力学中常见力的理解和分析.ppt

力学中常见力的理解和分析 河北定兴中学刘金柱 综述 力学是整个高中物理的基础 高三的复习仍然要从力学内容开始 首先我们回顾几种常见的作用力 重力 弹力 摩擦力 重点研究对这几种力的理解和分析 一 重力 1 地球上一切物体都受到地球的吸引 这种由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力 从这个定义可以知道 重力的施力物体是地球 受力物体是地球表面的物体 所以一般谈到物体受重力 说明物体处于地球表面附近 如果物体离地球过远 物体就出了重力的定义范畴 这时我们把地球对物体的吸引说成引力 例如 地球对卫星的 万有引力 提供卫星环绕地球做圆周运动的向心力 一 重力 2 物体受到重力的大小与物体的温度 形状 运动状态等没有关系 只与物体质量成正比 G mg 在不同星球上这个比例系数 重力加速度 一般是不同的 3 重力的方向我们说成竖直向下 重力的作用点称为重心 4 在对物体进行受力分析时 一般首先分析重力 在电磁场中运动的带电粒子是否考虑重力要根据具体题目而定 例1 下面关于重力 重心的说法中正确的是 A 风筝升空后 越升越高 其重心也升高B 质量分布均匀 形状规则的物体的重心一定在物体上C 舞蹈演员在做各种优美动作的时 其重心位置不断变化D 重力的方向总是垂直于地面 分析与解 实际上 一个物体的各个部分都受到重力 重心的说法是从宏观上研究重力对物体的作用效果时而引入的一个概念 重心是指一个点 重力的作用点 由此可知 重心的具体位置应该由物体的形状和质量分布情况决定 也就是说只要物体的形状和质量分布情况不变 重心与物体的空间位置关系就保持不变 重心可能在物体外 也可能在物体内 对具有规则集合形状质量均匀分布的物体 重心在物体的几何中心上 物体位置升高 其重心也跟着升高 根据以上分析可以判断选项A C是正确的 选项B是错误的 分析与解 重力的方向是 竖直向下 的 要注意 竖直向下 与 垂直于地面 并不完全相同 所以选项D的说法是错误的 二 弹力 1 发生形变的物体 由于要恢复原状 对跟它接触的物体会产生力的作用 这种力叫做弹力 这里谈到 跟它接触的物体 就是使它发生形变的物体 所以定义中叙述的 弹力 的施力物体是 发生形变的物体 受力物体是使它发生形变的物体 2 产生弹力的条件 1 物体发生了形变 2 物体要恢复原状 而且有恢复原状的能力 弹性 3 弹力大小的分析 从力的作用效果上分析 1 首先 我们可以从形变上考虑 弹力的大小决定于物体形变程度和弹性系数 例如弹簧的弹力决定于弹簧的形变和弹簧的劲度系数 胡克定律F弹 kx 2 其次 从物体的运动状态上考虑 通过牛顿第二定律可以知道 只要分析清楚物体的运动情况 求得或表示出物体的加速度a 然后求得物体受到的合外力F合 所求弹力为F合的一个分力 应用牛顿第二定律即可做出对弹力的定量分析 物体受共点力平衡问题可以作为牛顿第二定律的特例 a 0 当然也可以通过平衡力的概念建立关系式 例2 如右图1所示 将一个重为G的球挂靠在竖直光滑墙上处于静止状态 悬线与墙面的夹角为 试分析球受到的弹力大小 分析与解 本题属于典型三力平衡问题 如右图2所示 小球受重力G 墙面的支持力FN 悬线的拉力FT 墙面支持力和悬线拉力的合力与重力是一对平衡力 即G G 根据图2中的几何关系有FN G tg G FT cos 由 联立可得球受到的两个弹力大小分别为FN Gtg FT G cos 引申 当然 通过上面的结果我们还可以分析悬线的长度发生变化时对两个弹力大小的影响 这是分析动态平衡问题的一个基本途径 未完 待续