高中物理《力、重力、弹力》课件1（27张PPT）（人教版必修2）

欢迎进入物理课堂 力 重力 弹力 要点 疑点 考点 课前热身 能力 思维 方法 延伸 拓展 要点 疑点 考点 一 力的概念 1 力是物体对物体的作用 有受力物体必有施力物体 反之亦然 力的作用是相互的 2 力是矢量 有大小 又有方向 力的三个要素是大小 方向 作用点 可用一根带箭头的线段表示力 这种方法叫做力的图示 3 力的作用效果是使物体发生形变或改变物体的运动状态 要点 疑点 考点 4 力的分类 可根据性质命名 如重力 弹力 摩擦力 分子力 磁场力等 也可根据效果命名 如拉力 压力 支持力 动力 阻力 向心力 回复力等 力也可以按相互作用分类 如场力 重力 电场力 磁场力等 接触力 弹力 摩擦力 力还可以按研究对象的范围来分类 如内力 外力 要点 疑点 考点 二 重力 1 产生 重力是由于地球吸引而使物体受到的力 2 大小 G mg 物体的重力大小与物体的运动状态无关 3 方向 竖直向下 4 重心 重力的作用点 重心可以在物体上 也可以不在物体上 要点 疑点 考点 三 弹力 1 产生条件 直接接触 相互挤压 或发生形变 2 方向 弹力的方向与形变的方向相反 作用在迫使物体发生形变的物体上 1 绳子的拉力的方向沿绳指向绳子收缩的方向 2 接触面的压力或支持力方向垂直于接触面指向被压或被支持的物体 要点 疑点 考点 3 大小 1 弹簧的弹力 在弹性限度内 可由胡克定律求出 胡克定律表达式F kx 2 非弹簧的弹力 一般可由牛顿定律或平衡条件求出 课前热身 1 画出以下几个力的图示 并指出各力的受力物体与施力物体和各力的性质 1 人对车水平向右的推力250N 2 铁锤对钉子竖直向下的打击力400N 3 水对船竖直向上的浮力3 5 105N 4 竖直向上飞行的质量为2 103kg的火箭所受的重力 课前热身 2 请判断下面说法的正误 1 力的物质性体现在力不能脱离物体而独立存在 正确 2 大小方向都相同的两个力 作用效果一定相同 错误 3 拳击运动员用尽全力击出一拳 却未击中对方 故出拳过程中 只有施力物体而没有受力物体 错误 4 静止在水平面上的物体对水平面的压力就是物体的重力 错误 课前热身 3 如图1 1 1所示 下列各图中A B之间是否有弹力作用 若有请画出B受到A对它的弹力示意图 图1 1 1 能力 思维 方法 例1 下图1 1 2中的球和棒均光滑 试分析它们受到的弹力 图1 1 2 能力 思维 方法 解析 甲图中 A球受到右侧筒壁对它的弹力 1 方向水平向左 B球对它的支持力FBA 方向沿两球心连线斜向上 如图1 1 3所示 B受到的弹力为A对它的压力FAB 左侧筒壁对它的弹力F2 底面对它的支持力 3 如图1 1 4所示 能力 思维 方法 乙图中 棒与半球形碗有两个接触点 底端受力与碗面垂直 沿半径指向球心 上接触点处的弹力垂直于棒斜向上 如图1 1 5所示 能力 思维 方法 丙图中 球所受弹力只有地面对它的支持力 图略 球与左边的台阶虽然接触了 但这们之间没有相互挤压 不存在弹力 也可以假设台阶对球有斜向右上的弹力 则球不可能静止在图示位置 而应该加速向右运动 可见该力不存在 解题回顾 分析弹力时 首先要看物体与周围哪些物体接触 再看与其接触的物体之间是否相互挤压 对是否相互挤压不明确的 可以采用假设法 根据假设判断其受力是否能与物体运动状态相吻合 能力 思维 方法 例2 如图1 1 6所示 两木块的质量分别为m1 m2 两轻质弹簧的劲度系数分别为k1 k2 上面的木块压在上面弹簧上 但不拴住 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的弹簧 在这个过程中 下面木块移动的距离为 A A m1g k1B m2g k1C m1g k2D m2g k2 图1 1 6 能力 思维 方法 解析 下面的木块移动的距离就是下面弹簧总长度的变化 即下面弹簧形变量的变化 由胡克定律F kx 得 x F k F为初末状态的弹簧中弹力的变化 初状态 研究m1 m2整体 由平衡条件得下面弹簧的弹力F m m2 g 末状态 研究m2 由平衡条件得下面弹簧弹力F m2g 由胡克定律 下面弹簧向上恢复的长度 x F k2 F F k2 m1g k2 答案选A 能力 思维 方法 解题回顾 应用胡克定律时 可以灵活地把公式F kx改写成腇 k膞 这样在计算弹簧形变量的变化量时 可以用弹力的变化量来求解 能力 思维 方法 例3 弹簧秤不测力时弹簧长4cm 当它两侧如图1 1 7各挂一个100g的砝码时 弹簧长8cm 要使弹簧秤的弹簧伸长为12cm 则应该 D A 在右侧再加挂一个100g的砝码B 在右侧再加挂一个200g的砝码C 在左右两侧各挂一个100g的砝码D 在左右两侧各挂一个200g的砝码 能力 思维 方法 图1 1 7 能力 思维 方法 解析 当两侧各挂一个100g砝码时 弹簧中的弹力为F1 m1g 1N g取10m s2 该取值不影响结果 弹簧伸长量x1 8 4 4cm 由胡克定律F kx 得k F1 x1 25N m 当弹簧伸长为12cm时 其伸长量为x2 12 4 8cm 则F2 kx2 2N 所以应在弹簧秤两侧各挂一个200g的砝码 能力 思维 方法 解题回顾 本题除考查胡克定律应用之外 还要求学生能理解弹簧秤的原理 弹簧秤的读数等于弹簧的弹力 这一点有许多学生会错误地认为当两侧各挂100g砝码时弹簧秤读数为2N 竖直弹簧秤下挂100g砝码静止时 弹簧的受力中的弹力小为2N 这是导致本题错误的主要原因 实际上此时弹力的大小为1N 能力 思维 方法 例4 如图1 1 8所示 小车上固定着一根弯成角的曲杆 杆的另一端固定一个质量为m的球 试分析下列两种情况下杆对球的弹力大小及方向 1 小车静止不动 2 小车以加速度a向向右运动 图1 1 8 能力 思维 方法 解析 1 因整个系统处于静止状态 球只受重力和杆对它的弹力两个力作用 根据物体平衡条件可知 杆对球的弹力大小为mg 方向坚直向上 2 当系统处于加速运动状态时 小球只受重力和杆对其弹力作用 但其合外力不再为0 而是使球随车一起向右做加速运动 设小球受弹力方向与竖直方向成 角 受力如图所示 根据牛顿第二定律 球受重力和弹力的合力就是水平向右 如图1 1 9所示 能力 思维 方法 图1 1 9 由图可知 水平方向上 Fsin ma 竖直方向上 Fcos mg 得F tan a g arctan a g 能力 思维 方法 解题回顾 分析弹力时 应注意弹力方向的特点 1 绳中拉力方向沿绳指向绳收缩方向 2 接触面间的压力或支持力与接触面垂直 杆中的弹力方向则要注意根据物体的运动状态来确定 本题中的弹力方向就容易错误地认为是沿杆的方向 延伸 拓展 例5 一根大弹簧内套一根小弹簧 小弹簧比大弹簧长0 2m 它们的一端平齐并固定在地面上 另一端自由 如图1 1 10 甲 所示 当压缩此组合弹簧时 测得力与压缩距离之间的关系图像如1 1 10 乙 图所示 求两根弹簧的劲度系数k1和k2 甲 乙 图1 1 10 延伸 拓展 解析 由图像可知 当x 0 2m时 F1 2N 在此之前 F与x成正比 说明只有小弹簧被压缩 也就是对小弹簧来说 压缩量为0 2m时 弹力大小为2N 由胡克定律得k1 F1 x1 2 0 2N m 10N m 当x 0 3m时 F2 5N 从x 0 2m至0 3m的过程中 两根弹簧都被压缩 而大弹簧的压缩量为 x2 x1 则F2 k1x2 k2 x2 x1 即k2 F2 k x x2 x1 20N m 延伸 拓展 解题回顾 本题要求学生审题中要能弄清图像的意义 即在弹簧压缩量前0 2m与后0 1m的区别 同时 在解决两个或两个以上弹簧组合使用的问题时 要先弄清楚两根弹簧的连接方式 其次是明确两弹簧形变量的关系或者弹力间的关系 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全