平衡概念 三种性质的力PPT讲稿.ppt

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1、平衡概念 三种性质的力第1页，共34页，编辑于2022年，星期六一、力的概念：一、力的概念：u力是物体对物体的作用力是物体对物体的作用n（1）力不能离开物体而独立存在，有力就一定有）力不能离开物体而独立存在，有力就一定有“施施力力”和和“受力受力”两个物体。二者缺一不可。两个物体。二者缺一不可。n（2）力的作用是相互的）力的作用是相互的(作用力和反作用力作用力和反作用力)n（3）力的作用效果：）力的作用效果：形变；形变；改变运动状态，产生加改变运动状态，产生加速度速度n（4）力的图示和力的示意图（表示出三要素）力的图示和力的示意图（表示出三要素）n（5）力的分类：可以按性质分，也可以按效果分。

2、）力的分类：可以按性质分，也可以按效果分。n（5）矢量性：力有大小、方向且符合平行四边形定则）矢量性：力有大小、方向且符合平行四边形定则第2页，共34页，编辑于2022年，星期六一、力的概念：一、力的概念：u力的分类力的分类n1按性质分按性质分n重力（万有引力）、弹力、摩擦力、分子力、电场力、重力（万有引力）、弹力、摩擦力、分子力、电场力、磁场力磁场力n2按效果分按效果分n压力、支持力、拉力、动力、阻力、向心力、回复力压力、支持力、拉力、动力、阻力、向心力、回复力 n3按产生条件分按产生条件分n场力（非接触力）、接触力。场力（非接触力）、接触力。第3页，共34页，编辑于2022年，星期六二、重

3、力：二、重力：u由于地球的吸引而使物体受到的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）方向；总是竖直向下（2）大小：）大小：Gmg（g随高度增加而减小，随纬度增大而增大）随高度增加而减小，随纬度增大而增大）q注意：重力是万有引力的一个分力，另一个分力提注意：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。近似认为重力等于万有引力。第4页，共34页，编辑于2022年，星期六n（3）重心：重力

4、的等效作用点。重心的位置）重心：重力的等效作用点。重心的位置与物体的与物体的形状形状及及质量的分布质量的分布有关。重心不一定有关。重心不一定在物体上。质量分布均匀、形状规则的物体，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重心在几何中心上薄板类物体的重心可用悬悬挂法挂法确定。确定。（变质量问题或某些力矩、功能问题中可根据重（变质量问题或某些力矩、功能问题中可根据重心位置的变化求解）心位置的变化求解）二、重力：二、重力：第5页，共34页，编辑于2022年，星期六n【例题例题1】确定图（确定图（1）均匀物体的重心。）均匀物体的重心。n【练习练习1】确定图（确定图（

5、2）中质量分布均匀的直）中质量分布均匀的直角尺的重心位置。角尺的重心位置。二、重力：二、重力：第6页，共34页，编辑于2022年，星期六n【例题例题2】如图，原来平放在地上的长为如图，原来平放在地上的长为L的均的均匀铁链，从中央提起匀铁链，从中央提起h高度（高度（hL/2）时，铁链）时，铁链的重心位置变化？的重心位置变化？n【练习练习2】把一个边长为把一个边长为a的均匀正方形翻转，的均匀正方形翻转，重心高度变化的最大值？重心高度变化的最大值？二、重力：二、重力：F第7页，共34页，编辑于2022年，星期六n【练习练习3】一个一个2米的运动员背跃式跳高，跳过米的运动员背跃式跳高，跳过2米米10的

6、横杆，运动员重心上升的高度？的横杆，运动员重心上升的高度？n【例题例题3】图中已知斜面的倾角为图中已知斜面的倾角为，且，且tg,为使物体不从斜面上翻倒，均匀长方体的边为使物体不从斜面上翻倒，均匀长方体的边长之比至少为多少？长之比至少为多少？二、重力：二、重力：G第8页，共34页，编辑于2022年，星期六n【练习练习4】如图所示，一个半径如图所示，一个半径R、质量质量m的均的均匀薄圆盘处在竖直方向上，可绕过其圆心匀薄圆盘处在竖直方向上，可绕过其圆心O的的水平转动轴无摩擦转动，现在其右侧挖去圆心水平转动轴无摩擦转动，现在其右侧挖去圆心与转轴与转轴O等高、直径为等高、直径为R的一个圆，然后从图的一个

7、圆，然后从图示位置将其静止释放，则剩余部分示位置将其静止释放，则剩余部分 （填（填“能能”或或“不能不能”）绕）绕O点作点作360转动，在转动转动，在转动过程中具有的最大动能为过程中具有的最大动能为 。二、重力：二、重力：O第9页，共34页，编辑于2022年，星期六三、弹力三、弹力u1 1弹力的产生条件弹力的产生条件n 弹力的产生条件是两个物体直接接触，并发弹力的产生条件是两个物体直接接触，并发生弹性形变。生弹性形变。(接触不一定有弹力接触不一定有弹力)u2 2弹力的方向：弹力的方向：指向使物体恢复原状的方向。指向使物体恢复原状的方向。压力、支持力的方向总是垂直于接触面。压力、支持力的方向总是

8、垂直于接触面。绳对物体的拉力总是沿着绳收缩的方向。绳对物体的拉力总是沿着绳收缩的方向。杆对物体的弹力不一定沿杆的方向。如果杆对物体的弹力不一定沿杆的方向。如果轻轻直杆只有两个端点受力而处于平衡状态直杆只有两个端点受力而处于平衡状态，则，则轻轻杆两端对物体的弹力的方向一定沿杆的方向杆两端对物体的弹力的方向一定沿杆的方向。第10页，共34页，编辑于2022年，星期六三、弹力三、弹力u3 3弹力的大小弹力的大小n与形变量及物体的材料有关。与形变量及物体的材料有关。F=kx（胡克定律胡克定律）k：劲度系数（与材料、粗细、长短等有关）：劲度系数（与材料、粗细、长短等有关）x：形变量（伸长或缩短的长度）：

9、形变量（伸长或缩短的长度）n弹力的大小，一般情况下根据物体所处的运动弹力的大小，一般情况下根据物体所处的运动状态，利用平衡条件或牛顿运动定律来计算；状态，利用平衡条件或牛顿运动定律来计算；弹簧等在弹性限度内，根据胡克定律来计算。弹簧等在弹性限度内，根据胡克定律来计算。第11页，共34页，编辑于2022年，星期六三、弹力三、弹力n【例题例题1】试画出下列各图中球所受到的弹力试画出下列各图中球所受到的弹力（接触面光滑，小球静止）（接触面光滑，小球静止）分析物体是否受到弹力作用，看所研究的物体周围，分析物体是否受到弹力作用，看所研究的物体周围，凡与该物体接触的其他物体和它之间有没有相对挤压、凡与该物

10、体接触的其他物体和它之间有没有相对挤压、与它相连的绳子有没有被拉伸。与它相连的绳子有没有被拉伸。GNN1N2NF第12页，共34页，编辑于2022年，星期六三、弹力三、弹力n【例题例题2】画出下列各图中物体所受压力、支画出下列各图中物体所受压力、支持力的方向持力的方向AB画弹力时，若面和面或点和面接触，弹力垂直于接触面；画弹力时，若面和面或点和面接触，弹力垂直于接触面；若点和点接触，弹力垂直于切线。若点和点接触，弹力垂直于切线。第13页，共34页，编辑于2022年，星期六三、弹力三、弹力n绳的拉力方向绳的拉力方向 同一根轻质绳子，两端受力相等，方向相反。同一根轻质绳子，两端受力相等，方向相反。

11、A第14页，共34页，编辑于2022年，星期六三、弹力三、弹力n【练习练习1】在下列各种情况中，物体对支持面的压在下列各种情况中，物体对支持面的压力与作用力无关的应是图（）；物体力与作用力无关的应是图（）；物体对支持面的压力与物体重力无关的应是图（对支持面的压力与物体重力无关的应是图（）；物体对支持面的压力大小等于的应是图（）；物体对支持面的压力大小等于的应是图（）FFFF（）（）（）（）（）（）（）（）FF（）（）（）（）c d f f 第15页，共34页，编辑于2022年，星期六三、弹力三、弹力n【例题例题3】如图所示，光滑但质量分布不均匀如图所示，光滑但质量分布不均匀的小球的球心在的小球

12、的球心在O点，重心在点，重心在P点，静止在竖点，静止在竖直墙和桌边之间。试画出小球所受弹力。直墙和桌边之间。试画出小球所受弹力。F2F1APOB第16页，共34页，编辑于2022年，星期六AB三、弹力三、弹力n【练习练习2】如图所示，重力不可忽略的均匀杆被细绳拉住如图所示，重力不可忽略的均匀杆被细绳拉住而静止，试画出杆所受的弹力而静止，试画出杆所受的弹力n【练习练习3】图中图中AC为竖直墙面，为竖直墙面，AB为均匀横梁，其重为均匀横梁，其重为为G，处于水平位置。，处于水平位置。BC为支持横梁的轻杆，为支持横梁的轻杆，A、B、C三处均用铰链连接。试画出横梁三处均用铰链连接。试画出横梁B端所受弹力

13、的方向。端所受弹力的方向。F1ABCF2F2F1第17页，共34页，编辑于2022年，星期六三、弹力三、弹力n【例题例题4】两轻质弹簧，两轻质弹簧，ka=1103N/m,kb=2103N/m，原长分别为，原长分别为La=6cm，Lb=4cm，下端挂一重物，下端挂一重物G=10N，平衡时，平衡时求两弹簧弹力及两弹簧的长度。求两弹簧弹力及两弹簧的长度。n【练习练习4】在一条弹簧的两端，各有在一条弹簧的两端，各有9N的的外力向外拉伸，弹簧伸长了外力向外拉伸，弹簧伸长了6cm，要使它再伸长要使它再伸长4cm，弹簧两端外力，弹簧两端外力 应为多少牛？劲度系数为多少？应为多少牛？劲度系数为多少？abG弹簧

14、读数表示一端受力弹簧读数表示一端受力第18页，共34页，编辑于2022年，星期六四、摩擦力四、摩擦力u1 1摩擦力产生条件摩擦力产生条件n摩擦力的产生条件为：两物体直接接触、相互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。趋势。这四个条件缺一不可。n两物体间有弹力是这两物体间有摩擦力的必要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）条件。（没有弹力不可能有摩擦力）n在接触力中，必须先分析弹力，再分析摩擦力。在接触力中，必须先分析弹力，再分析摩擦力。第19页，共34页

15、，编辑于2022年，星期六四、摩擦力四、摩擦力u2 2滑动摩擦力大小滑动摩擦力大小 概念：当一个物体在另一个物体表面上滑动概念：当一个物体在另一个物体表面上滑动时，两个物体接触面间产生的阻碍它们时，两个物体接触面间产生的阻碍它们相对滑相对滑动动的力叫滑动摩擦力。的力叫滑动摩擦力。只有滑动摩擦力才能用公式只有滑动摩擦力才能用公式F=FN，：滑动摩擦因素滑动摩擦因素，取决于两个接触面的材料，取决于两个接触面的材料性质和粗糙程度。性质和粗糙程度。FN：表示：表示正压力正压力，即物体受到接触面支持力的，即物体受到接触面支持力的反作用力，不一定等于重力反作用力，不一定等于重力G。第20页，共34页，编辑

16、于2022年，星期六四、摩擦力四、摩擦力n【例题例题1】如图所示，用跟水平方向成如图所示，用跟水平方向成角的推角的推力力F推重量为推重量为G的木块沿天花板向右运动，木的木块沿天花板向右运动，木块和天花板间的动摩擦因数为块和天花板间的动摩擦因数为，求木块所受，求木块所受的摩擦力大小。的摩擦力大小。GF1F2 fGFNf=(Fsin-G)第21页，共34页，编辑于2022年，星期六四、摩擦力四、摩擦力n【练习练习1】F拉着木板在水平地面上运动，求杆拉着木板在水平地面上运动，求杆与地面间受力情况。与地面间受力情况。杆可能相对地面静止，但也能受到滑动摩擦力作用，杆可能相对地面静止，但也能受到滑动摩擦力

17、作用，故静止的物体有可能受滑动摩擦力。故静止的物体有可能受滑动摩擦力。F第22页，共34页，编辑于2022年，星期六四、摩擦力四、摩擦力u3 3静摩擦力大小静摩擦力大小n（1）概念：物体接触面间产生的阻碍物体）概念：物体接触面间产生的阻碍物体相对运动趋势相对运动趋势的力。（的力。（相对接触面相对接触面）n（2）必须明确，静摩擦力大小不能用滑动摩擦定律）必须明确，静摩擦力大小不能用滑动摩擦定律F=FN计算，只有当静摩擦力达到计算，只有当静摩擦力达到最大值最大值时，其最大值一般可认时，其最大值一般可认为等于滑动摩擦力，既为等于滑动摩擦力，既Fm=FNn（3）静摩擦力的大小要根据物体的受力情况和运动

18、情况共）静摩擦力的大小要根据物体的受力情况和运动情况共同确定，其可能的取值范围是同确定，其可能的取值范围是 0Ff Fm第23页，共34页，编辑于2022年，星期六四、摩擦力四、摩擦力n（4）最大静摩擦力：两物体接触面之间的静）最大静摩擦力：两物体接触面之间的静摩擦力大小是随要使它们发生相对运动趋势的摩擦力大小是随要使它们发生相对运动趋势的外力的大小而改变，在一定的压力下静摩擦力外力的大小而改变，在一定的压力下静摩擦力存在一个最大值存在一个最大值最大静摩擦力。最大静摩擦力。Ff静静f静静随外力随外力F的增加而增加的增加而增加 mGNf最大，最大，f f随随GsinGsin 的增大而增大的增大而

19、增大故静摩擦力随使它发生相对运动趋势的力的变化而变化故静摩擦力随使它发生相对运动趋势的力的变化而变化 第24页，共34页，编辑于2022年，星期六四、摩擦力四、摩擦力n【例题例题2】物体受物体受F1=10N、F2=3N作用而静止，作用而静止，求撤去求撤去F1或或F2后物体受力情况分析。后物体受力情况分析。n【练习练习2】如图所示，如图所示，A、B为两个相同木块，为两个相同木块，A、B间最大静摩擦力间最大静摩擦力Fm=5N，水平面光滑。，水平面光滑。拉力拉力F至少多大，至少多大，A、B才会相对滑动？才会相对滑动？F1F2FABF=10N 第25页，共34页，编辑于2022年，星期六四、摩擦力四、

20、摩擦力n【例题例题3】下列各题中都是几个物体迭放在一起，物体均静下列各题中都是几个物体迭放在一起，物体均静止，试分析它们各接触面间相互作用的摩擦力的大小和方向，止，试分析它们各接触面间相互作用的摩擦力的大小和方向，（1）三个长方体木块迭放在水平桌面上，在中间和下面）三个长方体木块迭放在水平桌面上，在中间和下面的木块上分别加水平向右和水平向左的大小均为的木块上分别加水平向右和水平向左的大小均为F的力，的力，如图甲所示，（如图甲所示，（2）两块重均为）两块重均为G的长方体木块用两块竖的长方体木块用两块竖直的平板夹住，板两侧均加以大小为直的平板夹住，板两侧均加以大小为F的水平力，如图乙的水平力，如图

21、乙所示。所示。思考：若（思考：若（1）中作用在）中作用在B上向右上向右的力为的力为2F，作用在，作用在C上向左的上向左的力为力为F，则结果如何，则结果如何?第26页，共34页，编辑于2022年，星期六四、摩擦力四、摩擦力n【练习练习3】如图所示，在两块相同的竖直木板之间，有质量均如图所示，在两块相同的竖直木板之间，有质量均为为m的四块完全相同的砖，用两个同样大小的水平力压木板，使的四块完全相同的砖，用两个同样大小的水平力压木板，使砖静止不动。求：砖静止不动。求：（1）木板对第）木板对第1块砖和第块砖和第4块砖的摩擦力各多大？块砖的摩擦力各多大？（2）第）第2块砖和第块砖和第3块砖之间的摩擦力？

22、块砖之间的摩擦力？（3）第）第3块砖和第块砖和第4块砖之间的摩擦力？块砖之间的摩擦力？n变形：变形：若若4块砖只是右边受到水平力作块砖只是右边受到水平力作用紧压在墙上静止，如图所示，则各接触用紧压在墙上静止，如图所示，则各接触面间的摩擦力有何变化？面间的摩擦力有何变化？第27页，共34页，编辑于2022年，星期六四、摩擦力四、摩擦力n4摩擦力方向摩擦力方向n摩擦力方向和物体间摩擦力方向和物体间相对运动相对运动（或（或相对运动相对运动趋势趋势）的方向相反。）的方向相反。n摩擦力的方向和物体的运动方向可能成摩擦力的方向和物体的运动方向可能成任意任意角度角度。通常情况下摩擦力方向可能和物体运动。通常

23、情况下摩擦力方向可能和物体运动方向相同（作为动力），可能和物体运动方向方向相同（作为动力），可能和物体运动方向相反（作为阻力），可能和物体速度方向垂直相反（作为阻力），可能和物体速度方向垂直（作为匀速圆周运动的向心力）。在特殊情况（作为匀速圆周运动的向心力）。在特殊情况下，可能成任意角度。下，可能成任意角度。第28页，共34页，编辑于2022年，星期六四、摩擦力四、摩擦力n【例题例题4】自动扶梯上物体自动扶梯上物体A受力情况分析。受力情况分析。n【练习练习4】车子向左匀速、加速运动，车子向左匀速、加速运动，A球受力。球受力。AA（向右运动呢）（向右运动呢）说明：杆对球的作用力包括杆的拉力或支撑

24、力及摩擦力说明：杆对球的作用力包括杆的拉力或支撑力及摩擦力的合力。的合力。第29页，共34页，编辑于2022年，星期六四、摩擦力四、摩擦力n【例题例题5】分析下列各题中物体分析下列各题中物体A所受静摩擦力的方向：所受静摩擦力的方向：（1）物体）物体A与倾角为与倾角为 的传送带一起向下匀速运动，如的传送带一起向下匀速运动，如图甲所示。图甲所示。n（2）物体）物体A被斜向上的力被斜向上的力F压在竖直墙上而静止，如压在竖直墙上而静止，如图乙所示。图乙所示。（若传送带匀速上升，则摩擦力如何）（若传送带匀速上升，则摩擦力如何）静摩擦力的方向与物体是否运动，运动方向如何无静摩擦力的方向与物体是否运动，运动

25、方向如何无关，只与物体相对接触面的运动趋势有关。关，只与物体相对接触面的运动趋势有关。第30页，共34页，编辑于2022年，星期六四、摩擦力四、摩擦力n【练习练习5】下列各题中传送带均沿图示方向匀速传下列各题中传送带均沿图示方向匀速传动，试分析物体所受摩擦力的情况。（动，试分析物体所受摩擦力的情况。（1）将物体）将物体轻轻放在水平传送带的左端，如图甲所示，轻轻放在水平传送带的左端，如图甲所示，n（2）将物体轻轻放在倾斜传送带的上端，如图）将物体轻轻放在倾斜传送带的上端，如图乙所示。乙所示。第31页，共34页，编辑于2022年，星期六四、摩擦力四、摩擦力n【例题例题6】（2005上海）对如图所示

26、的皮带传上海）对如图所示的皮带传动装置，下列说法中正确的是（）动装置，下列说法中正确的是（）（A）A轮带动轮带动B轮沿逆时针方向旋转轮沿逆时针方向旋转（B）B轮带动轮带动A轮沿逆时针方向旋转轮沿逆时针方向旋转（C）C轮带动轮带动D轮沿顺时针方向旋转轮沿顺时针方向旋转（D）D轮带动轮带动C轮沿顺时针方向旋转轮沿顺时针方向旋转BD第32页，共34页，编辑于2022年，星期六四、摩擦力四、摩擦力n【练习练习6 6】如图如图,O1,O1为主动轮为主动轮,O2,O2为从动轮为从动轮,轮子轮子与皮带间不打滑与皮带间不打滑,当当O1O1轮顺时针转动时轮顺时针转动时,A,A点、点、B B点上皮带与轮子间的摩擦力方向如何？点上皮带与轮子间的摩擦力方向如何？O1O2A Bf1f1f2f2第33页，共34页，编辑于2022年，星期六作业作业n试卷试卷第34页，共34页，编辑于2022年，星期六