高中物理 第三章 力與相互作用章末整合課件 滬科版必修1.ppt

章末整合 網(wǎng)絡(luò)建構(gòu) 力與相互作用 牛頓第三定律 作用力與反作用力重力形變的力 彈力摩擦力分析物體的受力情況 大小相等方向相反作用在一條直線(xiàn)上 不同物體上 牛頓第三定律 作用力與反作用力 重力 產(chǎn)生 由于地球的吸引大小 g mg g 9 8m s2 方向 豎直向下作用點(diǎn) 重心 與質(zhì)量分布和幾何形狀有關(guān) 形變的力 彈力 概念產(chǎn)生條件方向彈力大小 兩物體接觸有彈性形變 壓力或支持力的方向總是垂直于支持面 或切面 而指向被壓或被支持的物體 繩的拉力方向總是沿繩收縮的方向 形變量越大 彈力越大 彈簧的彈力由胡克定律計(jì)算 f kx 摩擦力 概念條件分類(lèi) 大小 0 f fmax方向 與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反 直接接觸 接觸面粗糙 有正壓力 相對(duì)運(yùn)動(dòng) 或趨勢(shì) 滑動(dòng)摩擦力靜摩擦力 大小 f n方向 與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反 分析物體的受力情況 隔離法 把研究對(duì)象同周?chē)矬w分隔開(kāi)按順序分析檢查 既不多力也不漏力 重力彈力摩擦力其他力 專(zhuān)題歸納 對(duì)彈力的理解 1 彈力產(chǎn)生的條件 1 兩物體相互接觸 2 接觸面處產(chǎn)生彈性形變 2 影響彈力大小的因素彈力是被動(dòng)力 其大小由物體所處狀態(tài) 外部對(duì)它所施加的力以及物體的形變程度決定 3 彈力有無(wú)的判斷兩接觸物體間是否存在彈力作用的判斷是一個(gè)難點(diǎn) 尤其是對(duì)一些微小形變的分析 因此分析彈力產(chǎn)生時(shí) 要注意兩個(gè)條件 接觸且發(fā)生彈性形變 當(dāng)難以直接判斷時(shí) 可采用如下方法 1 假設(shè)法判斷 即假設(shè)彈力存在或不存在 看假設(shè)的結(jié)果是否符合物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 2 根據(jù)力的作用效果判斷 根據(jù)物體所處的狀態(tài)以及狀態(tài)的變化情況判斷彈力的有無(wú) 4 確定彈力大小的兩種情況 1 符合胡克定律的情形直接由f kx求 如彈簧 橡皮條等在彈性限度內(nèi) 2 不符合胡克定律的情形 如繩 桿或接觸面之間的彈力 其大小與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān) 例1 如圖3 1所示 a b為兩根相連的輕質(zhì)彈簧 它們的勁度系數(shù)分別為ka 1 103n m kb 2 103n m 原長(zhǎng)分別為xa 6cm xb 4cm 在下端掛一物體g 物體受到的重力為10n 平衡時(shí) 圖3 1 a 彈簧a下端受的拉力為4n b下端受的拉力為6nb 彈簧a下端受的拉力為10n b下端受的拉力為10nc 彈簧a的長(zhǎng)度變?yōu)?cm b的長(zhǎng)度變?yōu)? 5cm d 彈簧a的長(zhǎng)度變?yōu)? 4cm b的長(zhǎng)度變?yōu)? 3cm解析 物體被彈簧b拉住后處于靜止?fàn)顟B(tài) 說(shuō)明了彈簧b對(duì)物體的拉力等于物體所受的重力 將彈簧b作為研究對(duì)象 物體拉彈簧b的拉力與彈簧a對(duì)彈簧b的拉力是一對(duì)平衡力 彈簧為輕質(zhì)彈簧 即不計(jì)其重力 所以彈簧a對(duì)彈簧b的拉力等于物體對(duì)彈簧b的拉力 大小為10n 所以?xún)蓮椈傻睦鶠?0n 由胡克定律可得ka xa xa 10n kb xb xb 10n由以上兩式和題設(shè)中的已知條件可得xa 7cm xb 4 5cm 答案 bc 摩擦力的分析 1 靜摩擦力不一定作用在靜止的物體上 滑動(dòng)摩擦力不一定發(fā)生在運(yùn)動(dòng)的物體上 因?yàn)殪o摩擦力是指相對(duì)靜止的兩物體間的摩擦力 這兩個(gè)物體可以都在運(yùn)動(dòng) 只是運(yùn)動(dòng)狀態(tài)完全相同而相對(duì)靜止就行 滑動(dòng)摩擦力一定是發(fā)生在兩個(gè)相對(duì)滑動(dòng)的物體之間 涉及到的兩個(gè)物體只要是相對(duì)滑動(dòng)就可以 所以可能其中有一個(gè)物體相對(duì)于參照物是靜止的 2 摩擦力不一定是阻力 靜摩擦力的方向和相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反 但是可能和物體的運(yùn)動(dòng)方向相同 和物體運(yùn)動(dòng)方向相同的力即為動(dòng)力 同樣滑動(dòng)摩擦力的方向和相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反 也可能和物體的運(yùn)動(dòng)方向相同 也就是說(shuō)滑動(dòng)摩擦力也可以作為動(dòng)力 3 靜摩擦力不一定比滑動(dòng)摩擦力小 靜摩擦力的大小受外部條件的影響 當(dāng)外力情況變化時(shí)靜摩擦力也會(huì)相應(yīng)變化 它的大小介于0和最大靜摩擦力之間 而最大靜摩擦力比滑動(dòng)摩擦力稍大 因此 靜摩擦力不一定比滑動(dòng)摩擦力小 不過(guò)通常情況下取最大靜摩擦力等于其滑動(dòng)摩擦力 但滑動(dòng)摩擦力大小 f n 與物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān) 4 靜摩擦力的方向不一定與運(yùn)動(dòng)方向共線(xiàn) 通過(guò)若干實(shí)例分析 似乎可得出結(jié)論 靜摩擦力的方向可與運(yùn)動(dòng)方向相同 也可相反 但與運(yùn)動(dòng)方向必共線(xiàn) 此結(jié)論仍有誤 如圖3 2 甲 所示 a b共同向右加速 a對(duì)b的靜摩擦力方向豎直向下 與運(yùn)動(dòng)方向垂直 如圖3 2 乙 中 a b共同向右加速時(shí) a對(duì)b的靜摩擦力方向沿斜面向上 向下或?yàn)榱愣伎赡?與運(yùn)動(dòng)方向都不共線(xiàn) 但滑動(dòng)摩擦力一定與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反 但與運(yùn)動(dòng)方向也無(wú)確定關(guān)系 5 靜摩擦力可以利用 假設(shè)法 來(lái)判斷 靜摩擦力的方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反 但 趨勢(shì) 不容易直接觀察到 我們可以假設(shè)接觸面光滑 讓其運(yùn)動(dòng) 其運(yùn)動(dòng)方向即是 趨勢(shì) 方向 圖3 2 例2 如圖3 3所示 木塊放在水平地面上 在f 8n的水平拉力作用下向右做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng) 速度為1m s 則下列說(shuō)法中正確的是 圖3 3 a 當(dāng)木塊以1m s的速度做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí) 木塊受到的摩擦力為8nb 當(dāng)木塊以2m s的速度做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí) 木塊受到的摩擦力小于8nc 當(dāng)水平拉力f 20n時(shí) 木塊受到的摩擦力為20n d 將水平拉力f撤去 木塊速度越來(lái)越慢 是因?yàn)槟緣K受到的摩擦力越來(lái)越大解析 豎直方向上木塊的重力與地面對(duì)木塊的支持力始終平衡 水平方向上 木塊向右做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí) 拉力f與滑動(dòng)摩擦力f平衡 故f f 8n 且滑動(dòng)摩擦力方向向左 當(dāng)f 20n時(shí) 因木塊對(duì)地面的壓力的大小和接觸面的粗糙程度均沒(méi)有變化 故滑動(dòng)摩擦力不變 仍為8n 注意此時(shí)f f 木塊向右做加速運(yùn)動(dòng) 同理 當(dāng)木塊速度為2m s及木塊越來(lái)越慢時(shí) 滑動(dòng)摩擦力的大小仍為8n 故答案就選a 答案 a 例3 如圖3 4所示 在水平桌面上放一木塊 用從零開(kāi)始逐漸增大的水平拉力f拉著沿桌面運(yùn)動(dòng) 則木塊所受到的摩擦 圖3 4 力隨拉力f變化的圖像 下圖 正確的是 最大靜摩擦力大于滑動(dòng)摩擦力 解析 當(dāng)木塊不受拉力時(shí) f 0 桌面對(duì)木塊沒(méi)有摩擦力 f 0 當(dāng)木塊受到的水平拉力f較小時(shí) 木塊仍保持靜止 但有向右運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì) 桌面對(duì)木塊產(chǎn)生靜摩擦力 其大小與f相等 方向相反 隨著水平拉力f不斷增大 木塊向右運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)增強(qiáng) 桌面對(duì)木塊的靜摩擦力也相應(yīng)增大 直到水平拉力f足夠大時(shí) 木塊開(kāi)始滑動(dòng) 桌面對(duì)木塊的靜摩擦力達(dá)最大值fm 在這個(gè)過(guò)程中 由木塊水平方向二力平衡條件知 桌面對(duì)木塊的靜摩擦力f始終與拉力f等值反向 即隨著f的增大而增大 木塊滑動(dòng)后 桌面對(duì)它的阻礙作用是滑動(dòng)摩擦力 f n g 它小于最大靜摩擦力 并且 在木塊繼續(xù)滑動(dòng)的過(guò)程中保持不變 答案 d 物體的受力分析 1 物體受力分析的一般思路 1 明確研究對(duì)象 并將它從周?chē)沫h(huán)境中隔離出來(lái) 以避免混淆 由于解題的需要 研究的對(duì)象可以是質(zhì)點(diǎn) 結(jié)點(diǎn) 單個(gè)物體或物體系統(tǒng) 2 按順序分析物體所受的力 一般按照重力 彈力 摩擦力 其他力的順序比較好 要養(yǎng)成按順序分析力的習(xí)慣 就不容易漏掉某個(gè)力 3 正確畫(huà)出物體受力示意圖 畫(huà)每個(gè)力時(shí)不要求嚴(yán)格按比例畫(huà)出每個(gè)力的大小 但方向必須畫(huà)準(zhǔn)確 一般要采用隔離法分別畫(huà)出每一個(gè)研究對(duì)象的受力示意圖 以避免發(fā)生混亂 4 檢查 防止錯(cuò)畫(huà)力 多畫(huà)力和漏畫(huà)力 2 分析受力時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn) 1 只分析根據(jù)性質(zhì)命名的力 不用分析根據(jù)效果命名的力 如動(dòng)力 阻力 下滑力等 2 每分析一個(gè)力 都應(yīng)找出施力物體 以防止多分析某些不存在的力 3 只分析研究對(duì)象所受的力 不分析研究對(duì)象對(duì)其他物體所施的力 4 一般情況下 可將力畫(huà)在物體的重心上 5 要注意題干中的某些語(yǔ)句 如 光滑面 不計(jì)空氣阻力 不計(jì)重力 恰好 等等 6 要結(jié)合運(yùn)動(dòng)情況分析力 7 要注意分析方法 如整體法 隔離法 假設(shè)分析法等 8 合力和分力不能同時(shí)作為物體所受的力 例如重為g的物體靜止在傾角為 的斜面上時(shí) 受到重力g 支持力n 摩擦力f三個(gè)力作用 不能誤認(rèn)為受g n f gsin gcos 等五個(gè)力作用 例4 在機(jī)場(chǎng)和港口 常用輸送帶運(yùn)送旅客和行李 貨物 如圖3 5所示 圖甲為水平輸送帶 圖乙為傾斜輸送帶 當(dāng)一個(gè)行李箱隨輸送帶一起做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí) 下列判斷中 正確的是 圖3 5 a 甲乙兩種情況中的行李箱都受到兩個(gè)力作用b 甲乙兩種情況中的行李箱都受到三個(gè)力作用c 情況甲中的行李箱受到三個(gè)力作用 情況乙中的行李箱受到四個(gè)力作用d 情況甲中的行李箱受到兩個(gè)力作用 情況乙中的行李箱受到三個(gè)力作用 解析 以行李箱為研究對(duì)象 它受到重力作用 兩種情況中 行李箱都只與輸送帶有聯(lián)系 由于行李箱對(duì)輸送帶的壓力作用 輸送帶對(duì)行李箱產(chǎn)生彈力 其方向垂直輸送帶向上 在圖甲中 行李箱隨輸送帶一起做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng) 兩者沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì) 輸送帶對(duì)箱子不會(huì)產(chǎn)生摩擦力 因此 如圖甲所示 圖甲中的行李箱僅受兩個(gè)力作用 在圖乙中 行李箱雖然同樣隨輸送帶一起做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng) 但它時(shí)刻都有沿輸送帶下滑的趨勢(shì) 只是由于輸送帶對(duì)行李箱的靜摩擦力的阻礙作用才沒(méi)有下滑 因此 如圖甲所示 圖乙中