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文檔簡介
1、第三章相互作用一、重力基本相互作用【要點導學】1 本節學習力的基本知識:力的概念、力的圖示;重力和重心。介紹了自然界的四種基本作用。其中重點是力的圖示,難點是確定重心的位置。2 知道物體運動狀態的改變就是指物體的運動速度改變3 知道力是、的原因.4. 知道力的圖示是用一帶箭頭有標度的線段把抽象的力直觀而形象表示出來的一種處理力的科學方法,在具體問題中能畫出力的圖示或力的示意圖5. 知道重力是物體由于地球的吸引而產生的,掌握重力的大小和方向,知道重力大小的測量方法6. 掌握重心的概念,知道重心的位置與哪些因素有關,會確定質量均勻分布且形狀規則的物體重心位置.7.知道四種基本相互作用的概念,了解人
2、們對事物的認識總是在不斷探索中發展變化.【范例精析】例1用圖示法畫出力,并指出施力物體和受力物體(1) 在水平桌面上重50N的書的重力.(2) 空氣對氣球的20N浮力.(3) 小孩以東偏北30°的方向拉小車的200N的拉力。解析(1) 在水平桌面上重50N的書的重力,施力物體是地球,受力物體是書。力的圖示如圖3-1-1示。(2) 空氣對氣球的20N浮力,施力物體是空氣,受力物體是氣球。力的圖示如圖3-1-2示。(3) 小孩以東偏北30°的方向拉小車的200N的拉力,施力物是小孩,受力物是小車。力的圖示如圖1-1-3示。I25NI圈3-1-1口皿拓展(1)畫力的圖示,要嚴格按
3、照以下步驟進行:(A) 選定標度例如第一小題選10mn長的線段表示25N的力.(B) 從力的作用點向力的方向畫一線段,長短根據標度和力的大小確定,線段上加刻度如圖所示,從0點(用0點代替物體)豎直向下畫一段2倍于標度(20mm的線段.(C) 在線段上加箭頭表示力的方向.(2) 力的圖示一定要畫在受力物體上,標度選取應適當,所畫力的長度應是標度的整數倍.(3) 力的圖示與力的示意圖不同.力的示意圖是便于分析受力而作,側重于畫準力的方向,帶箭頭的線段上沒有標度,線段的長度只定性顯示力的大小.例2關于重力,下列說法正確的是A. 重力就是地球對物體的吸引力,重力的方向總是和支持重物的支持面垂直的B.
4、重力的大小可以用彈簧秤或天平直接測出C. 質量大的物體所受重力可能比質量小的物體所受重力小D. 物體對懸繩的拉力或對支承面的壓力的大小可以不等于重力解析:重力是由于地球對物體的吸引產生的,但通常情況下重力只是地球對物體的吸引力的一部分,重力的方向是豎直向下而非指向地心,選項A錯.彈簧秤可以直接測物體的重力,而天平直接測的是物體的質量而不是物體的重力,選項B錯.由公式G=m可知,重力大小由質量m和g值共同決定.由于在不同的地理位置g值不同,因此質量大的物體與質量小的物體在不同的地理位置處因g值的差異有可能質量大的物體所受重力反而小,選項C正確.用一根懸繩吊起一個物體,當物體靜止時對該豎直懸繩的拉
5、力大小才等于物體的重力;當物體擺動起來時對該懸繩的拉力大小不等于物體的重力,把物體靜置于一水平支承物上,物體對該水平支承物的壓力大小才等于物體的重力,物體靜止于斜面上,物體對該支承物斜面的壓力大小就不等于物體的重力.選項D正確.綜上所述,本題正確選項是C、D.拓展:透徹地理解和準確把握概念的內涵和外延,是正確解題的關鍵,對概念性選擇題的解答,要仔細審題,逐項進行推理判斷,抓住一些關鍵詞語如“一定”、“可能”、“可以”等從正面或反面做出肯定或否定判斷是解題常用的方法.例3關于重心的說法,正確的是A. 重心就是物體內重力最大的部分B. 因為重心是物體所受重力的作用點,所以重心在物體上,不可能在物體
6、外C. 物體升高或降低,重心相對于物體的位置保持不變D. 如果物體有對稱中心,則該對稱中心就是重心解析:根據重心的定義可知,重心是重力的等效作用點,即把物體各部分所受重力看作是集中作用于此點,這是等效替代法的具體應用,選項A是錯誤的.重心其實不一定在物體上,例如質量均勻分布的圓環的重心在圓心處,并不在物體上,而在物體之外,所以選項B也是不正確的因為物體的重心位置與質量的分布有關,盡管物體是規則的形狀,但其質量的分布不均勻,它的重心就不一定在幾何中心,選項D不正確.物體的形狀和質量的分布確定,其重心相對物體的位置也確定了,與物體如何運動無關,所以本題正確答案是C拓展物體的重心位置與兩個因素有關:
7、一是它的質量分布是否均勻;二是物體的形狀,一般來說物體的形狀改變時,它的重心位置也會改變【能力訓練】1. 物理學中用一根帶有的線段來表示力,的方向表示力的方向,這樣的力的表示法稱為如果線段的長短嚴格按照來畫,這樣的表示法叫做.箭頭,箭頭,力的示意圖;比例,力的圖示2. 重心是物體所受,物體的重心可以在物體上,也可以,重心在物體幾何中心的條件是重力的作用點,不在物體上,質量均勻分布,外形規則3. 在物理學中我們把叫做力.力的三要素是:地球附近物體受到的重力是由產生的,重力的施力物體是,重力的方向,重力的作用點在物體的相互作用大小方向作用點地球地球豎直向下重心4. 在公式G=m腫,在地球表面處g=
8、9.8N/kg,在月球表面處g'=1.63N/g.個質量是50kg的人,在地球表面處所受的重力為N;他在月球表面處所受的重力為N49081.55. 請你判斷下列說法正確的是(ADA. 物體受到力的作用,運動狀態一定改變。B. 豎直向上拋出的物體,物體豎直上升,是因為受到一個豎直向上的升力。C. 物體只有相互接觸才會產生力的作用。D. 同一個物體既可以是施力物體也可以是受力物體。6.下列關于力的說法正確的是(CDA. 個力可能有兩個施力物體B. 力的三要素相同,作用效果一定相同C. 物體受到力的作用,其運動狀態未必改變D. 物體發生形變時,一定受到力的作用7. 關于力的描述,下面說法正確
9、的是(A)A. 作某力的圖示時,若選定的標度不同,那么表示這個力的線段的長度就不同,但箭頭的指向是相同的E. 描述力只要用一根帶箭頭的線段表示出力的大小和方向就可以了C.兩力相同指兩力大小相等即可D.兩力相同指兩力的大小、方向、施力物體、受力物體都相同,實質上指的同一個力8. 個物體受到三個力的作用,它們的圖示如圖3-1-4所示,下面正確的說法是(C)A. 這三個力都相等B. 這三個力中只有Fi和F2相等C. 這三個力都不相等D. 這三個力,必定有三個施力物體和三個受力物體9. 關于重心的說法,正確的是(CDA. 重心就是物體內最重的一點B. 有規則形狀的物體,其重心必在物體的幾何中心C. 把
10、一物抬到高處,其重心在空間的位置也升高了D. 背躍式跳高運動員,在躍過橫桿時,其重心在身體之外10.關于重力的大小和方向,下列說法中正確的是(A)A. 在地球上方的物體都要受到重力作用,所受的重力與它的運動狀態無關,也不管是否存在其他力的作用B.在地球各處的重力方向都是相同的C. 向上運動的物體所受重力可能小于向下運動的同一物體所受重力D. 對某一物體而言,其重力的大小總是一個恒量,不因物體從赤道移到南極而變化11. 關于四種相互作用,下列說法中正確的是(BCD)A. 使原子核內質子、中子保持在一起的作用是電磁相互作用B. 在天然放射現象中起作用的基本相互作用是弱相互作用C. 萬有引力和電磁相
11、互作用是遠程力,強相互作用和弱相互作用是近程力D. 地球繞太陽旋轉而不離去是由于萬有引力作用12.水平地面上一輛小車的重力是50N,受到與水平面成30°的斜向上的25N的拉力。試畫出小車的重力和拉力的圖示(圖3-1-5)。見圖3-1-5右圖13、有一條質量均勻分布的長為L的繩子盤在水平地面上,現將它豎直向上拉起,當它的下端恰好離地時,它的重心位置升高了多少?L/214.如圖3-1-6所示,把一邊長為Im的勻質立方體,繞be棱翻倒,當AbcD平面處于豎直位置時,它的重心位置升高了多少?0.2m二彈力【要點導學】1 物體在外力的作用下,所發生的或的改變叫形變,在外力停止作用后,能夠的形變
12、叫彈性形變。2 發生形變的物體,由于要回復原狀,對跟它接觸的物體會產生力的作用,這種力叫做彈力.3 彈力產生的條件:(1) 兩物體必須直接接觸;(2) 兩物體接觸處發生形變(相互擠壓).彈力是接觸力互相接觸的物體間也不一定有彈力,要看接觸處是否發生形變有些形變不容易看出,可用假設法判定.4彈力的方向是從施力物體指向受力物體,與施力物體的形變方向相反具體地說:(1) 繩的拉力方向總是沿繩而指向繩收縮的方向.(2) 壓力的方向垂直于支持面而指向被壓的物體,支持力的方向垂直于支持面而指向被支持的物體.5.胡克定律F=kx(1) 上式適用于發生彈性形變(在彈性限度內)時,彈簧拉伸或壓縮形變所產生的彈力
13、的大小計算.(2) 式中的k為彈簧的勁度系數,是彈簧本身的一種物理性質,與外力無關,其大小只與彈簧的長短、粗細及材料有關.(3) x為彈簧的形變量的大小。【范例精析】例1一個物體放在水平地面上,下列關于物體和地面受力情況的敘述中,正確的是()A. 地面受到向下的彈力是因為地面發生了形變B. 地面受到向下的彈力是因為物體發生了形變C. 物體受到向上的彈力是因為地面發生了形變D. 物體受到向上的彈力是因為物體發生了形變解析:地面受到向下的壓力,這個壓力的施力物是物體,所以應該是因為物體的形變產生了對地面的壓力,故B是正確的選項。物體受到向上的彈力,這個彈力的施力物是地面,所以應該是地面的形變產生了
14、對物體的彈力,故C也是正確的選項。本題正確的選項是BC。拓展:通過本題可以看出,彈力也是成對產生的。甲對乙擠壓使乙產生形變,乙就會對甲產生彈力;同時乙對甲的彈力也使甲產生形變,甲的形變就對乙產生了彈力。一個物體的形變只能對別的物體產生彈力,不能對自己產生彈力。正確解答C例2.如圖3-2-1所示,一個球形物體靜止于光滑水平面,并與豎直光滑墻壁接觸,A、B兩點是球跟墻和地面的接出點,則下列說法正確的是()A. 物體受重力、B. 物體受重力、C. 物體受重力、D. 物體受重力、B點的支持力、A點的彈力作用B點的支持力作用B點的支持力、地面的彈力作用B點的支持力、物體對地面的壓力作用解析:本題要排除二
15、個干擾,一是地面的彈力就是B點的支持力;二是A點有沒有彈力,在A點球雖然與墻壁接觸但相互間沒有擠壓,所以在A點沒有彈力。那么怎么樣判斷A點沒有相互擠壓的呢?我們可以用假設法,設想A處的墻壁撤消,球仍然保持靜止狀態,所以在A處沒有彈力。本題正確的選項是B。拓展:在某些接觸點處有無彈力難以確定時都可以用上述的假設法判斷。我們設想B處的水平地面撤消,那么球就會下落,這就說明B處是有彈力的。例如圖3-2-2中要判斷靜止的球與光滑平面AB、BC之間是否有彈力作用?我們也可以用假設法:若將AB去掉,看受力物體球仍可以保持靜止狀態故球A只受一個彈力N作用.,與使物體發生形解析:根據彈力產生的因素:物體相互接
16、觸;物體間有彈性形變。可畫出各物體所受的彈力情況。甲乙丙圖324拓展:支持力的方向總是垂直于支持面而指向被支持的物體變的外力方向相反.平面與平面接觸,彈力方向垂直于平面;平面與曲面接觸,彈力方向垂直于平面,也垂直于曲面的切線;曲面與曲面接觸,彈力方向垂直于公切線;點與平面接觸,彈力方向垂直于平面;點與曲面接觸,彈力方向垂直與曲面的切線方向.繩子產生的彈力方向總是沿繩子方向。例4一彈簧受到80牛的拉力作用時彈簧伸長為14cm,彈簧受到40牛的壓力作用時,彈簧長度為8cm,試求該彈簧的勁度系數與原長.解析:彈簧受拉力伸長時胡克定律的形式為Fi=k(Li-Lo),即80=k(14-Lo)彈簧受壓力縮
17、短時胡克定律的形式為F2=k(Lo丄2),即40=k(Lo-8),有上面兩式可得到k=20N/cm丄0=10cm拓展:應用胡克定律解題時,一定要正確找出形變量(一般應確定彈簧未形變時端點的位置),即拉伸或壓縮的長度,而本題中的14cm和8cm,均指彈簧在某狀態時的長度【能力訓練】1產生彈力的條件是接觸并且有形變2除拉伸或縮短形變外,還有變和變。彎曲,扭轉3壓力和支持力的方向總是觸面,壓力指向被的物體,支持力指向被的物體;繩子的張力(拉力)總是沿著的方向.垂直于,壓,支持;繩子收縮4彈力的大小與發生形變的物體的關,還與形變的有關;對于發生彈性形變的彈簧而言,彈力與彈簧的形變量(伸長或縮短的長度)
18、成一彈簧的勁度系數為500N/m,它表示若用200N的力拉彈簧,則彈簧的伸長量為m.材料,程度,正比該彈簧形變量為1m時產生彈力500N0.45. 關于彈性形變的概念,下列說法中正確的是(D)A. 物體形狀的改變叫彈性形變B. 物體在外力停止作用后的形變,叫彈性形變C. 一根鐵桿用力彎折后的形變就是彈性形變D. 物體在外力停止作用后,能夠恢復原來形狀的形變,叫彈性形變6. 關于彈力下列說法正確的是(BCD)A. 靜止在水平面上的物體所受的重力就是它對水平面的壓力B. 壓力、支持力、繩中的張力都屬于彈力C. 彈力的大小與物體的形變程度有關,在彈性限度內形變程度越大,彈力越大D. 彈力的方向總是與
19、施力物體恢復形變的方向相同7物體A受到外力作用發生彈性形變時,發生形變的物體A對使它發生形變的物體B產生彈力作用,下列說法中正確的是(CD)A. 物體A先發生形變,后產生彈力B. 物體A先產生彈力,后發生形變C. 彈力和形變是同時產生同時變化的D. 物體A由于形變而對物體B產生了彈力作用8.如圖3-2-5所示,物體A靜止在斜面B上.下列說法正確的是(CD)A. 斜面B對物塊A的彈力方向是豎直向上的B. 物塊A對斜面B的彈力方向是豎直向下的C. 斜面B對物塊A的彈力方向是垂直斜面向上的A恢復形變的方向是相同的S3-2-5圖3-2-d9關于彈簧的勁度系數k,下列說法正確的是(B)A. 與彈簧所受的
20、拉力大小有關,拉力越大,k值也越大B. 由彈簧本身決定,與彈簧所受的拉力大小及形變程度無關C. 與彈簧發生的形變的大小有關,形變越大,k值越小D. 與彈簧本身特性,所受拉力的大小.形變大小都無關10如圖3-2-6所示,小球A系在堅直拉緊的細繩下端,球恰又與斜面接觸并處于靜止狀態,則小球A所受的力是(A)A. 重力和繩對它的拉力B. 重力、繩對它的拉力和斜面對它的彈力C. 重力和斜面對球的支持力D. 繩對它的拉力和斜面對它的支持力11畫出圖中A物體所受彈力的示意圖汕12. 將G=50N的物體懸掛在輕質彈簧上,彈簧伸長了2.0cm,靜止時彈簧的彈力是多大?彈簧的勁度系數多大(如圖甲)將彈簧從掛鉤處
21、摘下,在0點施加一個豎直向上的50N的拉力(圖乙),物體仍然靜止,那么彈簧的伸長量又是多少?50N,2500N/m2.0cm圖3-2-813. 如圖3-2-9所示,是探究某根彈簧的伸長量x與所受拉力F之間的關系圖,下列說法中正確的是(BC)A. 彈簧的勁度系數是2N/mB. 彈簧的勁度系數是2X103N/mC. 當彈簧受F2=800N的拉力作用時,彈簧伸長為血=40cmD. 當彈簧伸長為xi=20cm時,彈簧產生的拉力是Fi=200N三摩擦力【要點導學】1兩個物體相互接觸,當有相對滑動的趨勢,但又保持相對靜止狀態時,在它們接觸面上出現的阻礙相對滑動的靜摩擦力。(1)產生條件:兩物體必須接觸且接
22、觸面粗糙;有正壓力;有相對滑動趨勢(2)靜摩擦力方向:沿接觸面且與相反。靜摩擦力大小:隨外力的變化而變化。一般與迫使物體發生相對運動的外力(或沿著接觸面的分量)大小相等。(3)靜摩擦力有一個最大值,它是物體即將開始相對滑動時的靜摩擦力,即最大靜摩擦力。2. 兩個互相接觸且有相對滑動的物體,在它們的接觸面上會產生阻礙相對運動的摩擦力,稱為滑動摩擦力。(1)產生條件:;。(2)滑動摩擦力方向:沿接觸面且與相反。(3)滑動摩擦力的大小:滑動摩擦力的大小與兩物體間的壓力成正比,即Ff=FN,其中卩為動摩擦因數,無單位,它與接觸面的材料、接觸面的粗糙程度有關,而與物體間的相對速度的大小、接觸面的大小、壓
23、力的大小無關。【范例精析】例1.關于摩擦力的說法,下列說法中正確的是()A. 兩個接觸的相對靜止的物體間一定有摩擦力B. 受靜摩擦作用的物體一定是靜止的C. 滑動摩擦力方向一定與運動方向相反D. 物體間正壓力一定時,靜摩擦力的大小可以變化,但有一個限度解析:兩個相對靜止的物體間不一定有靜摩擦力,還要看它們間是否有相對滑動趨勢。例如靜止在水平地面上的汽車,它們之間就沒有靜摩擦力。受靜摩擦力作用的物體不一定是靜止的,例如與傾斜的勻速運動的輸送帶相對靜止的物體,物體與輸送帶之間有相對滑動的趨勢,所以有靜摩擦力存在,但物體并不是靜止的。產生靜摩擦力時只要與接觸面相對靜止就行了。上述的輸送帶如突然加速,
24、物體就可能受到與運動方向一致的滑動摩擦力。所以A、B、C三個選項都是錯的。在正壓力一定時,靜摩擦力的大小可以因外力的變化而變化,但不能超過最大靜摩擦力,這就是一個限度。本題目正確的選項是D。拓展:(1)不管靜摩擦還是滑動摩擦力的方向,都要注意與接觸面的“相對性”(2)值得注意的是,正壓力變化時靜摩擦力不一定變化,但最大靜摩擦力肯定變化。例2要使木塊在水平木桌上滑動受到的摩擦力小些,下列措施中有效的是()A. 將木塊和木桌的接觸面刨光滑些B.在木桌表面上墊一張平整的鐵皮C.使木塊的滑動速度增大D.減小木塊與桌面的接觸面積解析:影響滑動摩擦力大小的因素有兩個,一是正壓力的大小,二是動摩擦因數。本題
25、中正壓力不變,只要考慮動摩擦因數的大小。動摩擦因數的大小與接觸面的光滑程度和接觸面的材料有關,A選項正確。根據教材的表格,木與木之間的動摩擦因數是0.3,而木與金屬之間的動摩擦因數為0.2,所以B選項正確。動摩擦因數與運動速度無關(汽車剎車時路面摩擦因數改變是因為溫度變化)所以C選項錯誤。動摩擦因數與接觸面積無關,D選項錯誤。本題目正確選項為AB。拓展:正因為動摩擦因數與接觸面積的大小無關,所以一塊勻質長木板在水平桌面上滑動時,在它伸出桌面的長度小于總長度的1/2的情況下,木板所受滑動摩擦力不變。例3如圖3-3-1所示,用50N的水平推力F將重24N的物塊壓在豎直墻面上,物塊沿墻面下滑,物塊與
26、墻面間的動摩擦因數卩=0.4,求:墻面對物塊的摩擦力大小。圖3-3-1解析:由題意可知,物塊與墻面間存在滑動摩擦力,物塊與墻面間存在相互作用力,即:墻面對物塊的彈力和物塊對墻面的壓力,它們大小相等。而水平推力與墻面對物塊的彈力相平衡,故物塊對墻面的壓力大小與水平推力大小相等,即:Fn=50N,根據Ff=uFn可得:Ff=0.4X50N=20N拓展:有同學誤認為物塊對墻面的壓力大小Fn與物體的重力大小相等,這完全是沒有真正理解正壓力的含義,而是死記住初中階段學習摩擦力時,壓力大小等于重力大小這類簡單問題。如圖3-3-2所示,甲、乙、丙三個物體的質量相等,與地面的動摩擦因數相同,受到三個大小相同的
27、作用力,當它們滑動時,受到的摩擦力大小的情況,下列說法正確的是:()A甲、乙、丙三個物體所受摩擦力大小相等B. 甲受到的摩擦力最大C. 乙受到的摩擦力最大D丙受到的摩擦力最大甲R乙丙圖3T2由于FN乙FN丙FN甲故物塊所受滑動摩擦力大小關系:Ff乙Ff丙Ff甲,選項C正確。【能力訓練】1當一個物體在另一個物體的表面上一個物體時,要受到另一個物體阻礙它的力,這種力叫做滑動摩擦力,研究滑動摩擦力時我們選擇的參考系是相互滑動的兩物體中我們認為的那個物體,滑動摩擦力的方向總是與向相反.相對于,滑動,相對滑動,靜止,相對滑動2. 滑動摩擦力的大小可以用公式Ff=yFN,其中Fn叫做,它屬于,方向與接觸面
28、;叫做,它與接觸面的及關.壓力,彈力,垂直;動摩擦因數,材料,粗糙程度3. 產生靜摩擦力的條件是、.靜摩擦力的方向總是與目反,靜摩擦力的大小可以在圍內變化.有彈力、并且有相對滑動的趨勢,相對滑動趨勢的方向,零到最大靜摩擦力4如圖3-3-3所示,用力F將質量為1kg的物體壓在豎直墻上,F=50N.方向垂直于墻,若物體勻速下滑,物體受到的摩擦力是N,動摩擦因數是,若物體靜止不動,它受到的靜摩擦力是N,方向若撤去力,當鐵塊沿著墻壁自由下落時,鐵塊受到的滑動摩擦力(g=10N/kg)10,0.2,10豎直向上,05.關于摩擦力,下列說法正確的是(A)A. 物體受到摩擦力作用時,一定受到彈力作用B. 只
29、有運動的物體才能受到滑動摩擦力作用C. 具有相對運動的兩物體間一定存在滑動摩擦力作用D. 摩擦力的方向與物體運動方向相反6下列關于摩擦力的說法正確的是(D)A. 摩擦力的方向總與物體的運動方向相反B摩擦力的大小與相應的正壓力成正比C. 運動著的物體不可能受靜摩擦力作用,只能受滑動摩擦力作用D. 靜摩擦力的方向與接觸物體相對運動的趨勢方向相反7關于動摩擦因數卩下列說法正確的是(D)A. 兩物體間沒有摩擦力產生說明兩物體間的動摩擦因數卩=0B. 增大兩物體的接觸面積,則兩物體間的動摩擦因數增大C. 增大兩物體間的正壓力,則兩物體間的動摩擦因數增大D. 兩物體的材料一定,兩物體間的動摩擦因數決定于兩
30、接觸面的粗糙程度8物體與支持面間有滑動摩擦力時,下列說法中正確的是(D)A物體與支持面間的壓力越大,滑動摩擦力就越大;B物體與支持面間的壓力不變,動摩擦因數一定,速度越大,滑動摩擦力就越大;C.物體與支持面間的壓力不變,動摩擦因數一定,接觸面越大,滑動摩擦力就越大;D物體與支持面的壓力一定,材料越粗糙,滑動摩擦力就越大.9如圖3-3-4所示,木塊質量為m跟水平桌面的動摩擦因數為卩,受水平向右的力F的作用勻速運動,從物體到邊緣開始,到物體下落為止,在此過程中物體保持勻速運動,下列說法正確的是(C)A. 推力F因物體懸空部分越來越大而變小B推力F在物體下落前會變為原來的1/2C.推力F始終是卩mg
31、D.因接觸面變小,動摩擦因數卩會變大10.如圖3-3-5所示,在卩=0.1的水平面上向右運動的物體,質量為20kg,在運動過程中,還受到一個水平向左的大小為10N的拉力作用,則物體受到的滑動摩擦力為(g=10N/kg)(D)A. 10N,向右B.10N,向左C.20N,向右D.20N,向左11、馬拉著自重600N的雪橇在水平冰面上做勻速直線運動,馬需用水平拉力18N.如在雪橇上載貨500kg,馬要用多大的水平力可使雪橇仍做勻速直線運動?雪橇和冰面間的動摩擦因數為多少?1680.0312水平地面上放一個重為200N的鐵塊,鐵塊與地面間的最大靜摩擦力大小為63N,鐵塊與地面間動摩擦因數為0.3,一
32、個人用水平方向的力推靜止的鐵塊,試求下列各種情況下鐵塊所受的摩擦力的大小:物體靜止時,用F=50N的向右推力;50N物體靜止時,用F=80N的向右推力;63N物體以10m/s的初速度向左,用F=62N的推力向右60N四力的合成要點導學1、力的合成和合力的概念。一個力產生的效果跟幾個力共同產生的效果相同,這個力就是那幾個力的合力;力的合成是運算過程。2、通過實驗探究,求合力的方法可歸納為:如果用表示兩個共點力Fi和F2的線段為鄰邊作平行四邊形,那么合力的大小與方向就可以用這個平行四邊形的對角線表示,這個法則就是平行四邊形法則。3、合力隨兩分力間的夾角的增大而減小,合力的變化范圍是在兩分力之和與兩
33、分力之差之間,即|Fi-F2I<FW1+F2I范例精析例1在做“探究求合力的方法”的實驗中,只用一個彈簧秤來代替鉤碼也可以完成這個實驗,下面用單個彈簧秤完成實驗的說法中,正確的是()A. 把兩條細線中的一條與彈簧秤連接,然后同時拉動這兩條細線,使橡皮條一端伸長到0點位置,讀出秤的示數Fi和F2的值B. 把兩條細線中的一條與彈簧秤連接,然后同時拉動這兩條細線,使橡皮條的一端伸長到0點,讀出彈簧秤的示數Fi;放回橡皮條,再將彈簧秤連接到另一根細線上,再同時拉這兩條細線,使橡皮條再伸長到0點,讀出秤的示數F2C. 用彈簧秤連接一條細線拉橡皮條,使它的一端伸長到0點,讀出Fl;再換另一條細線與彈
34、簧秤連接拉橡皮條,使它的一端仍然伸長到0點,讀出F2D. 把兩根細線中的一條細線與彈簧秤連接,然后同時拉這兩條細線,使橡皮條的一端伸長到0點,記下兩細線的方向及秤的示數Fi;放回橡皮條后,將彈簧秤連接到另一根細線上,再同時拉這兩條細線,使橡皮條一端伸長到0點,并使兩條細線位于記錄下來的方向上,讀出彈簧秤的讀數為F2.解析:本實驗是用橡皮條的伸長來顯示力的作用效果,相同的作用效果應該是使橡皮條沿相同的方向伸長相同的長度。用一只彈簧秤實驗,與用兩只彈簧秤完成該實驗基本步驟相同,但必須保證效果相同,同時能完整地作出平行四邊形進行比較.答案:D拓展:本實驗要研究合力和分力的關系,把第一次兩個彈簧測力計
35、的拉力Fi和F2看作與第二次一個彈簧測力計拉力F單獨作用的效果相同時,Fi、F2和F才構成分力和合力的關系,在這個實驗中,用橡皮條在拉力作用下發生的形變來反映力的作用效果,這個形變包括伸長量和伸長方向兩項,伸長量反映橡皮條所受合力的大小,伸長方向反映橡皮條所受合力的方向,僅用其中的一項不能完整表示力的作用效果例如關于“探究求合力的方法”實驗,下列說法正確的是()A.兩串鉤碼的拉力與某一串鉤碼的拉力作用效果相同B. 實驗中不必記錄兩分力的夾角C. 實驗中必須記錄兩分力的方向D. 實驗中必須記錄橡皮條端點最終被拉到的位置(答案:ACD)例2.力F一45N,方向水平向東。力F2=60N,方向水平向北
36、,用作圖法求解合力團3-4-1解析:選擇某一標度,利用1.0cm的長度表示15N的力,作出力的平行四邊形,女口圖3-4-1所示,表示Fi的線段長3.0cm,表示F2的線段長4.0cm。用刻度尺量出對角線的長度L為5.0cm,利用F=LX15/1.0N=75N求出,用量角器可量出合力的方向為東偏北53°。拓展:涉及方向問題的共點力合成時,表示的方向應該與地圖冊的方向一致。用圖解法求合力時,選用的標度不能太小,標度太小會導致誤差增大。例3、下列關于合力的敘述中正確的是()A. 合力是原來幾個力的等效代替,合力的作用效果與分力的共同作用效果相同B. 兩個力夾角為9(0<9n它們的合力
37、隨B增大而增大C. 合力的大小總不會比分力的代數和大D. 不是同時作用在同一物體上的力也能進行力的合成的運算解析:力的合成基本出發點是力的等效代替.合力是它的所有分力的一種等效力,它們之間是等效代替關系。合力和作用在物體上各分力間的關系,在效果上是和各分力的共同作用等效,而不是與一個分力等效因此只有同時作用在同一物體上的力才能進行力的合成的運算。就合力與諸分力中的一個分力的大小相比較,則合力的大小可以大于、等于或小于分力這是因為力是矢量,力的合成遵循平行四邊形定則,合力的大小不僅跟分力的大小有關,而且跟分力的方向有關.根據力的平行四邊形定則和數學知識可知,兩個力夾角為9(0W9$n它們的合力隨
38、9增大而減小,9=0°時,合力最大,為兩分力的代數和;9=180°時,合力大小最小,等于兩分力代數差,所以合力的大小總不會比分力的代數和大.正確解答AC拓展:只有同時作用在同一物體上的幾個力才存在著等效的合力.求解多個力的合力時,可以先把任意兩個力合成,再把合力與第三個力合成,直到把所有力都合成進去。例如:三個方向互成120°角的力,F1=12N方向向東,F2=15N方向南偏西,F3=15N,方向西偏北。求這三個力的合力時可先把F2與F3合成,它們的合力為15N,方向向西,再與Fi合成,所以三個力的合力等于3N,方向向西。如圖3-4-【能力訓練】1如果一個力的效果
39、跟幾個力共同產生效果,這個力叫做那幾個力的,求幾個力的合力叫做.相同,合力,力的合成2. 力的合成遵循力的,求兩個力的合力時,用力的圖示法作出以這兩個力的線段為的平行四邊形的對角線,則對角線的長度和方向表示平行四邊形定則,鄰邊,合力的大小和方向3. 有兩個大小不變的共點力,它們的合力的大小F合隨兩力夾角a變化的情況如圖3-4-3所示,則兩力的大小分別為和.4N,8N4. 作用在某物體上同一點的兩個力Fi=40NF2=30N.當兩個力的夾角為時,兩力的合力最大,其最大值是N當兩力的夾角為時兩力的合力最小其最小值是N當兩個力互相垂直時合力的大小是N,合力的方向為(用與Fi的夾角表示)0°
40、70180°105037°5有五個力作用于一點O,這五個力的作用情況如圖3-4-4所示,構成一個正六邊形的兩鄰邊和三條對角線。已知Fa=10N則這五個力的合力大小為。6個物體受到兩個力的作用,則(B)A. 當兩個力大小相等時,物體所受合力一定為零B. 當兩個力大小相等時,物體所受合力可能為零C. 當兩個力中一個較大時,物體所受合力一定與較大的力同方向D. 當兩個力互相垂直時,物體所受合力將取最大值7關于共點力,下列說法中正確的是(CD)A、作用在一個物體上的兩個力,如果大小相等,方向相反,這兩力是共點力B、作用在一個物體上的兩個力,如果是一對平衡力,則這兩力是共點力C、作用
41、在一個物體的幾個力,如果它們的作用點在同一點上,則這幾個力是共點力D、作用在一個物體的幾個力,如果它們力的作用線匯交于同一點,則這幾個力是共點力8. 物體受到兩個方向相反的力的作用,Fi=8N,F2=10N,當F2由10N逐漸減小到零的過程中,這兩個力的合力的大小變化是(D)A. 逐漸變小B. 逐漸增大C. 先變大后變小D. 先變小后變大9. 作用在同一物體上的兩個力Fi=F2=15N,用作圖法分別求出夾角為30°、90°、1200時合力的大小和方向.10如圖3-4-5所示,懸掛在天花板下重60N的小球,在均勻的水平風力作用下偏離了豎直方向9=30°角.求風對小球
42、的作用力和繩子的拉力.34.6N11.如圖3-4-6所示,懸線AO與天花板夾角為600,線AO的拉力Fi=24N,線BO與墻壁垂直,線BO的拉力F2=12N.求:(1)用圖解法求Fi和F2的合力.用計算法求F1、F2的合力的大小.20.8N12.物體受到三個力的作用,其中兩個力的大小分別為5N和7N,這三個力的最大值為21N,則第三個力的大小為多少?這三個力的合力最小值為多少?若三個力的最大值為30N,則三個力的合力的最小值為多少?9N0五力的分解【要點導學】1力的分解是力的合成的逆過程,平行四邊形法則同樣適用于力的分解如果沒有其它限制,對于同一條對角線,可以作出無數個不同的平行四邊形這就是說
43、一個已知的力可以分解成無數對不同的共點力在解決具體的物理問題時,一般都按力的作用效果來分解.2既有,又有,并且相加時遵從平行四邊形法的物理量稱作矢量。除力外,如位移、等也是矢量。3兩個分矢量首尾相接,剩余的尾首相連的有向線段就是合矢量,它恰與兩分矢量的線段構成一個三角形,這個方法稱為三角形法則,它是平行四邊形法則的簡化。如圖3-5-1圖3-5-2圖3-5-3【范例精析】例1質量為10kg的物體放在傾角為30°的斜面上用圖示法求出重力沿斜面和垂直于斜面的兩個分力(g=10N/kk)解析:本題的情景如圖3-5-2所示。選取標度為1cm代表50N。以重力G為對角線作平行四邊形,分別測量代表
44、Gi和G2的兩鄰邊的長度,得G1=50Nx1.0cm/1cn=50N;G2=50Nx1.73cm/1cm=87N拓展:應用圖解法時應該注意標度要定得合理,平行四邊形的對邊要平行,線段要細而直。邊長的測量要估讀到毫米后面一位。例2.如在圖3-5-3所示的支架懸掛一個重力為G的燈.支架的重力不計.已知AO、BO、AB的長分別為L1、L2、L3,求支架兩桿所受的力.解析:在支架的O端懸掛電燈后,使支架的兩根桿受到力的作用.由于支架的A、B兩端與墻壁是絞鏈連結,因此作用在桿上的力是沿桿的方向.但桿受的是拉力還是壓力,需要通過實踐來判斷.可以設想,若將桿AO換成彈簧,則彈簧會被拉長,表示此桿受的是拉力.若將桿BO換成彈簧,則彈簧會被壓縮,說明此桿受的是壓力.這就是燈對支架O端拉力的兩個分力所產生的實際效果.判斷出兩個分力的方向,那么根據平行四邊形定則很容易得出桿受到沿桿向外的拉力:Fi=LiT/L3=LiG/L3桿BO受到沿桿向內的壓力F2=L2T/L3=L2G/L3拓展:根據平行四邊形定則作出合力和分力的關系圖后,要充分利用數學知識來求解。一般可利用相似三角形(如本題),也可利用三角函數。例如如圖3-5-4所示,AB是一輕桿,BC是一輕繩。在B端施加一作用力F,F的大小為
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