重力彈力摩擦力ppt課件

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第五講：重力 彈力 摩擦力,1,一、力的概念,1、定義：,力是物體和物體間的相互作用，力不能脫離物體而獨(dú)立存在,2、力的作用效果:使物體發(fā)生 ，或使物體 發(fā)生變化,形變,運(yùn)動(dòng)狀態(tài),3、力是矢量。 是力的三要素,大小、方向、作用點(diǎn),用一根帶箭頭的線段表示力的大小、方向、作用點(diǎn)的方法，就是力的圖示。,問(wèn)：兩個(gè)物體間有相互作用就一定有相互接觸嗎？試舉例說(shuō)明。,2,4、力的單位: 。測(cè)量工具是： 。,牛頓,測(cè)力計(jì),5、力的分類(lèi),重力、彈力、摩擦力、分子力、電磁力、核力等是按 分類(lèi)的,壓力、支持力、動(dòng)力、阻力、向心力、回復(fù)力等是按 分類(lèi)的,力的性質(zhì),力的效果,問(wèn)：浮力是按什么命名的力？,一、力的概念,3,6、力的基本性質(zhì),①力的物質(zhì)性：力不能離開(kāi)物體單獨(dú)存在。,②力的相互性：力的作用是相互的。,③力的矢量性：力是矢量，既有大小也有方向,④力的獨(dú)立性：一個(gè)力作用于物體上產(chǎn)生的效果與這個(gè)物體是否同時(shí)受其它力作用無(wú)關(guān)。,施力物體和受力物體,力總是成對(duì)出現(xiàn)的，施力物體同時(shí)也是受力物體，受力物體同時(shí)也是施力物體,力的運(yùn)算遵從平行四邊形定則,一、力的概念,4,自然界中最基本的相互作用是 、 、 、 。,引力相互作用,電磁相互作用,強(qiáng)相互作用,弱相互作用,常見(jiàn)的重力是萬(wàn)有引力在地球表面附近的表現(xiàn)，常見(jiàn)的彈力、摩擦力是由電磁力引起的。,一、力的概念,5,例：關(guān)于力的說(shuō)法正確的是（ ） A．只有相互接觸的物體間才有力的作用 B．物體受到力的作用，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)一定改變 C．施力物體一定受力的作用 D．豎直向上拋出的物體,物體豎直上升，是因?yàn)樨Q直方向上受到升力的作用,,C,例題講解,6,二、重力,1、重力是由于地球的吸引對(duì)物體的吸引而使物體受到的力,2、大?。? ，在地球上不同位置，同一物體的重力大小略有不同,重力大小不僅與物體質(zhì)量有關(guān)，還與物體所處的位置、高度有關(guān)。,3、方向: 豎直向下,4、重心:重力的“等效作用點(diǎn)”.重心相對(duì)物體的位置由物體的 分布決定.質(zhì)量分布 、形狀 的物體的重心在物體的幾何中心。,形狀和質(zhì)量,均勻,規(guī)則,7,例1：下列關(guān)于重心的說(shuō)法，正確的是 （ ） A.重心就是物體上最重的一點(diǎn) B.形狀規(guī)則的物體重心必與其幾何中心重合 C.直鐵絲被彎曲后,重心便不在中點(diǎn),但一定還在鐵絲上 D.重心是物體的各部分所受重力的合力的作用點(diǎn),例題講解,,解析：重力的作用點(diǎn)就是物體重心，但重心并不一定在物體上。如粗細(xì)均勻的鐵絲被彎曲成圓，其重心在圓心處，而不在物體上。重心的位置不但與物體形狀有關(guān)，而且與其質(zhì)量分布是否均勻有關(guān),8,例2：如圖所示，一個(gè)空心均勻球殼里面注滿(mǎn)水，球的正下方有一個(gè)小孔，當(dāng)水由小孔慢慢流出的過(guò)程中，空心球殼和水的共同重心將會(huì) A．一直下降 B．一直上升 C．先升高后降低 D．先降低后升高,例題講解,,9,三、彈力,1、定義：直接接觸的物體間由于發(fā)生彈性形變而產(chǎn)生的力,2、產(chǎn)生條件：兩物體直接接觸、物體發(fā)生彈性形變,3、彈力方向的確定,①壓力、支持力的方向總是垂直于接觸面，若接觸面是曲則垂直于過(guò)接觸點(diǎn)的切面，指向被壓或被支持的物體。,②繩的拉力方向總是沿繩指向繩收縮的方向。,③桿一端受的彈力方向不一定沿桿的方向，可由物體平衡條件判斷方向。,10,4、彈力大小的確定,三、彈力,①?gòu)椈稍趶椥韵薅葍?nèi)彈力的大小遵循胡克定律:F= . ②一般情況下應(yīng)根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),利用牛頓定律或平衡條件來(lái)計(jì)算.,k x,11,三、彈力,難點(diǎn)一 彈力的有無(wú)及方向的判斷,1．彈力有無(wú)的判斷“四法” (1)條件法：根據(jù)物體是否直接接觸并發(fā)生彈性形變來(lái)判斷是否存在彈力．此方法多用來(lái)判斷形變較明顯的情況． (2)假設(shè)法：對(duì)形變不明顯的情況，可假設(shè)兩個(gè)物體間彈力不存在，看物體能否保持原有的狀態(tài)，若運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變，則此處不存在彈力；若運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變，則此處一定有彈力． (3)狀態(tài)法：根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，利用牛頓第二定律或`共點(diǎn)力平衡條件判斷彈力是否存在．,(4)替換法：可以將硬的、形變不明顯的施力物體用軟的、易產(chǎn)生明顯形變的物體來(lái)替換，看能否發(fā)生形態(tài)的變化，若發(fā)生形變，則此處一定有彈力．,12,,例1：如圖所示，均勻的球靜止于墻角，若豎直的墻面是光滑的，而水平的地面是粗糙的，試分析均勻球的受力情況。,2、彈力有無(wú)的判斷,例題講解,13,,f,1、假設(shè)有T——向右加速,2、為使平衡——應(yīng)有f,3、如有f——球?qū)⑥D(zhuǎn)動(dòng),4、無(wú)f——無(wú)T,正確思路：分析除彈力以外其它力的合力?？丛摵狭κ欠駶M(mǎn)足給定的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，若不滿(mǎn)足，則存在彈力，若滿(mǎn)足則不存在彈力,14,例3：一塊鐵板折成如圖形狀，光滑的球置于水平面BC上，鐵板和球一起 （1）向右加速運(yùn)動(dòng) （2）沿垂直AB斜向上勻速運(yùn)動(dòng) 問(wèn)：AB對(duì)球有無(wú)彈力？,（1）有,（2）無(wú),例題講解,15,（二）、題型分析,1、彈力方向判斷,彈力方向與物體形變的方向相反，作用在迫使物體發(fā)生形變的那個(gè)物體上，常見(jiàn)的幾種情況：,（1）根據(jù)物體產(chǎn)生形變的方向判斷,（2）根據(jù)物體運(yùn)動(dòng)情況,利用平衡條件或動(dòng)力學(xué)規(guī)律判斷,三、彈力,16,2．彈力方向的確定,,17,1．(單選)玩具汽車(chē)停在模型橋面上，如圖2－1－2所示，下列說(shuō)法正確的是 ( )． A．橋面受向下的彈力，是因?yàn)闃蛄喊l(fā)生了彈性形變 B．汽車(chē)沒(méi)有發(fā)生形變，所以汽車(chē)不受彈力 C．汽車(chē)受向上的彈力，是因?yàn)闃蛄喊l(fā)生了彈性形變 D．汽車(chē)受向上的彈力，是因?yàn)槠?chē)發(fā)生了形變,,圖2－1－2,,18,例1：標(biāo)出各物體在A、B、C處所受的支持力的方向,,,,,,,,,,例題講解,19,例2：如圖所示，細(xì)繩豎直拉緊，小球和光滑斜面接觸，并處于平衡狀態(tài)，則小球的受力是（ ） A、重力、繩的拉力 B、重力、繩的的拉力、斜面的彈力 C、重力、斜面的彈力 D、繩的拉力、斜面的彈力,例題講解,,20,例3：如圖所示，一根彈性桿的一端固定在傾角300的斜面上，桿的另一端固定一個(gè)重量為2N的小球，小球處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，桿對(duì)小球的彈力： A. 大小為2N，方向平行于斜面向上 B. 大小為1N，方向平行于斜面向上 C. 大小為2N，方向垂直于斜面向上 D. 大小為2N，方向豎直向上,例題講解,,21,例3：小車(chē)上固定著一根彎成α角的曲桿，桿的另一端固定一個(gè)質(zhì)量為m的球．試分析下列情況下桿對(duì)球的彈力的大小和方向: （1）小車(chē)靜止（2）小車(chē)以加速度a水平向右運(yùn)動(dòng),解：（1）物體平衡，受二力，二力平衡，故：N=mg，方向豎直向上,（2）選小球?yàn)檠芯繉?duì)象，運(yùn)動(dòng)狀況是加速，合力方向與加速度方向一致。受力分析,,θ,規(guī)律總結(jié):根據(jù)物體運(yùn)動(dòng)情況,利用牛頓第二定律判斷.關(guān)鍵在于先判定加速度方向,從而確定合力方向.,例題講解,22,彈力大小的計(jì)算方法 (1)對(duì)于難以觀察的微小形變，可以根據(jù)物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況，運(yùn)用物體平衡條件或牛頓第二定律來(lái)確定彈力大?。?(2)對(duì)有明顯形變的彈簧、橡皮條等物體，彈力的大小可以由胡克定律F＝k·Δx計(jì)算．,難點(diǎn)二 彈力大小的計(jì)算,,或ΔF = kΔx,三、彈力,23,（三）、解題注意點(diǎn),1、彈簧秤的讀數(shù),輕彈簧鉤子上受的力即為彈簧秤的讀數(shù),,,5N,5N,讀數(shù)？,,F=5N,平衡狀態(tài),加速上升,5N,讀數(shù)？,5N,三、彈力,24,例：如圖所示，四個(gè)完全相同的彈簧都處于水平位置，它們的右端受到大小皆為F的拉力作用，而左端的情況各不相同：①中彈簧的左端固定在墻上，②中彈簧的左端受大小也為F的拉力作用，③中彈簧的左端拴一小物塊，物塊在光滑的桌面上滑動(dòng)，④中彈簧的左端拴一小物塊，物塊在有摩擦的桌面上滑動(dòng)。若認(rèn)為彈簧的質(zhì)量都為零，以L1、L2、L3 、L4依次表示四個(gè)彈簧的伸長(zhǎng)量，試比較L1 ,L2 ,L3 ,L4,L1=L2=L3=L4,例題講解,25,例2：如圖所示，兩木塊的質(zhì)量分別為m1和m2，兩輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)分別為k1和 k2上面木塊壓在上面的彈簧上（但不拴接），整個(gè)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，現(xiàn)緩慢向上提上面的木塊，直到它剛離開(kāi)上面彈簧，在這過(guò)程中下面木塊移動(dòng)的距離為（ ） A、 B、 C、 D、,例題講解,,26,物理建模 1.輕桿、輕繩、輕彈簧模型,三、彈力,模型闡述 輕桿、輕繩、輕彈簧都是忽略質(zhì)量的理想模型，與這三個(gè)模型相關(guān)的問(wèn)題在高中物理中有相當(dāng)重要的地位，且涉及的情景綜合性較強(qiáng)，物理過(guò)程復(fù)雜，能很好地考查學(xué)生的綜合分析能力，是高考的?？紗?wèn)題.,27,,,,,,,三、彈力,28,三、彈力,29,自由桿和固定桿中的彈力方向,三、彈力,30,【典例1】 甲、乙兩圖中的桿都保持靜止，試畫(huà)出甲、乙兩圖O點(diǎn)受桿的作用力的方向．(O為結(jié)點(diǎn)),,圖2－1－8,例題講解,31,解析 甲為自由桿，受力一定沿桿方向，如下圖甲所示的FN1.乙為固定桿，受力由O點(diǎn)所處狀態(tài)決定，此時(shí)受力平衡，由平衡條件知桿的支持力FN2的方向與mg和F1的合力方向相反，如下圖乙所示．,,答案 如解析圖所示,例題講解,32,2、區(qū)別彈簧與剛性繩,,,,,剪斷1繩瞬間A球所受合力？,剪斷1繩瞬間B球所受合力？,A,B,彈簧，發(fā)生的是宏觀形變，恢復(fù)需要時(shí)間,剛性繩，發(fā)生的是微小形變，外力消失時(shí)，形變能立即消失,三、彈力,33,3、區(qū)別一根繩和兩根繩,（1）同一根繩中張力處處相等,從P 移到Q，繩中張力如何變？,滑輪所受力的方向？,光滑掛鉤,三、彈力,34,（2）貌似同根繩，實(shí)則兩根,結(jié)點(diǎn),有摩擦,三、彈力,35,例：如圖，滑輪本身的重力可以忽略不計(jì)，滑輪軸O安在一根輕木桿B上，一根輕繩AC繞過(guò)滑輪，A端固定在墻上，且繩保持水平，C端下面掛一重物，BO與豎直方向夾角θ=450系統(tǒng)保持平衡，若保持滑輪的位置不變，改變?chǔ)鹊拇笮。瑒t滑輪受到木桿的彈力大小變化情況是： A. 只有θ變小，彈力才變大 B. 只有θ變大，彈力才變大 C. 不論角θ變大或變小，彈力都變大 D. 不論角θ變大或變小，彈力都不變,例題講解,,36,四、摩擦力,1．滑動(dòng)摩擦力的定義,滑動(dòng)摩擦力：兩個(gè)相互接觸且發(fā)生形變的粗糙物體，當(dāng)它們發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，就會(huì)在接觸上產(chǎn)生阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力．,2．滑動(dòng)摩擦力的大小及方向,(1)大?。篎＝μFN,(2)方向：沿兩物體的接觸面，與相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反．,3. 靜摩擦力的定義：兩個(gè)相互接觸且發(fā)生形變的粗糙 物體，當(dāng)它們具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，就會(huì)在接觸面上產(chǎn) 生阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力．,4．靜摩擦力的大小和方向,(1)大小：根據(jù)平衡條件或牛頓運(yùn)動(dòng)定律，0F≤Fm,(2)方向：沿兩物體的接觸面與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反．,37,例. 如圖所示，A為長(zhǎng)木板，在水平面以速度v1向右運(yùn)動(dòng)，物塊B在木板A的上面以速度v2向右運(yùn)動(dòng)，下列判斷正確的是 A．若是v1 = v2，A、B之間無(wú)滑動(dòng)摩擦力 B．若是v1 ＞ v2，A受到了B所施加向右的滑動(dòng)摩擦力 C．若是v1 ＜ v2，B受到了A所施加向右的滑動(dòng)摩擦力 D．若是v1 ＞ v2，B受到了A施加的向左的滑動(dòng)摩擦力,例題講解,,38,難點(diǎn)一 靜摩擦力方向的判斷,1．假設(shè)法,2．狀態(tài)法 根據(jù)平衡條件、牛頓第二定律，可以判斷靜摩擦力的方向． 3．相互法 利用牛頓第三定律(即作用力與反作用力的關(guān)系)來(lái)判斷．,四、摩擦力,39,【典例】 如圖所示，A、B兩物塊疊放在一起，在粗糙的水平面上保持相對(duì)靜止地向右做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中B受到的摩擦力 A．方向向左，大小不變 B．方向向左，逐漸減小 C．方向向右，大小不變 D．方向向右，逐漸減小,若保持相對(duì)靜止地向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)？,例題講解,,40,【例2】如圖所示，傾角為θ的斜面C置于水平地面上，小物塊B置于斜面上，通過(guò)細(xì)繩跨過(guò)光滑的定滑輪與物體A相連接，連接B的一段細(xì)繩與斜面平行，已知A、B、C都處于靜止?fàn)顟B(tài)．則 A．B受到C的摩擦力一定不為零 B．C受到地面的摩擦力一定為零 C．C有沿地面向右滑動(dòng)的趨勢(shì)，一定受到地面向左的摩擦力 D．將細(xì)繩剪斷，若B依然靜止在斜面上，此時(shí)地面對(duì)C的摩擦力為0,例題講解,,,41,【例3】 物塊M位于斜面上，受到平行于斜面的水平力F的作用處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖所示，如果將外力F撤去，則物塊 A．會(huì)沿斜面下滑 B．摩擦力方向一定變化 C．摩擦力的大小變大 D．摩擦力的大小變小,例題講解,,,42,難點(diǎn)二 對(duì)摩擦力的進(jìn)一步理解,誤區(qū)一：有彈力就有摩擦力，有摩擦力就有彈力,誤區(qū)二：摩擦力的大小一定與正壓力成正比,誤區(qū)三：摩擦力的方向總是與物體的運(yùn)動(dòng)方向相反,誤區(qū)四：摩擦力的方向與物體運(yùn)動(dòng)方向一定在同一直線上,滑動(dòng)摩擦力大小一定與重力成正比,,v,,,,四、摩擦力,43,【練習(xí)】判斷下列關(guān)于摩擦力的說(shuō)法是否正確． (1)人在地面上向前走動(dòng)時(shí)受到的摩擦力向前；( ) (2)猴子沿著桿向上勻速爬與向下勻速爬時(shí)受到的摩擦力均向上；( ) (3)在水平地面上向右運(yùn)動(dòng)的物體受到一個(gè)向左的拉力減速運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦力向右；( ),例題講解,44,(4)人騎自行車(chē)在水平地面上加速前進(jìn)時(shí)，自行車(chē)前輪受到的摩擦力向后，后輪受到的摩擦力向前；( ) (5)人推著自行車(chē)在水平地面上向前運(yùn)動(dòng)時(shí)，自行車(chē)前輪受到的摩擦力向后，后輪受到的摩擦力向前；( ) (6)用手在固定的桌面上向左抹出一條痕跡，手對(duì)桌面的摩擦力方向向左，桌面對(duì)手的摩擦力方向向右；( ) (7)滑塊從向右下傾斜的逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的傳送帶的底端以某一初速度向上沖上傳送帶時(shí)受到沿著傳送帶向下的摩擦力．( ),45,難點(diǎn)三 摩擦力的大小計(jì)算,四、摩擦力,46,【例 1】如圖所示，重80 N的物體A放在傾角為30°的粗糙斜面上，有一根原長(zhǎng)為10 cm，勁度系數(shù)為1 000 N/m的彈簧，其一端固定在斜面底端，另一端放置物體A后，彈簧長(zhǎng)度縮短為8 cm，現(xiàn)用一測(cè)力計(jì)沿斜面向上拉物體，若物體與斜面間最大靜摩擦力為25 N，當(dāng)彈簧的長(zhǎng)度仍為8 cm時(shí)，測(cè)力計(jì)讀數(shù)不可能為 A．10 N B．20 N C．40 N D．60 N,例題講解,,47,【例2】如圖所示，質(zhì)量為m的木塊在質(zhì)量為M的長(zhǎng)木板上，受到向右的拉力F的作用而向右滑行，長(zhǎng)木板處于靜止?fàn)顟B(tài)，已知木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1，木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2.下列說(shuō)法正確的是 A．木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ1mg B．木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ2(m＋M)g C．當(dāng)Fμ2(m＋M)g時(shí)，木板便會(huì)開(kāi)始運(yùn)動(dòng) D．無(wú)論怎樣改變F的大小，木板都不可能運(yùn)動(dòng),例題講解,,,48,難點(diǎn)四 摩擦力的“突變”,1.靜摩擦力→靜摩擦力,一木塊放在水平桌面上，在水平方向共受到三個(gè)力即F1、F2和摩擦力的作用，木塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖所示，其中F1＝10 N，F(xiàn)2＝2 N，若撤去F1，則木塊受到的摩擦力為,,若撤去F2呢？,四、摩擦力,例題講解,f=2N,49,2.靜摩擦力→滑動(dòng)摩擦力,如圖所示，緩慢抬高長(zhǎng)木板的右端，木塊所受摩擦力的變化情況是 A．先保持不變 B．一直增大 C．先增大后減小 D．先減小后增大,,,例題講解,,50,3.滑動(dòng)摩擦力→靜摩擦力,,v,物體沖上斜面最終靜止在斜面上,例題講解,51,4.滑動(dòng)摩擦力→滑動(dòng)摩擦力,,,,,F,一質(zhì)量為m且可視為質(zhì)點(diǎn)的小滑塊放置于上表面光滑、質(zhì)量為M的長(zhǎng)木板右端，長(zhǎng)木板與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，現(xiàn)有一大小為F的恒力作用在長(zhǎng)木板右端使之開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，判斷長(zhǎng)木板所受摩擦力的情況。,例題講解,52,以上 有問(wèn)題 隨時(shí)找我溝通,53,