《重力彈力摩擦力》PPT課件.ppt

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1、形變、彈力、胡克定律 滑動(dòng)摩擦力、靜摩擦力、動(dòng)摩擦因數(shù) 矢量和標(biāo)量 力的合成與分解 共點(diǎn)力的平衡 實(shí)驗(yàn)二：探究彈力與彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系 實(shí)驗(yàn)三：驗(yàn)證力的平行四邊形定則,第一講重力彈力摩擦力,一、對(duì)力的認(rèn)識(shí) 1定義：物體與物體之間的 作用 2力的作用效果 (1)改變物體的 (2)使物體發(fā)生 3力的性質(zhì) (1)物質(zhì)性：力不能脫離 而存在，沒有“施力物體”或“受力物體”的力是的 (2)相互性：力的作用是 的施力(受力)物體同時(shí)也是受力(施力)物體,相互,運(yùn)動(dòng)狀態(tài),形變,物體,不存在,相互,(3)矢量性：力是矢量，既有 ，又有 ，力的運(yùn)算遵循定則或定則 4力的圖示及示意圖 (1)力的圖示：從力的作用

2、點(diǎn)沿力的方向畫出的 (包括力的三要素) (2)力的示意圖： 受力分析時(shí)，作出的表示物體受到某一力的 ,大小,方向,平行四邊形,三角形,有向線段,有向線段,二、重力 1產(chǎn)生：由于地球?qū)ξ矬w的 而使物體受到的力 2大?。篏 . 3g的特點(diǎn) (1)在地球上同一地點(diǎn)g值是一個(gè)不變的常數(shù) (2)g值隨著 的增大而增大 (3)g值隨著高度的增大而減小 (4)不同星球表面g值一般不同 4方向： 向下,吸引,mg,緯度,豎直,5重心 (1)相關(guān)因素 物體的 物體的 規(guī)律 (2)位置確定 質(zhì)量分布均勻的規(guī)則物體，重心在其； 對(duì)于形狀不規(guī)則或者質(zhì)量分布不均勻的薄板，重心可用 確定,幾何形狀,質(zhì)量

3、分布,幾何中心,懸掛法,三、彈力 1定義：發(fā)生彈性形變的物體，由于要，會(huì)對(duì)與它接觸的物體產(chǎn)生力的作用 2產(chǎn)生條件 (1)物體相互 (2)物體發(fā)生 3方向：彈力的方向總是與施力物體形變的方向 4大小 (1)彈簧類彈力：在彈性限度內(nèi)遵守胡克定律F . (2)非彈簧類彈力的大小應(yīng)由平衡條件或牛頓第二定律求解,恢復(fù)原狀,接觸,彈性形變,相反,kx,四、摩擦力,相對(duì)靜止,相對(duì)運(yùn)動(dòng),粗糙,壓力,相對(duì)運(yùn)動(dòng),0,相反,粗糙,壓力,相對(duì)運(yùn)動(dòng),FN,相反,一、彈力方向的判斷 1根據(jù)彈力產(chǎn)生的條件直接判斷 根據(jù)物體是否直接接觸并發(fā)生彈性形變來判斷是否存在彈力此方法多用來判斷形變較明顯的情況,2根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)

4、狀態(tài)分析 根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，利用牛頓第二定律或共點(diǎn)力平衡條件判斷彈力是否存在 例如：如圖所示，小球A在車廂內(nèi)隨車廂一起向右運(yùn)動(dòng)，可根據(jù)小球的運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)分析車廂后壁對(duì)球A的彈力的情況 若車廂和小球做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則小球A受力平衡，所以車廂后壁對(duì)小球無彈力 若車廂和小球向右做加速運(yùn)動(dòng)，則由牛頓第二定律可知，后車廂壁對(duì)小球的彈力水平向右,3幾種常見模型中彈力方向的確定,二、對(duì)摩擦力的理解 1對(duì)靜摩擦力的理解 (1)其大小、方向都跟產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的外力密切相關(guān)，但跟接觸面相互間壓力FN無直接關(guān)系因而靜摩擦力具有大小、方向的可變性，變化性強(qiáng)是它的特點(diǎn)，其大小只能依據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行計(jì)算，若為平衡態(tài)

5、，靜摩擦力將由平衡條件建立方程求解；若為非平衡態(tài)，可由動(dòng)力學(xué)規(guī)律建立方程求解 (2)最大靜摩擦力Fm是物體將要發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)這一臨界狀態(tài)時(shí)的摩擦力，它的數(shù)值與FN成正比，在FN不變的情況下，滑動(dòng)摩擦力略小于Fm，而靜摩擦力可在0Fm間變化,2對(duì)FfFN的理解 (1)將Ff/FN定義為動(dòng)摩擦因數(shù)，即Ff/FN，只與接觸面的粗糙程度、接觸面的材料有關(guān)，與接觸面積和接觸面上受力、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān) (2)“FfFN”中FN“并不總是等于物體的重力”，是易錯(cuò)點(diǎn)，例如：質(zhì)量為m的物塊沿傾角為的斜面下滑，則壓力大小FNmgcos ，只有物體置于水平接觸面上且在豎直方向上處于平衡狀態(tài)時(shí)，才有FNmg成立,1. 關(guān)于

6、重力，下列說法正確的是() A只有靜止的物體才受重力 B重力的大小等于地球?qū)ξ矬w的萬有引力的大小 C繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的人造地球衛(wèi)星不受重力作用 D重力的方向一定豎直向下 解析：由于一切物體都受重力作用，故A、C錯(cuò)；重力是由萬有引力而產(chǎn)生的，其大小不一定等于萬有引力，所以B錯(cuò)；重力的方向一定豎直向下，D對(duì) 答案：D,2臺(tái)球以速度v0與球桌邊框成角撞擊O點(diǎn)，反彈后速度為v1，方向與球桌邊框夾角仍為，如右圖所示OB垂直于桌邊，則下列關(guān)于桌邊對(duì)小球的彈力方向的判斷中正確的是() A可能沿OA方向 B一定沿OB方向 C可能沿OC方向 D可能沿OD方向 解析：臺(tái)球與球桌邊框碰撞時(shí)，受到邊框的彈力作用，彈力的方向

7、應(yīng)與邊框垂直，即沿OB方向，故選B. 答案：B,3(2011田家炳實(shí)驗(yàn)中學(xué)模擬)某同學(xué)在探究摩擦力的實(shí)驗(yàn)中采用了如右圖所示的操作，將一個(gè)長(zhǎng)方體木塊放在水平桌面上，然后用一個(gè)力傳感器對(duì)木塊施加一個(gè)水平拉力F，并用另外一個(gè)傳感器對(duì)木塊的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，表中是她記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)木塊的重力為10.00 N，根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)回答下列問題(答案保留3位有效數(shù)字)：,(1)木塊與桌面間的最大靜摩擦力Fm________N； (2)木塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)________； (3)木塊勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦力Ff________N. 答案：(1)4.01(2)0.401(3)4.01,4畫出下圖中A物體受彈力

8、的方向(各接觸面均光滑) 答案：物體受彈力的方向如下圖所示,答案：C,如右圖所示，一重為8 N的球固定在AB桿的上端，今用測(cè)力計(jì)水平拉球，使桿發(fā)生彎曲，此時(shí)測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F6 N， 則應(yīng)如何求AB桿對(duì)球彈力的大小？ 解析：可以對(duì)球應(yīng)用共點(diǎn)力平衡條件的推論“若物體受三個(gè)力作用而處于平衡狀態(tài)，則其中任意兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力大小相等、方向相反”求解AB桿對(duì)球作用力的大小，等于mg和F合力的大小，答案是10 N. 答案：10 N,(1)桿對(duì)物體的彈力是由物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(如靜止、勻速運(yùn)動(dòng)或加速運(yùn)動(dòng))和受其他力的情況決定的 (2)桿對(duì)物體產(chǎn)生的彈力方向不一定沿桿 (3)彈力大小的計(jì)算方法 一般物體之間

9、的彈力，要利用平衡條件或牛頓第二定律來計(jì)算 彈簧的彈力，由胡克定律(Fkx)計(jì)算,11：(2011河南六市聯(lián)考)如圖所示，帶有長(zhǎng)方體盒子的斜劈A放在固定的斜面體C的斜面上，在盒子內(nèi)放有光滑球B，B恰與盒子前、后壁P、Q點(diǎn)相接觸若使斜劈A在斜面體C上靜止不動(dòng)，則P、Q對(duì)球B無壓力以下說法正確的是() A若C的斜面光滑，斜劈A由靜止釋放， 則Q點(diǎn)對(duì)球B有壓力 B若C的斜面光滑，斜劈A以一定的初速度 沿斜面向上滑行，則 P、Q對(duì)球B均無壓力 C若C的斜面粗糙，斜劈A沿斜面勻速下滑，則P、Q對(duì)球B均有壓力 D若C的斜面粗糙，斜劈A沿斜面加速下滑，則Q點(diǎn)對(duì)球B有壓力,解析：當(dāng)C的斜面光滑時(shí)，無論斜劈A沿

10、斜面下滑還是上滑都具有沿斜面向下的加速度agsin ，具有水平向左的加速度分量，故B受Q的作用力，A對(duì)，B錯(cuò)；同理，當(dāng)斜面粗糙，A沿斜面加速下滑時(shí)，B受Q的作用力，D對(duì)；當(dāng)A勻速下滑時(shí)a0，故P、Q面對(duì)B均無作用力，C錯(cuò) 答案：AD,如右圖所示，位于斜面上的物塊M在沿斜面向上的力F作用下，處于靜止?fàn)顟B(tài)，則斜面作用于物塊的靜摩擦力的() A方向可能沿斜面向上 B方向可能沿斜面向下 C大小可能等于零 D大小可能等于F,解析：題中沒有明確F的大小，當(dāng)Fmgsin 時(shí)，物塊M受到的摩擦力為零 當(dāng)Fmgsin 時(shí)，物塊M有上滑趨勢(shì)，所受摩擦力沿斜面向下 當(dāng)0Fmgsin 時(shí)，靜摩擦力Ff的取值范圍是：0

11、Ffmgsin . 可見FfF、Ff

12、向上運(yùn)動(dòng) CM受到的摩擦力不變 DM下滑的速度不變 答案：CD,(14分)如圖所示，一質(zhì)量不計(jì)的彈簧原長(zhǎng)為10 cm，一端固定于質(zhì)量m2 kg的物體上，另一端施一水平拉力F.(g10 m/s2) (1)若物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，當(dāng)彈簧拉長(zhǎng)至12 cm時(shí)，物體恰好勻速運(yùn)動(dòng)，彈簧的勁度系數(shù)多大？ (2)若將彈簧拉長(zhǎng)至11 cm時(shí)，物體所受到的摩擦力大小為多少？ (3)若將彈簧拉長(zhǎng)至13 cm時(shí)，物體所受的摩擦力大小為多少？(設(shè)最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力相等),【規(guī)范解答】解：(1)物體勻速前進(jìn)時(shí)，k(xx0)mg(2分) (2)F1k(x1x0)200(0.110.10)2 N(2分)

13、最大靜摩擦力可看做等于滑動(dòng)摩擦力 Ffm0.22104 N(1分) 故物體沒動(dòng)，所受靜摩擦力 Ff1F12 N(2分) (3)彈簧彈力F2k(x2x0)200(0.130.10)6 N(3分) 物體將加速前進(jìn)，此時(shí)所受到的滑動(dòng)摩擦力為Ff2FNmg0.22104 N(2分) 答案：(1)200 N/m(2)2 N(3)4 N,關(guān)于摩擦力的計(jì)算，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： (1)分清摩擦力的性質(zhì)：靜摩擦力或滑動(dòng)摩擦力 (2)滑動(dòng)摩擦力由公式FFN計(jì)算FN與被研究物體在垂直于接觸面方向的受力情況密切相關(guān)，也與被研究物體在該方向上的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)特別是后者，最易被忽略,(3)靜摩擦力 最大靜摩擦力Fmax是物體

14、將要發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)這一臨界狀態(tài)時(shí)的靜摩擦力 靜摩擦力Ff的大小、方向都跟產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的外力密切相關(guān)，但跟接觸面相互擠壓力FN無直接關(guān)系，因而Ff具有大小、方向的可變性的特點(diǎn)對(duì)具體問題要具體分析：被研究物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)若為平衡狀態(tài)，靜摩擦力可根據(jù)平衡條件建立方程求解；若為非平衡狀態(tài)，則根據(jù)動(dòng)力學(xué)規(guī)律建立方程求解,31：已知一些材料間的動(dòng)摩擦因數(shù)如下表所示： 質(zhì)量為1.0 kg的物塊放置在某材料制作的固定斜面上，斜面傾角30，現(xiàn)用彈簧秤沿斜面方向以1 m/s2的加速度拉此物塊，使其勻加速上升，讀得彈簧秤的示數(shù)為8.17 N，則兩接觸面的材料可能是(g取10 m/s2)() A木金屬B木木 C鋼鋼

15、D木冰,解析：以物塊為研究對(duì)象，由牛頓第二定律可得Fmgsin 30mgcos 30ma，解得0.25，結(jié)合表格提供的數(shù)據(jù)可知選項(xiàng)C正確 答案：C,1.(2011濟(jì)寧模擬)下列關(guān)于物體重力的說法中正確的是() A地球上的物體只有運(yùn)動(dòng)時(shí)才受到重力 B同一物體在某處向上拋出后所受重力較小，向下拋出后所受重力較大 C某物體在同一位置時(shí)，所受重力與靜止還是運(yùn)動(dòng)無關(guān)，重力大小是相同的 D物體所受重力大小與其質(zhì)量有關(guān),解析：地球上的物體運(yùn)動(dòng)或靜止時(shí)都受地球的吸引作用，故運(yùn)動(dòng)或靜止的物體均受重力，A錯(cuò)誤；某物體在地球某點(diǎn)處所受地球吸引而產(chǎn)生的重力一定，與此物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)，B錯(cuò)誤，C正確；物體所受重力Gm

16、g，在g一定時(shí)，G由m決定，D正確 答案：CD,2關(guān)于摩擦力，以下說法中正確的是() A運(yùn)動(dòng)物體可能受到靜摩擦力作用，但靜止物體不可能受到滑動(dòng)摩擦力作用 B靜止物體可能受到滑動(dòng)摩擦力作用，但運(yùn)動(dòng)物體不可能受到靜摩擦力作用 C正壓力越大，摩擦力可能越大，也可能不變 D摩擦力方向可能與速度方向在同一直線上，也可能與速度方向不在同一直線上,解析：靜摩擦力產(chǎn)生在兩個(gè)相對(duì)靜止的物體之間，與物體是否運(yùn)動(dòng)無關(guān)，滑動(dòng)摩擦力產(chǎn)生于兩個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的物體之間，與物體是否運(yùn)動(dòng)無關(guān)，A、B均錯(cuò)；靜摩擦力的大小與正壓力的大小無關(guān)，一般由平衡條件或牛頓運(yùn)動(dòng)定律來求，滑動(dòng)摩擦力FfFN，隨著正壓力的增大而增大，C對(duì)；摩擦力的方

17、向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反與速度方向無關(guān)，D對(duì)因而答案為C、D. 答案：CD,3物塊靜止在固定的斜面上，分別按圖示的方向?qū)ξ飰K施加大小相等的力F，A中F垂直于斜面向上，B中F垂直于斜面向下，C中F豎直向上，D中F豎直向下，施力后物塊仍然靜止，則物塊所受的靜摩擦力增大的是() 解析：由于物塊始終靜止在斜面上，物塊所受靜摩擦力與正壓力無直接關(guān)系，對(duì)物塊進(jìn)行受力分析，沿斜面方向列平衡方程可判斷出選項(xiàng)D正確 答案：D,4一個(gè)斜面體上擱置一根只能沿豎直方向運(yùn)動(dòng)的直桿，桿與斜面接觸面粗糙斜面體水平向右運(yùn)動(dòng)過程中，發(fā)現(xiàn)桿勻加速上升，如右圖所示，關(guān)于斜面對(duì)桿的作用力，下列判斷正確的是() A斜面對(duì)桿的

18、滑動(dòng)摩擦力沿斜面向下 B斜面對(duì)桿的滑動(dòng)摩擦力沿斜面向上 C斜面體對(duì)桿的作用力豎直向上 D斜面體對(duì)桿的作用力豎直向下 解析：桿勻加速上升，斜面體水平向右運(yùn)動(dòng)，桿相對(duì)于斜面體向上滑動(dòng)，因此桿受的摩擦力沿斜面向下，A對(duì)，B錯(cuò)；桿受的支持力垂直于斜面向上，桿受斜面體的作用力斜向右上方，C、D項(xiàng)錯(cuò)誤 答案：A,5(2011江西五校聯(lián)考)如圖所示，在水平板的左端有一固定擋板，擋板上連接一輕質(zhì)彈簧緊貼彈簧放一質(zhì)量為m的滑塊，此時(shí)彈簧處于自然長(zhǎng)度已知滑塊與板的動(dòng)摩擦因數(shù)為 /3，且最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力現(xiàn)將板的右端緩慢抬起(板與水平面的夾角為)，直到板豎直，此過程中彈簧彈力的大小F隨夾角的變化關(guān)系可能是

19、(),解析：板在逐漸抬起的過程中，滑塊和板間的靜摩擦力逐漸增大，當(dāng)30時(shí)達(dá)到最大靜摩擦力，以后為滑動(dòng)摩擦力，F(xiàn)mgcos mgsin ，F(xiàn)mg(sin cos )，C正確 答案：C,6(2010山東理綜)如右圖所示，質(zhì)量分別為m1、m2的兩個(gè)物體通過輕彈簧連接，在力F的作用下一起沿水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)(m1在地面，m2在空中)，力F與水平方向成角則m1所受支持力FN和摩擦力Ff正確的是() AFNm1gm2gFsin BFNm1gm2gFcos CFfFcos DFfFsin ,解析：對(duì)于m1、m2和輕彈簧組成的系統(tǒng)受力分析如右圖所示，由平衡條件知： 水平方向FfFcos 豎直方向：FNFs

20、in m1gm2g. 由以上兩式得：FfFcos ， FNm1gm2gFsin ， 正確選項(xiàng)為A、C. 答案：AC,3摩擦力的“突變”問題 一、靜靜“突變” 物體在摩擦力和其他力的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)作用在物體上的其他力的合力發(fā)生變化時(shí)，如果物體仍然保持靜止?fàn)顟B(tài)，則物體受到的靜摩擦力的大小和方向?qū)l(fā)生突變,一木塊放在水平桌面上，在水平方向共受到三個(gè)力即F1、F2和摩擦力的作用，木塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，如右圖所示，其中F110 N，F(xiàn)22 N，若撤去F1，則木塊受到的摩擦力為() A10 N，方向向左B6 N，方向向右 C2 N，方向向右 D0 解析：當(dāng)物體受F1、F2及摩擦力的作用處于平衡狀態(tài)時(shí)，

21、由平衡條件可知物體所受的摩擦力的大小為8 N，可知最大靜摩擦力Fmax8 N當(dāng)撤去力F1后，F(xiàn)22 N

22、水平面間的夾角增大到時(shí)，鐵塊開始滑動(dòng)，顯然當(dāng)<時(shí)，鐵塊與木板相對(duì)靜止由力的平衡條件可知，鐵塊受到的靜摩擦力的大小為Ffmgsin ；當(dāng)a時(shí)鐵塊與木板間的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力，設(shè)動(dòng)摩擦因數(shù)為，由滑動(dòng)摩擦力公式和牛頓第三定律得，鐵塊受到的摩擦力為Ffmgcos . 通過上述分析知道：<時(shí)，靜摩擦力隨角增大按正弦函數(shù)增加；當(dāng)時(shí)，滑動(dòng)摩擦力隨角增大按余弦規(guī)律減小，所以正確選項(xiàng)為C. 答案：C,三、動(dòng)靜“突變” 在摩擦力和其他力作用下，做減速運(yùn)動(dòng)的物體突然停止滑行時(shí)，物體將不受摩擦力作用，或滑動(dòng)摩擦力“突變”成靜摩擦力,如下圖所示，把一重為G的物體，用一水平方向的推力Fkt(k為恒量，t為時(shí)間)壓在豎直的足夠高的平整墻上，從t0開始物體所受的摩擦力Ff隨t的變化關(guān)系是下圖中的(),解析：物體在豎直方向上只受重力G和摩擦力Ff的作用由于Ff從零開始均勻增大，開始一段時(shí)間FfG，物體向下做減速運(yùn)動(dòng)，直至減速為零 在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，摩擦力為滑動(dòng)摩擦，其大小為FfFNFkt，即Ff與t成正比，是一條過原點(diǎn)的傾斜直線 當(dāng)物體速度減為零后，滑動(dòng)摩擦力變?yōu)殪o摩擦力，其大小為FfG，所以物體靜止后的圖線為平行于t軸的線段正確答案為B. 答案：B,練規(guī)范、練技能、練速度,