重力弹力摩擦力复习.ppt

第一 讲 重力 弹力 摩擦力 一、力 1力的概念：物体与物体之间的 _作用 2力的性质 (1)物质性：力不能脱离 _而独立存在没有 “施力物体”或“受力物体”的力是 _的 (2)相互性：力的作用是 _的施力 (受力 )物体 同时也是受力 (施力 )物体 (3)矢量性：力是矢量，既有 _，又有 _ (4)独立性：一个力作用于某个物体上产生的效果， 与这个物体是否受到其他力的作用 _ 基础知识梳理 相互 物体 不存在 相互 大小 方向 无关 3 力的作用效果 两个效果 使物体发生 _ . 改变物体的 _ _ _ . 形变 运动状态 5力的图示和示意图 (1)力的图示：包含力的 _、 _、 _ 三个要素 (2)力的示意图：受力分析时，作出的表示物体 受到某一力的有向线段 大小 方向 作用点 4.力的三要素：包含力的 _、 _、 _. 标度 刻度 箭头 二、重力 1产生：由于地球的吸引而使物体受到的力 2大小： G mg. 3方向：总是 _ 4重心：因为物体各部分都受重力的作用，从效 果上看，可以认为各部分受到的重力作用集中于一 点，这一点叫做物体的重心 【 注意 】 ： (1)重力的方向总是与当地的水平面垂直，不同地方 水平面不同，其垂直水平面向下的方向也就不同 (2)重力的方向不一定指向地心 (3)并不是只有重心处才受到重力的作用 竖直向下 【 思考感悟 】 重心的位置与哪些因素有关？ 提示： 与质量分布和物体的形状有关 【 归纳总结 】 重心往往偏向质量分 布较多的一侧 ， 只有形状规则 且 质量 分布均匀的物体 ， 重心才是它的几何 中心 。 三、弹力 1定义：发生弹性形变的物体由于要 _， 对与它接触的物体产生力的作用 2产生的条件 (1)两物体 _； (2)发生 _ 恢复原状 相互接触 弹性形变 3方向： 与物体形变方向 _ 4大小 (1)弹簧类弹力在弹性限度内遵从胡克定律，其公式 为 F kx； (2)非弹簧类弹力大小应由 _或动力学规律 求得 相反 平衡条件 四、摩擦力 1产生：相互接触且发生形变的粗糙物体间，有 _ 或 _时，在接触面上所受的阻碍 _或 _的力 2产生条件：接触面 _；接触面间有弹力；物体间有 _或 _ 相对运动 相对运动趋势 相对运动 相对运动趋势 粗糙 相对运动 相对运动趋势 3 大小：滑动摩擦力 F f _ ，静摩擦力： 0 F f F f m a x . FN 4方向：与相对运动或相对运动趋势方向 _ 相反 【 注意 】 ： (1)摩擦力阻碍的是物体间的相对运动或相对运动趋 势，但不一定阻碍物体的运动 (2)受静摩擦力作用的物体不一定静止，受滑动摩擦 力作用的物体不一定运动 (3)接触面处有摩擦力时一定有弹力，且弹力与摩擦 力方向总垂直，反之不一定成立 1.弹力的有无及方向的判断方法 (1)弹力有无的判断方法 根据弹力产生的条件直接判断 （形变较明显） 根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹力 利用假设法判断 （形变不明显） 对形变不明显的情况，可假设两个物体间弹力不存在，即把 与我们所研究的物体相接触的其他物体去掉，看物体还能否 保持原有的状态，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 根据“物体的运动状态”分析 （形变不明显） 由状态分析弹力，使物体的受力必须与物体的运动状态符合， 依据物体的运动状态，由物体受力平衡 (或牛顿第二定律 )列 方程来判断物体间的弹力是否存在 【 疑难点分析归纳 】 （ 2）弹力的方向的判断方法 弹力的方向与物体形变的方向相反，具体情况有以下几种： 弹力 弹力的方向 弹簧两端的 弹力 与弹簧中心轴线相重合，指向弹簧恢复原状的 方向 轻绳的弹力 沿绳指向绳收缩的方向 平 面与 平 面 间 的弹力 垂直于接触面指向受力物体 点与面接触 的弹力 过接触点垂直于接触面 (或接触面的切面 )而指 向受力物体 球与面接触 的弹力 在接触点与球心的连线上，指向受力物体 球与球接触 的弹力 垂直于过接触点的公切面，而指向受力物体 杆的弹力 可能沿杆，也可能不沿杆，应具体情况具体分 析 由物体的运动状态判断 （形变不明显） 物体的受力必须与物体的运动状态相符合可根 据物体的运动状态，先假设一个弹力的方向，由 共点力的平衡条件或牛顿第二定律列方程，求出 弹力若所得结果为正值，其方向与假设方向相 同，如果为负值，其方向与假设方向相反 【 注意 】 ： (1)绳对物体只能产生拉力，不能产生推力，且绳子 弹力的方向一定沿着绳子并指向绳子收缩的方向， 这是由绳子本身的特点决定的 (2)杆既可以产生拉力，也可以产生推力，弹力的方 向 可以沿杆，也可以不沿杆 ，这是杆和绳两种模型 的最大区别 【 即时应用 】 1.如图 2 1 1所示，小车内有一固定光滑斜面，一个小球 通过细绳与车顶相连，细绳始终保持竖直关于小球的受力 情况，下列说法正确的是 ( ) 图 2 1 1 A若小车静止，绳对小球的拉力可能为零 B若小车静止，斜面对小球的支持力一定为零 C若小车向右运动，小球可能受三个力的作用 D若小车向左运动，小球可能受三个力的作用 BCD 2.如图 2 1 5所示，小车上固定着一根弯成 角 的曲杆，杆的另一端固定着一个质量为 m的球试 分析下列情况下杆对球的弹力的大小和方向 : (1)小车静止； (2)小车以加速度 a水平向右加速运动 图 2 1 5 【 思路点拨 】 解答本题时应注意以下三点： (1)杆对小球的弹力方向不一定沿杆； (2)小车静止时，由平衡条件可以求解弹力的大小 和方向； (3)小车加速运动时，可由牛顿第二定律求解弹力 的大小和方向 【 解析 】 (1)小车静止时，球处于平衡状态，由平衡条件可 求： F1 mg，方向竖直向上 (2)当小车以加速度 a向右匀加速运动时，小球的加 速度也为 a，设杆对球的弹力为 F2，与竖直方向的 夹角为 ，如图 2 1 6所示，则有： 图 2 1 6 F 2 c os mg F 2 s i n ma 可解得： F 2 ma 2 mg 2 m a 2 g 2 tan a g . 3.如图 2 1 7所示，原长分别为 L1和 L2，劲度系 数分别为 k1和 k2的轻质弹簧竖直悬挂在天花板上， 两弹簧之间有一质量为 m1的物体，最下端挂着质量 为 m2的另一物体，整个装置处于静止状态 求： (1)这时两弹簧的总长 (2)若用一个质量为 M的平板把下面的物体竖 直缓慢地向上托起，直到两弹簧的总长度等 于两弹簧的原长之和，求这时平板受到下面 物体 m2的压力 图 2 1 7 【解析】 (1) 设上面弹簧受到的弹力为 F 1 ，伸 长 量为 x 1 ，下面弹簧受到的弹力为 F 2 ，伸长量为 x 2 ， 由物体的平衡及胡克定律有 F 1 ( m 1 m 2 ) g x 1 m 1 m 2 g k 1 F 2 m 2 g ， x 2 m 2 g k 2 所以总长为 L L 1 L 2 x 1 x 2 L 1 L 2 m 1 m 2 g k 1 m 2 g k 2 . (2) 要使两个弹簧的总长度等于两弹簧原长之和， 必须是上面弹簧伸长 x ，下面弹簧缩短 x . 对 m 2 ： F N k 2 x m 2 g 对 m 1 ： m 1 g k 1 x k 2 x F N m 2 g k 2 k 1 k 2 m 1 g . 2.摩擦力的有无及方向的判断方法 （ 1）假设法：即假设接触面光滑，看物体是否会 发生相对运动 若发生相对运动，则说明物体原来虽相对静止却 有相对运动的趋势且假设接触面光滑后物体发生 相对运动的方向即为原来相对运动趋势的方向，从 而确定静摩擦力的方向 若没有发生相对运动，则说明没有静摩擦力 （ 2）根据物体的运动状态用平衡条件或牛顿定律 来计算大小用牛顿第二定律判断，关键是先判断 物体的运动状态 (即加速度方向 )，再利用牛顿第二 定律 (F ma)确定合力的方向，然后由受力分析判 断静摩擦力方向 3.摩擦力大小的计算 （ 1）静摩擦力大小的计算 物体处于平衡状态时 (静止或匀速 )，利用力的 平衡条件来判断其大小 物体有加速度时，若只有摩擦力，则 Ff ma， 例如匀速转动的圆盘上物块靠摩擦力提供向心力 产生向心加速度；若除摩擦力外，物体还受其他 力，则 F合 ma，先求合力再求摩擦力 （ 2）滑动摩擦力的计算 滑动摩擦力的大小用公式 Ff FN来计算 根据物体的运动状态判断：若物体处于平衡状态， 利用平衡条件求解；若物体有加速度，利用牛顿第 二定律和受力分析结合起来求解 【 即时应用 】 4.如图 2 1 3所示，斜面固定在地面上，倾角 37 (sin37 0.6， cos37 0.8)，质量为 1 kg的滑块，以一定的初速 度沿斜面向下滑，斜面足够长，滑块与斜面间的动摩擦因数 为 0.8.该滑块所受摩擦力 Ff随时间变化的图象是图 2 1 4中 的 (取初速度方向为正方向， g 10 m/s2)( ) 图 2 1 3 图 2 1 4 解析： 选 A.由于 mgsin37 mgcos37 ，滑块减速下滑， 因斜面足够长，故滑块最终一定静止在斜面上，开始阶段 Ff 滑 mgcos37 6.4 N，方向沿斜面向上，静止在斜面上 时， Ff静 mgsin37 6 N，方向沿斜面向上，由于取初速 度方向为正方向，故图象 A正确， B、 C、 D均错误 5.如图 2 1 9所示，斜面为长方形的斜面体倾角为 37 ， 其长为 0.8 m，宽为 0.6 m一重为 20 N的木块原先在斜面 体上部，当对它施加平行于 AB边的恒力 F时，刚好使木块沿 对角线 AC匀速下滑，求木块与斜面间的动摩擦因数 和恒力 F的大小 图 2 1 9 【 思路点拨 】 解答本题时应注意以下几点： (1)木块受到的摩擦力的方向； (2)滑动摩擦力 Ff FN中 FN的大小； (3)斜面方向上木块所受合力为零 图 2 1 10 F mg s i n 37 tan 20 0 . 6 0. 6 0. 8 N 9 N ( 3 分 ) 物体受到的滑动摩擦力为 F f mg s i n 37 2 F 2 1 5 N ( 4 分 ) 由滑动摩擦公式得 F f F N F f mg c os 37 15 16 . ( 3 分 ) 解析： 画出木块在斜面内的受力图，如图 2 1 10所示，由 于木块沿斜面向下做匀速直线运动，由平衡条件可知，重力 沿斜面向下的分力 mgsin37 与水平推力 F的合力与木块受到 的滑动摩擦力为一对平衡力，由几何关系可得 作业布置： 1、结合 锁定高考 复习本节课回顾的 知识点； 2、完成配套的达标训练本节对应练习， 巩固复习内容；