届高考物理知识网络力 物体的平衡复习教案文档格式.docx
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力的作用可以通过物体的直接接触实现,也可以通过场实现。
(2)力的性质:
物质性力不能脱离物体而独立存在
相互性力总是成对出现的,物体之间的力的作用是相互的
矢量性力既有大小又有方向,遵从矢量运算法则
(3)力的描述:
力有三要素,即大小、方向、作用点,描述一个力必须说明这三点。
除直接说明外,描述一个力还可以用做力的图示的方法。
(4)力的作用效果:
①使物体产生形变;
②使物体产生加速度。
()力的分类:
按力的性质(即力的产生机理)可分为:
重力、弹力、摩擦力、分子力、电场力、安培力、洛伦兹力、核力等。
按力的作用效果可分为:
拉力、压力、支持力、动力、阻力、浮力、下滑力、向心力、回复力等。
2.重力
(1)由于地球的吸引而产生的,本质上是地球对物体的万有引力的一个分力。
(2)重力的大小:
G=g。
重力应是万有引力和物体随地球自转所需向心力的矢量差,其大小应比万有引力略小,在通常的计算中一般可做近似处理,取g≈F引,g≈G/R2。
重力的大小和物体的运动状态无关,在超重、失重和完全失重的状态下重力均不会发生改变。
(3)重力的方向:
竖直向下,即和水平面垂直的方向。
不能说成垂直地面。
(4)重心:
物体的重力的等效作用点。
重心的位置由物体的形状和质量分布决定,质量分布均匀的物体其几何中心就是物体的重心。
物体的重心可以在物体上,也可以不在物体上(如均质圆环,木工用的拐尺等)。
3.弹力
(1)概念:
发生弹性形变的物体对与它相接触的物体施加的力的作用。
产生机理:
发生弹性形变的物体,由于要恢复形变,就会对阻碍它恢复形变的物体施加弹力的作用。
例如放在桌面上的物体受到弹力是由于桌面发生了弹性形变。
(2)产生条:
①(相互)接触;
②(发生弹性)形变。
弹力有无的判断可以用假设(拿开)法、平衡法或者其他运动规律。
(3)大小:
在弹性限度内,弹力的大小随形变量的增大而增大。
对弹簧有胡克定律。
(4)方向:
总是指向形变恢复的方向。
①压力或支持力的方向总是垂直于接触面;
②绳的拉力的方向总是沿绳指向绳收缩的方向;
③杆对物体的弹力不一定沿杆的方向。
【例题精析】
例题1关于力的概念,下列说法正确的是:
A一个受力物体可以找到两个以上的施力物体
B力可以从一个物体传给另一个物体
只有相互接触的物体之间才可能存在力的作用
D一个受力物体可以不对其它物体施力
分析与解答:
一个物体可以同时受到几个力的作用,故A正确;
传力的概念是错误的,如图1-1我们只能说物体由于受到人的推力的作用而对墙产生压力,而人的推力并没有直接作用在墙上,故B错;
弹力和摩擦力都是接触力,但重力、电场力等都是通过场实现的,相互作用的物体不一定直接接触,错;
施力物体同时一定是受力物体,受力物体同时一定是施力物体,D错。
思考与拓宽:
“固体传递力”,是同学们普遍认同的经验体会,除了本题中的否定分析之外,你能否通过其他途径,如利用牛顿运动定律等深入分析其错误性。
例2如图1-2甲所示,小球和光滑斜面接触,悬线绷紧且处于竖直方向,则小球受到的作用力是
A重力和绳的拉力
B重力、绳的拉力和斜面的支持力
重力和斜面的弹力
D重力、绳的拉力和下滑力
解析:
关键是看小球受不受斜面的支持力。
可用拿开法判断,即假设撤掉斜面,小球的平衡也不会受到影响,所以实际没有弹力;
或根据力的平衡条直接分析,若有弹力,小球受力如图1-2乙所示,弹力的水平分力无法平衡。
可见,平衡条的利用有时是分析受力的重要方法。
思考拓宽:
如图1-3所示两种情况,物体A受物体B的弹力吗?
(接触面均光滑)
【能力提升】
Ⅰ.知识与技能
1.下面的说法中正确的是
A带电粒子在磁场中受到洛伦兹力作用,而这个力是脱离施力物体单独存在的
B正在飞行中的炮弹受到重力、空气阻力和向前的冲力
力的大小、方向、作用点相同,性质就一定相同
D放在粗糙水平面上的物体做匀速运动,也不能说明力是维持物体运动的原因
2.关于重力和重心的下列说法,正确的是
A物体的重力是由于物体受到地球的万有引力而产生的
B物体的重心总在物体上
正方形物体的重心在它的几何中心
D只有物体的重心才受到重力作用
3下列关于力的说法中,不正确的是
A所有物体间力的作用都是相互的
B施力物体必定也是受力物体
汽车发动机运转,产生了牵引力,可见有的力不是物体施加的
D力是使物体产生形变和改变运动状态的原因
4如图1-4所示,两根相同的轻弹簧S1、S2,劲度系数皆为=4×
102N/,挂的重物的质量分别为1=2g,2=4g。
若不计弹簧质量,取g=10/s2,则平衡时弹簧S1、S2的伸长量分别为
A、10 B10、
1、10D10、1
.如图1-,水平地面上放着一个球,一根直杆斜靠在球上,直杆上的A点和B点受到两个弹力,关于它们的方向,下列说法正确的是
AA点和B点的弹力都垂直地面向上
BA点的弹力垂直地面向下,B点的弹力垂直地面向上
A点的弹力垂直地面向上,B点的弹力垂直直杆斜向上
DA点和B点的弹力都垂直直杆斜向上
6.关于弹力和形变,以下说法正确的是
A两物体如果相互接触,就一定会产生相互作用的弹力
B两物体如果相互挤压而发生了弹性形变,就会产生相互作用的弹力
两物体如果不接触,也有可能有相互作用的弹力
D两物体间有弹力作用,物体不一定发生了形变
Ⅱ.能力与素质
7.关于弹簧的弹力和劲度系数,下列说法中正确的是
A同样粗细的金属丝绕制的弹簧一定具有相同的劲度系数
B把劲度系数为的弹簧剪成等长的两段,每段弹簧的劲度系数仍为
弹簧的弹力和长度成正比
D在弹性限度内,弹簧的弹力和形变量成正比
8质量为的铁球在水平推力F的作用下静止于竖直光滑墙壁和光滑斜面之间。
球跟倾角为θ的斜面的接触点为A,推力的作用线通过球心,球的半径为R,如图1-6,若水平推力缓慢增大,在此过程中
①球对斜面的作用力缓慢增大;
②墙对球的作用力始终小于推力F;
③斜面对球的支持力为gsθ;
④推力F对A点的力矩为FRsθ
上述结论中正确的是:
A①②B③④
①③D②④
9.有一根弹簧,受到20N的拉力作用时长为11,再增加40N拉力作用时,弹簧再伸长2,求:
(1)弹簧的原长。
(2)弹簧的劲度是多少N/?
专题二摩擦力
静摩擦力的大小和方向,滑动摩擦力的大小和方向
1.摩擦力的产生
相互接触又相互挤压的物体之间若相对滑动则产生滑动摩擦力;
若存在相对滑动的趋势则产生静摩擦力。
注意:
(1)无论是滑动摩擦力还是静摩擦力都起着阻碍物体相对滑动的作用,但应注意是阻碍相对滑动,并不一定阻碍物体的运动。
无论是滑动摩擦力还是静摩擦力都即可以充当动力,又可以充当阻力(请读者自己针对这四种情况各举一例);
(2)我们通常所说物体运动与否一般是以地为参照物的,所以不能绝对的说静止的物体受到的就是静摩擦力,运动的物体受到的就是滑动摩擦力;
(3)由于静摩擦力和滑动摩擦力规律不同,分析摩擦力的有无、大小和方向应首先明确是静摩擦力还是滑动摩擦力。
2.摩擦力的方向
滑动摩擦力的方向一定和相对滑动的方向相反,即A受B的摩擦力和A相对B滑动的方向相反。
静摩擦力方向与相对运动趋势方向相反,它的判断方法有如下几种:
(1)直接根据相对滑动的趋势判断。
一般采用“假设光滑法”,即先假设接触面光滑,不存在摩擦力,分析物体将会发生怎样的相对运动,从而判断相对滑动趋势的方向。
(2)根据物体的运动状态,通过牛顿第二定律分析。
关键是先搞清物体的加速度方向,再根据牛顿第二定律确定合外力,然后做受力分析确定摩擦力方向。
如图1-7滑块随水平转台一起做匀速圆周运动,需要指向圆心的向心力,受力分析知,这个力只能由静摩擦力提供,由此得到静摩擦力的方向。
当物体处在平衡态时则可根据力的平衡条判断。
(3)通过牛顿第三定律判断。
(4)如果物体处于平衡态,可以根据力的平衡(各个方向的合外力为零)判断。
3.摩擦力的大小
如果是滑动摩擦力,可直接由摩擦力定律计算,即f=μN,注意其中N不一定等于物体的重力。
如是静摩擦力,则不能用摩擦力定律计算,而应根据物体的运动状态,运用共点力的平衡条或牛顿第二定律求解。
在弹力相同的情况下,两个物体之间的最大静摩擦力一般大于滑动摩擦力,但在有的计算中往往认为近似相等。
例题1如图1-8,物体被皮带向上传送,皮带的速度为V1=/s,物体的速度为V2=3/s,下列有关物体和皮带所受摩擦力的说法正确的是
A物体所受摩擦力方向向下
B物体所受摩擦力方向向上
皮带所受摩擦力方向向下
D皮带所受摩擦力方向向上
解析:
本题要考查的是对滑动摩擦力方向的认识,因为滑动摩擦力的方向是与物体间的相对运动方向相反,不一定与物体运动方向相反,而现在所指的相对性是针对某一摩擦力的施力者和受力者而言。
在本例中,物体所受摩擦力的施力者是皮带,虽然物体向上运动,但这个向上运动是相对地面的,而地面对物体是没有摩擦力的,因为它们之间并不接触。
由于物体相对皮带是向下运动的,它受到皮带的摩擦力当然方向是向上的,。
确答案是B。
例题2下列关于摩擦力的叙述中,正确的有
A滑动摩擦力的方向总是跟物体运动方向相反
B静摩擦力既能做正功,又能做负功
滑动摩擦力只能做运动物体的阻力
D物体静止时一定受到静摩擦力作用
本题重在考察对摩擦力概念的辨析。
滑动摩擦力的方向与物体的相对运动方向相反,这里的“相对”是对与其相接触的存在摩擦的物体而言,而物体的运动在中学阶段一般是指相对地球的,所以二者的方向不总是相同的。
故A错。
静摩擦力与物体的相对运动趋势方向相反,与物体的运动方向可能相同,也可能相反,所以可能做正功,也可能做负功。
滑动摩擦力的方向可能和物体的运动方向一致(你能举例码?
),这时它是动力,注意滑动摩擦力是和相对运动方向相反,跟物体的运动方向没有必然联系。
故错。
静摩擦力产生在物体有相对运动趋势时,虽然这时的物体处于相对静止,但不是等同于静止(通常说的静止是以地面为参照物)。
故D错。
所以正确选B。
1.关于摩擦力下面说法中正确的是
A摩擦力的大小随正压力的增大而增大
B两个物体之间有弹力不一定有摩擦力,有摩擦力不一定有弹力
摩擦力一定与速度方向在同一直线上,或者与速度方向相同,或者与速度方向相反
D两个物体间的正压力减小时,静摩擦力可能反而增大
2.如图1-9所示,在粗糙的水平面上叠放着物体A和B,A和B间的接触面也是粗糙的,如果将水平拉力F施于A,而A、B仍保持静止,,则下面的说法中正确的是
①物体A与地面间的静摩擦力的大小等于F
②物体A与地面间的静摩擦力的大小等于零
③物体A与B间的静摩擦力的大小等于F
④物体A与B间的静摩擦力的大小等于零
A①②③B②④①④D②③④
3.由摩擦力定律可推出,下面说法正确的是
A动摩擦因数μ与摩擦力f成正比,f越大,μ越大
B动摩擦因数μ与正压力N成反比,N越大,μ越小
μ与f成正比,与N成反比
Dμ的大小由两物体接触面的情
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