&amp#167;1 力的概念 三个性质力

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1、第一章 力 物体的平衡考纲要求1力是物体间的相互作用，是物体发生形变和物体运动状态变化的原因。力是矢量。力的合 成和分解。II2.重力是物体在地球表面附近所受到的地球对它的引力。重心。II3.形变和弹力，胡克定律。I4.静摩擦，最大静摩擦力。I5.滑动摩擦，滑动摩擦定律。I6.共点力作用下物体的平衡。I知识网络：定义：力是物体对物体的作用，不能离开施力物体与受力物体而存在。效果.J使物体发生形变效果 1改变物体运动状态要素：大小、方向、作用点（力的图示）效果：拉力、动力、阻力、支持力、压力分类性质：重力：,弹力：摩擦力:方向、作用点（关于重心的位置）产生条件、方向、大小（胡克定律）静摩擦与动摩

2、擦）产生条件、方向、大小运算一一平行四边形定则*力的合成 力的分解1片一FJWF 店F1+F2单元切块：按照考纲的要求，本章内容可以分成三部分，即：力的概念、三个性质力；力的合成和分 解；共点力作用下物体的平衡。其中重点是对摩擦力和弹力的理解、熟练运用平行四边形定则 进行力的合成和分解。难点是受力分析。1 力的概念 三个性质力教学目标：1理解力的概念；2掌握重力、弹力、摩擦力的产生、大小和方向3掌握受力分析的基本方法和基本技能教学重点：弹力、摩擦力，受力分析教学难点：受力分析教学方法：讲练结合，计算机辅助教学教学过程：一、力的概念：力是物体对物体的作用（1）力不能离开物体而独立存在，有力就一定

3、有“施力”和“受力”两个物体。二者缺 一不可。（2）力的作用是相互时（3）力的作用效果：形变；改变运动状态（4）力的图示（课件演示）力的分类1按性质分重力（万有引力）、弹力、摩擦力、分子力、电场力、磁场力 （按现代物理学理论， 物体间的相互作用分四类：长程相互作用有引力相互作用、电磁相互作用；短程相互作用有强 相互作用和弱相互作用。宏观物体间只存在前两种相互作用。）2按效果分压力、支持力、拉力、动力、阻力、向心力、回复力 3按产生条件分场力（非接触力）、接触力。二、重力：由于地球的吸引而使物体受到的力。（1）方向；总是竖直向下（2）大小：G=mg注意：重力是万有引力的一个分力，另一个分力提供物

4、体随地球自转所需的向心力，在两 极处重力等于万有引力。由于重力远大于向心力，一般情况下近似认为重力等于万有引力。（3）重心：重力的等效作用点。重心的位置与物体的形状及质量的分布有关。重心不一 定在物体上。质量分布均匀、形状规则的物体，重心在几何中心上薄板类物体的重心可用悬 挂法确定。三、弹力1弹力的产生条件弹力的产生条件是两个物体直接接触，并发生弹性形变。2弹力的方向（1）压力、支持力的方向总是垂直于接触面。绳对物体的拉力总是沿着绳收缩的方向。杆对物体的弹力不一定沿杆的方向。如果轻直杆只有两个端点受力而处于平衡状态，则 轻杆两端对物体的弹力的方向一定沿杆的方向。【例1】如图所示，光滑但质量分布

5、不均匀的小球的球心在O点，重心在P点，静止在竖直墙和桌边之间。试画出小球所受弹力。解析：由于弹力的方向总是垂直于接触面，在A点，弹力F1应该垂直 于球面，所以沿半径方向指向球心O；在B点弹力F2垂直于墙面，因此也 沿半径指向球心 O。点评：注意弹力必须指向球心，而不一定指向重心。又由于 F1、 F2、 G 为共点力，重力 的作用线必须经过O点，因此P和O必在同一竖直线上，P点可能在O的正上方（不稳定平衡），也可能在 O 的正下方（稳定平衡）。【例 2】 如图所示，重力不可忽略的均匀杆被细绳拉住而静止，试画出 杆所受的弹力。解析： A 端所受绳的拉力 F1 沿绳收缩的方向，因此沿绳向斜上方； B

6、 端所受的弹力f2垂直于水平面竖直向上。点评：由于此直杆的重力不可忽略，其两端受的力可能不沿杆的方向。 杆受的水平方向合力应该为零。由于杆的重力 G 竖直向下，因此杆的 下端一定还受到向右的摩擦力f作用。【例3】图中AC为竖直墙面，AB为均匀横梁，其重为G,处于水平 位置。BC为支持横梁的轻杆，A、B、C三处均用铰链连接。试画出横梁B 端所受弹力的方向。解析：轻杆BC只有两端受力，所以B端所受压力沿杆向斜下方，其反作用力轻杆对横梁 的弹力 F 沿轻杆延长线方向斜向上方。【例4】画出图中物体A所受的力（P为重心，接触面均光滑）解析：判断弹力的有无，可以采用拆除法“：拆除”与研究对象（受力物体）相

7、接触的物体 （如题中的绳或接触面），如果研究对象的运动状态不发生改变，则不受弹力，否则将受到弹力 的作用。各图受力如下图所示。3弹力的大小 对有明显形变的弹簧，弹力的大小可以由胡克定律计算。对没有明显形变的物体，如桌面、绳子等物体，弹力大小由物体的受力情况和运动情况共同决定。胡克定律可表示为（在弹性限度内）：F=kx,还可以表示成AF=kAx，即弹簧弹力的改 变量和弹簧形变量的改变量成正比。“硬”弹簧，是指弹簧的k值较大。（同样的力F作用下形变量Ax较小）几种典型物体模型的弹力特点如下表。项目轻绳轻杆弹簧形变情况伸长忽略不计认为长度不变可伸长可缩短施力与受力情况只能受拉力或施出拉力能受拉或受压

8、可施出拉力或压力同杆力的方向始终沿绳不一定沿杆沿弹簧轴向力的变化可发生突变同绳只能发生渐变【例5】如图所示，两物体重力分别为G、G2，两弹簧劲度系数分别为kk2，弹簧两端 与物体和地面相连。用竖直向上的力缓慢向上拉G2,最后平衡时拉力F=G+2G2，求该过程 系统重力势能的增量。解析:关键是搞清两个物体高度的增量Ahx和Jh2跟初、末状态两根弹簧的形变量加1、加2、 力X/、Jx2/间的关系。FAA无拉力 F 时 Jx=(G+G2)/k，力x2= G2/k2， (Jx 力x2 为压缩量) 加拉力 F 时 Ax/=G2/k，Jx2/=(G+G2) /k2，ax/、力x2/为伸长量) 而 Jh=J

9、x+Jx/，Jh2=(Jx/+Jx2/)+(Jx+Jx2) 系统重力势能的增量力气=GAh+G2Ah2/丫 G + G G、整理后可得：AE =(G + 2G丿一12 +2P 12 I k k 丿12四、摩擦力1摩擦力产生条件摩擦力的产生条件为:两物体直接接触、相互挤压、接触面粗糙、有相对运动或相对运动 的趋势。这四个条件缺一不可。两物体间有弹力是这两物体间有摩擦力的必要条件。(没有弹力不可能有摩擦力)2滑动摩擦力大小在接触力中，必须先分析弹力，再分析摩擦力。只有滑动摩擦力才能用公式F=yFN，其中的Fn表示正压力，不一定等于重力GoFi【例6】如图所示，用跟水平方向成a角的推力F推重量为G的

10、木块沿天 花板向右运动，木块和天花板间的动摩擦因数为，求木块所受的摩擦力大小。解析：由竖直方向合力为零可得FN=Fsina-G，因此有：f =(Fsin-G)3静摩擦力大小必须明确，静摩擦力大小不能用滑动摩擦定律F=uFn计算，只有当静摩擦力达到最大值时，其最大值一般可认为等于滑动摩擦力，既Fm=“N静摩擦力的大小要根据物体的受力情况和运动情况共同确定，其可能的取值范围是0F ，在摩擦力作用下，v、F、Fn、f都逐渐减小，当qB f NFf+ mgmgmgv减小到等于三时达到平衡而做匀速运动；v，在摩擦力作用下,qBqBv、Ff逐渐减小,mg而FN、f逐渐增大，故v将一直减小到零；v=-NqB

11、Ff=G，Fn、f均为零，小球保持匀速运动。【例 11】 一航天探测器完成对月球的探测任务后，在离开 月球的过程中，由静止开始沿着与月球表面成一倾斜角的直线 飞行，先加速运动，再匀速运动。探测器通过喷气而获得推动 力。以下关于喷气方向的描述中正确的是A. 探测器加速运动时，沿直线向后喷气B. 探测器加速运动时，竖直向下喷气C. 探测器匀速运动时，竖直向下喷气D.探测器匀速运动时，不需要喷气解析：探测器沿直线加速运动时，所受合力F合方向与运动方向相同，而重力方向竖直向下，由平行四边形定则知推力方向必须斜向上方，因此喷气方向斜向下方。匀速运动时，所受 合力为零，因此推力方向必须竖直向上，喷气方向竖

12、直向下。选C附：严銅知识要点梳理阅读课本理解和完善下列知识要点（一）、力的概念1 .力是。2. 力的物质性是指。3力的相互性是，施力物体必然是受力物体，力总是成对的。4力的矢量性是指，形象描述力用。5. 力的作用效果是或。6. 力可以按其和分类。举例说明：（二）、重力1. 概念:2. 产生条件:3. 大小:| G = mg |（g为重力加速度，它的数值在地球上的最大，最小；在同一地理位置，离地面越高，g值。一般情况下，在地球表面附近我们认为重力是恒力。4. 方向:。5. 作用点一重心：质量均匀分布、有规则形状的物体重心在物体白，物体的重心物体上（填一定或不一定）。质量分布不均或形状不规则的薄板

13、形物体的重心可采用粗略确定。（三）、弹力1. 概念:2. 产生条件（1） ；（2） 。3大小：（1）与形变有关，一般用平衡条件或动力学规律求出。（2）弹簧弹力大小胡克定律：丨f = kX式中的k被称为，它的单位是，它由决定；式中的x是弹簧的。4方向：与形变方向相反。（1） 轻绳只能产生拉力，方向沿绳子且指向的方向；（2） 坚硬物体的面与面，点与面接触时，弹力方向接触面（若是曲面则是指其切 面），且指向被压或被支持的物体。（3）球面与球面之间的弹力沿半径方向，且指向受力物体。（四）、摩擦力1 产生条件：（1）两物体接触面:两物体间存在；（2）接触物体间有相对运动（摩擦力）或相对运动趋势（摩擦力）

14、。2.方向：（1）滑动摩擦力的方向沿接触面和相反，与物体运动方向相同。（2）静摩擦力方向沿接触面与物体的相反。可以根据平衡条件或牛顿运动定律判断。3. 大小：（1） 滑动摩擦力的大小：I f = “N|式中的N是指，不一定等于物体的重力；式中的“被称为动摩擦因数，它的数值由决定。（2） 静摩擦力的大小：| 0 f静除最大静摩擦力以外的静摩擦力大小与正压力关, 最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，与正压力成比;静摩擦力的大小应根据平衡条件或牛 顿运动定律来进行计算。针对训练1.下列关于力的说法， 正确的是（）A. 两个物体一接触就会产生弹力B. 物体的重心不一定在物体上C. 滑动摩擦力的方向和物体运

15、动方向相反D. 悬挂在天花板上的轻质弹簧在挂上重2N的物体后伸长2cm静止，那么这根弹簧伸长1cm后静止时，它的两端各受到1N的拉力2如图所示，在粗糙的水平面上叠放着物体A和B, A和B间的接触面也是粗糙的，如 果用水平拉力F拉A,但A、B仍保持静止，则下面的说法中正确的是()。A. 物体A与地面间的静摩擦力的大小等于FB .物体A与地面的静摩擦力的大小等于零C.物体A与B间的静摩擦力的大小等于FD.物体A与B间的静摩擦力的大小等于零3. 关于两物体之间的弹力和摩擦力，下列说法中正确的是()A. 有摩擦力一定有弹力B. 摩擦力的大小与弹力成正比C. 有弹力一定有摩擦力D. 弹力是动力，摩擦力是

16、阻力4. 如上图所示，用水平力F将物体压在竖直墙壁上，保持静止状态，物体所受的摩擦力 的大小()A.随F的增大而增大B.随F的减少而减少C.等于重力的大小D.可能大于重力5用手握着一个玻璃杯，处于静止状态。如果将手握得更紧，手对玻璃杯的静摩擦力将,如果手的握力不变，而向杯中倒入一些水(杯仍处于静止状态)，手对杯的静摩擦力将。訓干一 10忖6. 木块放在水平桌面上，在水平方向共受到两个拉力作用，価拉力的大小如图所示，物体处于静止状态，(1)若只撤去10N的拉力，则物体能否保持静止左 . 右V - f7777777777777777777777777777777777777777状态？ ; (2)

17、若只撤去2N的力，物体能否保持静止状态？ 。7如图所示，在!=02的粗糙水平面上，有一质量为10kg的物 体以一定的速度向右运动，同时还有一水平向左的力 F 作用于物体，方向为上，其大小为10N，贝y物体受到的摩擦力大小为. (g 取 10N/kg)8.如图所示，重20N的物体，在动摩擦因数为0.1的水平面上向左运动，同时受到大小为10N水平向右的力F作用，物体所受摩擦力的大小为，方向为。参考答案1. BD2. AD3. A4. C5. 不变；变大6. 最大静摩擦力fm8N，若只撤去10N的拉力，则物体能保持静止；若只撤去2N的力, 物体可能保持静止也可能产生滑动。7. 20N,水平向左8. 2N，水平向右