重力 弹力 摩擦力复习课件

第一讲重力弹力摩擦力一、力1．力的概念：物体与物体之间的_____作用．2．力的性质(1)物质性：力不能脱离_____而独立存在．没有“施力物体”或“受力物体”的力是_______的．(2)相互性：力的作用是_____的．施力(受力)物体同时也是受力(施力)物体．(3)矢量性：力是矢量，既有_____，又有_____．(4)独立性：一个力作用于某个物体上产生的效果，与这个物体是否受到其他力的作用_____．基础知识梳理相互物体不存在相互大小方向无关3．力的作用效果两个效果使物体发生_____.改变物体的________.形变运动状态5．力的图示和示意图(1)力的图示：包含力的_____、_____、______三个要素．(2)力的示意图：受力分析时，作出的表示物体受到某一力的有向线段．大小方向作用点4.力的三要素：包含力的_____、_____、______.标度刻度箭头二、重力1．产生：由于地球的吸引而使物体受到的力．2．大小：G＝mg.3．方向：总是_________．4．重心：因为物体各部分都受重力的作用，从效果上看，可以认为各部分受到的重力作用集中于一点，这一点叫做物体的重心．【注意】：(1)重力的方向总是与当地的水平面垂直，不同地方水平面不同，其垂直水平面向下的方向也就不同．(2)重力的方向不一定指向地心．(3)并不是只有重心处才受到重力的作用．竖直向下【思考感悟】重心的位置与哪些因素有关？提示：与质量分布和物体的形状有关．【归纳总结】重心往往偏向质量分布较多的一侧，只有形状规则且质量分布均匀的物体，重心才是它的几何中心。三、弹力1．定义：发生弹性形变的物体由于要_________，对与它接触的物体产生力的作用．2．产生的条件(1)两物体_________；(2)发生_________．恢复原状相互接触弹性形变3．方向：与物体形变方向_____．4．大小(1)弹簧类弹力在弹性限度内遵从胡克定律，其公式为F＝kx；(2)非弹簧类弹力大小应由_________或动力学规律求得．相反平衡条件四、摩擦力1．产生：相互接触且发生形变的粗糙物体间，有_________或_____________时，在接触面上所受的阻碍_________或_____________的力．2．产生条件：接触面_____；接触面间有弹力；物体间有_________或_____________．相对运动相对运动趋势相对运动相对运动趋势粗糙相对运动相对运动趋势3．大小：滑动摩擦力Ff＝______，静摩擦力：0≤Ff≤Ffmax.μFN4．方向：与相对运动或相对运动趋势方向_____．相反【注意】：(1)摩擦力阻碍的是物体间的相对运动或相对运动趋势，但不一定阻碍物体的运动．(2)受静摩擦力作用的物体不一定静止，受滑动摩擦力作用的物体不一定运动．(3)接触面处有摩擦力时一定有弹力，且弹力与摩擦力方向总垂直，反之不一定成立．1.弹力的有无及方向的判断方法(1)．弹力有无的判断方法①根据弹力产生的条件直接判断（形变较明显）根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹力．②利用假设法判断（形变不明显）对形变不明显的情况，可假设两个物体间弹力不存在，即把与我们所研究的物体相接触的其他物体去掉，看物体还能否保持原有的状态，若运动状态不变，则此处不存在弹力，若运动状态改变，则此处一定存在弹力．③根据“物体的运动状态”分析（形变不明显）由状态分析弹力，使物体的受力必须与物体的运动状态符合，依据物体的运动状态，由物体受力平衡(或牛顿第二定律)列方程来判断物体间的弹力是否存在．【疑难点分析归纳】（2）．弹力的方向的判断方法①弹力的方向与物体形变的方向相反，具体情况有以下几种：弹力弹力的方向弹簧两端的弹力与弹簧中心轴线相重合，指向弹簧恢复原状的方向轻绳的弹力沿绳指向绳收缩的方向平面与平面间的弹力垂直于接触面指向受力物体点与面接触的弹力过接触点垂直于接触面(或接触面的切面)而指向受力物体球与面接触的弹力在接触点与球心的连线上，指向受力物体球与球接触的弹力垂直于过接触点的公切面，而指向受力物体杆的弹力可能沿杆，也可能不沿杆，应具体情况具体分析②由物体的运动状态判断（形变不明显）物体的受力必须与物体的运动状态相符合．可根据物体的运动状态，先假设一个弹力的方向，由共点力的平衡条件或牛顿第二定律列方程，求出弹力．若所得结果为正值，其方向与假设方向相同，如果为负值，其方向与假设方向相反．【注意】：(1)绳对物体只能产生拉力，不能产生推力，且绳子弹力的方向一定沿着绳子并指向绳子收缩的方向，这是由绳子本身的特点决定的．(2)杆既可以产生拉力，也可以产生推力，弹力的方向可以沿杆，也可以不沿杆，这是杆和绳两种模型的最大区别．【即时应用】1.如图2－1－1所示，小车内有一固定光滑斜面，一个小球通过细绳与车顶相连，细绳始终保持竖直．关于小球的受力情况，下列说法正确的是()图2－1－1A．若小车静止，绳对小球的拉力可能为零B．若小车静止，斜面对小球的支持力一定为零C．若小车向右运动，小球可能受三个力的作用D．若小车向左运动，小球可能受三个力的作用BCD2.如图2－1－5所示，小车上固定着一根弯成α角的曲杆，杆的另一端固定着一个质量为m的球．试分析下列情况下杆对球的弹力的大小和方向:(1)小车静止；(2)小车以加速度a水平向右加速运动．图2－1－5【思路点拨】解答本题时应注意以下三点：(1)杆对小球的弹力方向不一定沿杆；(2)小车静止时，由平衡条件可以求解弹力的大小和方向；(3)小车加速运动时，可由牛顿第二定律求解弹力的大小和方向．【解析】(1)小车静止时，球处于平衡状态，由平衡条件可求：F1＝mg，方向竖直向上．(2)当小车以加速度a向右匀加速运动时，小球的加速度也为a，设杆对球的弹力为F2，与竖直方向的夹角为θ，如图2－1－6所示，则有：图2－1－6F2cosθ＝mgF2sinθ＝ma可解得：F2＝ma2＋mg2＝ma2＋g2tanθ＝ag.3.如图2－1－7所示，原长分别为L1和L2，劲度系数分别为k1和k2的轻质弹簧竖直悬挂在天花板上，两弹簧之间有一质量为m1的物体，最下端挂着质量为m2的另一物体，整个装置处于静止状态．求：(1)这时两弹簧的总长．(2)若用一个质量为M的平板把下面的物体竖直缓慢地向上托起，直到两弹簧的总长度等于两弹簧的原长之和，求这时平板受到下面物体m2的压力．图2－1－7【解析】(1)设上面弹簧受到的弹力为F1，伸长量为Δx1，下面弹簧受到的弹力为F2，伸长量为Δx2，由物体的平衡及胡克定律有F1＝(m1＋m2)gΔx1＝m1＋m2gk1F2＝m2g，Δx2＝m2gk2所以总长为L＝L1＋L2＋Δx1＋Δx2＝L1＋L2＋m1＋m2gk1＋m2gk2.(2)要使两个弹簧的总长度等于两弹簧原长之和，必须是上面弹簧伸长Δx，下面弹簧缩短Δx.对m2：FN＝k2Δx＋m2g对m1：m1g＝k1Δx＋k2ΔxFN＝m2g＋k2k1＋k2m1g.2.摩擦力的有无及方向的判断方法（1）假设法：即假设接触面光滑，看物体是否会发生相对运动．①若发生相对运动，则说明物体原来虽相对静止却有相对运动的趋势．且假设接触面光滑后物体发生相对运动的方向即为原来相对运动趋势的方向，从而确定静摩擦力的方向．②若没有发生相对运动，则说明没有静摩擦力．（2）根据物体的运动状态用平衡条件或牛顿定律来计算大小．用牛顿第二定律判断，关键是先判断物体的运动状态(即加速度方向)，再利用牛顿第二定律(F＝ma)确定合力的方向，然后由受力分析判断静摩擦力方向．3.摩擦力大小的计算（1）静摩擦力大小的计算①物体处于平衡状态时(静止或匀速)，利用力的平衡条件来判断其大小．②物体有加速度时，若只有摩擦力，则Ff＝ma，例如匀速转动的圆盘上物块靠摩擦力提供向心力产生向心加速度；若除摩擦力外，物体还受其他力，则F合＝ma，先求合力再求摩擦力．（2）滑动摩擦力的计算①滑动摩擦力的大小用公式Ff＝μFN来计算②根据物体的运动状态判断：若物体处于平衡状态，利用平衡条件求解；若物体有加速度，利用牛顿第二定律和受力分析结合起来求解．【即时应用】4.如图2－1－3所示，斜面固定在地面上，倾角37°(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)，质量为1kg的滑块，以一定的初速度沿斜面向下滑，斜面足够长，滑块与斜面间的动摩擦因数为0.8.该滑块所受摩擦力Ff随时间变化的图象是图2－1－4中的(取初速度方向为正方向，g＝10m/s2)()图2－1－3图2－1－4解析：选A.由于mgsin37°μmgcos37°，滑块减速下滑，因斜面足够长，故滑块最终一定静止在斜面上，开始阶段Ff滑＝μmgcos37°＝6.4N，方向沿斜面向上，静止在斜面上时，Ff静＝mgsin37°＝6N，方向沿斜面向上，由于取初速度方向为正方向，故图象A正确，B、C、D均错误．5.如图2－1－9所示，斜面为长方形的斜面体倾角为37°，其长为0.8m，宽为0.6m．一重为20N的木块原先在斜面体上部，当对它施加平行于AB边的恒力F时，刚好使木块沿对角线AC匀速下滑，求木块与斜面间的动摩擦因数μ和恒力F的大小．图2－1－9【思路点拨】解答本题时应注意以下几点：(1)木块受到的摩擦力的方向；(2)滑动摩擦力Ff＝μFN中FN的大小；(3)斜面方向上木块所受合力为零．图2－1－10F＝mgsin37°·tanα＝20×0.6×0.60.8N＝9N(3分)物体受到的滑动摩擦力为Ff＝mgsin37°2＋F2＝15N(4分)由滑动摩擦公式得μ＝FfFN＝Ffmgcos37°＝1516.(3分)解析：画出木块在斜面内的受力图，如图2－1－10所示，由于木块沿斜面向下做匀速直线运动，由平衡条件可知，重力沿斜面向下的分力mgsin37°与水平推力F的合力与木块受到的滑动摩擦力为一对平衡力，由几何关系可得作业布置：1、结合《锁定高考》复习本节课回顾的知识点；2、完成配套的达标训练本节对应练习，巩固复习内容；