生活中常见的力-课件

生活中常见的力定义定义:一个物体的各部分都要受到重力一个物体的各部分都要受到重力的作用的作用,从效果上看从效果上看,我们能够认为各我们能够认为各部分受到的重力集中作用于一点部分受到的重力集中作用于一点,这一这一点叫做物体的点叫做物体的重心重心、重心重力的重力的等效作用点等效作用点物体的重心除了跟物体的重心除了跟物体的物体的形状形状有关外有关外,还跟物体内跟物体内质量的量的分布分布有关有关考虑:影响重心位置的因素是什么？重心位置与物体质量分布、形状等重心位置与物体质量分布、形状等因素有关。因素有关。质量均匀分布质量均匀分布、有规则形状有规则形状的物体重心在物体的几何中心。的物体重心在物体的几何中心。C CC CC C重心不一定在物体上。重心不一定在物体上。影影响响重重心心位位置置的的因因素素考虑考虑:质量分布均匀质量分布均匀,无规则的无规则的薄板薄板的重心？的重心？实验法法(悬挂法悬挂法)只适用于只适用于薄板状薄板状的物体的物体此方法的原理是什么？此方法的原理是什么？二力平衡二力平衡影影响响重重心心位位置置的的因因素素A A、生活中常见的力、生活中常见的力(1)(1)弹力 1、形变形变:物体在力的作用下发生的形状或体积改变物体在力的作用下发生的形状或体积改变 射箭、蹦蹦床、压缩弹簧、橡皮泥射箭、蹦蹦床、压缩弹簧、橡皮泥 力撤去后物体能力撤去后物体能恢复原状，这样的形恢复原状，这样的形变叫做变叫做弹性形变弹性形变。力撤去后物体不能力撤去后物体不能恢复原状，这样的形变恢复原状，这样的形变叫做叫做范性形变范性形变。弹簧拉伸超过其弹性限度后也成为范弹簧拉伸超过其弹性限度后也成为范性形变性形变,橡皮泥也或多或少有些弹性橡皮泥也或多或少有些弹性。A AB BC CM MP PD DDD显示桌面微小形变的实验显示桌面微小形变的实验考虑考虑:想想生活中还有哪些简易的显示微想想生活中还有哪些简易的显示微小形变的方法。小形变的方法。原理原理:重物重物 M M使桌面产使桌面产生微小形变从而使生微小形变从而使平面平面镜镜 B B发生微小转动发生微小转动,通通过光的多次反射将微小过光的多次反射将微小的转动的转动放大放大并显示并显示。任何物体受力都会发生形变任何物体受力都会发生形变,有些形有些形变微小变微小,要用仪器放大才能显示出。要用仪器放大才能显示出。被压缩的弹簧被压缩的弹簧,由于要恢复原状由于要恢复原状,对手对手产生向上的支持力。产生向上的支持力。考虑考虑:手压弹簧时手压弹簧时,手为什手为什么会受到弹簧对其向上的么会受到弹簧对其向上的支持力的作用？支持力的作用？考虑考虑:手压弹簧时手压弹簧时,手为什么会对弹簧产生手为什么会对弹簧产生向下的压力？向下的压力？被压缩的手被压缩的手,由于要恢复原状由于要恢复原状,对弹簧对弹簧产生向下的压力。产生向下的压力。F F(1)定义定义:发生弹性形变的物体由于要恢复原来的发生弹性形变的物体由于要恢复原来的形状形状,对与它接触的物体发生力的作用对与它接触的物体发生力的作用,这这种力叫做种力叫做弹力弹力(2)产生条件产生条件:弹力的作用点在两物体接触点或接触面上弹力的作用点在两物体接触点或接触面上,方向指向施力物体恢复原状的方向方向指向施力物体恢复原状的方向。直截了当接触直截了当接触 接触处发生接触处发生弹性弹性形变形变 压力、支持力是按效果命名的弹力。压力、支持力是按效果命名的弹力。绳对水桶的拉力绳对水桶的拉力,是是_发生形变而产生的弹发生形变而产生的弹力力,它作用在水桶上的它作用在水桶上的P P点点,方向方向沿着绳沿着绳_。地面对车轮的支持力地面对车轮的支持力,是是_发生发生形变而产生的弹力形变而产生的弹力,它作用在轮胎它作用在轮胎P P点点,方方向向垂直于地面垂直于地面_。F FF FP PP P绳绳地面地面向上向上向上向上绳的拉力总是绳的拉力总是沿着绳沿着绳而指向绳而指向绳收缩收缩的方向的方向,支持力和压力总是支持力和压力总是垂直于垂直于支持面指向被支持支持面指向被支持或被压的物体。或被压的物体。弹力是施力物体弹力是施力物体发生弹性形变产生的。发生弹性形变产生的。若小球重心不在球心若小球重心不在球心,对小球所受弹对小球所受弹力方向有无影响？力方向有无影响？【例例】下图所有接触面光滑下图所有接触面光滑,球和杆均静球和杆均静止止,画出球或杆所受的弹力示意图。画出球或杆所受的弹力示意图。假设假设把斜壁拆除把斜壁拆除,球仍可在原位置保球仍可在原位置保持静止状态持静止状态,因此球不受斜壁的弹力作用。因此球不受斜壁的弹力作用。N N1 1N N2 2N NN N1 1N N2 2T T？?无影响无影响注意注意:杆端所受弹力方向不一定沿杆。杆端所受弹力方向不一定沿杆。弹力大小跟形变大小有关系弹力大小跟形变大小有关系,形变越形变越大大,弹力也越大弹力也越大。#胡克定律胡克定律弹簧测力计原理弹簧测力计原理弹簧发生弹性形变时，弹力弹簧发生弹性形变时，弹力F F的大小跟弹的大小跟弹簧簧伸长伸长(或或缩短缩短)的长度的长度x x成正比，成正比，F=kxF=kx。k k为弹簧的为弹簧的劲度系数劲度系数，单位是，单位是N/mN/m。不同弹簧的不同弹簧的劲度系数劲度系数K K一般是不同的。一般是不同的。x xF F 其他弹力的大小要依其他弹力的大小要依照物体受力和运动情况照物体受力和运动情况,由力学规律求得。由力学规律求得。压力和重力的性质、压力和重力的性质、施力物体和受力物体均施力物体和受力物体均不同不同,是完全不同的两是完全不同的两个力。个力。考虑考虑:放在水平桌上的书本放在水平桌上的书本,对对水平桌面水平桌面的压力就是书的重力不？书对桌面的压的压力就是书的重力不？书对桌面的压力和书的重力大小相等不？为什么？力和书的重力大小相等不？为什么？NNN NG GN=NN=N牛顿第三定律牛顿第三定律二力平衡二力平衡=G=G注注:N N和和G G大小相大小相等是有条件的。等是有条件的。考虑考虑:当一个物体静止悬挂在竖直悬绳上当一个物体静止悬挂在竖直悬绳上时时,物体对悬绳的拉力大小为什么等于该物体对悬绳的拉力大小为什么等于该物体的重力？物体的重力？【例例】静止在水平桌面上的物体静止在水平桌面上的物体,对水平对水平桌面的压力桌面的压力()()A A、就是物体的重力、就是物体的重力B B、大小等于物体的重力、大小等于物体的重力C C、是由于地球的吸引而产生的、是由于地球的吸引而产生的D D、是由于桌面的形变而产生的、是由于桌面的形变而产生的B B弹簧秤测重力的原理。弹簧秤测重力的原理。【例例】如图，水平地面所受到的力是如图，水平地面所受到的力是()A AA A对地面的压力对地面的压力B BA A和和B B的重力的重力 C CA A和和B B对地面的压力对地面的压力D DB B对地面的压力对地面的压力A AB BD D考虑考虑:B B对地面的压力数值上与两物重对地面的压力数值上与两物重力有何关系？为什么？力有何关系？为什么？注意注意:弹力是接触力。两个物体直截了弹力是接触力。两个物体直截了当接触且因挤压形变才有弹力。当接触且因挤压形变才有弹力。拉力、推力、提力、压力的产生原拉力、推力、提力、压力的产生原因都是由于物体发生弹性形变而产生的因都是由于物体发生弹性形变而产生的,性质性质上都属于弹力。只是依照上都属于弹力。只是依照效果效果不同不同来命名的。来命名的。形变的形式形变的形式原状原状拉伸形变、拉伸形变、压缩形变压缩形变弯曲形变弯曲形变剪切形变剪切形变扭转形变扭转形变各种接触面间的弹力方向判断各种接触面间的弹力方向判断1、曲面与平面接触曲面与平面接触NNN曲面与平面间弹力方向曲面与平面间弹力方向:过接触点垂直平面指向受力物体过接触点垂直平面指向受力物体2、点与平面接触点与平面接触点与平面间弹力方向点与平面间弹力方向:过接触点垂直平面指向受力物体过接触点垂直平面指向受力物体ABNANB各种接触面间的弹力方向判断各种接触面间的弹力方向判断3、曲面与曲面接触、曲面与曲面接触曲面与曲面间弹力方向曲面与曲面间弹力方向:与过接触点的公切面垂直并指向受力物体与过接触点的公切面垂直并指向受力物体半球形的碗半球形的碗NABNNB对A各种接触面间的弹力方向判断各种接触面间的弹力方向判断A A、生活中常见的力、生活中常见的力摩擦力摩擦力现象现象:放在木板上的木块跟跨过滑轮的放在木板上的木块跟跨过滑轮的绳相连接绳相连接,绳的另一端悬挂砂桶。当桶绳的另一端悬挂砂桶。当桶内砂子较少时内砂子较少时,木块静止不动。木块静止不动。考虑考虑:木块在水平方向受到哪些力的作用木块在水平方向受到哪些力的作用？它们的大小关系如何？它们的大小关系如何？拉力和摩擦力等值反向拉力和摩擦力等值反向,相互平衡。相互平衡。F Ff f考虑考虑:木块所受摩擦力产生的原木块所受摩擦力产生的原因是什么？因是什么？木块相对木板有向左运动趋势木块相对木板有向左运动趋势,由由于接触面粗糙于接触面粗糙,木板产生了阻碍木块相木板产生了阻碍木块相对运动趋势的摩擦力对运动趋势的摩擦力静摩擦力。静摩擦力。F Ff f静摩擦力产生条件静摩擦力产生条件:两物体接触面粗糙两物体接触面粗糙;接触面有弹力接触面有弹力作用作用;物体间有相对运动趋势。物体间有相对运动趋势。考虑考虑:桶内砂子逐渐增多而木块仍静止桶内砂子逐渐增多而木块仍静止时时,静摩擦力大小如何变化？静摩擦力大小如何变化？当砂子增多到某一数值时当砂子增多到某一数值时,木块开木块开始运动了始运动了,这说明了什么？这说明了什么？木块所受的静摩擦力随水平拉力的木块所受的静摩擦力随水平拉力的增大而增大增大而增大,但有一个最大值但有一个最大值,叫做叫做最大最大静摩擦力静摩擦力(f(fm m)。两物体间实际发生的静摩擦力两物体间实际发生的静摩擦力f f的取的取值范围值范围:0 0ffffm m。考虑考虑:拿在手中的瓶子可不能滑落拿在手中的瓶子可不能滑落,就是就是 静摩擦力作用的结果。静摩擦力作用的结果。当手的握力增大时当手的握力增大时,瓶所受的静摩擦瓶所受的静摩擦力大小会可不能增大？最大静摩擦力会力大小会可不能增大？最大静摩擦力会可不能增大？可不能增大？注意注意:最大静摩擦力跟压力成正比。而最大静摩擦力跟压力成正比。而一般静摩擦力与压力大小无关一般静摩擦力与压力大小无关。瓶子所受静摩擦力始终与重力平衡瓶子所受静摩擦力始终与重力平衡,大小不变。最大静摩擦力增大。大小不变。最大静摩擦力增大。考虑考虑:皮带传输机传送皮带传输机传送物体时物体时,什么力提供物什么力提供物体的动力？体的动力？考虑考虑:受静摩擦力的物体能够运动不？受静摩擦力的物体能够运动不？静摩擦力的方向能够与物体运动一静摩擦力的方向能够与物体运动一致致(作动力作动力),但一定与但一定与相对运动趋势的相对运动趋势的方向相反。方向相反。考虑考虑:静摩擦力方向与静摩擦力方向与物体运动方向一致不？物体运动方向一致不？与物体相关于传输带运与物体相关于传输带运动趋势方向一致不？动趋势方向一致不？考虑考虑:木块开始运动后木块开始运动后,仍然需要一个拉仍然需要一个拉力才能维持匀速运动力才能维持匀速运动,否则它就会停下否则它就会停下来来,这说明了什么？这说明了什么？F Ff f 木块相对木板滑动时木块相对木板滑动时,受到木板对它受到木板对它的滑动摩擦力。的滑动摩擦力。物体间有摩擦力的充要条件物体间有摩擦力的充要条件:两物体直截了当接触且接触面粗糙两物体直截了当接触且接触面粗糙;物体间有弹力作用物体间有弹力作用;物体间有相对运动或相对运动趋势。物体间有相对运动或相对运动趋势。物体间有摩擦力物体间有摩擦力,则物体间一定有则物体间一定有弹力。弹力。考虑考虑:滑动摩擦力产生的条件是什么？滑动摩擦力产生的条件是什么？现象现象:把物体轻轻把物体轻轻放在匀速的传输带放在匀速的传输带上上,物体最终会随物体最终会随带一起运动。带一起运动。A AB BF Fv va a 滑动摩擦力的方向能够与物体运动一滑动摩擦力的方向能够与物体运动一致致(作动力作动力),但一定与与但一定与与相对运动相对运动的方向的方向相反。相反。G GN Nf f考虑考虑:什么力作动力使物块运动的？什么力作动力使物块运动的？考虑考虑:滑动摩擦力方向与木块运动方向一滑动摩擦力方向与木块运动方向一致不？与木块相关于木板的运动方向一致致不？与木块相关于木板的运动方向一致不？不？思考思考：用力将下图中长木板：用力将下图中长木板B B从地面和木从地面和木块块A A之间抽出时，木块静止，则木块相对之间抽出时，木块静止，则木块相对于长木板的运动方向于长木板的运动方向_，长木板对木，长木板对木块的摩擦力块的摩擦力_。向左向左向右向右考虑考虑:静止的物体会受滑动摩擦力不？静止的物体会受滑动摩擦力不？总结总结:静止的物体能够受滑动摩擦力静止的物体能够受滑动摩擦力,运运动的物体能够受静摩擦力。动的物体能够受静摩擦力。“滑动滑动”、“静静”只是指产生摩擦力的两物体间相只是指产生摩擦力的两物体间相对滑动和相对静止。对滑动和相对静止。摩擦力能够与物体运动方向相同作摩擦力能够与物体运动方向相同作为动力。但一定与物体相关于施力物体为动力。但一定与物体相关于施力物体的运动方向和运动趋势方向相反的运动方向和运动趋势方向相反,阻碍阻碍相对运动和相对运动趋势。相对运动和相对运动趋势。考虑考虑:如何用测力计测出木块和木板间的如何用测力计测出木块和木板间的滑动摩擦力大小？滑动摩擦力大小？P PF F。木板固定，用测木板固定，用测力计拉木块，使其力计拉木块，使其匀速运动。则匀速运动。则f=Ff=F。考虑考虑:如何保证木块匀速？若无法做到如何保证木块匀速？若无法做到该如何改进？该如何改进？F FP P 木块用测力计固木块用测力计固定，拉动木板，则定，拉动木板，则f=Ff=F。注意注意：N N是压力而不是重力是压力而不是重力。例如。例如放在斜面上的物体对斜面的压力放在斜面上的物体对斜面的压力N N小于物体的重力小于物体的重力G G。叫动摩擦因数叫动摩擦因数,它决定于两物体的它决定于两物体的材料及接触面的粗糙程度等材料及接触面的粗糙程度等,而与接触面而与接触面的面积、相对滑动的速度及压力大小等的面积、相对滑动的速度及压力大小等均无关均无关;通常通常1 1,且无单位。且无单位。实验表明实验表明,滑动摩擦力的大小跟作用滑动摩擦力的大小跟作用在接触面上的压力大小成正比在接触面上的压力大小成正比 f=f=N N。【例例】重力为重力为1010牛的木块在水平地面上牛的木块在水平地面上向右运动向右运动,木块与地面间动摩擦因素为木块与地面间动摩擦因素为0 0、2525,木块受到水平向左的大小为木块受到水平向左的大小为2 2牛的作牛的作用力用力,则木块受到的摩擦力的大小是则木块受到的摩擦力的大小是_牛牛,方向是方向是_。v vF F2 2、5 5水平向左水平向左感谢您的聆听！感谢您的聆听！