重力、弹力、摩擦力.ppt

重力 弹力 摩擦力 制作人 闫树起 重力 一 重力二 重心 2 大小 可由弹簧秤测定 G mgg 9 8m s2 3 方向 竖直向下 1 定义 由于地球的吸引而使物体受到的力 一 重力 g随高度的增加而减小g随纬度的增加而增大 二 重心重力的作用点 等效作用点 影响重心的因素 质量分布和形状 重心的位置可以在物体上也可以在物体外 有时候可以将物体看作质量集中于重心的质点 例1 一杯子装满水 杯的底部有一个小孔 在水从小孔不断流出的过程中 杯连同杯中水的共同重心将 A 一直下降B 一直上升C 先升后降D 先降后升 D A B C D A B C D 例2 把一个边长为L的正方形薄板绕C点缓慢转动45 则物体的重心位置升高了多少 弹力 1 弹力2 方向3 判定4 绳 杆5 弹簧 1 弹力 1 定义 发生形变的物体由于要恢复原状 而对跟它接触的物体所产生的力叫做弹力 2 条件 彼此直接接触并发生形变的物体的接触面间才有弹力产生 3 大小 弹力的大小跟形变大小有关 同一物体形变越大弹力越大 形变消失弹力随之消失 4 方向 总是指向形变物体恢复原状的方向 方向 总是指向形变物体恢复原状的方向 1 压力的方向 垂直于支持面指向被压的物体 2 支持力的方向 垂直于支持面指向被支持的物体 3 绳子拉力的方向 沿绳子指向绳子收缩的方向 2 弹力方向 曲面与平面接触 曲面与曲面接触 点与平面接触 垂直于面 分析下列球所受重力 弹力 各表面光滑 一 弹力产生的条件二 假设法三 物体的运动状态 3 弹力有无的判断 例1 如图1所示 小车沿水平面向右做匀加速直线运动 车上固定的硬杆和水平面的夹角为 杆的顶端固定着一个质量为m的小球 当小车运动的加速度逐渐增大时 杆对小球的作用力 F1至F4变化 的变化图示 沿杆方向 可能是 C 1 如图甲中一水平轻杆在右端的P点系有两根细线 一根斜上拉且固定 另一根竖直向下连接质量为m的物体而处于平衡 图乙中水平轻杆左端固定 右端连接一个光滑滑轮 用细线绕过滑轮 上端固定而下端连接与甲同样的物体处于平衡 下列说法中正确的是 A 甲 乙图中斜拉线受到的拉力大小相等B 甲 乙图中斜拉线受到的拉力大小不相等C 甲图中轻杆对P点的作用力与乙图中轻杆对滑轮的作用力大小相等D 甲图中轻杆对P点的作用力与乙图中轻杆对滑轮的作用力大小不相等 BD 4 绳 杆 2 如图所示 晾晒衣服的绳子轻且光滑 悬挂衣服的衣架的挂钩也是光滑的 轻绳两端分别固定在两根竖直杆上的A B两点 衣服处于静止状态 如果保持绳子A端位置不变 将B端分别移动到不同的位置 下列判断正确的是 A B端移到B1位置时 绳子张力不变B B端移到B2位置时 绳子张力变小C B端在杆上位置不动 将杆移动到虚线位置时 绳子张力变大D B端在杆上位置不动 将杆移动到虚线位置时 绳子张力变小 AD 解见下页 解 B端移到B1 B2位置 挂钩将分别移动到C1 C2位置 如图示 由于绳长不变 由几何关系知 夹角 ACB不变 绳子张力保持不变 B端在杆上位置不动 将杆移动到虚线位置时 由于绳长不变 夹角 ACB变小 绳子张力变小 5 弹力 胡克定律 在弹性限度内 F kx 还可以表示成 F k x 即弹簧弹力的改变量和弹簧形变量的改变量成正比 2 弹簧的变化一根弹簧剪断成两根后 每根的劲度k都比原来的劲度大 两根弹簧串联后总劲度变小 两根弹簧并联后 总劲度变大 其中 k 弹簧的劲度系数单位 牛每米 符号N mx 弹簧伸长 或缩短 的长度 1 如图所示 用细线将A物体悬挂在顶板上 B物体放在水平地面上 A B间有一劲度系数为100N m的轻弹簧 此时弹簧改变了2cm 已知A B两物体的重力分别是3N和5N 则细线的拉力及B对地面的压力分别是 A 1N和0NB 5N和7NC 5N和3ND 1N和7N CD 2 一根弹簧受到10N的拉力时 它的长度12cm 当它受到16N拉力时 它的长度是14cm 则 1 该弹簧的原长是多少 2 弹簧的劲度系数是多少 3 弹簧受到20N的拉力时 仍在弹性限度内 则此时弹簧的长度为多少 令x1表示未加F时弹簧的压缩量 由胡克定律和牛顿定律可知 3 如图所示 在倾角为 的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块A B 它们的质量分别为mA mB 弹簧的劲度系数为k C为一固定挡板 系统处一静止状态 现开始用一恒力F沿斜面方向拉物块A使之向上运动 求物块B刚要离开C时物块A的加速度a和从开始到此时物块A的位移d 重力加速度为g mgsin kx1 令x2表示B刚要离开C时弹簧的伸长量 a表示此时A的加速度 由胡克定律和牛顿定律可知 kx2 mBgsin F mAgsin kx2 mAa 得 解 由题意d x1 x2 由 式可得 4 有一劲度系数为K2的轻弹簧竖直固定在桌面上 上面连一质量为m的物块 另一劲度系数为k1的轻弹簧竖直固定在物块上 开始时弹簧K1处于原长 现将弹簧k1的上端A缓慢地竖直向上提高 当提到K2的弹力大小2mg 3时 求A点上升的高度为多少 mg 1 k1 1 k2 3 5 如图所示 质量为m的质点 与三根相同的螺旋形轻弹簧相连 静止时 相邻两弹簧间的夹角均为1200 已知弹簧a b对质点的作用力均为F 则弹簧c对质点的作用力大小不可能为 A FB F mgC F mgD mg F 解 弹簧a b对质点的合力也为F 方向竖直向上 a b均伸长 或竖直向下 弹簧a b均压缩 质点的重力为mg 弹簧c对质点的作用力大小不可能为F 若弹簧a b c均压缩 则T F mg 若弹簧a b c均伸长 则F T mgT F mg 若弹簧a b均伸长 弹簧c压缩 则F T mgT mg F A 6 一根大弹簧内套一根小弹簧 大弹簧比小弹簧长0 2m 它们的下端平齐并固定 另一端自由 如图所示 当压缩此组合弹簧时 测得弹力与弹簧压缩量的关系如图所示 试求这两根弹簧的劲度系数k1和k2 摩擦力 1 摩擦力2 摩擦力方向3 骑车 传送带4 整体 隔离法 一 摩擦力 1 摩擦力产生的条件 两物体直接接触 两物体间有挤压 有相对运动或相对运动的趋势 接触面不光滑 2 摩擦力的大小 静摩擦力 在达到最大静摩擦力之前随引起这个摩擦力的外力增大而增大 0 f静 fmax最大静摩擦力 静摩擦力的最大值 滑动摩擦力 f FN 1 如图所示 位于斜面上的物体M在沿斜面向上的力F作用下 处于静止状态 则斜面作用于物块的静摩擦力为 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 ABCD 练习 如图 质量为m的三角形尖劈静止于斜面上 上表面水平 今在其上表面加一竖直向下的力F 则物体 A 保持静止 B 向下匀速运动 C 向下加速运动 D 三种情况都要可能 A 2 人在自行车上蹬车前进时 车的前后两轮受到地面对它的摩擦力的方向A 都向前 B 都向后 C 前轮向前 后轮向后 D 前轮向后 后轮向前 变题 若改为推自行车前进呢 3 如图是主动轮P通过皮带带动从动轮Q的示意图 A与B C与D分别是皮带与轮边沿相接触的一点 如果皮带不打滑 则下列判断错误的是 A A与B C与D处于相对静止状态 B B点相对于A点运动趋势的方向与B点的运动方向相反 C D点相对于C点运动趋势的方向与C点的运动方向相反 D 主动轮受的摩擦力是阻力 从动轮受的摩擦力是动力 4 如图所示 A B的质量分别为ml和m2 跨过定滑轮的细绳沿水平方向与A B连接 滑轮的摩擦不计 涉及到的接触面之间的动摩擦因数均为 求以下情况下拉力F的大小 1 现用力F向左拉B 使A B作匀速运动 2 现用力F向左拉A 使A B作匀速运动 5 如图 两块相同的竖直木板A B之间 有质量均为m的4块相同的砖 用两个大小相等的水平力压木板 使砖静止不动 设所有接触面间的动摩擦因数均为 则第二块砖对第三块砖的摩擦力大小为 A mg B 0 C F D 2mg 6 如图3所示 F1 F2 1N 分别作用于A B两个重叠物体上 且A B均保持静止 则A与B之间 B与地面之间的摩擦力分别为 A 1N 零 B 2N 零 C 1N 1N D 2N 1N 7 如图所示 长方形斜面体倾角为37 其长为0 8m 宽为0 6m 一重为20N的木块原先