初中力学分析.ppt

1、初 中 力 学 分 析,大连海事大学附属学校 吴志坚,（一）力、物体的平衡 （二）密度与浮力 （三）压强 （四）机械与人,一、力、物体的平衡,（一）正确理解力的概念 在物理学中，力是物体对物体的作用。要正确的理解力的概念要注意力所具有的下列几个特点。 1、力的物质性。力不能离开物体而单独存在。孤立的物体不存在力的作用。 2、力是一种作用。有了足够的物体，并不一定会有力，必须还得有诸如：推、拉、提、压、吸引、排斥、摩擦等作用，才会有力。 3、物体间力的作用是相互的。,（二）摩擦力 互相接触的两个物体，当它们要发生或已经发生相对运动时，就会在接触面上产生一种阻碍相对运动的力。这种力就叫做摩擦力。

2、产生摩擦力的条件是：两物体直接接触；接触面不光滑；有正压力；有相对运动或相对运动趋势。,（1）滑动摩擦力：一个物体在另一个物体表面上滑动时所受到的阻碍物体相对运动的力，叫做滑动摩擦力。 滑动摩擦力的大小与接触面间的压力大小、接触面的粗糙程度有关。 滑动摩擦力的方向与两物体相对运动方向相反，而不是与物体的运动方向相反。 所谓相对运动就是研究对象相对于它的接触物有位置变化。,如果v1 = v2 ，A、B无相对运动，它们之间肯定没有滑动摩擦力。 如果v1 v2 ，以B为参照物，A相对B向右运动，则A受到的B所施加的滑动摩擦力方向与其相对运动方向相反，向左。根据力的作用是相互的，则A对B的滑动摩擦力方

3、向向右。 同理，如果v1 v2 ，B受到的A所施加的滑动摩擦力方向向左。B对A的滑动摩擦力方向向右。,由分析可知当v1 v2 ，物体A、B的运动方向相同，但受到的滑动摩擦力的方向却是相反的，这就说明滑动摩擦力是阻碍物体相对运动，而不是阻碍物体运动的。滑动摩擦力可能是阻力，也可能是动力。要视具体的情况而定。 滑动摩擦力的作用点作用在物体的接触面上。,（2）静摩擦力：互相接触的物体之间有相对的运动趋势，但又能保持相对静止，此时在接触面上产生的摩擦力我们称之为静摩擦力。 静摩擦力的大小 静摩擦力在达到最大值以前，总是跟外力大小相等，方向相反。可以是零到最大静摩擦力之间的任意数值。,静摩擦力的方向与物

4、体间相对运动趋势相反。 所谓相对运动趋势，是指假设接触面是光滑的，研究对象将发生相对运动的去向。,物体A静止在斜面上,物体A、B叠放在水平地面上，水平力F作用在A上，使两者一起向右做匀速直线运动。,（3）滚动摩擦：滚动摩擦的产生是由圆轮和平面接触的形变引起的。 在中学阶段，不研究滚动摩擦，我们只需知道：在相同条件下，滚动摩擦比滑动摩擦小得多。 因此减小摩擦的一种重要方法就是用滚动摩擦代替滑动摩擦。,（三）对惯性的理解 物体的惯性表现为“阻碍”物体运动状态的变化。惯性是反映物体运动状态改变的难易程度的物理量。它具有以下的几个特点： 1、一切物体在任何情况下都具有惯性。惯性是物体本身所固有的一种属

5、性 2、惯性不是力 3、物体的质量是决定物体惯性大小唯一因素,（四）力与运动的关系,力是改变物体运动状态的原因，而物体具有的惯性则是维持物体运动状态的原因。,（五）如何进行受力分析,一、确定研究对象，只分析研究对象受到的其他物体给它的力。 二、受力分析的一般顺序为：先分析重力；其次是弹力；第三个力是摩擦力。第四再观察物体是否还受到拉力或牵引力之类的外力。 三、对有些不太容易判断是否存在力的作用的情况，还要注意分析每一个力是否都有施力物体，分析物体受力是否与其运动状态相符合，注意力的作用是相互的。,六、本章研究问题的主要方法,1、科学归纳法：通过对各种不同的现象进行观察、比较、分析，找出它们的相

6、关性和共性，进行概括、归纳的方法。本章中对力的定义用的就是这种方法。 2、建立模型：为了便于人们的理解和交流，人们用一些直观、形象的图样或模型表示一些抽象、较难理解的概念。如力的示意图。,3、控制变量法：研究问题时，物理量可能与很多因素有关，在进行探究时，必须控制某些因素不变，只研究某一个因素的变化对物理量的影响。这样才可能判断这个物理量与这个因素的关系。否则，几个因素同时变化，就无法确定物理量的变化究竟是哪个因素的变化引起的。这种方法就叫做控制变量法。 探究滑动摩擦力的大小与那些因素有关就采用了这种方法。,4、理想实验法：以科学实验为基础、以逻辑推理为根据、在思想中塑造虚拟的实验，是揭示客观

7、过程或现象的本质联系和规律的一种科学认识方法。 伽利略的斜面小车的理想实验，推翻了延续2000多年的亚里士多德从狭隘生活经验片面总结出来的错误论断。 5、等效思维法：在效果相同的条件下，将较复杂、困难、陌生或无法解决的研究课题，利用已知的、熟悉的生活经历或实验事实去考虑、探究。常用的方法有：类比、迁移、变换等。 同一直线上二力的合成就运用了这种方法。,【例1】 用弹簧测力计沿水平方向拉着一个木块在水平木板上做匀速直线运动时，弹簧测力计的示数为10 N，则此时木块所受到的合力为_N；若将拉力增大，当弹簧测力计的示数为18N时，木块受到的滑动摩擦力的大小为_N。,【分析】木块做匀速直线运动时，处于

8、平衡状态。物体处于平衡状态时，所受到的合外力为零。此时物体与地面间的摩擦为滑动摩擦力，它的大小只与接触面间的压力和粗糙程度有关，与外力、速度大小变化无关。即滑动摩擦力大小不变。 所以答案应为0，10。,【例2】如图所示：物体A随水 平传送带一起向右做匀速直线 运动。（不考虑空气阻力） 则在此过程中物体 （ ） A只受到重力和支持力的作用 B受到水平向右的摩擦力的作用 C受到水平向右的惯力的作用 D所受到的合外力为零,如果存在摩擦力，向哪个方向呢？哪个力与它平衡呢？施力物体又是什么呢？ 答案：A、D,【例3】普通的自行车，前轮是从 动轮，后轮是主动轮（骑车人踩 脚踏板，由齿轮和链条带动后轮 转动

9、）。自行车行使时，车轮与 地面间只滚动而不滑动。当自行车在水平地面上由于人踩脚踏板而向前运动时，前轮受到的摩擦力F1与后轮受到的摩擦力F2，下列关于这两个摩擦力的方向判断正确的是 （ ） AF1与F2的方向均与车运动的方向相反 BF1与F2的方向均与车运动的方向相同 CF1与车运动的方向相反，F2与车运动的方向相同 DF1与车运动的方向相同，F2与车运动的方向相反,在某一时刻，后轮（主动轮）在转动时，相对地面接触点为A，因为车轮不会在地面上滑动，因此此时A与地面保持相对静止，但A因为链条的作用有向后的运动趋势，所以后轮与地面之间的摩擦为静摩擦力，且F2的方向是向前的；前轮（从动轮）受到后轮的驱

10、使，在接触点B处有向前滑动的趋势，因此它受到的摩擦力F1 是向后的。选项C正确。,【例4】一个物体在水平向右拉力F的作用下，在光滑的水平面上向右运动，在拉力F逐渐减小的过程当中，物体的运动速度将_。 （选填“变大”、“变小”或“不变”）,【分析】 物体受非平衡力作用时，物体的运动状态就会发生改变，也就是物体会具有加速度。而且物体的加速度方向总是与它受到的合外力方向一致。 物体在光滑的水平面上运动时，地面没有摩擦力。物体受到合外力就是水平向右的力F，因此物体向右做加速运动。当外力F逐渐减小时，由于摩擦力为零，因此物体受到的合外力仍向右，也就是物体还具有向右的加速度，物体的运动速度一直是变大的。

11、所以答案为“变大”。,【例5】如图所示，A、B、C三物体叠放在水平地面上且向右做匀速直线运动。物体B受到水平向右的5N的力的作用，物体C受到水平向左的3N的力的作用。求：A、B、C三物体之间以及C物体与地面间的摩擦力的大小。（不计空气阻力）,分析：一、隔离法:所谓隔离法就是将要研究的物体与其他物体分隔开，对此物体进行受力分析。,法二、整体法：几个物体连接在一起，可以将这些物体作为一个整体来研究，这种方法叫整体法。,【例6】小明在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验中，猜想滑动摩擦力的大小可能还与物体间接触面积的大小有关。请你设计一个实验方案，探究“滑动摩擦力的大小与物体间接触面积的大小

12、是否有关”。 实验器材提供如下：实验桌、弹簧测力计、水平的长木板、一个斜面、各面粗糙程度相同的正方体木块、各面粗糙程度不同的正方体木块、各面粗糙程度相同的长方体木块、各面粗糙程度不同的长方体木块。 （1）从给定的器材中选出你需要的器材。 （2）写出主要的实验步骤及所测的物理量。 （3）根据可能出现的实验现象，得出相应的探究结论。,分析：本题考查的是同学们对“控制变量法” 的理解与应用。在这道题当中，我们要研究滑动摩擦力与接触面大小是否有关，我们就只能让接触面的大小发生变化，而物体间的压力的大小、接触面的粗糙程度等因素必须保持不变。所以在给定的器材当中，有着不同面积，但粗糙程度相同的长方体木块就是我们唯一的选择了。 另外对于本实验还要注意实验过程中的限制条件：用弹簧测力计水平的拉动木块，且让木块在水平方向做匀速直线运动。,（1）选用的器材：实验桌、弹簧测力计、水平的长木板、各面粗糙程度相同的长方体木块。 （2）实验步骤： 将选定的木块平放在水平的长木板上，用弹簧