平面上的大氣中，水銀柱均為76公分高。,2006/09,國立苑裡高中 物理科,28,圖2-17大氣壓力可支持h高的水銀柱重量,大氣壓力,可支撐76公分的水銀柱重量的大氣壓力等於,與h代表水銀重量密度與水銀柱高,2006/09,國立苑裡高中 物理科,29,Q13.塑膠吸盤，受到1大氣壓力而能緊貼在壁上，若吸盤面積約10cm2，則須多大的力可將吸盤拔起？,10gw 100gw 1000gw 10000gw,圖2-18塑膠吸盤，受到大氣壓力而能緊貼在壁上。,2006/09,國立苑裡高中 物理科,30,圖2-22人造衛星不需任何動力，即可穩定地繞著地球運轉

10、。,月球與人造衛星,力在何處 運動方向 兩者關係,圖2-21月球繞地球運轉與蘋果落地運動均來自於地球的吸引力（示意圖）,2006/09,國立苑裡高中 物理科,31,圖2-20向心力造成物體作圓周運動,圓周運動,向心力（Centripetal force） 改變運動速度方向 不改變運動速度大小 等速率圓周運動,2006/09,國立苑裡高中 物理科,32,Q13-1.雨滴飛離旋轉中的雨傘，其軌跡為下列虛線所示，何者正確？,2006/09,國立苑裡高中 物理科,33,三、彈力,橡皮筋或擴胸器受力後，都會被伸展開，而改變其長度。 這種彈簧欲恢復到原來狀態的作用力，稱之為彈力或恢復力。 由圖中發現彈簧伸

11、長量與重量或重力成正比,圖2-24虎克定律：物體所受彈力（恢復力）與位移方向相反，且成正比。,2006/09,國立苑裡高中 物理科,34,虎克定律,WL或WkL 是物理學發展上最早以數學式來描述力作用的關係 其中L代表彈簧伸長量 比例常數k稱為彈簧力常數,2006/09,國立苑裡高中 物理科,35,利用彈簧來測量力的大小,彈簧下方因懸掛重物，造成彈簧變形伸長，使得彈簧產生向上的恢復力。當物體靜止時，因所受合力為零，則 物體受彈簧向上的恢復力（F） 物體受地球向下的重力（W） （2.11）,圖2-25物體同時受到地球的重力與彈簧的恢復力，且兩者互相平衡。,2006/09,國立苑裡高中 物理科,3

12、6,Q13-2.如果縱座標表示彈簧長度L，橫座標表示彈力F，且向上為正，則下列圖形何者正確呢？,2006/09,國立苑裡高中 物理科,37,四、摩擦力,一個非常光滑的平面，在顯微鏡底下，它仍然是凹凸不平的（圖2-28）。因此在其上置一重物，兩者之間在接觸處，仍然會很不規則地糾纏在一起。若要讓重物在地上移動，必須要施加外力，來克服此種因表面粗糙而永遠存在的阻力，這種阻力稱為摩擦力（fricitional force）。,圖2-28在顯微鏡底下一光滑平面的粗糙情形,使物體移動前，所存在之最大摩擦力，稱為最大靜摩擦力，以fs（max）來表示。,2006/09,國立苑裡高中 物理科,38,Q14.重1

13、00N的講桌靜置於水平的地板上，則此時講桌受合力有多大？,0 N 10 N 90 N 100 N 110 N,2006/09,國立苑裡高中 物理科,39,Q15.重100N的講桌置於水平的地板上，當以10N的力推講桌，講桌完全不會移動，則此時講桌受合力有多大？,0 N 10 N 90 N 100 N 110 N,2006/09,國立苑裡高中 物理科,40,Q16.重100N的講桌置於水平的地板上，當以10N的力推講桌，講桌完全不會移動，則此時講桌受摩擦力有多大？,0 N 10 N 90 N 100 N 110 N,2006/09,國立苑裡高中 物理科,41,Q17.重100N的講桌置於水平的地

14、板上，當以200N的力推講桌，講桌完全不會移動，則此時講桌受摩擦力有多大？,0 N 100 N 200 N 300 N 400 N,2006/09,國立苑裡高中 物理科,42,Q18.有一長方體如右圖，重30N，三邊分別為10cm、20cm、30cm，且6個面的表面性質完全相同，請問此長方體以那一面著地時，具有最大靜摩擦力？,A面 B面 C面 沒有差別,2006/09,國立苑裡高中 物理科,43,靜摩擦力fs與那些物理量有關？,fs Fext （外力）且 fs = Fext,fs,Fext,2006/09,國立苑裡高中 物理科,44,最大靜摩擦力fs（max）與那些因素（物理量）有關？ 【1】

15、,接觸面特性：s靜摩擦係數 fs（max） s,2006/09,國立苑裡高中 物理科,45,Q19.最大靜摩擦力fs（max）與物體重量有關 fs（max） = s W？ 【2】,是 否,Fext,2006/09,國立苑裡高中 物理科,46,最大靜摩擦力fs（max）與物體重量關係,對物體給予一個稍微垂直向上的拉力L，則物體與接觸面的緊密程度將會降低，所對應的最大靜摩擦力也會減少。 顯然此時最大靜摩擦力並不會與物體重量W成正比，而會與重量及向上拉力之差WL成正比（圖2-31）,圖2-31靜止物體重量W，受一垂直向上拉力L，及正向力N之力圖。,2006/09,國立苑裡高中 物理科,47,正向力（

16、normal force）,方向永遠沿著與接觸面垂直的法線方向 作用在物體上,圖2-31靜止物體重量W，受一垂直向上拉力L，及正向力N之力圖。,2006/09,國立苑裡高中 物理科,48,最大靜摩擦力fs（max）的正確形式,fs（max） = s N 靜摩擦係數s之值是由實驗測量來決定 正向力N,2006/09,國立苑裡高中 物理科,49,動摩擦力 fk,物體開始移動，摩擦力（稱為動摩擦力）依然存在 其大小維持定值 方向與運動方向相反 且與水平外力、物體移動速度等皆無關 動摩擦力與正向力N及動摩擦係數k成正比 動摩擦力 fk = k N 動摩擦係數k之值是由實驗測量來決定 正向力N,2006/09,國立苑裡高中 物理科,50,摩擦力與外力的關係,靜止,移動,2006/09,國立苑裡高中 物理科,51,Q20.重100N的講桌置於水平的地板上，如果接觸面的靜摩擦係數為0.5，動摩擦係數為0.3，當以10N的力