力学专题 教案

力的概念：力是物体对物体的作用（1）力不能离开物体而独立存在，有力就一定有“施力”和“受力”两个物体。二者缺一不可。（2）力的作用是相互的.（3）力的作用效果：①形变；②改变运动状态（4）力的图示力的分类1．按性质分重力（万有引力）、弹力、摩擦力、分子力、电场力、磁场力……2．按效果分压力、支持力、拉力、动力、阻力、向心力、……3．按产生条件分场力（非接触力）、接触力。重力：由于地球的吸引而使物体受到的力。（1）方向；总是竖直向下（2）大小：G＝mg注意：重力是万有引力的一个分力，另一个分力提供物体随地球自转所需的向心力，在两极处重力等于万有引力。由于重力远大于向心力，一般情况下近似认为重力等于万有引力。（3）重心：重力的等效作用点。重心的位置与物体的形状及质量的分布有关。重心不一定在物体上。质量分布均匀、形状规则的物体，重心在几何中心上．薄板类物体的重心可用悬挂法确定。弹力1．弹力的产生条件是两个物体直接接触，并发生弹性形变。2．弹力的方向⑴压力、支持力的方向总是垂直于接触面。⑵绳对物体的拉力总是沿着绳收缩的方向。⑶杆对物体的弹力不一定沿杆的方向。如果轻直杆只有两个端点受力而处于平衡状态，则轻杆两端对物体的弹力的方向一定沿杆的方向。摩擦力摩擦力的产生条件为：两物体直接接触、相互挤压、接触面粗糙、有相对运动或相对运动的趋势。这四个条件缺一不可。两物体间有弹力是这两物体间有摩擦力的必要条件。（没有弹力不可能有摩擦力）滑动摩擦力大小⑴在接触力中，必须先分析弹力，再分析摩擦力。⑵只有滑动摩擦力才能用公式F=μFN，其中的FN表示正压力，不一定等于重力G。合力、力的合成1.合力：一个物体受到几个力共同作用产生的效果与一个力对物体作用产生的效果相同时，这个力就叫做那几个力的合力2.合成：求几个力的合力合力的求法1.力的平行四边形定则：如果用表示两个共点力F1和F2的线段为邻边作平行四边形，那么，合力F的大小和方向就可以用这两个邻边之间的对角线表示出来。2.共点力：几个力如果都作用在物体的同一点，或者它们的作用线相交于同一点，这几个力叫做共点力。3.平行四边形定则的应用方法a．两个共点力的合成：从力的作用点作两个共点力的图示，然后以F1、F2为边作平行四边形，对角线的长度即为合力的大小，对角线的方向即为合力的方向。b．两个以上共点力的合成：先求出任意两个力的合力，再求出这个合力跟第三个力的合力，直到所有的力都合成进去，最后得到的结果就是这些力的合力。分力及力的分解概念1.力的分力：几个力共同产生的效果跟原来一个力产生的效果相同，这几个力就叫做原来那个力的分力。2.力的分解：求一个已知力的分力叫做力的分解。力的分解是力的合成的逆运算，同样遵守平行四边形定则。把一个力（合力）F作为平行四边形的对角线，然后依据力的效果画出两个分力的方向，进而作出平行四边形，就可得到两个分力F1和F2。正交分解法物体受到多个力作用时求其合力，可将各个力沿两个相互垂直的方向直行正交分解，然后再分别沿这两个方向求出合力，正交分解法是处理多个力作用用问题的基本方法，值得注意的是，对、方向选择时，尽可能使落在、轴上的力多；被分解的力尽可能是已知力。步骤为：①正确选择直角坐标系，一般选共点力的作用点为原点，水平方向或物体运动的加速度方向为X轴，使尽量多的力在坐标轴上。②正交分解各力，即分别将各力投影在坐标轴上，分别求出坐标轴上各力投影的合力。③分别求出轴方向上的各分力的合力Fx和轴方向上各分力的合力Fy。物体的受力分析

把指定物体（研究对象）在特定的物理情景中所受到的所有外力找出来，并画出受力图，这就是受力分析。受力分析的顺序:先找重力，再找接触力（弹力、摩擦力），最后分析其他力（电磁力、浮力等）。

受力分析的三个判断依据

（1）从力的概念判断，寻找对应的施力物体。

（2）从力的性质判断，寻找产生的原因。

（3）从力的效果判断，寻找是否产生形变或改变运动状态（是静止、匀速运动还是有加速度）。共点力的平衡条件

在共点力作用下物体的平衡条件是合力为零，即

解题方法

当物体在两个共点力作用下平衡时，这两个力一定等值反向；当物体在三个共点力作用下平衡时，往往采用平行四边形定则或三角形定则；当物体在四个或四个以上共点力作用下平衡时，往往采用正交分解法。

解共点力平衡问题的一般步骤

（1）选取研究对象。

（2）对所选研究对象进行受力分析，并画出受力图。

（3）对研究对象所受力进行处理一般情况下需要建立合适的直角坐标系，用正交分解法处理。

习题训练：1.甲、乙两拳击动员竞技，甲一拳击中乙肩部，观众可认为甲运动员（的拳头）是施力物体，乙运动员（的肩部）是受力物体，似但在甲一拳打空的情况下，下列说法中正确的是（）A．这是一种只有施力物体，没有受力物体的特殊情况B．此时的受力物体是空气C．甲的拳头、胳膊与自身躯干构成相互作用的物体D．以上说法都不正确2.关于力的叙述中正确的是（）A．只有相互接触的物体间才有力的作用B．物体受到力作用，运动状态一定改变C．施力物体一定受力的作用D．竖直向上抛出的物体，物体竖直上升，是因为竖直方向受到升力的作用3.一人站在体重计上称体重，保持立正姿势称得体重为G，当其缓慢地把一条腿平直伸出台面，体重计指针稳定后读数为G/，则（）A．G＞G/B．G＜G/C．G＝G/’D．无法判定4.如图所示，一容器内盛有水，容器的下方有一阀门k，打开阀门让水从小孔慢慢流出，在水流出的过程中，水和容器的共同重心将（）A．一直下降B．一直上升C．先升高，后降低D．先降低，后升高5.在图中，a、b（a、b均处于静止状态）间一定有弹力的是（）6.如图所示，一根弹性杆的一端固定在倾角为300的斜面上，杆的另一端固定一个重力为2N的小球，小球处于静止状态时，弹性杆对小球的弹力（）A．大小为2N，方向平行于斜面向上B．大小为1N，方向平行于斜面向上C．大小为2N，方向垂直于斜面向上D．大小为2N，方向竖直向上原长为16cm的轻质弹簧，当甲、乙两人同时用100N的力由两端反向拉时，弹簧长度变为18cm；若将弹簧一端固定在墙上，另一端由甲一人用200N的拉，这时弹簧长度变为___________cm，此弹簧的劲度系数为___________N/m．8.如图所示，长5m的水平传送带以2m/s的速度匀速运动，物体与传送带间的动摩擦因数为μ=0.1。现将物体轻轻地放到传送带的A端，那么，物体从A端到B端的过程中，摩擦力存在的时间有多长？方向如何？v=v=2m/sAB9.如图所示，C是水平地面，A、B是两个长方形物体，F是作用在B上沿水平方向的力，物体A和B以相同的速度作匀速直线运动，由此可知，A、B间的动摩擦因数μ1和B、C间的动摩擦因数μ2.。下列情况有可能是：A．μ1=0，μ2=0；B．μ1=0，μ2≠0；C．μ1≠0，μ2=0；D．μ1≠0，μ2≠0。10.如图所示，物体B的上表面水平，B上面载着物体A，当它们一起沿斜面匀速下滑时，A物体受到的力：（）A．只有重力；B．只有重力和支持力；C．只有重力、支持力和摩擦力；D．有重力、支持力、摩擦力和斜面对它的弹力11.四个共点力的大小分别为2N、3N、4N、6N，它们的合力最大值为_______，它们的合力最小值为_________。12.如图所示,电灯的重力G=10N,BO与顶板间的夹角θ为60度,AO绳水平,求绳AO、BO受到的拉力F1、F2是多少？13.如图所示,一个重为G的小球,夹在斜面与竖直挡板之间保持静止,斜面倾角为37度,不计一切摩擦,求小球对斜面与竖直挡板的压力F1、F2各是多少?14.如图所示,用两根细绳AB和AC系一重为G的重物,两绳和水平线的夹角分别为α和β,其中α＝30o,β＝60o,求绳AB和AC的拉力F1、F2各是多少?15.2008年北京奥运会，我国运动员陈一冰勇夺吊环冠军，其中有一个高难度的动作就是先双手撑住吊环，然后身体下移，双臂缓慢张开到如图2－3－15所示位置，则在两手之间的距离增大过程中，吊环的两根绳的拉力FT(两个拉力大小相等)及它们的合力F的大小变化情况为()A．FT增大，F不变B．FT增大，F增大C．FT增大，F减小D．FT减小，F不变16.如图2－3－18所示，质量为m的质点静止地放在半径为R的半球体上，质点与半球体间的动摩擦因数为μ，质点与球心连线与水平地面的夹角为θ，则下列说法正确的是()A．质点所受摩擦力大小为μmgsinθB．质点对半球体的压力大小为mgcosθC．质点所受摩擦力大小为mgsinθD．质点所受摩擦力大小为mgcosθ图2－3－1817.如图2－3－20所示，物体M在斜向右下方的推力F作用下，在水平地面上恰好做匀速运动，则推力F和物体M受到的摩擦力的合力方向是()A．竖直向下B．竖直向上C．斜向下偏左D．斜向下偏右图2－3－2018.如图2－3－21所示，物体A置于倾斜的传送带上，它能随传送带一起向上或向下做匀速运动，下列关于物体A在上述两种情况下的受力描述，正确的是()A．物体A随传送带一起向上运动时，A所受的摩擦力沿斜面向下B．物体A随传送带一起向下运动时，A所受的摩擦力沿斜面向下C．物体A随传送带一起向下运动时，A不受摩擦力作用D．无论传送带向上或向下运动，传送带对物体A的作用力均相同图2－3－2119.如图2－3－22所示，A、B两物体的质量分别为mA、mB，且mA>mB，整个系统处于静止状态，滑轮的质量和一切摩擦均不计，如果绳一端由Q点缓慢地向左移到P点，整个系统重新平衡后，物体A的高度和两滑轮间绳与水平方向的夹角θ变化情况是()A．物体A的高度升高，θ角变大B．物体A的高度降低，θ角变小C．物体A的高度升高，θ角不变D．物体A的高度不变，θ角变小图2－3－2220、一个质量为3kg的物体，被放置在倾角为α＝30°的固定光滑斜面上，在如图2－3－24所示的甲、乙、丙三种情况下物体能处于平衡状态的是(g＝10m/s2)()图2－3－24仅甲图B．仅