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文檔簡介

1、 力 力概念定義:力是物體對物體的作用,不能離開施力物體與受力物體而存在。效果:要素:大小、方向、作用點(力的圖示)使物體發(fā)生形變改變物體運動狀態(tài)分類效果:拉力、動力、阻力、支持力、壓力性質:重力:方向、作用點(關于重心的位置)彈力:產(chǎn)生條件、方向、大?。ê硕桑┠Σ亮Γ海o摩擦與動摩擦)產(chǎn)生條件、方向、大小運算平行四邊形定則力的合成力的分解|F1F2|F合F1F2知識網(wǎng)絡:單元切塊:按照考綱的要求,本章內(nèi)容可以分成三部分,即:力的概念、三個性質力;力的合成和分解;共點力作用下物體的平衡。其中重點是對摩擦力和彈力的理解、熟練運用平行四邊形定則進行力的合成和分解。難點是受力分析。 力的概念 三

2、種性質力一、力1.概念力是是物體對物體的作用,不能離開實力物體和受力物體而存在。(1)力不能離開物體而獨立存在,有力就一定有“施力”和“受力”兩個物體。二者缺一不可。(2)力的作用是相互的。(3)力的作用效果:形變 改變運動狀態(tài)(4)力的圖示2. 分類 (1)按性質分 重力(萬有引力)、彈力、摩擦力、分子力、電場力、磁場力 (2)按效果分壓力、支持力、拉力、動力、阻力、向心力、回復力 (3)按產(chǎn)生條件分場力(非接觸力)、接觸力。二、重力:1定義:由于地球的吸引而使物體受到的力。2方向:總是豎直向下3大?。篏mg注意:重力是萬有引力的一個分力,另一個分力提供物體隨地球自轉所需的向心力,在兩極處重

3、力等于萬有引力。由于重力遠大于向心力,一般情況下近似認為重力等于萬有引力。4.重心:重力的等效作用點。重心的位置與物體的形狀及質量的分布有關。重心不一定在物體上。質量分布均勻、形狀規(guī)則的物體,重心在幾何中心上薄板類物體的重心可用懸掛法確定。三、彈力1產(chǎn)生條件 (1)兩個物體直接接觸(2)并發(fā)生彈性形變2方向(1)壓力、支持力的方向總是垂直于接觸面。(2)繩對物體的拉力總是沿著繩收縮的方向。 (3)桿對物體的彈力不一定沿桿的方向。如果輕直桿只有兩個端點受力而處于平衡狀態(tài),則輕桿兩端對物體的彈力的方向一定沿桿的方向。 【例1】 如圖所示,光滑但質量分布不均勻的小球的球心在O點,重心在P點, 靜止在

4、豎直墻和桌邊之間。試畫出小球所受彈力。F2APOF1B點評:注意彈力必須指向球心,而不一定指向重心。又由于F1、F2、G為共點力,重力的作用線必須經(jīng)過O點,因此P和O必在同一豎直線上,P點可能在O的正上方(不穩(wěn)定平衡),也可能在O的正下方(穩(wěn)定平衡)。F1F2AB【例2】 如圖所示,重力不可忽略的均勻桿被細繩拉住而靜止,試畫出桿所受的彈力。點評:由于此直桿的重力不可忽略,其兩端受的力可能不沿桿的方向。FABC桿受的水平方向合力應該為零。由于桿的重力G豎直向下,因此桿的下端一定還受到向右的摩擦力f作用?!纠?】 圖中AC為豎直墻面,AB為均勻橫梁,其重為G,處于水平位置。BC為支持橫梁的輕桿,A

5、、 B、C三處均用鉸鏈連接。試畫出橫梁B端所受彈力的方向?!纠?】畫出圖中物體A所受的力(P為重心,接觸面均光滑)解析:判斷彈力的有無,可以采用拆除法:“拆除”與研究對象(受力物體)相接觸的物體(如題中的繩或接觸面),如果研究對象的運動狀態(tài)不發(fā)生改變,則不受彈力,否則將受到彈力的作用。各圖受力如下圖所示。3彈力的大小對有明顯形變的彈簧,彈力的大小可以由胡克定律計算。對沒有明顯形變的物體,如桌面、繩子等物體,彈力大小由物體的受力情況和運動情況共同決定。 (1)胡克定律可表示為(在彈性限度內(nèi)):F=kx,還可以表示成F=kx,即彈簧彈力的改變量和彈簧形變量的改變量成正比。(2)“硬”彈簧,是指彈簧

6、的k值較大。(同樣的力F作用下形變量x較小)(3)幾種典型物體模型的彈力特點如下表。項目輕繩輕桿彈簧形變情況伸長忽略不計認為長度不變可伸長可縮短施力與受力情況只能受拉力或施出拉力能受拉或受壓可施出拉力或壓力同桿力的方向始終沿繩不一定沿桿沿彈簧軸向力的變化可發(fā)生突變同繩只能發(fā)生漸變k2x2/k1G1x2G2x1x1/FG1G2k2k1【例5】如圖所示,兩物體重力分別為G1、G2,兩彈簧勁度系數(shù)分別為k1、k2,彈簧兩端與物體和地面相連。用豎直向上的力緩慢向上拉G2,最后平衡時拉力F=G1+2G2,求該過程系統(tǒng)重力勢能的增量。四、摩擦力1摩擦力產(chǎn)生條件(1)兩物體直接接觸且相互擠壓(2)接觸面粗糙

7、(3)有相對運動或相對運動的趨勢。以上三個條件缺一不可。兩物體間有彈力是這兩物體間有摩擦力的必要條件。(沒有彈力不可能有摩擦力)2滑動摩擦力大小 (1)在接觸力中,必須先分析彈力,再分析摩擦力。 (2)只有滑動摩擦力才能用公式F=FN,其中的FN表示正壓力,不一定等于重力G?!纠?】如圖所示,用跟水平方向成角的推力F推重量為G的木塊沿天花板向右運動,木塊和天花板間的動摩擦因數(shù)為,求木塊所受的摩擦力大小。 GFF1F2 fFNGFF1F2 fFNFG3靜摩擦力大小 (1)必須明確,靜摩擦力大小不能用滑動摩擦定律F=FN計算,只有當 靜摩擦力達到最大值時,其最大值一般可認為等于滑動摩擦力,既Fm=

8、FN(2)靜摩擦力的大小要根據(jù)物體的受力情況和運動情況共同確定,其可能的取值范圍是: 0Ff FmFAB【例7】 如圖所示,A、B為兩個相同木塊,A、B間最大靜摩擦力Fm=5N,水平面光滑。拉力F至少多大,A、B才會相對滑動?點評:研究物理問題經(jīng)常會遇到臨界狀態(tài)。物體處于臨界狀態(tài)時,可以認為同時具有兩個狀態(tài)下的所有性質。4摩擦力方向 (1)摩擦力方向和物體間相對運動(或相對運動趨勢)的方向相反。(2)摩擦力的方向和物體的運動方向可能成任意角度。通常情況下摩擦力方向可能和物體運動方向相同(作為動力),可能和物體運動方向相反(作為阻力),可能和物體速度方向垂直(作為勻速圓周運動的向心力)。在特殊情

9、況下,可能成任意角度。av相對【例8】 小車向右做初速為零的勻加速運動,物體恰好沿車后壁勻速下滑。試分析下滑過程中物體所受摩擦力的方向和物體速度方向的關系。點評:由上面的分析可知:無明顯形變的彈力和靜摩擦力都是被動力。就是說:彈力、靜摩擦力的大小和方向都無法由公式直接計算得出,而是由物體的受力情況和運動情況共同決定的。五、物體的受力分析1明確研究對象在進行受力分析時,研究對象可以是某一個物體,也可以是保持相對靜止的若干個物體。在解決比較復雜的問題時,靈活地選取研究對象可以使問題簡潔地得到解決。研究對象確定以后,只分析研究對象以外的物體施予研究對象的力(即研究對象所受的外力),而不分析研究對象施

10、予外界的力。2按順序找力先場力(重力、電場力、磁場力),后接觸力;接觸力中必須先彈力,后摩擦力(只有在有彈力的接觸面之間才可能有摩擦力)。3只畫性質力,不畫效果力畫受力圖時,只能按力的性質分類畫力,不能按作用效果(拉力、壓力、向心力等)畫力,否則將出現(xiàn)重復。4需要合成或分解時,必須畫出相應的平行四邊形(或三角形)ABC在解同一個問題時,分析了合力就不能再分析分力;分析了分力就不能再分析合力,千萬不可重復?!纠?】 如圖所示,傾角為的斜面A固定在水平面上。木塊B、C的質量分別為M、m,始終保持相對靜止,共同沿斜面下滑。B的上表面保持水平,A、B間的動摩擦因數(shù)為。當B、C共同勻速下滑;當B、C共同

11、加速下滑時,分別求B、C所受的各力。點評:由本題可以知道:靈活地選取研究對象可以使問題簡化;靈活選定坐標系的方向也可以使計算簡化;在物體的受力圖的旁邊標出物體的速度、加速度的方向,有助于確定摩擦力方向,也有助于用牛頓第二定律建立方程時保證使合力方向和加速度方向相同。+【例10】 小球質量為m,電荷為+q,以初速度v向右沿水平絕緣桿滑動,勻強磁場方向如圖所示,球與桿間的動摩擦因數(shù)為。試描述小球在桿上的運動情況。【例11】 一航天探測器完成對月球的探測任務后,在離開月球的過程中,由靜止開始沿著與月球表面成一傾斜角的直線飛行,先加速運動,再勻速運動。探測器通過噴氣而獲得推動力。以下關于噴氣方向的描述

12、中正確的是力。以下關于噴氣方向的描述中正確的是A探測器加速運動時,沿直線向后噴氣 B探測器加速運動時,豎直向下噴氣C 探測器勻速運動時,豎直向下噴氣 D探測器勻速運動時,不需要噴氣附:知識點梳理閱讀課本理解和完善下列知識要點(一)、力的概念 1力是 。2力的物質性是指 。3力的相互性是 ,施力物體必然是受力物體,力總是成對的。4力的矢量性是指 ,形象描述力用 。5力的作用效果是 或 。6力可以按其 和 分類。舉例說明: (二)、重力1概念: 2產(chǎn)生條件: 3大小: G = mg (g為重力加速度,它的數(shù)值在地球上的 最大, 最??;在同一地理位置,離地面越高,g值 。一般情況下,在地球表面附近我

13、們認為重力是恒力。4方向: 。5作用點重心:質量均勻分布、有規(guī)則形狀的物體重心在物體的 ,物體的重心 物體上(填一定或不一定)。質量分布不均或形狀不規(guī)則的薄板形物體的重心可采用 粗略確定。(三)、彈力1概念: 2產(chǎn)生條件(1) ; (2) 。3大?。海?)與形變有關,一般用平衡條件或動力學規(guī)律求出。(2)彈簧彈力大小胡克定律: f = kx 式中的k被稱為 ,它的單位是 ,它由 決定;式中的x是彈簧的 。4方向:與形變方向相反。(1)輕繩只能產(chǎn)生拉力,方向沿繩子且指向 的方向;(2)堅硬物體的面與面,點與面接觸時,彈力方向 接觸面(若是曲面則是指其切面),且指向被壓或被支持的物體。(3)球面與

14、球面之間的彈力沿半徑方向,且指向受力物體。(四)、摩擦力 1產(chǎn)生條件:(1)兩物體接觸面 ;兩物體間存在 ;(2)接觸物體間有相對運動( 摩擦力)或相對運動趨勢( 摩擦力)。2方向:(1)滑動摩擦力的方向沿接觸面和 相反,與物體運動方向 相同。(2)靜摩擦力方向沿接觸面與物體的 相反??梢愿鶕?jù)平衡條件或牛頓運動定律判斷。3大小:(1)滑動摩擦力的大小: f = N 式中的N是指 ,不一定等于物體的重力;式中的被稱為動摩擦因數(shù),它的數(shù)值由 決定。 (2)靜摩擦力的大小: 0 f靜 fm 除最大靜摩擦力以外的靜摩擦力大小與正壓力 關,最大靜摩擦力近似等于滑動摩擦力,與正壓力成 比;靜摩擦力的大小應

15、根據(jù)平衡條件或牛頓運動定律來進行計算。針對訓練1下列關于力的說法, 正確的是( )A兩個物體一接觸就會產(chǎn)生彈力B物體的重心不一定在物體上C滑動摩擦力的方向和物體運動方向相反 D懸掛在天花板上的輕質彈簧在掛上重2N的物體后伸長2cm靜止, 那么這根彈簧伸長1cm后靜止時, 它的兩端各受到1N的拉力2如圖所示,在粗糙的水平面上疊放著物體A和B,A和B間的接觸面也是粗糙的,如果用水平拉力F拉A,但A、B仍保持靜止,則下面的說法中正確的是( )。A物體A與地面間的靜摩擦力的大小等于FB物體A與地面的靜摩擦力的大小等于零 C物體A與B間的靜摩擦力的大小等于F D物體A與B間的靜摩擦力的大小等于零3關于兩

16、物體之間的彈力和摩擦力,下列說法中正確的是( )A有摩擦力一定有彈力B摩擦力的大小與彈力成正比C有彈力一定有摩擦力D彈力是動力,摩擦力是阻力F4如上圖所示,用水平力F將物體壓在豎直墻壁上,保持靜止狀態(tài),物體所受的摩擦力的大小( )A 隨F的增大而增大 B隨F的減少而減少 C等于重力的大小 D可能大于重力 5用手握著一個玻璃杯,處于靜止狀態(tài)。如果將手握得更緊,手對玻璃杯的靜摩擦力將 ,如果手的握力不變,而向杯中倒入一些水(杯仍處于靜止狀態(tài)),手對杯的靜摩擦力將 。6一木塊放在水平桌面上,在水平方向共受到兩個拉力作用,拉力的大小如圖所示,物體處于靜止狀態(tài),(1)若只撤去10N的拉力,則物體能否保持

17、靜止狀態(tài)? ;(2)若只撤去2N的力,物體能否保持靜止狀態(tài)? 。vF 7如圖所示,在=0.2的粗糙水平面上,有一質量為10kg的物體以一定的速度向右運動,同時還有一水平向左的力F作用于物體上,其大小為10N,則物體受到的摩擦力大小為_,方向為_(g取10N/kg)8如圖所示,重20N的物體,在動摩擦因數(shù)為0.1的水平面上向左運動,同時受到大小為10N水平向右的力F作用,物體所受摩擦力的大小為 ,方向為 。參考答案:1 BD 2AD 3A 4C 5不變;變大 6最大靜摩擦力fm8N,若只撤去10N的拉力,則物體能保持靜止;若只撤去2N的力,物體可能保持靜止也可能產(chǎn)生滑動。 720N,水平向左 8

18、2N,水平向右教學隨感: 力是高中物理的重要內(nèi)容,也是高考的考查重點,因此,復習時必需高度重視。從復習過程及學生練習情況看,學生對幾種基本性質的力基本概念規(guī)律掌握還可以,但是對受力分析特別是比較復雜的受力分析還存在不足,經(jīng)常多力或漏力,特別是中下水平的學生,因此,第一輪復習重點還是應該以基礎知識和能力訓練為目標。 力的合成和分解一、標量和矢量1將物理量區(qū)分為矢量和標量體現(xiàn)了用分類方法研究物理問題的思想。2矢量和標量的根本區(qū)別在于它們遵從不同的運算法則:標量用代數(shù)法;矢量用平行四邊形定則或三角形定則。矢量的合成與分解都遵從平行四邊形定則(可簡化成三角形定則)。平行四邊形定則實質上是一種等效替換的

19、方法。一個矢量(合矢量)的作用效果和另外幾個矢量(分矢量)共同作用的效果相同,就可以用這一個矢量代替那幾個矢量,也可以用那幾個矢量代替這一個矢量,而不改變原來的作用效果。3同一直線上矢量的合成可轉為代數(shù)法,即規(guī)定某一方向為正方向。與正方向相同的物理量用正號代入相反的用負號代入,然后求代數(shù)和,最后結果的正、負體現(xiàn)了方向,但有些物理量雖也有正負之分,運算法則也一樣但不能認為是矢量,最后結果的正負也不表示方向如:功、重力勢能、電勢能、電勢等。二、力的合成與分解力的合成與分解體現(xiàn)了用等效的方法研究物理問題。合成與分解是為了研究問題的方便而引人的一種方法用合力來代替幾個力時必須把合力與各分力脫鉤,即考慮

20、合力則不能考慮分力,同理在力的分解時只考慮分力而不能同時考慮合力。1力的合成(1)力的合成的本質就在于保證作用效果相同的前提下,用一個力的作用代替幾個力的作用,這個力就是那幾個力的“等效力”(合力)。力的平行四邊形定則是運用“等效”觀點,通過實驗總結出來的共點力的合成法則,它給出了尋求這種“等效代換”所遵循的規(guī)律。F1F2FOF1F2FO(2)平行四邊形定則可簡化成三角形定則。由三角形定則還可以得到一個有用的推論:如果n個力首尾相接組成一個封閉多邊形,則這n個力的合力為零。(3)共點的兩個力合力的大小范圍是 |F1F2| F合 F1F2(4)共點的三個力合力的最大值為三個力的大小之和,最小值可

21、能為零?!纠?】物體受到互相垂直的兩個力F1、F2的作用,若兩力大小分別為5N、 N,求這兩個力的合力點評:今后我們遇到的求合力的問題,多數(shù)都用計算法,即根據(jù)平行四邊形定則作出平行四邊形后,通過解其中的三角形求合力在這種情況下作的是示意圖,不需要很嚴格,但要規(guī)范,明確哪些該畫實線,哪些該畫虛線,箭頭應標在什么位置等【例2】如圖甲所示,物體受到大小相等的兩個拉力的作用,每個拉力均為200 N,兩力之間的夾角為60,求這兩個拉力的合力點評:(1)求矢量時要注意不僅要求出其大小,還要求出其方向,其方向通常用它與已知矢量的夾角表示 (2)要學好物理,除掌握物理概念和規(guī)律外,還要注意提高自己應用數(shù)學知識

22、解決物理問題的能力2力的分解(1)力的分解遵循平行四邊形法則,力的分解相當于已知對角線求鄰邊。(2)兩個力的合力惟一確定,一個力的兩個分力在無附加條件時,從理論上講可分解為無數(shù)組分力,但在具體問題中,應根據(jù)力實際產(chǎn)生的效果來分解?!纠?】將放在斜面上質量為m的物體的重力mg分解為下滑力F1和對斜面的壓力F2,這種說法正確嗎?解析:將mg分解為下滑力F1這種說法是正確的,但是mg的另一個分力F2不是物體對斜面的壓力,而是使物體壓緊斜面的力,從力的性質上看,F(xiàn)2是屬于重力的分力,而物體對斜面的壓力屬于彈力,所以這種說法不正確?!纠?】將一個力分解為兩個互相垂直的力,有幾種分法?(3)幾種有條件的力

23、的分解已知兩個分力的方向,求兩個分力的大小時,有唯一解。已知一個分力的大小和方向,求另一個分力的大小和方向時,有唯一解。已知兩個分力的大小,求兩個分力的方向時,其分解不惟一。已知一個分力的大小和另一個分力的方向,求這個分力的方向和另一個分力的大小時,其分解方法可能惟一,也可能不惟一。(4)用力的矢量三角形定則分析力最小值的規(guī)律:當已知合力F的大小、方向及一個分力F1的方向時,另一個分力F2取最小值的條件是兩分力垂直。如圖所示,F(xiàn)2的最小值為:F2min=F sin 當已知合力F的方向及一個分力F1的大小、方向時,另一個分力F2取最小值的條件是:所求分力F2與合力F垂直,如圖所示,F(xiàn)2的最小值為

24、:F2min=F1sin當已知合力F的大小及一個分力F1的大小時,另一個分力F2取最小值的條件是:已知大小的分力F1與合力F同方向,F(xiàn)2的最小值為FF1(5)正交分解法:把一個力分解成兩個互相垂直的分力,這種分解方法稱為正交分解法。用正交分解法求合力的步驟:首先建立平面直角坐標系,并確定正方向把各個力向x軸、y軸上投影,但應注意的是:與確定的正方向相同的力為正,與確定的正方向相反的為負,這樣,就用正、負號表示了被正交分解的力的分力的方向求在x軸上的各分力的代數(shù)和Fx合和在y軸上的各分力的代數(shù)和Fy合求合力的大小 合力的方向:tan=(為合力F與x軸的夾角)點評:力的正交分解法是把作用在物體上的

25、所有力分解到兩個互相垂直的坐標軸上,分解最終往往是為了求合力(某一方向的合力或總的合力)?!纠?】質量為m的木塊在推力F作用下,在水平地面上做勻速運動已知木塊與地面間的動摩擦因數(shù)為,那么木塊受到的滑動摩擦力為下列各值的哪個? Amg (mg+Fsin) (mg+Fsin) Fcos 小結:(1)在分析同一個問題時,合矢量和分矢量不能同時使用。也就是說,在分析問題時,考慮了合矢量就不能再考慮分矢量;考慮了分矢量就不能再考慮合矢量。(2)矢量的合成分解,一定要認真作圖。在用平行四邊形定則時,分矢量和合矢量要畫成帶箭頭的實線,平行四邊形的另外兩個邊必須畫成虛線。(3)各個矢量的大小和方向一定要畫得合

26、理。(4)在應用正交分解時,兩個分矢量和合矢量的夾角一定要分清哪個是大銳角,哪個是小銳角,不可隨意畫成45。(當題目規(guī)定為45時除外)三、綜合應用舉例103【例6】水平橫粱的一端A插在墻壁內(nèi),另一端裝有一小滑輪B,一輕繩的一端C固定于墻上,另一端跨過滑輪后懸掛一質量m=10 kg的重物,CBA30,如圖甲所示,則滑輪受到繩子的作用力為(g=10m/s2)A50N B50N C 100N D100NOPmgEq【例7】已知質量為m、電荷為q的小球,在勻強電場中由靜止釋放后沿直線OP向斜下方運動(OP和豎直方向成角),那么所加勻強電場的場強E的最小值是多少?點評:這是一道很典型的考察力的合成的題,

27、不少同學只死記住“垂直”,而不分析哪兩個矢量垂直,經(jīng)常誤認為電場力和重力垂直,而得出錯誤答案。越是簡單的題越要認真作圖。 【例8】輕繩AB總長l,用輕滑輪懸掛重G的物體。繩能承受的最大拉力是2G,將A端固定,將B端緩慢向右移動d而使繩不斷,求d的最大可能值。A BGF1F2N【例9】 A的質量是m,A、B始終相對靜止,共同沿水平面向右運動。當a1=0時和a2=0.75g時,B對A的作用力FB各多大? 【例10】一根長2m,重為G的不均勻直棒AB,用兩根細繩水平懸掛在天花板上,如圖所示,求直棒重心C的位置。【例11】如圖(甲)所示質量為m的球放在傾角為的光滑斜面上,試分析擋板AO與斜面間的傾角為

28、多大時,AO所受壓力最???附:知識點梳理閱讀課本理解和完善下列知識要點1.合力、分力、力的合成:一個力產(chǎn)生的效果如果能跟原來幾個力共同產(chǎn)生的 這個力就叫那幾個力的合力,那幾個力就叫這個力的分力求幾個力的合力叫 力的合成實際上就是要找一個力去代替幾個已知的力,而不改變其 2.共點力:幾個力如果都作用在物體的 ,或者它們的 相交于同一點,這幾個力叫做共點力3.力的平行四邊形定則:求兩個互成角度的共點力的合力,可以用表示這兩個力的線段為 作 , 就表示合力的大小和方向,這就是力的平行四邊形定則 力這種既有大小又有方向的物理量,進行合成運算時,一般不能用代數(shù)加法求合力,而必須用平行四邊形定則4. 矢量

29、和標量: 的物理量叫矢量, 的物理量叫標量標量按代數(shù)求和5一個力,如果它的兩個分力的作用線已經(jīng)給定,分解結果可能有 種(注意:兩分力作用線與該力作用線不重合)6一個力,若它的兩個分力與該力均在一條直線上,分解結果可能有 種。7一個力,若它的一個分力作用線已經(jīng)給定(與該力不共線),另外一個分力的大小任意給定,分解結果可能有 種。8有一個力大小為100N,將它分解為兩個力,已知它的一個分力方向與該力方向的夾角為30,那么,它的另一個分力的最小值是 N,與該力的夾角為 。針對訓練1如圖所示有五個力作用于一點P,構成一個正六邊形的兩個所示,鄰邊和三條對角線,設F3=10N,則這五個力的合力大小為( )

30、A10(2)N B20N C30N D02關于二個共點力的合成下列說法正確的是 ( )A合力必大于每一個力B合力必大于兩個力的大小之和C合力的大小隨兩個力的夾角的增大而減小D合力可以和其中一個力相等,但小于另一個力3如圖所示 質量為m的小球被三根相同的輕質彈簧a、b、c拉住,c豎直向下a、b、c三者夾角都是120,小球平衡時,a、b、c伸長的長度之比是331,則小球受c的拉力大小為 ( )Amg B0.5mg C1.5mg D3mg4如圖所示物體處于平衡狀態(tài),若保持a不變,當力F與水平方向夾角多大時F有最小值 ( )A0 B C D25如圖所示一條易斷的均勻細繩兩端固定在天花板的A、B兩點,今

31、在細繩O處吊一砝碼,如果OA2BO,則 ( )A增加硅碼時,AO繩先斷 B增加硅碼時,BO繩先斷CB端向左移,繩子易斷 DB端向右移,繩子易斷6圖所示,A、A兩點很接近圓環(huán)的最高點BOB為橡皮繩,BOB120,且B、B與OA對稱在點O掛重為G的物體,點O在圓心,現(xiàn)將B、B兩端分別移到同一圓周上的點A、A,若要使結點O的位置不變,則物體的重量應改為AG B C D2G7長為L的輕繩,將其兩端分別固定在相距為d的兩堅直墻面上的A、B兩點。一小滑輪O跨過繩子下端懸掛一重力為G的重物C,平衡時如圖所示,求AB繩中的張力。 8如圖所示,質量為m,橫截面為直角形的物快ABC,ABC,AB邊靠在豎直墻上,F(xiàn)

32、是垂直于斜面BC的推力,現(xiàn)物塊靜止不動,求摩擦力的大小。參考答案:1C 2B 3B 4C 5BD 6D 7FT 8f=mg+Fsin教學隨感學生對力的運算求解方法掌握還不是很熟練,特別是中下水平的學生,對矢量運算的三角形相似法,復雜多力情況下力的分解合成還不熟練。因此,應該多進行針對訓練,提高學生解題能力。 共點力作用下物體的平衡知識點復習一、物體的平衡物體的平衡有兩種情況:一是質點靜止或做勻速直線運動,物體的加速度為零;二是物體不轉動或勻速轉動(此時的物體不能看作質點)。點評:對于共點力作用下物體的平衡,不要認為只有靜止才是平衡狀態(tài),勻速直線運動也是物體的平衡狀態(tài)因此,靜止的物體一定平衡,但

33、平衡的物體不一定靜止還需注意,不要把速度為零和靜止狀態(tài)相混淆,靜止狀態(tài)是物體在一段時間內(nèi)保持速度為零不變,其加速度為零,而物體速度為零可能是物體靜止,也可能是物體做變速運動中的一個狀態(tài),加速度不為零。由此可見,靜止的物體速度一定為零,但速度為零的物體不一定靜止因此,靜止的物體一定處于平衡狀態(tài),但速度為零的物體不一定處于靜止狀態(tài)??傊?,共點力作用下的物體只要物體的加速度為零,它一定處于平衡狀態(tài),只要物體的加速度不為零,它一定處于非平衡狀態(tài)。二、共點力作用下物體的平衡1共點力幾個力作用于物體的同一點,或它們的作用線交于同一點(該點不一定在物體上),這幾個力叫共點力。2共點力的平衡條件在共點力作用下

34、物體的平衡條件是合力為零,即F合0或Fx合0,F(xiàn)y合03判定定理物體在三個互不平行的力的作用下處于平衡,則這三個力必為共點力。(表示這三個力的矢量首尾相接,恰能組成一個封閉三角形)4解題方法當物體在兩個共點力作用下平衡時,這兩個力一定等值反向;當物體在三個共點力作用下平衡時,往往采用平行四邊形定則或三角形定則;當物體在四個或四個以上共點力作用下平衡時,往往采用正交分解法?!纠?】(1)下列哪組力作用在物體上,有可能使物體處于平衡狀態(tài) ( )A3N,4N,8N B3N,5N,1NC4N,7N,8N D7N,9N,6N(2)用手施水平力將物體壓在豎直墻壁上,在物體始終保持靜止的情況下( )A壓力加

35、大,物體受的靜摩擦力也加大 B壓力減小,物體受的靜摩擦力也減小C物體所受靜摩擦力為定值,與壓力大小無關 D不論物體的壓力改變與否,它受到的靜摩擦力總等于重力(3)如下圖所示,木塊在水平桌面上,受水平力F1 =10N,F(xiàn)2 =3N而靜止,當撤去F1后,木塊仍靜止,則此時木塊受的合力為 ( ) A0 B水平向右,3N C水平向左,7N D水平向右,7N【例2】氫氣球重10 N,空氣對它的浮力為16 N,用繩拴住,由于受水平風力作用,繩子與豎直方向成30角,則繩子的拉力大小是_,水平風力的大小是_.三、綜合應用舉例1靜平衡問題的分析方法【例3】(2003年理綜)如圖甲所示,一個半球形的碗放在桌面上,

36、碗口水平,O點為其球心,碗的內(nèi)表面及碗口是光滑的。一根細線跨在碗口上,線的兩端分別系有質量為m1和m2的小球,當它們處于平衡狀態(tài)時,質量為m1的小球與O點的連線與水平線的夾角為=60。兩小球的質量比為A B C D2動態(tài)平衡類問題的分析方法F1F2GGF2F1【例4】 重G的光滑小球靜止在固定斜面和豎直擋板之間。若擋板逆時針緩慢轉到水平位置,在該過程中,斜面和擋板對小球的彈力的大小F1、F2各如何變化? 點評:力的圖解法是解決動態(tài)平衡類問題的常用分析方法。這種方法的優(yōu)點是形象直觀?!纠?】如圖7所示整個裝置靜止時,繩與豎直方向的夾角為30。AB連線與OB垂直。若使帶電小球A的電量加倍,帶電小球

37、B重新穩(wěn)定時繩的拉力多大?點評:相似三角形法是解平衡問題時常遇到的一種方法,解題的關鍵是正確的受力分析,尋找力三角形和結構三角形相似。3平衡問題中的極值分析【例6】跨過定滑輪的輕繩兩端,分別系著物體A和物體B,物體A放在傾角為的斜面上(如圖l43(甲)所示),已知物體A的質量為m ,物體A與斜面的動摩擦因數(shù)為(tan),滑輪的摩擦不計,要使物體A靜止在斜面上,求物體B的質量的取值范圍。FG【例7】 用與豎直方向成=30斜向右上方,大小為F的推力把一個重量為G的木塊壓在粗糙豎直墻上保持靜止。求墻對木塊的正壓力大小N和墻對木塊的摩擦力大小f。點評:靜摩擦力是被動力,其大小和方向均隨外力的改變而改變

38、,因此,在解決這類問題時,思維要靈活,思考要全面。否則,很容易造成漏解或錯解。OABPQ4整體法與隔離法的應用mgFN【例8】 有一個直角支架AOB,AO水平放置,表面粗糙, OB豎直向下,表面光滑。AO上套有小環(huán)P,OB上套有小環(huán)Q,兩環(huán)質量均為m,兩環(huán)由一根質量可忽略、不可伸長的細繩相連,并在某一位置平衡(如圖所示)。現(xiàn)將P環(huán)向左移一小段距離,兩環(huán)再次達到平衡,那么將移動后的平衡狀態(tài)和原來的平衡狀態(tài)比較,AO桿對P環(huán)的支持力FN和摩擦力f的變化情況是AFN不變,f變大 B FN不變,f變小 CFN變大,f變大 DFN變大,f變小點評:正確選取研究對象,可以使復雜的問題簡單化,整體法是力學中

39、經(jīng)常用到的一種方法?!纠?】如圖1所示,甲、乙兩個帶電小球的質量均為m,所帶電量分別為q和-q,兩球間用絕緣細線連接,甲球又用絕緣細線懸掛在天花板上,在兩球所在的空間有方向向左的勻強電場,電場強度為E,平衡時細線都被拉緊 (1)平衡時可能位置是圖1中的( )(2)1、2兩根絕緣細線的拉力大小分別為( )A , B,C, D ,點評:若研究對象由多個物體組成,首先考慮運用整體法,這樣受力情況比較簡單,在本題中,馬上可以判斷繩子1是豎直的;但整體法并不能求出系統(tǒng)內(nèi)物體間的相互作用力,故此時需要使用隔離法,所以整體法和隔離法常常交替使用5“穩(wěn)態(tài)速度”類問題中的平衡【例10】(2003年江蘇)當物體從

40、高空下落時,空氣阻力隨速度的增大而增大,因此經(jīng)過一段距離后將勻速下落,這個速度稱為此物體下落的穩(wěn)態(tài)速度。已知球形物體速度不大時所受的空氣阻力正比于速度v,且正比于球半徑r,即阻力f=krv,k是比例系數(shù)。對于常溫下的空氣,比例系數(shù)k=3.410-4Ns/m2。已知水的密度kg/m3,重力加速度為m/s2。求半徑r=0.10mm的球形雨滴在無風情況下的穩(wěn)態(tài)速度。(結果保留兩位有效數(shù)字)點評:此題的關鍵就是雨滴達到“穩(wěn)態(tài)速度”時,處于平衡狀態(tài)。找到此條件,題目就可以迎刃而解了。6繩中張力問題的求解F1A BG/2F1F2G/2CPOO【例11】重G的均勻繩兩端懸于水平天花板上的A、B兩點。靜止時繩

41、兩端的切線方向與天花板成角。求繩的A端所受拉力F1和繩中點C處的張力F2。 F2附:知識點梳理閱讀課本理解和完善下列知識要點1共點力物體同時受幾個力的作用,如果這幾個力都作用于物體的 或者它們的作用線交于 ,這幾個力叫共點力。2平衡狀態(tài):一個物體在共點力作用下,如果保持 或 運動,則該物體處于平衡狀態(tài)3平衡條件:物體所受合外力 其數(shù)學表達式為:F合 或Fx合= Fy合= ,其中Fx合為物體在x軸方向上所受的合外力,F(xiàn)y合為物體在y軸方向上所受的合外力4力的平衡:作用在物體上的幾個力的合力為零,這種情形叫做 。若物體受到兩個力的作用處于平衡狀態(tài),則這兩個力 若物體受到三個力的作用處于平衡狀態(tài),則

42、其中任意兩個力的合力與第三個力 針對訓練1把重20N的物體放在傾角為30的粗糙斜面上,物體右端與固定在斜面上的輕彈簧相連接,如圖所示,若物體與斜面間的最大靜摩擦力為 12 N,則彈簧的彈力為( )A可以是22N,方向沿斜面向上 B可以是2N方向沿斜面向上C可以是2N,方向沿斜面向下 D可能為零2兩個物體A和B,質量分別為M和m,用跨過定滑輪的輕繩相連, A靜止于水平地面上,如圖所示,不計摩擦力,A對繩的作用力的大小與地面對A的作用力的大小分別為()Amg,(Mm)gBmg,MgC(Mm)g, M gD(M+m)g,(Mm)g3如圖所示,當傾角為45時物體m處于靜止狀態(tài),當傾角再增大一些,物體m

43、仍然靜止(繩子質量、滑輪摩擦不計)下列說法正確的是( )A繩子受的拉力增大 B物林m對斜面的正壓力減小C物體m受到的靜摩擦力可能增大 D物體m受到的靜摩擦力可能減小4如圖所示,兩光滑硬桿AOB成角,在兩桿上各套上輕環(huán)P、Q,兩環(huán)用細繩相連,現(xiàn)用恒力F沿OB方向拉環(huán)Q ,當兩環(huán)穩(wěn)定時細繩拉力為( )AFsin BF/sinCFcos DF/cos5如圖所示,一個本塊A放在長木板B上,長木板B放在水平地面上在恒力F作用下,長木板B以速度v勻速運動,水平彈簧秤的示數(shù)為T下列關于摩擦力的說法正確的是()A木塊A受到的滑動摩擦力的大小等于TB木塊A受到的靜摩擦力的大小等于TC若長木板B以2v的速度勻速運

44、動時,木塊A受到的摩擦力大小等于2TD若用2F的力作用在長木板上,木塊A受到的摩擦力的大小等于T7如圖(甲)所示,將一條輕而柔軟的細繩一端拴在天花板上的A點另一端拴在豎直墻上的B點,A和B到O點的距離相等,繩的長度是OA的兩倍。圖(乙)所示為一質量可忽略的動滑輪K,滑輪下懸掛一質量為m的重物,設摩擦力可忽略,現(xiàn)將動滑輪和重物一起掛到細繩上,在達到平衡時,繩所受的拉力是多大?8長L的繩子,一端拴著半徑為r,重為G的球,另一端固定在傾角為的光滑斜面的A點上,如圖所示,試求繩子中的張力參考答案:1ABCD 2A 3BCD 4B 5AD 6D 7 8 牛頓運動定律知識網(wǎng)絡:單元切塊:按照考綱的要求,本

45、章內(nèi)容可以分成三部分,即:牛頓第一定律、慣性、牛頓第三定律;牛頓第二定律;牛頓運動定律的應用。其中重點是對牛頓運動定律的理解、熟練運用牛頓運動定律分析解決動力學問題。難點是力與運動的關系問題。 牛頓第一定律 慣性 牛頓第三定律目標:1理解牛頓第一定律、慣性;理解質量是慣性大小的量度2理解牛頓第三定律,能夠區(qū)別一對作用力和一對平衡力3掌握應用牛頓第一定律、第三定律分析問題的基本方法和基本技能重點:理解牛頓第一定律、慣性概念難點:慣性過程:一、牛頓第一定律1牛頓第一定律(慣性定律):一切物體總是保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài),直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。這個定律有兩層含義:(1)保持勻速直線

46、運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)是物體的固有屬性;物體的運動不需要用力 來維持。(2)要使物體的運動狀態(tài)(即速度包括大小和方向)改變,必須施加力的作用,力是改變物體運動狀態(tài)的原因。點評:牛頓第一定律導出了力的概念力是改變物體運動狀態(tài)的原因。(運動狀態(tài)指物體的速度)又根據(jù)加速度定義:,有速度變化就一定有加速度,所以可以說:力是使物體產(chǎn)生加速度的原因。(不能說“力是產(chǎn)生速度的原因”、“力是維持速度的原因”,也不能說“力是改變加速度的原因”。) 牛頓第一定律導出了慣性的概念一切物體都有保持原有運動狀態(tài)的性質,這就是慣性。慣性反映了物體運動狀態(tài)改變的難易程度(慣性大的物體運動狀態(tài)不容易改變)。質量是物體慣性大小的量

47、度。牛頓第一定律描述的是理想化狀態(tài)牛頓第一定律描述的是物體在不受任何外力時的狀態(tài)。而不受外力的物體是不存在的。物體不受外力和物體所受合外力為零是有區(qū)別的,所以不能把牛頓第一定律當成牛頓第二定律在F=0時的特例。2慣性:物體保持原來勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質。對于慣性理解應注意以下三點:(1)慣性是物體本身固有的屬性,跟物體的運動狀態(tài)無關,跟物體的受力無關,跟物體所處的地理位置無關。(2)質量是物體慣性大小的量度,質量大則慣性大,其運動狀態(tài)難以改變。(3)外力作用于物體上能使物體的運動狀態(tài)改變,但不能認為克服了物體的慣性?!纠?】下列關于慣性的說法中正確的是物體只有靜止或做勻速直線運動時才

48、有慣性物體只有受外力作用時才有慣性物體的運動速度大時慣性大 物體在任何情況下都有慣性點評:處理有關慣性問題,必須深刻理解慣性的物理意義,拋開表面現(xiàn)象,抓住問題本質?!纠?】關于牛頓第一定律的下列說法中,正確的是A牛頓第一定律是實驗定律B 牛頓第一定律說明力是改變物體運動狀態(tài)的原因C慣性定律與慣性的實質是相同的D 物體的運動不需要力來維持【例3】在一艘勻速向北行駛的輪船甲板上,一運動員做立定跳遠,若向各個方向都用相同的力,則 ( )A向北跳最遠 B向南跳最遠C向東向西跳一樣遠,但沒有向南跳遠 D 無論向哪個方向都一樣遠點評:此題主要考查對慣性及慣性定律的理解,解答此題的關鍵是理解運動員起跳過程中

49、,水平方向若不受外力作用將保持原有勻速運動的慣性,從而選出正確答案【例4】某人用力推原來靜止在水平面上的小車,使小車開始運動,此后改用較小的力就可以維持小車做勻速直線運動,可見( )A力是使物體產(chǎn)生運動的原因B力是維持物體運動速度的原因C 力是使物體速度發(fā)生改變的原因D力是使物體慣性改變的原因【例5】如圖中的甲圖所示,重球系于線DC下端,重球下再系一根同樣的線BA,下面說法中正確的是( )A 在線的A端慢慢增加拉力,結果CD線拉斷B在線的A端慢慢增加拉力,結果AB線拉斷C 在線的A端突然猛力一拉,結果AB線拉斷D在線的A端突然猛力一拉,結果CD線拉斷二、牛頓第三定律1 對牛頓第三定律理解應注意:(1)兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等,方向相反,作用在一條上(2)作用力與反作用力總是成對出現(xiàn)同時產(chǎn)生,同時變化,同時消失(3)作用力和反作用力在兩個不同的物體上,各

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