力的基本概念

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,力的基本概念,一.,力的基本性质,1.,力的作用离不开物体的存在,力是物体和物体的相互作用,2.,力的矢量性,力的三要素：大小、方向、作用点。,3.,力的作用效果是使物体发生形变或使物体的运动,状态发生改变（产生加速度）,4.,力的分类：,a.,按力的性质分,重力、弹力、摩擦力、万有引力、分子力、电场力、磁场力、核力等。,b.,按力的作用效果分,拉力、支持力、压力、张力、动力、阻力、向心力、回复力等。,二.,几种常见的力,种类,产生条件,方向,大小,作用点,1.,重力,2.,弹力,地球对物体的吸引,竖直向下,G=mg,重心（重心不一定在物体上）,a.,相互接触,b.,发生弹性形变,a.,物体间的弹力垂直于接触面，,b.,绳子的弹力沿绳子,a.,牛顿定律计算,b.,弹簧的弹力,F=,kx,接触面上,绳子与物体的接触点,种类,产生条件,方向,大小,作用点,3.,静摩擦力,4.,滑动摩擦力,a.,接触面粗糙,b.,存在弹力,c.,相对静止且有相对运动趋势,沿接触面且与相对运动趋势方向相反,0),接触面上,作用力和反作用力总是：,同生、同灭、,同变,、同大小、同性质、反方向，但是分别作用在不同的物体上，因此不能抵消。,三.,牛顿第三定律：,两物体间的作用力和反作用力总是大小相等、方向相反、作用在同一直线上，同时出现、同时消失，分别作用在不同的物体上。,四.,物体的受力分析：,1.,首先分析重力,2.,其次分析弹力,看它跟哪些物体接触，有无形,变，依次分析每一个弹力,3.,最后分析摩擦力,看它跟哪些物体接触，有无,形变，有无相对运动趋势或相对运动依次分析,每一个摩擦力。,根据受力分析的结果，画出物体的受力图。,例,1,、,在如图示的四幅图中，物体,A,不受摩擦力的作用，则静止的物体,A,分别受到几个力的作用？画出受力分析图。,A,A,A,A,mg,N,T,mg,N,1,N,2,mg,N,mg,T,例,2,、,一木块放在水平桌面上在水平方向共受到三个力即,F,1,、F,2,和摩擦力作用，木块处于静止状态，其中，,F,1,=10N，F,2,=2N，,若撤去力,F,1,，,则木块在水平方向受到的合力为 （,）,A.10N，,方向向左,B.6N，,方向向右,C.2N，,方向向左,D.0,F,2,=2N,F,1,=10N,解：,原来物块受到的静摩擦力为,8,N，,小于等于最大静摩擦力，若撤去力,F,1,，,外力等于,2,N，,所以此时仍然静止，静摩擦力为,2,N，,则木块在水平方向受到的合力为,0。,D,A,D,B,C,主动轮,从动轮,v,例,3,、,如图为皮带传动装置，正常运转时的方向如图所示，当机器正常运转时，关于主动轮上的,A,点、与主动轮接触的皮带上的,B,点、与从动轮接触的皮带上的,C,点及,从动轮上的,D,点，这四点的摩擦力的方向的描述，正确的是,（,）,A.A,点受到的摩擦力沿顺时针方向,B.B,点受到的摩擦力沿顺时针方向,C.C,点受到的摩擦力沿逆时针方向,D.D,点受到的摩擦力沿逆时针方向,A D,例,4,、,如图所示，,A、B,两物体均重,10,N，,叠放在水平地面上，各接触面的动摩擦因素均为,=0.3，,同时有,F=1N,的两个水平力分别作用在,A,和,B,上，试分别分析,A、B,两物体的受力情况，画出受力图。地面对,B,的摩擦力等于,，,B,对,A,的摩擦力等于,。,F,B,A,F,解：,A、B,两物体的受力情况如图示,N,A,A,G,A,F,f,BA,f,AB,B,G,B,N,B,F,N,A,f,地,A,物体平衡，,f,BA,=F=1N,B,物体平衡，,F=,f,AB,+f,地,f,地,=0,0,1N,例,5,、,如图所示，,A、B,两物体叠放在粗糙的水平地面上，用一条轻绳通过定滑轮将两物体连接起来，现用水平力拉物体,B，,没有拉动，试分别分析,A、B,两物体的受力情况。,F,B,A,分析：,1.,若,F f,m,=（G,A,+G,B,）,则定滑轮的两绳对,A、B,有 拉力，受力情况如图示,f,A,T,N,A,A,G,A,B,G,B,N,B,F,T,f,地,T,例,6,、,如图示，,A,物体的重力为,4,N，B,物体的重力为,2,N，A、B,与,水平面的动摩擦因素都为,0.4,，当两物体一起向右作匀速运动时，弹簧对,B,的,作用力大小为,，作用于,A,的,水平外力,F,为,。,A,B,F,解：分析,A、B,的受力情况，画出受力图如图示：,A,F,f,A,G,A,N,A,T,B,G,B,N,B,T,f,B,f,A,=G,A,=1.6N,f,B,=G,B,=0.8 N,对,B，,由平衡条件得：,T=f,B,=0.8 N,对,A，,由平衡条件得：,F=T+f,A,=0.8+1.6=2.4N,0.8 N,2.4N,如图所示，两根相同的轻弹簧,S,1,和,S,2,，,劲度系数皆为,k=,410,2,N/m,悬挂的重物的质量分别为,m,1,=2kg m,2,=4kg,若不计弹簧质量，取,g=10m/s,2,，,则平衡时弹簧,S,1,和,S,2,的伸长量分别为,(),（,A）5cm、10cm,（B）10cm、5cm,（C）15cm、10cm,（D）10cm、15cm,S,1,S,2,m,1,m,2,C,2001,年春,1,.,例,7,、,如图示，将物块放在木板上，物块与木板处于相对静止状态，抬起木板的一端，使木板与水平方向的夹角逐渐增大到,90,的过程中，分析摩擦力大小的变化情况。,解：,在抬起木板的过程中，开始物块与木板间有静摩擦力，,f,1,=,mgsin,，,逐渐增大，,f,也逐渐增大；当,增大到一定程度时，物块开始下滑，此时摩擦力为滑动摩擦力，,f,2,=N=,mgcos,逐渐增大，,f,2,逐渐减小。所以，摩擦力先增大，然后减小。,如图所示，物体,A、B,和,C,叠放在水平桌面上，水平力为,F,b,=5N,和,F,c,=10N,分别作用于物体,B,和,C,上，,A、B,和,C,仍保持静止。以,f,1,、f,2,、f,3,分别表示,A,与,B、B,与,C、C,与桌面之间摩擦力的大小，则,(),f,1,=5N f,2,=0 f,3,=5N,f,1,=5N f,2,=5N f,3,=0,C.f,1,=0 f,2,=5N f,3,=5N,D.f,1,=0 f,2,=10N f,3,=5N,江苏,02,年高考,B,C,A,F,b,=5N,F,c,=10N,对,A：,静止，合力为,0,，,f,1,=0,对B：,B,F,b,=5N,静止，合力为,0,，,f,2,=5N,f,2,=5N,对C：,F,c,=10N,f,2,=5N,C,静止，合力为,0,，,f,3,=5N,f,3,=5N,C,例,8,：,如图示，足够长的水平传送带保持匀速运动，当将小物块轻轻放在传送带的,A,端后，分析小物块的受力情况，要求说明理由。,A,解：,小物块刚刚放在传送带上时，小物块相对于传送带落后，受到的摩擦力方向向右，当小物块受摩擦力作用加速达到跟传送带速度相等时，小物块与传送带没有相对运动，小物块不受摩擦力。,A,B,v,A,B,v,例9,：,如图示，足够长的传送带与水平面夹角为,37,0,，并以,v=10m/s,运行，在传送带的,A,端轻轻放一个小物体，物体与传送带之间的动摩擦因数为,=0.25，,画出下列两种情况下的受力图,（,1,）传送带顺时针方向转动,（,2,）传送带逆时针方向转动,mg,N,f,mg,N,f,mg,N,f,例10,、,如图示，在倾角为,60,的斜面上放一个质量为,1,kg,的物体，用劲度系数,100,N/m,的弹簧平行于斜面吊住，此物体在斜面上的,P、Q,两点间任何位置都能处于静止状态，若物体与斜面间的最大静摩擦力为,7,N，,则,P、Q,间的长度是多大？,m,Q,P,60,解：,在,P,点时受力如图示：,P,N,kx,1,f,m,mg,kx,1,=,mgsin,60+f,m,在,Q,点时受力如图示,Q,N,kx,2,f,m,mg,mgsin,60 f,m,弹簧伸长,kx,2,+f,m,=,mgsin,60,S=(L,0,+x,1,)(L,0,+x,2,),=x,1,x,2,=2f,m,/k=0.14m,思考：,S,的大小跟物体的质量、斜面倾角及在,P,点弹簧是压缩或伸长有什么关系？,答：都无关,例,11,、,物,块,m,位于斜面上，受到平行于斜面的水平力,F,的作用处于静止状态，如图示，如果外力,F,撤去，则物块 （,）,A.,会沿斜面下滑,B.,摩擦力方向一定变化,C.,摩擦力将变大,D.,摩擦力将变小,m,F,解：,画出物块的受力图，,ff,m,F,mgsin,f,如果外力,F,撤去，则受力如图示,mgsin,f,1,摩擦力的方向变化，,摩擦力的大小减小,f,1,f，,仍然静止,B D,例12,、,如图所示，劲度系数为,k,1,的轻弹簧两端分别与质量为,m,1,、m,2,的物块,1、2,拴接，劲度系数为,k,2,的轻弹簧上端与物块,2,拴接，下端压在桌面上（不拴接），整个系统处于平衡状态。现施力将物块,1,缓缦地坚直上提，直到下面那个弹簧的下端刚脱离桌面，在此过程中，物块,2,上升的距离为多少？物块,1,上升的距离为多少？,m,1,1,m,2,2,k,1,k,2,解：,对（,m,1,+m,2,）,整体分析，原来弹簧压缩（,m,1,+m,2,）g/k,2,，k,2,刚脱离桌面时，则,k,2,为原长，,物块,2,上升的距离为,m,1,1,m,2,2,k,1,k,2,F,x,2,=（m,1,+m,2,）g/k,2,对,m,1,分析，原来弹簧压缩了,x,1,=m,1,g/k,1,，,m,1,m,1,g,k,1,x,1,对,m,2,分析，,k,2,刚脱离桌面时，则,k,1,伸长了,x,1,，x,1,=m,2,g/k,1,，,m,2,m,2,g,k,1,x,1,弹簧,k,1,的长度比原来伸长了,x,1,+x,1,=m,1,g/k,1,+m,2,g/k,1,物块,1,上升的距离为,x,2,+x,1,+x,1,=（m,1,+m,2,）g(1/k,1,+1/k,2,),【,练习,】,如图所示，两木块的质量分别为,m,1,和,m,2,，,两轻质弹簧的劲度系数分别为,k,1,和,k,2,，,上面木块压在上面的弹簧上（但不拴接），整个系统处于平衡状态现缓慢向上提上面的木块，直到它刚离开上面弹簧在这过程中下面木块移动的距离为,(),A.m,1,g/k,1,B.m,2,g/k,1,C.m,1,g/k,2,D.m,2,g/k,2,k,1,k,2,m,1,m,2,【,分析,】,先画出弹簧,2,的原长如图示：,x,2,k,2,将,m,1,、m,2,看做一个整体作为研究对象，进行受力分析。求出弹簧,2,原来的压缩量,x,2,=(m,1,+m,2,)g/k,2,m,1,脱离弹簧后，把,m,2,作为对象，,F,x,2,弹簧,2,的压缩量,x,2,=m,2,g/k,2,x,2,=x,2,-x,2,=m,1,g/k,2,C,