浙江省臨海市杜橋中學高中物理 第二章　力、物體的平衡課件 新人教版必修1

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1、第二章力、物體的平衡第二章力、物體的平衡 一、力 1力的概念：物體與物體之間的 作用 2力的性質(zhì)第第1單元重力、彈力、摩擦力單元重力、彈力、摩擦力相互相互 二、重力 1產(chǎn)生：由于地球的吸引而使物體受到的力 2大?。篏mg. 3方向：總是 4重心 (1)定義：為了研究方便認為各部分受到的重力集中作用的點豎直向下豎直向下 溫馨提示(1)重力的方向總是與當?shù)氐乃矫娲怪保煌胤剿矫娌煌?，其垂直水平面向下的方向也就不?(2)重力的方向不一定指向地心 (3)并不是只有重心處才受到重力的作用 (4)重力是萬有引力的一個分力 三、彈力 1定義：發(fā)生彈性形變的物體由于要恢復(fù)原狀，對與它接觸的物體產(chǎn)生的作

2、用 2產(chǎn)生的條件 (1)兩物體 ；(2)發(fā)生彈性形變 3方向：彈力的方向總是與物體形變的方向 4大小 (1)彈簧類彈力在彈性限度內(nèi)遵從胡克定律，其公式為 ；k為彈簧的勁度系數(shù)，單位：N/m. (2)非彈簧類彈力大小應(yīng)由平衡條件或動力學規(guī)律求得相互接觸相互接觸相反相反Fkx 四、摩擦力 1定義：兩個相互接觸的物體，當它們發(fā)生相對運動或具有相對運動的趨勢時，在接觸面上產(chǎn)生阻礙 或 的力 2產(chǎn)生條件：(1)接觸面 ；(2)接觸面間有彈力；(3)物體間有相對運動或相對運動趨勢 3大?。夯瑒幽Σ亮FN，靜摩擦力0FFmax. 4方向：與相對運動或相對運動趨勢方向 5作用效果：阻礙物體間的 或 相對運動

3、相對運動相對運動趨勢相對運動趨勢粗糙粗糙相反相反相對運動相對運動相對運動趨勢相對運動趨勢 溫馨提示(1)摩擦力阻礙的是物體間的相對運動或相對運動趨勢，但不一定阻礙物體的運動 (2)受靜摩擦力作用的物體不一定靜止，受滑動摩擦力作用的物體不一定運動 (3)接觸面處有摩擦力時一定有彈力，且彈力與摩擦力方向總垂直，反之不一定成立 1下列說法錯誤的是() A力是物體對物體的作用 B只有直接接觸的物體間才有力的作用 C用腳踢出去的足球，在向前飛行的過程中，始終受到向前的力來維持它向前運動 D甲用力把乙推倒，說明甲對乙的作用力在先，乙對甲的作用力在后 解析：力的作用不一定要直接接觸譬如地球與物體之間的萬有引

4、力，電荷與電荷之間的作用力，都不需要直接接觸，所以B錯誤；力的作用離不開物體，用腳踢出去的足球，在向前飛行的過程中，球沒有受到向前的力來維持它向前運動，C錯誤；兩個物體之間的相互作用力沒有先后之說，所以D錯誤 答案：BCD 2(2013年西安模擬)關(guān)于摩擦力，有人總結(jié)了“四條不一定”，其中說法錯誤的是() A摩擦力的方向不一定與物體的運動方向相同 B靜摩擦力的方向不一定與運動方向共線 C受靜摩擦力或滑動摩擦力的物體不一定靜止或運動 D靜摩擦力一定是阻力，滑動摩擦力不一定是阻力 解析：摩擦力的方向與跟它相接觸的物體的相對運動方向或相對運動趨勢的方向相反，與它的運動方向可能相同，也可能相反，也可以

5、不在一條直線上，故A、B正確；運動的物體可受靜摩擦力作用，如隨傳送帶一起加速的物體，靜止的物體可受滑動摩擦力作用，如滑塊滑過固定的木板時木板受的力，故C正確；靜摩擦力也可以充當動力，故D不正確 答案：D 3.如圖所示，A、B兩物體的重力分別是GA3 N、GB4 N，A用懸繩掛在天花板上，B放在水平地面上，A、B間的輕彈簧上的彈力F2 N，則繩中張力F1和B對地面的壓力F2的可能值分別為() A7 N和10 NB5 N和2 N C1 N和6 N D2 N和5 N 解析：輕彈簧的彈力為2 N，它會對與它接觸的物體A、B有力的作用，分析A、B物體的受力時要注意彈簧對它們的作用力是拉力還是壓力，方向向

6、哪中間的彈簧如果處于被拉伸的狀態(tài)，它想收縮恢復(fù)原狀，會向下拉A，向上提B，則選B；如果它處于被壓縮的狀態(tài)，它要想恢復(fù)原狀，會向上頂A，向下壓B，則選C. 答案：BC 4.(2013年廣州模擬)如圖所示，當小車向右加速運動時，物塊M相對于車廂靜止于豎直車廂壁上，當車的加速度增大時，則() AM所受摩擦力增大 B物塊M對車廂壁的壓力增大 C物塊M仍能相對于車靜止 DM將與小車分離 解析：根據(jù)FNma，當a增大時FN增大，物塊對車廂壁的壓力FN也增大，B正確；豎直方向Ffmg，靜摩擦力大小保持不變，故C正確，A、D錯誤 答案：BC 要點一彈力的有關(guān)判斷和計算 1彈力有無的判斷方法 2.彈力的方向的判

7、斷方法 (1)彈力的方向與物體形變的方向相反，作用在迫使物體發(fā)生形變的那個物體上具體情況有以下幾種： (2)由物體的運動狀態(tài)判斷彈力的方向 物體的受力必須與物體的運動狀態(tài)相符合可根據(jù)物體的運動狀態(tài)，先假設(shè)一個彈力的方向，由共點力的平衡條件或牛頓第二定律列方程，求出彈力若所得結(jié)果為正值，其方向與假設(shè)方向相同，如果為負值，其方向與假設(shè)方向相反 溫馨提示(1)繩對物體只能產(chǎn)生拉力，不能產(chǎn)生推力，且繩子彈力的方向一定沿著繩子并指向繩子收縮的方向 (2)桿既可以產(chǎn)生拉力，也可以產(chǎn)生推力，彈力的方向可以沿桿，也可以不沿桿，這是桿和繩兩種模型的最大區(qū)別 (1)輕繩AC段的張力FAC與細繩EP的張力FEP之比

8、； (2)橫梁BC對C端的支持力； (3)輕桿HP對P端的支持力 畫圖尋法分別對C點和P點受力分析如圖所示 答案(1)1 2(2)100 N，方向與水平方向成30角斜向右上方(3)173 N，方向水平向右 1在如圖所示的四幅圖中，AB、BC均為輕質(zhì)桿，各圖中桿的A、C端都通過鉸鏈與墻連接，兩桿都在B處由鉸鏈相連接下列說法正確的是() A圖中的AB桿可以用與之等長的輕繩代替的有甲、乙 B圖中的AB桿可以用與之等長的輕繩代替的有甲、丙、丁 C圖中的BC桿可以用與之等長的輕繩代替的有乙、丙 D圖中的BC桿可以用與之等長的輕繩代替的有乙、丁 解析：如果桿端受拉力作用，則可用等長的繩代替，若桿端受到沿桿

9、的壓力作用，則桿不可用等長的輕繩代替，如圖甲、丙、丁中的AB桿受拉力作用，而甲、乙、丁中的BC桿均受沿桿的壓力作用，故A、C、D均錯誤，只有B正確 答案：B 要點二靜摩擦力的有無及方向的判斷 靜摩擦力的方向具有很強的隱蔽性，判定較困難，為此常用下面幾種方法： 1假設(shè)法 2反推法 從研究物體表現(xiàn)出的運動狀態(tài)反推出它必須具有的條件，分析組成條件的相關(guān)因素中摩擦力所起的作用，就容易判斷摩擦力的方向了 3根據(jù)摩擦力的效果來判斷其方向 如平衡其他力、作動力、作阻力、提供向心力等 用牛頓第二定律判斷，關(guān)鍵是先判斷物體的運動狀態(tài)(即加速度方向)，再利用牛頓第二定律(Fma)確定合力的方向，然后由受力分析判定

10、靜摩擦力的方向 例如，如圖中物塊A(質(zhì)量為m)和B在外力F作用下一起沿水平面向右以加速度a做勻加速直線運動時，摩擦力提供A物體的加速度，A、B之間的摩擦力大小為ma，方向水平向右 4利用牛頓第三定律來判斷 此法關(guān)鍵是抓住“摩擦力是成對出現(xiàn)的”，先確定受力較少的物體受到的摩擦力方向，再確定另一物體受到的摩擦力方向 溫馨提示摩擦力的方向與物體運動方向可能相同，也可能相反，還可能成一定夾角 例2如圖所示，傾角為的斜面體C置于水平面上，B置于斜面上，通過細繩跨過光滑的定滑輪與A相連接，連接B的一段細繩與斜面平行，A、B、C都處于靜止狀態(tài)，則() AB受到C的摩擦力一定不為零 BC受到水平面的摩擦力一定

11、為零 C不論B、C間摩擦力大小、方向如何，水平面對C的摩擦力方向一定向左 D水平面對C的支持力與B、C的總重力大小相等 思路點撥解答本題應(yīng)把握以下兩點： (1)B受到C的摩擦力方向取決于繩的拉力與B所受重力沿斜面向下的分力的大小關(guān)系 (2)水平面對C的支持力既不等于B、C的總重力，也不等于A、B、C的總重力 自主解答以B物體為研究對象，沿斜面方向受到重力沿斜面方向向下的分力、繩的拉力和靜摩擦力，靜摩擦力的大小等于重力沿斜面方向向下的分力與拉力的合力，所以可能為0，可能沿斜面向上或向下，A項錯誤；利用整體法可知不論B、C間摩擦力大小、方向如何，水平面對C的摩擦力方向一定向左，B項錯誤，C項正確；

12、同理，在豎直方向利用整體法判斷水平面對C的支持力等于B、C的總重力減去拉力在豎直方向上的分力，D項錯誤 答案C 2(2011年高考天津理綜)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靜止地向右做勻減速直線運動，運動過程中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 解析：對B受力分析知，B所受靜摩擦力FfmBamBg，大小不變，方向向左，故A對，B、C、D錯 答案：A 要點三摩擦力大小的計算 計算摩擦力的大小，首先要判斷摩擦力是屬于靜摩擦力還是滑動摩擦力，然后根據(jù)靜摩擦力和滑動摩擦力的特點計算其大小 1靜摩擦力大小的計

13、算 (1)根據(jù)物體所受外力及所處的狀態(tài)(平衡或加速)可分為兩種情況： (2)最大靜摩擦力并不一定是物體實際受到的力，物體實際受到的靜摩擦力一般小于或等于最大靜摩擦力最大靜摩擦力與接觸面間的壓力成正比一般情況下，為了處理問題的方便，最大靜摩擦力可按近似等于滑動摩擦力處理 2滑動摩擦力的計算 滑動摩擦力的大小用公式FFN來計算，應(yīng)用此公式時要注意以下幾點： (1)為動摩擦因數(shù)，其大小與接觸面的材料、表面的粗糙程度有關(guān)；FN為兩接觸面間的正壓力，其大小不一定等于物體的重力 (2)滑動摩擦力的大小與物體的運動速度無關(guān)，與接觸面的大小也無關(guān) 溫馨提示在分析摩擦力的方向時，要注意靜摩擦力方向的“可變性”和

14、滑動摩擦力方向的“相對性” 例3(2013年湖北黃岡模擬)如圖所示，斜面為長方形的斜面體傾角為37，其長為0.8 m，寬為0.6 m一重為20 N的木塊原先在斜面體上部，當對它施加平行于AB邊的恒力F時，剛好使木塊沿對角線AC勻速下滑，求木塊與斜面間的動摩擦因數(shù)和恒力F的大小 思路點撥解答本題時要注意以下幾點： (1)摩擦力為滑動摩擦力，其方向并不是沿斜面向上 (2)木塊共受四個力作用，即重力、斜面的支持力、摩擦力、外界恒力，這四個力平衡，但不共面 3.如圖所示，斜面傾角為60，10 kg的物體通過彈簧與斜面上的固定板相連，已知彈簧的勁度系數(shù)k100 N/m，當彈簧長度為22 cm和8 cm時，物體分別位于A點和B點，且此兩點是物體剛好可以平衡的點，試求斜面與物體間的動摩擦因數(shù) 解析：位于A點和B點時物體受力分別如圖甲、乙所示 設(shè)彈簧原長為L0， 在A點時： k(L1L0)mgsin mgcos 在B點時： k(L0L2)mgcos mgsin 兩式相加得 k(L1L2)2mgcos 代入數(shù)據(jù)得0.14 答案：0.14