1力重力彈力

1、第二章 相互作用 物體的平衡,§2、1 力的概念 重力和彈力,一、概念復(fù)習(xí),1、力的概念,（1）力是物體和物體間的 ，力不能脫離物體而獨立存在,相互作用,（2）力的作用效果:使物體發(fā)生 ，或使物體 發(fā)生變化,形變,運動狀態(tài),（3）力是矢量。

2、 是力的三要素,大小、方向、作用點,用一根帶箭頭的線段表示力的大小、方向、作用點的方法，就是力的圖示。,問：兩個物體間有相互作用就一定有相互接觸嗎？試舉例說明。,（4）力的單位: 。測量工具是： 。,牛頓,測力計,（5）力的分類,重力、彈力、摩擦力、分子力、電磁力、核力等是按

3、 分類的,壓力、支持力、動力、阻力、向心力、回復(fù)力等是按 分類的,力的性質(zhì),力的效果,問：浮力是按什么命名的力？,（6）力的基本性質(zhì),①力的物質(zhì)性：力不能離開物體單獨存在。,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力的獨立性：一個力作用于物體上產(chǎn)生的效果與這個物體是否同時受其它力作用無關(guān)。,施力物體和受力物體,力總是成對出現(xiàn)的，施力物體同時也是受力物體，

4、受力物體同時也是施力物體,力的運算遵從平行四邊形定則,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,常見的重力是萬有引力在地球表面附近的表現(xiàn)，常見的彈力

5、、摩擦力是由電磁力引起的。,例：關(guān)于力的說法正確的是（ ）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，運動狀態(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，是因為豎直方向上受到升力的作用,C,2、重力,（1）重力是由于 對物體的吸引而使物體受到的力,地球,（2）大?。?，在地球上不同位置，同一物體的重力大小略有不同,G

6、=mg,（3）方向: 。,豎直向下,（4）重心:重力的“等效作用點”.重心相對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,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)。,問1：重心一定在物體上嗎？,問2：能用

7、天平測重力的大小嗎？,例1：下列關(guān)于重心的說法，正確的是 （ ）A.重心就是物體上最重的一點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,但一定還在該鐵絲上D.重心是物體的各部分所受重力的合力的作用點,解析：重力的作用點就是物體重心，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),D,例2：

8、如圖所示，一個空心均勻球殼里面注滿水，球的正下方有一個小孔，當(dāng)水由小孔慢慢流出的過程中，空心球殼和水的共同重心將會 A．一直下降 B．一直上升 C．先升高后降低 D．先降低后升高,D,例3：關(guān)于重力的說法正確的是（ ）A．物體重力的大小與物體的運動狀態(tài)有關(guān)，當(dāng)物體處于超重狀態(tài)時重力大，當(dāng)物體處于失重狀態(tài)時，物體的重力小B．重力的方向跟支承面垂直

9、C．重力的作用點是物體的重心D．重力的方向是垂直向下,C,3、彈力,（1）直接接觸的物體間由于發(fā)生 而產(chǎn)生的力,彈性形變,（2）產(chǎn)生條件：兩物體 、物體發(fā)生 。,直接接觸,彈性形變,（3）彈力方向的確定,①壓力、支持力的方向總是 于接觸面，若接觸面是曲則 于過接觸點的切面

10、，指向被壓或被 的物體。,②繩的拉力方向總是沿繩指向繩 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。,垂直,垂直,支持,收縮,（4）彈力大小的確定,①彈簧在彈性限度內(nèi)彈力的大小遵循胡克定律:F= .②一般情況下應(yīng)根據(jù)物體的運動狀態(tài),利用牛頓定律或平衡條件來計算.,k x,二、題型分析,1、彈力方向判斷,彈力方向與物體形變

11、的方向相反，作用在迫使物體發(fā)生形變的那個物體上，常見的幾種情況：,①彈簧兩端的彈力方向,②輕繩的彈力方向,③面與面接觸的彈力方向,④點與面接觸的彈力方向,⑤桿受力有拉伸、壓縮、彎曲、扭轉(zhuǎn)形變與之對應(yīng)，桿的彈力方向具有多向性，不一定沿桿方向,若輕桿兩端受到拉伸或擠壓時會出現(xiàn)拉力或壓力，拉力或壓力的方向沿桿方向。因為此時只有輕桿兩端受力，在這兩個力作用下桿處于平衡狀態(tài)，則這兩個力必為平衡力，必共線，即沿桿的方向。,（1）根據(jù)物體產(chǎn)生形變的方

12、向判斷,（2）根據(jù)物體運動情況,利用平衡條件或動力學(xué)規(guī)律判斷,例1：標(biāo)出各物體在A、B、C處所受的支持力的方向,,,,,,,,,,例2：圖中a、b、c為三個物塊，M、N為兩個輕質(zhì)彈簧，R為跨過定滑輪的輕繩，它們連接如圖并處于平衡狀態(tài) A．有可能N處于拉伸狀態(tài)而M處于壓縮狀態(tài) B．有可能N處于壓縮狀態(tài)而M處于拉伸狀態(tài) C．有可能N處于不伸不縮狀態(tài)而M處于拉伸狀態(tài) D．有可能N處于拉伸狀態(tài)而M處于不伸不縮狀態(tài),AD,

13、例3：小車上固定著一根彎成α角的曲桿，桿的另一端固定一個質(zhì)量為m的球．試分析下列情況下桿對球的彈力的大小和方向:（1）小車靜止（2）小車以加速度a水平向右運動,解：（1）物體平衡，受二力，二力平衡，故：N=mg，方向豎直向上,（2）選小球為研究對象，運動狀況是加速，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)物體運動情況,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1：如圖所示，均勻的球靜止于墻

14、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、彈力有無的判斷,撤墻假設(shè),1、“條件判據(jù)”——G、N,2、假設(shè)撤墻——球仍靜止,3、由此判斷——無T,“撤墻假設(shè)”——不明智,1、物塊A、B疊放于水平面,2、撤去A，B仍靜止,3、由此判斷——A對B無壓力,,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,4、無f——無T,正確思路：分析除彈力以外其它力的合力。看該合力是否滿足給定

15、的運動狀態(tài)，若不滿足，則存在彈力，若滿足則不存在彈力,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,A,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）向右加速運動（2）沿垂直AB斜向上勻速運動問：AB對球有無彈力？,（1）有,（2）無,3、彈

16、力大小的計算,（1）一般彈力的大小沒有現(xiàn)成公式，只能利用物體的平衡條件或動力學(xué)規(guī)律求解彈力大小,例1：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重量為2N的小球，小球處于靜止?fàn)顟B(tài)時，桿對小球的彈力：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,D,例2：如圖所示，三根質(zhì)量和形狀都相同的光滑圓柱體，擱在兩墻角上

17、，它們的重心位置不同，將它們的重心畫在同一截面上，重心的位置分別用1、2、3標(biāo)出（重心2與圓心O重合，三個重心位置均在同一豎直線上），F(xiàn)1F2F3分別為三根圓柱體對墻的壓力，則: A． B． C． D．,A,,,,F,F,G,例3：如圖所示，有一箱裝得很滿的土豆，以一定的初速度在動摩擦因數(shù)為μ的

18、水平地面上做勻減速運動，不計其他外力及空氣阻力，則中間一質(zhì)量為m的土豆A受到其他土豆對它的作用大小應(yīng)是 （ ） A．mg B．μmg C．mg D．mg（1+ μ）,C,（2）胡克定律：用于求彈簧產(chǎn)生的彈力或遵循胡克定律的橡皮條的彈力。,在彈性限度內(nèi)彈力的變化量與形變量的變化量成正比,公式：F = k x,

19、k為勁度系數(shù)，x為形變量,或ΔF = kΔx,例1：一個彈簧秤，由于更換彈簧，不能直接在原來的刻度上準(zhǔn)確讀數(shù)，經(jīng)測試，不掛重物時，示數(shù)為2 N；掛100 N的重物時，示數(shù)為92 N(彈簧仍在彈性限度內(nèi))；那么當(dāng)讀數(shù)為20 N時，所掛物體的實際重力為　　N,20,解析：設(shè)該彈簧秤刻度板上相差1 N的兩條刻度線的距離為a，其勁度系數(shù)為k，由胡克定律得，當(dāng)掛100 N重物時有： 100 = k (

20、 92 – 2 ) a ①,當(dāng)示數(shù)為20 N時有：G = k ( 20 – 2 ) a　 ②,由①、②聯(lián)立方程組可得 G = 20 N,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，直到它剛離開上面彈簧，在這過程中下面木塊移動的距離為（ ） A、

21、 B、 C、 D、,C,例3：A、B兩個物塊的重力分別是GA=3N，GB=4N，彈簧的重力不計，整個裝置沿豎直方向處于靜止?fàn)顟B(tài),這時彈簧的彈力F=2N,則天花板受到的拉力和地板受到的壓力,有可能是（ ） A、1N,6N B、5N,6N C、1N,2N D、5N,2N,AD,解析：彈簧的彈力為2N，有兩種可能情形：彈

22、簧處于拉伸狀態(tài)，彈簧處于壓縮狀態(tài)。因此，應(yīng)有兩組解。,規(guī)律總結(jié):彈簧本身的特點決定了當(dāng)彈簧處于拉伸和壓縮時彈簧都能產(chǎn)生彈力,若無特殊指明,應(yīng)考慮兩種情況.,例4：用手拉K1上端A，使它緩慢上移，當(dāng)乙中彈力為原來的2/3時，甲上端移動的距離為多少?,例5： S1和S2表示勁度系數(shù)分別為k1和k2兩根輕質(zhì)彈簧，k1>k2；A和B表示質(zhì)量分別為mA和mB的兩個小物塊，mA>mB，將彈簧與物塊按圖示方式懸掛起來。現(xiàn)要求兩根彈簧的總長

23、度最大則應(yīng)使： A、S1在上，A在上 B、S1在上，B在上 C、S2在上，A在上 D、S2在上，B在上,D,例6：一根大彈簧內(nèi)套一根小彈簧，小彈簧比大彈簧長0.2m，它們的一端固定，另一端自由，如圖所示，求這兩根彈簧的勁度系數(shù)k1(小彈簧)和k2(大彈簧)分別為多少?,k1=100N/m k2=200N/m,三、解題注意點,1、彈簧秤的讀數(shù),輕彈簧鉤子上受的力即為彈簧秤的

24、讀數(shù),,,5N,5N,讀數(shù)？,,F=5N,平衡狀態(tài),加速上升,5N,讀數(shù)？,5N,例：如圖所示，四個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，④中彈簧的左端拴一小物塊，物塊在有摩擦的桌面上滑動。若認(rèn)為彈簧的質(zhì)量都為零，以L1、L2、L3 、L4依次表示四個彈簧的伸長量，試比較L1

25、 ,L2 ,L3 ,L4,L1=L2=L3=L4,2、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)需要時間,剛性繩，發(fā)生的是微小形變，外力消失時，形變能立即消失,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,（2）貌似同根繩，實則兩根,結(jié)點,有摩擦,例：如圖，滑輪本身的重力可以忽略不計，滑輪軸O