力物体的平衡(高考总复习课件).ppt

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第一章 力 物体的平衡,物 理,首 页,上一页,下一页,末 页,考纲展示,考向指南,知识点,要求,1.,从近年的高考题可看出本章高考的热点是：受力分析、力的合成与分解、共点力作用下物体的平衡问题和摩擦力等,单纯考查本章的题型多以选择题为主，难度中等,2.,预计在,2011,年高考中，本章内容仍将是高考的必考点，且具有综合性强,(,章内联系：如重力、弹力、摩擦力等与胡克定律、平行四边形定则等规律综合在一起考查；联系其他章节：如与牛顿定律、功和能、电磁场等内容综合在一起考查，联系生产、生活、科技等,),，并注重考查物理思想方法等特点,.,力是物体间的相互作用，是物体发生形变和物体运动状态变化的原因，力是矢量，力的合成和分解,重力，重心,形变和弹力，胡克定律,静摩擦，最大静摩擦力,滑动摩擦，滑动摩擦定律,共点力作用下物体的平衡,实验：长度的测量,实验：探究弹力与弹簧伸长量的关系,实验：验证力的平行四边形定则,说明：,1.,在地球表面附近，可以认为重力近似等于万有引力,2.,不要求知道静摩擦因数,第一课时力、重力、弹力,1,力的概念：力是,的作用,2,力的性质：,(1),力不能离开,而独立存在；,(2),力是物体之间的,作用；,(3),力是,，既有大小又有方向,3,力的作用效果：,(1),使物体发生,；,(2),改变物体的,，使物体产生,4,力的三要素：,(1),；,(2),；,(3),5,力的表示方法：,(1),力的图示；,(2),力的示意图,物体对物体,物体,相互,矢量,形变,运动状态,加速度,大小,方向,作用点,力的图示与力的示意图的区别？,6,力的分类,(1),按力的,分：可分为重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力等,(2),按力的,分：可分为压力、支持力、动力、阻力、向心力、回复力等,性质,效果,(1),按作用方式分,力可分为场力和接触力万有引力、电磁力等均属于场力，弹力、摩擦力等均属于接触力,(2),按研究对象分,力可分为外力和内力,1.1,下列说法中，正确的是,(,),A,一个人练拳时用了很大的力，有施力物体却没有受力物体,B,马拉车前进，是马先对车施加了力，车后对马施力，否则车就不能前进,C,只有有生命或有动力的物体才能施力，无生命或无动力的物体只能受到力，不能施力,D,找不到施力物体的力是不存在的,【,解析,】,力是物体对物体的作用，这句话中,“,对,”,字前面的,“,物体,”,是施力物体，,“,对,”,字后面的,“,物体,”,是受力物体，只要发生了力的作用，就一定同时存在着施力物体和受力物体练拳时，人的肌肉群发生相互作用，有受力物体，选项,A,错物体间的相互作用是同时发生的，不存在先后，马拉车前进，虽然马是主动施力的，车是被动施力的，但是马对车的作用力与车对马的作用力是一对相互作用力，同时出现，同时消失，不分先后，选项,B,错,不论物体是否有生命或有动力，它在受到其他物体作用时，必同时施力于其他物体，人走路时脚碰到,(,无生命、无动力,),石头，感到脚痛，就是因为石头对脚施了力，所以,C,不对；真正理解和掌握了力的概念，就会判断出本题正确答案是,D.,【,答案,】,D,1,2,关于力的说法，下列结论正确的是,(,),A,只有有生命的物体才会施加力,B,受力的物体同时也是施力的物体,C,静止的物体不受力，运动的物体才受力,D,只有接触的物体间才可能相互施加力,【,解析,】,任何一个物体不管它是否有生命，都可以对其他物体施加力的作用，所以选项,A,错误；物体间力的作用总是相互的，物体在受力的同时也在施力，选项,B,正确；力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动的原因，选项,C,错误；磁场吸引铁块，磁铁和铁块可能并没有接触，可见,D,选项错误,【,答案,】,B,重力的产生,由于,对物体的吸引而使物体受到的力,注意：在地球表面附近可近似认为等于,重力的大小,G,可用,测量,注意：,(1),物体的质量不会变,(2),G,的变化是由在地球上不同位置处,g,的变化引起的,重力的方向,总是,的,注意：竖直向下是和,垂直，不一定和接触面垂直,重心,因为物体各部分都受重力作用，可认为重力作用集中于,即为物体的重心,影响重心位置的因,物体的,；,物体的,(2),确定方法：,地球,万有引力,mg,弹簧秤,竖直向下,水平面,一点,形状,质量分布,悬挂法,(1),竖直向下是与水平面垂直，但不一定指向地心,(2),重心的位置不一定在物体上,(3),重力的大小不一定等于物体对水平支持物的压力或对竖直悬线的拉力,2,1,关于重力，下列说法正确的是,(,),A,只有静止的物体才受重力,B,重力的大小等于地球对物体的万有引力的大小,C,绕地球运转的人造地球卫星不受重力作用,D,重力的方向一定竖直向下,【,解析,】,由于一切物体都受重力作用，故,A,、,C,错；重力是由万有引力而产生的，其大小不一定等于万有引力，所以,B,错；重力的方向一定竖直向下，,D,对,【,答案,】,D,2,2,关于重力的大小，下列说法中正确的是,(,),A,物体的重力大小总是恒定的,B,同一地点，物体的重力与物体的质量成正比,C,物体落向地面时，它受到的重力大于它静止时所受到的重力,D,物体的重力总等于它对竖直测力计的拉力,【,解析,】,物体重力的计算式为,G,mg,，物体的质量,m,是恒定的，,g,的取值与地理位置有关，对同一地点,g,的取值相同随着物体所处的地理位置纬度的升高，,g,值将增大；随高度的增加,g,值将减小因此，不能认为物体的重力是恒定的，故选项,A,错，选项,B,正确；由公式可知，物体所受的重力与物体的质量和,g,值有关，与物体是否受其他力及运动状态均无关，故选项,C,错误；用测力计竖直悬挂重物只有静止时，物体对测力计的拉力才等于物体的重力，故选项,D,错误,【,答案,】,B,1,定义：发生弹性形变的物体，会对跟它直接接触的物体产生力的作用，这种力叫做弹力,2,产生条件：直接接触、,3,方向：与物体形变的方向相反,弹性形变,4,弹力大小的确定,(1),弹簧在弹性限度内弹力的大小遵循胡克定律：,F,.,式中,k,为劲度系数，其大小由弹簧本身的,决定,(,即：材料、匝数、粗细,),，,x,为,，并非原长或总长,(2),一般情况下应根据物体的运动状态，利用,或,来计算,kx,因素,形变量,平衡,条件,牛顿第二定律,3,1,一铁块放在桌面上，下列关于铁块和桌面受力的论述中，正确的是,(,),A,铁块和桌面之间有弹力作用，其原因是桌面发生了形变，铁块并未发生形变,B,桌面受到向下的弹力，是由于桌面发生了形变,C,桌面受到向下的弹力，是由于铁块发生了形变,D,铁块受到向上的弹力，是由于铁块发生了形变,【,解析,】,铁块与桌面之间产生弹力，是相互的，铁块和桌面都发生了形变，受力物体受到的弹力是施力物体发生形变在恢复原状时而产生的,【,答案,】,C,3,2,探究弹力和弹簧伸长的关系时，在弹性限度内，悬挂,15 N,重物时，弹簧长度为,0.16 m,，悬挂,20 N,重物时，弹簧长度为,0.18 m,，则弹簧的原长,L,0,和劲度系数,k,分别为,(,),A,L,0,0.02 m,k,500 N/m,B,L,0,0.10 m,k,500 N/m,C,L,0,0.02 m,k,250 N/m,D,L,0,0.10 m,k,250 N/m,【,解析,】,由胡克定律知,F,1,k,(,L,1,L,0,),F,2,k,(,L,2,L,0,),由,代入数据解得：,L,0,0.10 m,，,k,250 N/m.,【,答案,】,D,1,根据弹力产生的条件直接判断,根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹力此方法多用来判断形变较明显的情况,2,利用假设法判断,对形变不明显的情况，可假设两个物体间弹力不存在，看物体还能否保持原有的状态，若运动状态不变，则此处不存在弹力，若运动状态改变，则此处一定存在弹力,3,根据物体的运动状态分析,根据物体的运动状态，利用牛顿第二定律或共点力平衡条件判断弹力是否存在,如右图所示，小球,A,在车厢内随车厢一起向右运动，可根据小球的运动的状态分析车厢后壁对球,A,的弹力的情况,(1),若车厢和小球做匀速直线运动，则小球,A,受力平衡，所以车厢后壁对小球无弹力,(2),若车厢和小球向右做加速运动，则由牛顿第二定律可知，后车厢壁对小球的弹力水平向右,1,如右图所示，细绳竖直拉紧，小球和光滑斜面接触，并处于静止状态则小球受到的力是,(,),A,重力、绳的拉力,B,重力、绳的拉力、斜面的弹力,C,重力、斜面的弹力,D,绳的拉力、斜面的弹力,【,解析,】,如果斜面对球有支持力，球静止时，细绳不能竖直，所以本题中小球不受斜面的支持力，只受重力和绳的拉力,【,答案,】,A,1,根据物体产生形变的方向判断,物体所受弹力方向与施力物体形变的方向相反，与自身,(,受力物体,),形变方向相同,2,根据物体的运动状态判断,由状态分析弹力，即物体的受力必须与物体的运动状态符合，依据物体的运动状态，由共点力的平衡条件或牛顿第二定律列方程，确定弹力方向,3,几种常见模型中弹力方向的确定,弹力,弹力的方向,弹簧两端的弹力,与弹簧测力计中心轴线重合，指向弹簧恢复原状方向,轻绳的弹力,沿绳指向绳收缩的方向,面与面接触的弹力,垂直于接触面指向受力的物体,点与面接触的弹力,过接触点垂直于接触面,(,或过接触点的切面,),而指向受力物体,球与面接触的弹力,在接触点与球心连线上，指向受力物体,球与球接触的弹力,垂直于过接触点的公切面，而指向受力物体,杆的弹力,可能沿杆，也可能不沿杆，应具体情况具体分析,2.,画出下图中物体受弹力的方向,(,各接触面均光滑,),【,答案,】,物体受弹力的方向如下图所示,【,轻轻告诉你,】,思考力的图示与受力示意图是有区别的力的图示要求严格画出力的大小和方向，在相同标度下用线段的长短表示力的大小，箭头表示力的方向；受力示意图着重于力的方向的画法，不要求作出标度,(16,分,),如下图,a,所示，质量为,M,10 kg,的滑块放在水平地面上，滑块上固定一个轻细杆,ABC,，,ABC,45.,在,A,端固定一个质量为,m,2 kg,的小球，滑块与地面间的动摩擦因数为,0.3.,现对滑块施加一个水平向右的推力,F,1,96 N,，使滑块做匀加速运动求此时轻杆对小球作用力,F,2,(,取,g,10 m/s,2,),有位同学是这样解答的：,小球受到重力及杆的作用力,F,2,，因为是轻杆，所以,F,2,方向沿杆向上，受力情况如图,b,所示根据所画的平行四边形，可以求得：,F,2,mg,2,10 N,20,N.,你认为上述解法是否正确？如果不正确，请说明理由，并给出正确的解答,【,解析,】,结果不正确杆,AB,对球的作用力方向不一定沿杆的方向，它可能会是向右偏上的方向，大小和方向由加速度,a,的大小来决定，并随,a,的变化而变化,(4,分,),对整体，由牛顿第二定律，得：,F,(,M,m,),g,(,M,m,),a,(3,分,),所以：,a,m/s,2,5 m/s,2,(3,分,),F,2,10 N,(3,分,),轻杆对小球的作用力,F,2,与水平方向的夹角,arctan,arctan,2,，斜向右上,(3,分,),【,答案,】,10 N,方向与水平方向夹角,arctan,2,斜向右上,(1),弹力方向的判断方法,根据物体产生形变的方向判断,根据物体的运动情况，利用平衡条件或牛顿第二定律判断，此法关键是先判明物体的运动状态,(,即加速度的方向,),，再根据牛顿第二定律确定合力的方向，然后根据受力分析确定弹力的方向,(2),弹力大小的计算方法,一般物体之间的弹力，要利用平衡条件或牛顿第二定律来计算,弹簧的弹力，由胡克定律,(,F,kx,),计算,1,1,：如右图所示，有一固定斜面的小车在水平面上做直线运动，一光滑小球处在斜面与车的竖直前壁之间，设前壁对小球的支持力为,F,N1,，斜面对小球的支持力为,F,N2,.,关于小球的受力情况，下列说法中正确的是,(,),A,若小车向左运动，则,F,N1,可能为零,B,若小车向左运动，则,F,N2,可能为零,C,若小车向右运动，则,F,N1,不可能为零,D,若小车向右运动，则,F,N2,可能为零,【,解析,】,对小球进行受力分析，小球受重力,G,，前壁对小球的支持力,F,N1,，斜面对小球的支持力,F,N2,.,若,F,N1,为零，小球受合力一定水平向左，小球可做向左的加速运动或向右的减速运动，故,A,选项正确，,C,选项错误；由于小球在竖直方向上处于平衡状态，斜面对小球的支持力,F,N2,的竖直分量与小球的重力相等，则小车在水平面上做直线运动时,F,N2,不可能等于零故,BD,选项均错误,【,答案,】,A,如下图所示，在水平传送带上有三个质量分别为,m,1,、,m,2,、,m,3,的木块,1,、,2,、,3,1,和,2,及,2,和,3,间分别用原长为,L,，劲度系数为,k,的轻弹簧连接起来，木块与传送带间的动摩擦因数为,，现用水平细绳将木块,1,固定在左边的墙上，传送带按图示方向匀速运动，当三个木块达到平衡后，,1,、,3,两木块之间的距离是,(,),A,2,L,(,m,2,m,3,),g,/,k,B,2,L,(,m,2,2,m,3,),g,/,k,C,2,L,(,m,1,m,2,m,3,),g,/,k,D,2,L,m,3,g,/,k,【,思路点拨,】,【,解析,】,当三木块达到平衡状态后，对木块,3,进行受力分析，可知,2,和,3,间弹簧的弹力等于木块,3,所受的滑动摩擦力，即,m,3,g,kx,3,，解得,2,和,3,间弹簧伸长量为,x,3,；同理以木块,2,为研究对象得：,kx,2,kx,3,m,2,g,，,即,1,和,2,间弹簧的伸长量为,x,2,，,1,、,3,两木块之间的距离等于弹簧的原长加上伸长量，即,2,L,(,m,2,2,m,3,),g,/,k,，选项,B,正确,2,1,：一个质量可以不计的弹簧，其弹力,F,的大小与长度,l,的关系如右图中的直线,a,、,b,所示，这根弹簧的劲度系数为,(,),A,1 250 N/m,B,625 N/m,C,2 500 N/m,D,833 N/m,【,解析,】,由图象可以看出在直线,a,对应的阶段，弹簧处于压缩状态，弹力,F,随着缩短量的减小而减小，当弹簧长度为,12 cm,时恢复原长；直线,b,对应的是弹簧的伸长阶段，弹力,F,随伸长量的增大线性递增由此可看出当弹力,F,100 N,时，弹簧对应的形变量,x,4 cm,，根据胡克定律可求出弹簧的劲度系数,k,2 500 N/m,，,C,对,【,答案,】,C,1,下列叙述中正确的是,(,),A,挂在电线下的电灯，受重力作用拉紧电线，使电线发生形变，对电灯产生向上的拉力,B,电灯挂在电线下，电灯和电线同时发生形变，电灯受到向上的拉力是由于电灯发生了形变,C,电灯挂在电线下，电灯对电线的拉力是由于电灯形变有向下恢复原状的趋势产生的,D,挂在电线下的电灯对电线的拉力就是电灯受到的重力,【,解析,】,根据弹力的概念可以知道，物体发生形变后，由于要恢复原状，对跟它接触的物体,(,即使其发生形变的物体,),会产生弹力的作用电线发生形变后对电灯产生弹力,(,向上的拉力,),，电灯发生形变后对电线产生弹力,(,向下的拉力,),，所以,A,、,C,正确，,B,错误电灯对电线的拉力大小等于电灯的重力，但是它们是两种不同的力：,它们的性质不同，拉力属于弹力；,受力物体不同，电灯对电线的拉力的受力物体是电线，电灯重力的受力物体是电灯；,施力物体不同，电灯对电线的拉力的施力物体是电灯，重力的施力物体是地球所以,D,错误,【,答案,】,AC,2,台球以速度,v,0,与球桌边框成,角撞击,O,点，反弹后速度为,v,1,，方向与球桌边框夹角仍为,，如右图所示,OB,垂直于桌边，则下列关于桌边对小球的弹力方向的判断中正确的是,(,),A,可能沿,OA,方向,B,一定沿,OB,方向,C,可能沿,OC,方向,D,可能沿,OD,方向,【,解析,】,台球与球桌边框碰撞时，受到边框的弹力作用，弹力的方向应与边框垂直，即沿,OB,方向，故选,B.,【,答案,】,B,3,关于重力以下说法正确的是,(,),A,重力的方向总是垂直地面向下的,B,把空气中的物体浸入水中，物体所受重力变小,C,挂在绳上静止的物体，它受到的重力就是绳对它的拉力,D,同一物体在地球各处重力大小是不一定相同的,【,解析,】,重力的方向是竖直向下，故,A,错在空气或其他液体中，重力大小始终不变，故,B,错重力和拉力是两种性质的力，故,C,错在地球的不同位置处，,g,略有差别，故,D,对,【,答案,】,D,4,如右图所示，小球,B,放在真空容器,A,内，球,B,的直径恰好等于正方体,A,的边长，将它们以初速度,v,0,竖直向上抛出，下列说法中正确的是,(,),A,若不计空气阻力，上升过程中，,A,对,B,有向上的支持力,B,若考虑空气阻力，上升过程中，,A,对,B,的压力向下,C,若考虑空气阻力，下落过程中，,B,对,A,的压力向上,D,若不计空气阻力，下落过程中，,B,对,A,没有压力,【,解析,】,若不计空气阻力，则整个系统处于完全失重状态，所以,A,、,B,间无作用力，选项,A,错,D,对；若考虑空气阻力，则上升过程中，,a,上,g,，所以,A,对,B,压力向下，在下降过程，,a,下,g,，所以,A,对,B,作用力向上，所以,B,对,A,作用力向下，选项,B,对,C,错,【,答案,】,BD,5,(2010,年浙江宜山模拟,),如右图所示，重,80 N,的物体,A,放置在倾角为,30,的粗糙斜面上，有一根原长为,10 cm,，劲度系数为,10,3,N/m,的弹簧，其一端固定在斜面的底端，另一端放置物体,A,后，弹簧的长度缩短为,8 cm,，现用一外力沿斜面向上拉物体，若物体与斜面间的最大静摩擦力为,25 N,，当弹簧的长度仍为,8 cm,时，外力的大小可能为,(,),A,10 N,B,20 N,C,40 N,D,60 N,【,答案,】,ABC,