《力物体的平衡》PPT课件

第 二 章 力 、 物 体 的 平 衡北 京 市 第 五 中 学 一 、 知 识 框 架物体的平衡 力 的 概 念力 的 运 算 （ 牛 顿 第 三 定 律 ） 合 成 法重 力 、 弹 力 、 摩 擦 力 、电 场 力 、 磁 场 力 等正 交 分 解 法平 衡 状 态 有 固 定 转 动 轴 的 平 衡受 力 分 析 不 研 究力 的 分 类共 点 力 的 平 衡力 的 平 行 四 边 形 定 则 二 、 力 的 概 念1、 力 ： 力 是 物 体 间 的 相 互 作 用 。 特 点 ： 力 离 不 开 施 力 物 体 和 受 力 物 体 。 力 总 是 成 对 出 现 。 力 的 位 移 积 累 效 果 是使 物 体 动 能 变 化 力 的 瞬 时 效 果 是 产 生 加 速 度 。 力 的 时 间 积 累 效 果 是 使 物体 的 动 量 变 化 。 力 的 效 果 ： 使 物 体 发 生 形 变 。 maF 合 ptF 合 kEW 合 二 、 力 的 概 念 力 的 单 位 ： 牛 顿 、 N ， 1N=1kgm/s2 力 的 测 量 ： 测 力 计 、 弹 簧 秤 力 的 表 示 ： 力 的 图 示 ： 用 一 根 带 箭 头 的 线 段 表 示 力 的 大小 、 方 向 、 作 用 点 。 力 的 示 意 图 ： 用 一 根 带 箭 头 的 线 段 表 示 力 的方 向 和 作 用 点 。 力 的 分类 ： 力 按 性质 分 ： 重 力 、 弹 力 、 摩 擦 力 、 电场 力 、 磁 场 力 等 二 、 力 的 概 念 力 的 分 类 ： 动 力 、 阻 力 、 合 力 、 分 力 、拉 力 、 压 力 等 力 按 效 果 分 ： 力 按 是 否 接 触 分 ： 接 触 力 ： 弹 力 、 摩 擦 力非 接 触 力 ： 重 力 、 电 场 力 、磁 场 力 二 、 力 的 概 念2、 重 力 重 力 的 产 生 ： 由 于 地 球 的 吸 引 而 产 生 。 重 力 的 大 小 ： G=mg。 重 力 的 本 质 是 物 体 和 地 球 间 的 万 有 引 力 。 在 地 球 表 面 附 近 ， g=9.8m/s2 严 格 地 看 ： 从 赤 道 到 北 极 ， 重 力 加 速 度 增 大 。离 地 面 越 高 的 地 方 ， g越 小 。 2/RGMg 重 力 加 速 度 的 决 定 式 ： 二 、 力 的 概 念2、 重 力 重 力 的 方 向 ： 竖 直 向 下基 本 上 都 是 指 向 地 心 的 重 心 ： 重 力 的 作 用 点物 体 的 各 部 分都 受 重 力 物 体 上 某 一 点受 重 力等 效 重心 二 、 力 的 概 念3、 弹 力 弹 力 的 产 生 条 件 ： 直 接 接 触 、 弹 性 形 变 。非 弹 簧 类 ： 应 用 平 衡 条 件 或 动 力 学 规 律 求 解 。 弹 力 的 大 小 ： 公 式 的 使 用 条 件 ： 弹 簧 在 弹 性 限 度 内 。弹 簧 类 ： F=Kx 分 清 ： 原 长 、 形 变 量 、 伸 长 量 、 压 缩 量 、弹 簧 的 长 度 。 K是 弹 簧 的 劲 度 系 数 ， 由 弹 簧 本 身 决 定 。 二 、 力 的 概 念3、 弹 力 弹 力 的 方 向 ： 物 体 受 弹 力 的 方 向 与 自 身 形 变 的方 向 相 同 。 有 接 触 面 ： 面 与 面 接 触点 与 面 接 触点 与 点 接 触均 与 切 面 垂 直F 1f1 F2f2 f3F3 F5 F7f7F6 F4弹 力 方 向 过 球 心 二 、 力 的 概 念3、 弹 力强 调 ： 同 一 根 轻 绳 上 各 处 拉 力 等 大 。 绳 对 物 体 的 拉 力 ： 沿 绳 指 向 收 缩 方 向 。 弹 簧 对 物 体 的 弹 力 的 方 向 : 压 缩 状 态 F1F2 伸 长 状 态F 2 F1强 调 ： 同 一 轻 弹 簧 上 两端 的 力 等 大 ；弹 簧 上 的 力 不 能 突变 。 二 、 力 的 概 念3、 弹 力例 如 ： 轻 杆 对 固 定 其 端 物 体 的 弹 力 ： 不 一 定 沿 杆 ，可 以 向 任 意 方 向 。 轻 杆 的 一 端 用 铰 链 连 接 ， 另 一 端 对 固 定其 端 物 体 的 弹 力 ： 一 定 沿 杆 ， 可 以 是 压力 或 支 持 力 。 竖直向上 铰 链 沿杆斜向上GF1杆 的 一 端插 在 墙 内 F2 二 、 力 的 概 念4、 静 摩 擦 力 静 摩 擦 力 的 大 小 :由 平 衡 条 件 或 牛 顿 定 律 确 定 静 摩 擦 力 :两 个 相 对 静 止 的 物 体 间 的 摩 擦 力 。 产 生 条 件 ： 接 触 面 粗 糙 ； 有 压 力 ； 有 相 对 运动 趋 势 。 方 向 ： 与 物 体 相 对 运 动 趋 势 的 方 向 相 反 。 大 小 ： 范 围 ： 0 f fm ， fm最 大 静 摩 擦 力 静 摩 擦 力 的 大 小 与 物 体 的 运 动 状 态 和 其 它 受力 情 况 有 关 。 二 、 力 的 概 念4、 静 摩 擦 力 相 对 静 止 的 物 体 间 可 能 有 静 摩 擦 力 ， 也 可能 没 有 静 摩 擦 力 。注 意 : 运 动 的 物 体 也 可 以 受 静 摩 擦 力 。 物 体 受 静 摩 擦 力 的 方 向 可 以 和 它 的 运 动 方 向 相同 。 v f物 体 和 传 送 带一 起 向 上 匀速 运 动 启 动 时 ： 静 摩 擦 力 向 前刹 车 时 ： 静 摩 擦 力 向 后ff 二 、 力 的 概 念5、 滑 动 摩 擦 力 滑 动 摩 擦 力 :两 个 相 对 运 动 的 物 体 间 的 摩 擦 力 。 产 生 条 件 ： 接 触 面 粗 糙 ； 有 压 力 ； 有 相 对 运 动 方 向 ： 与 物 体 相 对 运 动 的 方 向 相 反 。 大 小 ： f= N; 是 动 摩 擦 因 数 、 N是 压 力注 意 ： 静 止 的 物 体 也 可 以 受 滑 动 摩 擦 力 物 体 受 滑 动 摩 擦 力 的 方 向 可 以 和 它 的 运 动 方 向相 同 。 滑 动 摩 擦 力 可 以 是 动 力 也 可 以 是 阻 力 。 二 、 力 的 概 念5、 滑 动 摩 擦 力例 如 :地 面 光 滑V1V2时V1F2Fsin 时 ,F1和 F2都 有 两 个 解 F2 F2这 两 种 情 况 下 F2大小 相 等 方 向 不 同 ，F1大 小 不 等 方 向相 同 。 当 F2F时 有 唯 一 的 解F2 F F1 四 、 物 体 的 平 衡1、 平 衡 状 态 :把 物 体 处 于 静 止 状 态 、 匀 速直 线 运 动 状 态 叫 做 平 衡 状 态 。2、 共 点 力 作 用 下 物 体 的 平 衡 条 件 ：3、 平 衡 类 题 目 的 解 题 方 法 ： 合 成 法 ： 物 体 只 受 三 个 力 而 处 于 平 衡 状 态时 ， 其 中 任 意 两 个 力 的 合 力 必 与 第 三 个 力等 大 反 向 。常 用 的 数 学方 法 ： 直 角 三 角 形 的 边 角 关 系 、 相 似三 角 形 对 应 边 成 比 例 、 正 弦定 理 、 余 弦 定 理 等 F合 =0 四 、 物 体 的 平 衡例 题 1、 一 轻 杆 BO， 其 O端 用 光滑 铰 链 连 接 于 固 定 竖 直 杆 AO上 ， B端 挂 一 重 物 ， 且 系 一 细绳 ， 细 绳 跨 过 杆 顶 A处 的 光 滑小 滑 轮 ， 用 力 F拉 住 ， 如 图 。现 将 细 绳 缓 慢 往 左 拉 ， 使 杆BO与 杆 AO的 夹 角 逐 渐 减 小 。则 在 此 过 程 中 ， 拉 力 F及 杆 BO所 受 压 力 N的 大 小 变 化 情 况 如何 ？ A BF o 四 、 物 体 的 平 衡解 ： 分 析 B点 受 力 A BF o D CTA NCTTA=F； T=G=FD FD OAB BDCOBOA cD NF ABOA AD TF GFN DC OAOBOBOA GFTF DA OAABABOA OA、 OB均 不 变 ， 压 力 N不 变 ； AB减 小 ， F减 小 四 、 物 体 的 平 衡 正 交 分 解 法 ： Fx合 =0Fy合 =0注 意 ： 建 立 坐 标 系 时 ， 要 尽 量 减 少 力 的 分 解 ， 尤 其 是减 少 未 知 力 的 分 解 。例 题 2： 如 图 ， 质 量 为 m， 横 截 面 为 直角 三 角 形 的 粗 糙 物 块 ABC， AB边 靠在 粗 糙 的 竖 直 墙 上 。 F是 垂 直 于 斜面 BC的 推 力 ， 使 物 块 匀 速 下 滑 ， 为 已 知 。 则 摩 擦 力 的 大 小 为 多 少 ？ FA C B 四 、 物 体 的 平 衡解 ： 分 析 物 块 受 力 N四 、 物 体 的 平 衡fFyFXF XyON=Fcosf+Fsin =mg mg解 得 ： f=mg-Fsin FA C B 四 、 物 体 的 平 衡 隔 离 法 和 整 体 法通 常 在 分 析 外 力 对 系 统 作 用 时 用 整 体 法 ， 在 分 析系 统 内 各 物 体 间 相 互 作 用 时 用 隔 离 法 。原 则 ： 连 接 体 问 题 ， 应 先 用 整 体 法 后 用 隔 离 法 。例 题 3： 如 图 ， 一 根 匀 质 绳 的 质 量 为 m， 其 两 端 固定 在 天 花 板 上 的 A、 B两 点 。 绳 子 端 点 A、 B的 切线 方 向 与 竖 直 方 向 夹 角 均 为 。求 ： 绳 子 端 点 和 最 低点 受 到 的 拉 力 分 别 为多 大 ？ BA 四 、 物 体 的 平 衡解 ： 求 绳 子 两 端 受 力可 用 整 体 法 BA 分 析 绳 子 整 体 受 力 FBFA mg三 个 力 平 衡 必 为 共 点力 mg FBF A将 FAFB分 解 水 平 和 竖 直 分 力2FAcos =mgFA=FB cos2mgFA 四 、 物 体 的 平 衡求 绳 子 最 低 点 受 力 ， 必 须 将 绳 子 从 最 低 点 分 开研 究 一 半 绳 子 受 力 FA Fmg/2 FFA mg/2FAcos =mg/2FAsin =F cos2mgFA tan21 mgF 得 可 见 :用 隔 离 法 也 可 以 求 FA 谢 谢 ！