《力物体的平衡》PPT课件.ppt

第一章力物体的平衡,第1讲重力、弹力、摩擦力,基础导学,一、力1定义：物体与物体之间的作用2力的作用效果：改变物体的或使物体发生3力的三要素：、和作用点,相互,运动状态,形变,大小,方向,4力的性质(1)物质性：力不能脱离而独立存在(2)相互性：物体间力的作用是的，只要有作用力，就一定有对应的(3)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(4)矢量性：力既有大小，又有方向，力的运算遵循定则(5)同时性：物体间的相互作用总是产生，变化，消失的5力的图示及示意图(1)力的图示：从力的作用点沿力的方向按一定标度画出的(包括力的三要素)(2)力的示意图：受力分析时，作出的表示物体受到某一力的,物体,相互,反作用力,无关,平行四边形,同时,同时,同时,有向线段,有向线段,二、重力,地球,万有引力,弹簧秤,竖直向下,水平面,某一点,形状,质量分布,悬挂,三、弹力1定义：发生弹性形变的物体，由于要，会对与它接触的物体产生力的作用2产生条件(1)物体相互；(2)物体发生3方向：弹力的方向总是与施力物体形变的方向4大小(1)弹簧类弹力：在弹性限度内遵守胡克定律F.(2)非弹簧类弹力的大小应由平衡条件或动力学规律求解,接触,弹性形变,相反,kx,恢复原状,四、摩擦力1定义：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：接触面粗糙；接触面间有弹力；物体间有或.3大小：滑动摩擦力FFN，静摩擦力：0FFmax.4方向：与相对运动或相对运动趋势方向5作用效果：物体间的相对运动或运动趋势,相对运动,相对运动趋势,相对运动,相对运动趋势,相对运动,趋势,相对运动,相反,阻碍,相对,自我诊断,1如图111所示，两辆车在以相同的速度做匀速运动；根据图中所给信息和所学知识你可以得出的结论是()A物体各部分都受重力作用，但可以认为物体各部分所受重力集中于一点B重力的方向总是垂直向下的C物体重心的位置与物体形状或质量分布有关D力是使物体运动的原因,图111,解析：物体各部分都受重力作用，但可以认为物体各部分所受重力集中于一点，这个点就是物体的重心，重力的方向总是和水平面垂直，是竖直向下而不是垂直向下，所以A正确，B错误；从图中可以看出，汽车(包括货物)的形状和质量分布发生了变化，重心的位置就发生了变化，故C正确；力不是使物体运动的原因而是改变运动状态的原因，所以D错误答案：AC,图112,2.20102011赛季斯诺克球员巡回赛第五站赛事在谢菲尔德结束，中国选手丁俊晖一路过关斩将，决赛中41横扫琼斯成功夺得本站赛事冠军设在比赛中当台球以速度v0与球桌边框成角撞击O点，反弹后速度为v1，方向与球桌边框夹角仍为，如图112所示OB垂直于桌边，则下列关于桌边框对小球的弹力方向的判断中正确的是()A可能沿OA方向B一定沿OB方向C可能沿OC方向D可能沿OD方向解析：台球与球桌边框碰撞时，受到边框的弹力作用，弹力的方向应与边框垂直，即沿OB方向，故B项正确答案：B,3(2009天津卷)物块静止在固定的斜面上，分别按图示的方向对物块施加大小相等的力F，A中F垂直于斜面向上，B中F垂直于斜面向下，C中F竖直向上，D中F竖直向下，施力后物块仍然静止，则物块所受的静摩擦力增大的是()解析：由于物块始终静止在斜面上，物块所受静摩擦力与正压力无直接关系，对物块进行受力分析，沿斜面方向列平衡方程可判断出选项D正确答案：D,5一物体由圆锥和与它底面相同的半球组成(如图113所示)，置于粗糙的水平地面上用水平外力拉它做图中所示三种情况的运动比较它所受的摩擦力大小解析：物体在三种不同的运动情况下，都相对水平面有相对运动，故它受到滑动摩擦力的作用在三种情况下，水平地面对物体的支持力的大小都等于物体的重力，故物体对地面的正压力的大小都等于其重力，即FNmg.由FFN，知以上三种情况下摩擦力的大小相等答案：大小相等,图113,选项判断(2011长沙模拟)T2的B选项：直接接触的物体一定有弹力(),一、弹力方向的判断1根据弹力产生的条件直接判断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此方法多用来判断形变较明显的情况.2根据物体的运动状态分析根据物体的运动状态，利用牛顿第二定律或共点力平衡条件判断弹力是否存在例如：如图114所示，小球A在车厢内随车厢一起向右运动，可根据小球的运动的状态分析车厢后壁对球A的弹力的情况(1)若车厢和小球做匀速直线运动，则小球A受力平衡，所以车厢后壁对小球无弹力(2)若车厢和小球向右做加速运动，则由牛顿第二定律可知，后车厢壁对小球的弹力水平向右,图114,3几种常见模型中弹力方向的确定,画出下图中物体受弹力的方向(各接触面均光滑),二、静摩擦力的有无及方向判断1假设法2用牛顿第二定律判断：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(Fma)确定合力的方向，然后受力分析判定静摩擦力的有无和方向3用牛顿第三定律判断：“摩擦力总是成对出现的”，先确定受力较少的物体受到的摩擦力方向，再确定另一物体受到的摩擦力方向.,选项判断(2011重庆模拟)T4的C选项：摩擦力的方向与物体运动的方向既可以相反，也可以相同，还可以垂直(),弹力的分析与计算,图115,【例1】如图115所示，一重为10N的球固定在支杆AB的上端，今用一段绳子水平拉球，使杆发生弯曲，已知绳的拉力为7.5N，则AB杆对球的作用力()A大小为7.5NB大小为10NC方向与水平方向成53角斜向右下方D方向与水平方向成53角斜向左上方,方法提炼：弹力大小的计算方法(1)一般物体之间的弹力，要利用平衡条件或牛顿第二定律来计算(2)弹簧的弹力，由胡克定律(Fkx)计算,图116,如图116所示，在水平传送带上有三个质量分别为m1、m2、m3的木块1、2、3,1和2及2和3间分别用原长为L，劲度系数为k的轻弹簧连接起来，木块与传送带间的动摩擦因数为，现用水平细绳将木块1固定在左边的墙上，传送带按图示方向匀速运动，当三个木块达到平衡后，1、3两木块之间的距离是()A2L(m2m3)g/kB2L(m22m3)g/kC2L(m1m2m3)g/kD2Lm3g/k解析：先以2、3为整体分析，则1、2间弹簧的伸长量为x1，有kx1(m23)g；再以3为研究对象，则2、3间弹簧伸长量为x2，有kx2m3g，所以1、3两木块之间的距离为2Lx1x2，故选B.答案：B,静摩擦力的有无及方向的判断,图117,【例2】(2011广州模拟)如图117所示是主动轮P通过皮带带动从动轮Q的示意图，A与B、C与D分别是皮带上与轮缘上相互接触的点，则下列判断正确的是()AB点相对于A点运动趋势方向与B点运动方向相反BD点相对于C点运动趋势方向与C点运动方向相反CD点所受静摩擦力方向与D点运动方向相同D主动轮受到的摩擦力是阻力，从动轮受到的摩擦力是动力解析：P为主动轮，假设接触面光滑，B点相对于A点的运动方向一定与B点的运动方向相同，A错误；Q为从动轮，D点相对于C点的运动趋势方向与C点的运动方向相反，Q轮通过静摩擦力带动，因此，D点所受的静摩擦力方向与D点的运动方向相同，B、C均正确；主动轮靠摩擦带动皮带，从动轮靠摩擦被皮带带动，故D也正确答案：BCD反思领悟：要正确理解摩擦力产生条件中“相对”的含义：“相对”既不是对“地”，也不是对“观察者”，“相对”的是跟它接触的物体,图118,如图118所示，物块A、B静置在水平地面上，某时刻起，对B施加一沿斜面向上的力F，力F从零开始随时间均匀增大，在这一过程中，A、B均始终保持静止则地面对A的()A支持力不变B支持力减小C摩擦力增大D摩擦力减小答案：BC,摩擦力的分析与计算,图119,【例3】(2011山东淄博)如图119所示，物块A放在倾斜的木板上，已知木板的倾角分别为30和45时物块所受摩擦力的大小恰好相同，则物块和木板间的动摩擦因数为(),反思领悟：(1)在确定摩擦力的大小之前，首先分析物体所处的状态，分清摩擦力的性质：静摩擦力或滑动摩擦力(2)滑动摩擦力有具体的计算公式，而静摩擦力要借助其他公式，如：利用平衡条件列方程或牛顿第二定律列方程等(3)“FfFN”中FN“并不总是等于物体的重力”,如图1110所示，质量为m的木块在质量为M的长木板上受到向右的拉力F的作用而向右滑行，长木板处于静止状态，已知木块与木板间的动摩擦因数为1，木板与地面间的动摩擦因数为2.下列说法正确的是()A木板受到地面的摩擦力的大小一定是1mgB木板受到地面的摩擦力的大小一定是2(mM)gC当F2(mM)g时，木板便会开始运动D无论怎样改变F的大小，木板都不可能运动解析：由于木块在木板上匀速运动，所以木块受到木板的滑动摩擦力的作用，其大小为1mg，根据牛顿第三定律可得木块对木板的滑动摩擦力也为1mg.又由于木板处于静止状态，木板在水平方向上受到木块的摩擦力1mg和地面的静摩擦力的作用，二力平衡，选项A正确，B错误若增大F的大小，只能使木块加速运动，但木块对木板的滑动摩擦力大小不变，因而也就不可能使木板运动起来，选项C错误，D正确答案：AD,图1110,对力、重力的考查,1甲、乙两拳击运动员竞技，甲一拳击中乙肩部，观众可认为甲运动员(的拳头)是施力物体，乙运动员(的肩部)是受力物体，但在甲一拳打空的情况下，下列说法中正确的是()A这是一种只有施力物体，没有受力物体的特殊情况B此时拳头因与空气相互作用而停止C甲的拳头、胳膊与自身躯干构成相互作用的物体D以上说法都不正确解析：力的作用是相互的，只要有力产生必然存在着施力物体与受力物体，甲运动员击空了，但在其击拳过程中，在其拳头、胳膊与躯干的相互作用系统内由于相互作用而产生力，身体内部的力也是拳头停止的原因答案：C,2(2011济宁模拟)下列关于物体重力的说法中正确的是()A地球上的物体只有运动时才受到重力B同一物体在某处向上抛出后所受重力较小，向下抛出后所受重力较大C某物体在同一位置时，所受重力与静止还是运动无关，重力大小是相同的D物体所受重力大小与其质量有关解析：地球上的物体运动或静止时都受地球的吸引作用，故运动或静止的物体均受重力，A错误；某物体在地球某点处所受地球吸引而产生的重力一定，与此物体的运动状态无关，B错误，C正确；物体所受重力Gmg，在g一定时，G由m决定，D正确答案：CD,对弹力、摩擦力的考查,3已知一些材料间的动摩擦因数如下表所示：如图1111所示，一质量为1.0kg的物块放置在某材料制作的固定斜面上，斜面倾角30，现用弹簧秤沿斜面方向以1m/s2的加速度拉此物块，使其匀加速上升，读得弹簧秤的示数为8.17N，则两接触面的材料可能是(g取10m/s2)()A木金属B木木C钢钢D木冰,图1111,图1112,4如图1112所示，轻弹簧的一端与物块P相连，另一端固定在木板上先将木板水平放置，并使弹簧处于拉伸状态缓慢抬起木板的右端，使倾角逐渐增大，直至物块P刚要沿木板向下滑动，在这个过程中，物块P所受静摩擦力的大小变化情况是()A先保持不变B一直增大C先增大后减小D先减小后增大解析：本题考查共点力的动态平衡问题对物块进行受力分析可知，由于初始状态弹簧被拉伸，所以物块受到的摩擦力水平向左，当倾角逐渐增大时，物块所受重力在斜面方向的分力逐渐增大，所以摩擦力先逐渐减小，当摩擦力减为零时，弹力和重力的分力平衡；当倾角继续增大时，摩擦力向上逐渐增大，故选项D正确答案：D,图1113,5一个斜面体上搁置一根只能沿竖直方向运动的直杆，杆与斜面接触面粗糙斜面体水平向右运动过程中，发现杆匀加速上升，如图1113所示，关于斜面对杆的作用力，下列判断正确的是()A斜面对杆的滑动摩擦力沿斜面向下B斜面对杆的滑动摩擦力沿斜面向上C斜面体对杆的作用力竖直向上D斜面体对杆的作用力竖直向下解析：杆匀加速上升，斜面体水平向右运动，杆相对于斜面体斜向上滑动，因此杆受的摩擦力沿斜面向下，A对，B错；杆受的支持力垂直于斜面向上，杆受斜面体的作用力斜向右上方，C、D项错误本题容易答案：A,图1114,6(2010山东理综，17)如图1114所示，质量分别为m1、m2的两个物体通过轻弹簧连接，在力F的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动(m1在地面，m2在空中)，力F与水平方向成角，则m1所受支持力FN和摩擦力Ff正确的是()AFNm1gm2gFsinBFNm1gm2gFcosCFfFcosDFfFsin解析：对于m1、m2和轻弹簧组成的系统受力分析如图所示，由平衡条件知：水平方向：FfFcos竖直方向：FNFsinm1gm2g.由以上两式得：FfFcos，FNm1gm2gFsin，正确选项为A、C.答案：AC,对杆的弹力方向认识错误,图1115,【例1】如图1115所示，小车沿水平面向右做匀加速直线运动，车上固定的硬杆和水平面的夹角为，杆的顶端固定着一个质量为m的小球，当小车运动的加速度逐渐增大时，杆对小球的作用力(F1至F4变化)的变化图示(沿杆方向)可能是(),错因分析：认为杆对小球的弹力一定沿杆的方向，当小车的加速度增大时，拉力增大，选A.正确解析：小球只受重力和杆的弹力作用杆的弹力F的竖直分量与重力平衡，水平分量产生加速度，即F竖直mg，F水平ma，所以选项C正确答案：C反思领悟：要搞清楚杆的弹力和绳的拉力方向的不同，绳的拉力一定沿绳的方向，杆的弹力方向不一定沿杆的方向分析杆对物体的弹力方向一般要结合物体的运动状态进行分析,不能准确把握力的突变与渐变,图1116,【例2】如图1116所示，物块m放在倾角为的斜面上，受到平行于斜面的推力F而静止，现将力F撤去，则物块()A会沿斜面下滑B摩擦力方向变化C摩擦力不变D摩擦力变小错因解析：有人认为物块m在斜面上原来受两个摩擦力，其中的一个与重力的分力相平衡，另一个与推力相平衡，故撤外力后物块m沿斜面下滑还有的认为是否撤力与物块m沿斜面下滑的趋势无关，故误选C.正确解析：物体实际只受一个摩擦力的作用，施力时摩擦力的一个分力与重力沿斜面的分力相平衡，另一个分力与推力相平衡，撤去推力时摩擦力随外力的变化而突变，由原来的倾斜方向变为沿斜面向上，与重力沿斜面的分力相平衡，故选B、D.答案：BD,单击此处进入限时规范训练,