高一物理力的概念高一物理课件

力的概念————高中物理力是物体间的相互作用一个物体受到力的作用，一定有另外的物体施加这种作用.前者是受力物体，后者是施力物体.只要有力发生，就一定有受力物体和施力物体.有时为了方便，只说物体受到了力，而没有指明施力物体，但施力物体一定是存在的.力的大小力的大小可以用测力计（弹簧秤）来测量.在国际单位制中，力的单位是牛顿，简称牛，符号是N.能够影响力的作用效果的因素有力的大小，力的方向,还有力的作用点.力的大小、方向、作用点叫做力的三要素.力的图示力可以用一根带箭头的线段来表示.线段是按一定比例（标度）画出的，它的长短表示力的大小，它的指向表示力的方向，箭头或箭尾表示力的作用点，力的方向所沿的直线叫做力的作用线.这种表示力的方法，叫做力的图示.图中的力的图示表示作用在小车上的力为，方向.有时只需要画出力的示意图，即只在图中画出力的方向，表示物体在这个方向上受到了力.100N水平向左力的种类各种力可以用两种不同的方法来分类.一种是根据力的性质来分类的，如重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力等等；另一种是根据力的效果来分类的，如拉力、压力、支持力、动力、阻力等等.今后我们还会遇到根据效果来命名的力的名称.力学中经常遇到的有重力、弹力、摩擦力.地球上一切物体都受到地球的吸引，这种由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力.一个物体受到10N的重力，也可以说这个物体的重量是10N.重力的大小可以用弹簧秤测出.物体静止时对弹簧秤的拉力（图甲）或压力（图乙），大小等于物体受到的重力.用悬绳挂着的静止物体，用静止的水平支持物支持的物体，对竖直悬绳的拉力或对水平支持物的压力，大小等于物体受到的重力.在已知物体质量的情况下，重力的大小可以根据关系式G=mg计算出来，式中g=9.8N/kg，表示质量是1kg的物体受到的重力是9.8N.重力不但有大小，而且有方向.悬挂物体的绳子静止时总是竖直下垂的，由静止开始落向地面的物体总是竖直下落的，可见重力的方向是竖直向下的.一个物体的各部分都要受到重力的作用。从效果上看，我们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.重心质量均匀分布的物体（均匀物体），重心的位置只跟物体的形状有关.有规则形状的均匀物体，它的重心就在几何中心上.例如，均匀直棒的重心在棒的中点，均匀球体的重心在球心，均匀圆柱的重心在轴线的中点.质量分布不均匀的物体，重心的位置除跟物体的形状有关外，还跟物体内质量的分布有关。载重汽车的重心随着装货多少和装载位置而变化.起重机的重心随着提升物的重量和高度而变化.不规则薄板的重心位置可以用悬挂法求出.返回被拉长或被压缩的弹簧对跟它接触的小车产生力的作用，可以使小车运动起来.被弯曲的细木棍或细竹竿对跟它接触的圆木产生力的作用，可以把圆木推开.发生弯曲的跳板对跟它接触的运动员产生力的作用，可以把运动员弹起来.物体的伸长、缩短、弯曲等等，总之物体的形状或体积的改变，叫做形变.上面的例子说明，发生形变的物体，由于要恢复原状，对跟它接触的物体会产生力的作用,这种力叫弹力.地球对物体产生重力，并不需要地球和物体直接接触。弹力则不同，弹力产生在直接接触并发生形变的物体之间放在水平桌面上的书，由于重力的作用而压迫桌面，使书和桌面同时发生微小的形变.书由于发生微小的形变，对桌面产生垂直于桌面向下的弹力F1，这就是书对桌面的压力；桌面由于发生微小的形变，对书产生垂直于书面向上的弹力F2，这就是桌面对书的支持力.静止地放在倾斜木板上的书，由于重力的作用也压迫木板，它们都发生微小形变，致使书对木板有垂直于木板斜向下方的压力F1，木板对书有垂直于书面斜向上方的支持力F2.可见，通常所说的压力和支持力都是弹力.压力的方向总是垂直于支持面而指向被压的物体，支持力的方向总是垂直于支持面而指向被支持的物体.挂在电线下面的电灯，由于重力的作用而拉紧电线，使电灯和电线同时发生微小的形变.电灯由于发生微小的形变，对电线产生竖直向下的弹力F1，这就是电灯对电线的拉力；电线由于发生微小的形变，对电灯产生竖直向上的弹力F2，这就是电线对电灯的拉力.可见，通常所说的拉力也是弹力，绳的拉力是绳对所拉物体的弹力，方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向.胡克定律弹力的大小跟形变的大小有关系，形变越大，弹力也越大，形变消失，弹力就随着消失.对于拉伸形变（或压缩形变）来说，伸长（或缩短）的长度越大，产生的弹力就越大.例如弹簧伸长或缩短的长度越大，弹力就越大.对于弯曲形变来说，弯曲得越厉害，产生的弹力就越大.把弓拉得越满，箭就射出得越远.用力扭横杆，可以使金属丝发生扭转形变.扭转得越厉害，产生的弹力就越大.把一根弹簧悬挂起来，下面挂上砝码，量出弹簧伸长的长度.然后分别挂上两个、三个、四个相同的砝码，并分别量出弹簧伸长的长度.弹簧的弹力跟砝码所受的重力大小相等，由此可知，弹簧的弹力跟弹簧伸长的长度的关系.若在弹簧的上面放砝码，同样可以知道，弹簧的弹力跟弹簧缩短的长度的关系.实验表明：弹簧弹力F的大小跟弹簧伸长（或缩短）的长度x成正比.写成公式就是F=kx.这个规律是英国科学家胡克发现的，叫做胡克定律.式中k是比例常数，叫做弹簧的劲度系数，简称为劲度.劲度是一个有单位的量.在国际单位制中，F的单位是N，x的单位是m，k的单位是N/m.劲度在数值上等于弹簧伸长（或缩短）单位长度时的弹力.不同的弹簧，劲度并不相同.弹簧的劲度跟弹簧的长度、弹簧的材料、弹簧丝的粗细等有关系，弹簧丝粗的硬弹簧比弹簧丝细的软弹簧的劲度大.胡克定律有它的适用范围.物体的形变过大，超出一定限度时，即使撤去外力，物体也不能完全恢复原状，这个限度叫做弹性限度.胡克定律在弹性限度内适用.弹性限度内的形变叫做弹性形变.返回滑动摩擦摩擦力也是在两个互相接触的物体之间产生的。一个物体在另一个物体表面上相对于另一个物体滑动的时候，要受到另一个物体阻碍它相对滑动的力，这种力叫做滑动摩擦力.其中μ是比例常数，叫做动摩擦因数，它的数值跟相互接触的两个物体的材料有关，材料不同，两物体之间的动摩擦因数也不同.动摩擦因数还跟接触面的情况（如粗糙程度）有关.在相同的压力下，动摩擦因数越大，滑动摩擦力就越大.动摩擦因数是两个力的比值，没有单位.滑动摩擦力的方向总跟接触面相切，并且跟物体的相对运动的方向相反.实验表明：滑动摩擦力跟压力成正比，也就是跟一个物体对另一个物体表面的垂直作用力成正比.这叫做滑动摩擦定律.用F表示滑动摩擦力的大小，用FN表示压力的大小，那么F=μFN几种材料间的动摩擦因数除了滑动摩擦，还有滚动摩擦.滚动摩擦是一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦.滚动摩擦比滑动摩擦小得多，滚动轴承就是利用滚动摩擦小的事实制成的.【例题】在东北的冬季伐木工作中，许多伐下的木料被装在雪橇上，用马拉着雪橇在冰道上滑行，将木料运送出去.一个有钢制滑板的雪橇，上面装着木料，总重量为4.9×104N.在水平的冰道上，马要在水平方向用多大的力，才能够拉着雪橇匀速前进？分析雪橇（包括木料）在水平方向受到两个力的作用：马对雪橇的拉力F1，冰道对雪橇的滑动摩擦力F2（分析雪橇的受力情况）.在这两个力的作用下，雪橇匀速前进（明确雪橇的运动情况）.根据二力平衡的条件,F1和F2大小相等，方向相反，即F1=F2.滑动摩擦力F2的大小可以由滑动摩擦定律F2=μFN求出.其中FN的大小等于雪橇的总重量G，即FN=G；钢和冰之间的动摩擦因数μ的数值可在表中查出：μ=0.02.重量G是已知的，由此可求出F2，进而求出马的拉力F1.解答已知G=4.9×104N，μ=0.02，求拉力F1.F1=F2=μFN=μG.代入数值得F1=0.02×4.9×104N=980N马要在水平方向用980N的力，才能够拉着雪橇匀速前进.静摩擦我们用不大的水平力在水平地板上推箱子，虽然箱子应该沿着力的方向运动，有相对于地板运动的趋势，但箱子并没有动，就是因为箱子跟地板之间发生了摩擦.这个摩擦力和推力都作用在箱子上，它们的大小相等，方向相反，彼此平衡，因此箱子保持不动.这时发生的摩擦叫做静摩擦.静摩擦力的方向总跟接触面相切，并且跟物体相对运动趋势的方向相反.逐渐增大对箱子的推力，如果推力还不够大，箱子仍旧保持不动.静摩擦力跟推力仍旧彼此平衡.可见静摩擦力随着推力的增大而增大.但是静摩擦力的增大有一个限度，静摩擦力的最大值Fm叫做最大静摩擦力.推力超过最大静摩擦力，就可以把箱子推动了.最大静摩擦力等于使箱子刚要运动所需的最小推力.两物体间实际发生的静摩擦力F在零和最大静摩擦力Fmax之间，即0＜F≤Fmax.结束谢谢观赏！！