--河北师大附中第一轮复习之一力和物体的平衡01力的基本概念省名师优质课赛课获奖课件市赛课一等奖课件.ppt

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物体平衡,1.1,力基本概念,河北师大附中李喜昌,第1页,一,.,力基本性质2.,力矢量性和独立性。,力现有大小，也有方向，力是一个矢量。,力合成和分解满足平行四边形定则。,每个力各产生各效果（产生加速度或使物体发生形变），与其它力是否存在无关。,（,1,）按力性质分,万有引力,(,重力,),、弹力、摩擦力、,分子力、,电场力、磁场力、,核力等。,（,2,）按力作用效果分,拉力、支持力、压力、张力、动力、阻力、向心力、回复力、浮力、介质阻力等。,1.,力物质性和相互性。,力是物体和物体相互作用。力作用离不开物体存在，施力物体同时也是受力物体。,物体之间作用力满足牛顿第三定律。,3.,力两种常见分类方法。,受力分析只分析,研究对象,所,受到性质力,，而不分析效果力。,第2页,二,.,高中物理几个常见力,种类,产生条件,方向,大小,特点,有质量两个物体之间,重心（重心不一定在物体上）,沿两物体中心连线向里,万有引力,重力,物体在地球表面及附近,总是竖直向下,跟水平面垂直,1.,普遍性,2.,相互性,3.,宏观性,重力与万有引力：,重力与万有引力关系如图所表示，重力是万有引力一个分力，,万有引力另一个分力提供物体随地球自转向心力。,.,F,向,F,引,G,O,第3页,种类,产生条件,方向,大小,特点,只要电荷在电场中就会受到电场力,正（负）电荷受到电场力方向与电场方向相同（反）,电场力做功与路径无关，电场力做功等于电势能降低许,电场力,磁场力,洛伦兹力,安培力通电导线在磁场中，而且电流方向和磁场方向不平行。,运动电荷在磁场中，而且运动方向和磁场方向不平行。,左手定则。,安培力方向总是垂直电流方向和磁场方向决定平面。,左手定则。,洛伦兹力方向总是垂直电荷速度方向和磁场方向决定平面。,洛伦兹力永远不做功,。,1.,匀强磁场,2.B,、,I,垂直,3.L,为有效长度,1.,匀强磁场,2.B,、,v,垂直,安培力是洛伦兹力宏观表现，洛伦兹力是安培力微观本质。,二者大小为倍数关系，方向相同,第4页,种类,产生条件,方向,大小,特点,1.,两个物体直接接触，,2.,发生弹性形变。,2.,轻绳：沿绳且离开受力物体,1.,弹簧弹力,F=kx,2.,牛顿定律或平衡条件计算,弹力,3.,轻杆：杆对物体弹力不一定沿杆方向,1.,接触面：垂直于接触面，跟形变方向相反,弹力和静摩擦力是被动力，它们由主动力和物体运动状态（加速度）共同决定。通惯用平衡条件或牛顿运动定律判断方向和求解大小。,摩擦力,滑动摩擦力,静摩擦力,1.,接触面粗糙,2.,相互接触,3.,发生弹性形变,有相对运动趋势,有相对运动,1.,与弹力方向垂直,2.,与接触面相切,与相对运动方向相反,与相对运动趋势方向相反,两个相关,两个无关,牛顿定律或平衡条件计算,0ffm,滑动摩擦力大小可依据,f=,N,直接求解或依据牛顿定律和平衡条件间接求解,第5页,题型一：重力概念了解,1.,产生条件,黄金代换物体在两极时，重力（加速度）最大,物体在赤道时，重力（加速度）最小,假如不考虑地球自转效应，在地球表面（或附近）物体受到万有引力近似等于其重力,物体从赤道到两极，重力（加速度）逐步增大,地球表面附近,物体，因为地球吸引而使物体受到力重力是万有引力一个分力,第6页,作用点：概念：物体各部分都受重力作用，但从,效果（,产生加速度或使物体发生形变,）,上看，我们能够认为物体各部分受到重力都集中在,一点,（,各部分重力协力作用点,）,，这个点就是重力作用点，叫做物体重心测量：薄板可用悬挂法测出,2.,重力三要素,大小：当物体,静止（,相对于地球表面静止,）,时，物体重力数值等于拉紧,竖直,悬绳力；物体对,水平,支持面力,方向：,竖直（,“竖直”是跟物体所在处水平面垂直,）向下，,但不一定指向地心只有在赤道和两极上物体重力方向指向地心,物体重心位置与物体质量分布和形状两个原因相关，只有质量分布均匀有规则几何形状物体重心才在其几何中心。,第7页,例,1,.,地球质量为,M=5.9810,24,kg,，半径为,R=6.3710,6,m,，计算,m=1kg,物体在北极和赤道时重力大小。（,G=6.6710,11,Nm,2,/kg,2,）,解：物体在北极时,物体在赤道时,物体在赤道时，依据匀速圆周运动规律列方程,第8页,例,2.,某种汽车制造标准是车身横向倾斜,30,0,角时不翻倒，如图所表示，若车轮间距离为,2m,，那么车身重心,G,离斜面高度不应超出多少米？,A,B,G,h,O,解：当重力作用线超出车轮支持面时，车就会翻倒,从量变到质变，伴随车厢内装货物增加，重心在,AB,中垂线上不停升高，当重力作用线超出车轮支持面时，车就会翻倒,第9页,例,3.,如图所表示，矩形均匀薄板长,AC=60,，宽,CD=10,，在,B,点以细线悬挂，板处于平衡，,AB=35,，求悬线和板边缘,CA,夹角,。,A,B,C,D,E,O,首先，质量分布均匀长方形薄板重心在其两条对角线交点；,另首先，依据二力平衡，重心在沿悬线竖直方向上,物理上求角度，普通是把角度放在一个直角三角形中，经过求其三角函数值来确定角度值,认真作图，依据三角和几何知识求解。,A,B,C,D,E,O,F,G,解析：矩形均匀薄板重心在,AD,和,CE,交点,O,处，依据二力平衡条件知重力,G,跟悬线拉力等大反向，且共线，如图所表示，由几何知识知：,第10页,例,4,如图所表示，光滑但质量分布不均小球，球心在,O,，重心在,P,，静止在竖直墙和桌边之间。试画出小球所受弹力,以下说法正确是：（）,A.P,与,O,一定重合,B.P,与,O,一定在同一条竖直线上,C.P,与,O,一定在同一条水平线上,D.P,与,O,不一定在同一条竖直线上,B,1.,对于圆球形物体，所受弹力弹力必须指向球心，而不一定指向重心,.,O,P,P,2.,依据三力汇交原理确定重心在过球心竖直线上,P,点可能在,O,正上方（不稳定平衡），也可能在,O,正下方（稳定平衡）也可能在,O,点。,第11页,例,5.,某同学身高,1.8m,在运动会上参加跳高比赛，起跳后身体横着越过了,1.8m,高度横杆，据此可估算他起跳时竖直向上速度大约为：（,g=10m,s,2,)A.2m/s B.4m/s C.6m/s D.8m/s,B,跳高是一项常见体育运动，首先应构建实际运动模型，恰当地选择重心才能有效地处理问题,解：把运动员跳高时竖直方向上运动看成是质点（重心处）竖直上抛运动运动员重心上升最大高度为,H=0.9m,讨论：沙摆在摆动过程中，其周期怎样改变？,沙摆重心先降低后升高，摆长先增大后减小，单摆周期先增大后减小。（,这个问题中，沙摆不能看成质点,）,第12页,题型二：弹力概念了解,1.,弹力产生条件,弹力产生条件是,“,接触,而且发生,弹性形变,”，弹性形变从形式上可分为拉伸形变、压缩形变、弯曲形变和扭转形变四种；从程度上可分为显著形变和微小形变两种，显著形变可直接观察，而微小形变通惯用“,假设法,”来分析，,这是判断弹力是否存在惯用方法。,2.,弹力三要素,接触面间,（面与面、点与面接触）弹力方向总是,垂直于,接触面（,若是曲面，则与切面垂直沿半径方向。,）指向被压或支持物体。,轻绳,只能发生拉伸形变，只能产生拉力，拉力方向总是,沿着绳指向,绳,收缩,方向；,轻杆,能够产生拉伸、压缩、弯曲、扭转形变，杆弹力方向含有多样性。杆上弹力方向,不一定沿着杆方向,。,轻弹簧,能够产生拉伸和压缩两种形变，,既能产生拉力，也能产生拉力，,方向沿弹簧轴线方向,（,1,）弹力方向与,施力物体形变方向,相反，是施力物体恢复形变方向。,第13页,弹力是“,被动力,”，它由主动力和物体运动状态共同决定，所以弹力有没有和弹力方向判断和弹力大小计算，通常依据物体是平衡态或非平衡态，利用平衡条件或牛顿第二定律（,此法关键是先判断物体加速度方向，再依据牛顿第二定律确定协力方向，最终由受力分析确定弹力方向和大小,）分析。,普通弹力,大小没有计算公式。,只能依据物体运动状态，利用平衡条件或牛顿第二定律分析求解。,弹簧弹力,大小满足胡克定律,F=kx,。,弹力作用点,有时需要依据二力平衡条件和三力汇交原理来确定（,平衡问题）,。,3.,弹力研究方法,（,1,）依据物体产生形变方向判断,（,2,）依据物体运动状态，利用平衡条件或牛顿第二定律判断,（,2,）弹力大小随物体形变量增加而增加。,第14页,例,1,。在如图示四幅图中，物体,A,不受摩擦力作用，则静止物体,A,分别受到几个力作用？画出受力分析图。,A,A,A,A,mg,N,T,mg,N,1,N,2,mg,N,mg,T,结合,“,假设法,”,，依据弹,力产生条件,判断弹力方向,依据物体处于,平衡态,或非平衡态运动状态，利用,平衡条件,或牛顿第二定律分析弹力方向，,依据,弹力产生效果,进行受力分析。,第15页,例,2.,图中,AC,为竖直墙面，,AB,为均匀横梁，其重量为,G,，处于水平位置,.BC,为支持横梁轻杆，,A,、,B,、,C,三处均用铰链连接,.,试画出横梁,B,端所受弹力方向,.,F,解：轻杆,BC,只有两端受力，所以,B,端所受压力沿杆向斜下方，其反作用力轻杆对横梁弹力,F,沿轻杆延长线方向斜向上方,.,A,B,C,二力轻杆模型：当,轻杆,只有,两端受力,而,平衡,时，则两端受力必定大小相等，方向相反，,且沿轻杆方向。,轻杆处于,平衡状态,，利用,二力平衡条件,，,依据,力产生效果进行受力分析。,第16页,例,3.,如图所表示，小车上固定着一根弯成,角轻杆，杆另一端固定一个质量为,m,小球，试分析以下情况下杆对球弹力大小和方向：小车静止；小车以加速度,a,水平向右加速运动,.,答,:,mg,，竖直向上；,与竖直方向夹角,弹力是“,被动力,”，它由主动力和物体运动状态共同决定，所以弹力有没有和弹力方向判断和弹力大小计算，通常依据物体是平衡态或非平衡态，利用平衡条件或牛顿第二定律（,此法关键是先判断物体加速度方向，再依据牛顿第二定律确定协力方向，最终由受力分析确定弹力方向和大小,）分析。,第17页,例,4.,水平台面上放着一个互成,120,0,角支架,ABC,，质量为,m光滑球放在支架上静止不动，当支架以加速度,a,竖直向下加速运动时，关于球受力分析正确是：,A.,球可能受,3,个力作用,B.,球一定受,3,个力作用,C.,球可能受,2,个力作用,D.,球可能受,1,个力作用,A,B,C,解：支架以加速度,a,向下加速运动，,a,可能小于,g,则球受到重力和,BC,板支持力两个力；,a,也可能大于或等于,g,，则球只受到重力一个力,C D,因为加速度,a,大小不能确定，从而有各种可能，轻易漏选，尤其注意是,AB,对球一直没有作用力,第18页,B C,解,:,金属球刚好放入箱子，什么球与箱子以共同加速度向下运动，先以整体为研究对象，进行受力分析，依据牛顿第二定律得,a,例,5.,在一粗糙斜面上放置一正方形箱子，其内部刚好放入一个质量一定金属球，现在从斜面顶端释放箱子，在其加速下滑过程中，以下关于球对箱子作用力说法正确是,A,球对箱子,a,面有压力,B,球对箱子,b,面有压力,C,球对箱子,c,面有压力,D,球对箱子,d,面有压力,再以金属球为研究对象,a,b,c,d,a,b,c,d,(M+m)g,F,N,a,b,c,d,mg,N,C,a,N,b,动力学两类基本问题之一,依据运动情况求受力情况,在连接体问题中应用,关键是正确进行受力分析和运动分析,第19页,题型三：胡克定律灵活应用,在弹性程度内，由,F=kx,得,F,1,=kx,1,F,2,=kx,2,F,2,F,1,=k(x,2,x,1,),F,=k,x,弹簧弹力改变量与弹簧形变量改变量（,即长度改变量,）成正比,1.,胡克定律推论,2.,确定弹簧状态,对于弹簧问题首先应明确弹簧处于“拉伸”、“压缩”还是“原长”状态，而且确定形变量大小，从而确定弹簧弹力方向和大小。假如只告诉弹簧弹力大小，必须全方面分析问题，可能是拉伸产生，也可能是压缩产生，通常有两个解,假如包括弹簧由拉伸（压缩）形变到压缩（拉伸）形变转化，,利用胡克定律推论,F,k,x,可直接求出弹簧长度改变量,x,大小,，从而确定物体位移，再由运动学公式和动力学公式求相关量。,3.,利用胡克定律推论确定弹簧长度改变和物体位移关系,第20页,例,1,（,07,年广东省惠阳市模拟卷）如图所表示，四个完全相同弹簧都呈竖直，它们上端受到大小都为,F,拉力作用，而下端情况各不相同；,a,中弹簧下端固定在地面上，,b,中弹簧下端受大小也为,F,拉力作用，,c,中弹簧下端拴一质量为,m,物块且在竖直向上运动，,d,中弹簧下端拴一质量为,2m,物块且在竖直方向上运动设弹簧质量为,0,，以,L,1,、,L,2,、,L,3,、,L,4,依次表示,a,、,b,、,c,、,d,四个弹簧伸长量，则以下关系正确有 （）,a,F,b,c,d,F,F,F,F,C D,解：因为,轻,弹簧,没有质量，所以轻弹簧各处弹力大小均相等（,依据牛顿第二定律取任一弹簧元分析，然后再星火燎原拓展到整个弹簧,），等于其一端所受外力大小，而与物体运动状态无关。,第21页,例,2.,（,01,年北京卷,）如图所表示，两根相同轻弹簧,S,1,和,S,2,，劲度系数皆为,k=4102 N,m,悬挂重物质量分别为,m,1,=2kg m,2,=4kg,，取,g=10m,s,2,，则平衡时弹簧,S,1,和,S,2,伸长量分别为,(),A.5cm,、,10cm,B.10cm,、,5cm,C.15cm,、,10cm,D.10cm,、,15cm,S,1,S,2,m,1,m,2,C,利用“整体法”和“隔离法”依据平衡条件结合胡克定律求弹簧伸长量,第22页,例,3,.,（,99,年全国卷,）如图所表示，两木块质量分别为,m,1,和,m,2,，两轻质弹簧劲度系数分别为,k,1,和,k,2,，上面木块压在上面弹簧上（但不拴接），整个系统处于平衡状态现迟缓向上提上面木块，直到它刚离开上面弹簧在这过程中下面木块移动距离为（）,k,1,k,2,m,1,m,2,解,1.m,1,、,m,2,和上面弹簧组成整体处于平衡状态，弹簧,2,弹力,k,2,x,1,=(m,1,+m,2,)g ,当,m,1,被提离弹簧时，弹簧,2,弹力,，,k,2,x,2,=m,2,g ,x=x,2,-x,1,=m,1,g/k,2,联立两式解出木块,m,2,移动距离,A,m,1,g/k,1,B,m,2,g/k,1,C,m,1,g/k,2,D,m,2,g/k,2,C,第23页,解：从初状态到末状态，弹簧,2,均处于压缩状态弹簧,2,弹力从,(m,1,+m,2,)g,减小到,m,2,g,，弹力改变量为,m,1,g,，,依据胡克定律推论,F=k,x,有,m,1,g=k,2,x,故弹簧,2,长度降低许即木块,m,2,移动距离,x=m,1,g/k,2,假如包括弹簧由拉伸（压缩）形变到压缩（拉伸）形变转化，,利用胡克定律推论,F,k,x,可直接求出弹簧长度改变量,x,大小,，从而确定物体位移，再由运动学公式和动力学公式求相关量。,第24页,例,4.,如图所表示，劲度系数为,k,1,轻弹簧两端分别与质量为,m,1m,2,物块,1,、,2,拴接，劲度系数为,k,2,轻弹簧上端与物块,2,拴接，下端压在桌面上（不拴接），整个系统处于平衡状态。现施力将物块,1,缓缦地坚直上提，直到下面那个弹簧下端刚脱离桌面，在此过程中，物块,2,上升距离为多少？物块,1,上升距离为多少？,m,1,1,m,2,2,k,1,k,2,解：对（,m,1,+m,2,）整体分析，原来弹簧压缩（弹力为,（,m,1,+m,2,）,g,）,，,k,2,刚脱离桌面时，则,k,2,为原长，物块,2,上升距离为,x,2,=(m,1,+m,2,)g/k,2,从初状态到末状态，弹簧,1,从压缩状态,(,到伸长状态依据胡克定律,F=k,x,有,m1,g+m,2,g=k,1,x,1,故弹簧,1,长度增加量,x,1,=,（,m,1,+m,2,）,g/k,1,故物块,1,上升距离为,x,1,x,2,=,（,m,1,+m,2,）,g,（,1/k,1,+1,k,2,),用胡克定律增量式时，假如弹簧从压缩（,伸长,）状态到伸长（,压缩,）状态，弹簧弹力改变为二者之和，所对应,x,为弹簧长度增加（,降低,）量,第25页,例,5,如图所表示，劲度系数为,K,2,轻质弹簧，竖直放在桌面上，上面压一质量为,m,物块，劲度系数为,K,1,轻质弹簧竖直地放在物块上面，其下端与物块上表面连接在一起，现想使物块在静止时，下面弹簧弹力变为原来,2,3,，应将上面弹簧上端,A,竖直向上提升多大距离？,m,k,1,k,2,A,解,1:,初状态时弹簧,1,为原长，弹簧,2,对物体支持力为,mg,压缩量为,mg,k,2,。,（,1,）末状态时，弹簧,2,可能是压缩状态，对物体支持力为,2mg,3,，其压缩量为,2mg/3k,2,物体处于平衡状态，弹簧,1,对物体拉力为,mg/3,其伸长量为,mg/3k,1,弹簧,A,端竖直向上提起高度为,mg,k,2,2mg/3k,2,mg/3k,1,=mg/3(1/k,1,+1/k,2,),（,2,）末状态时，弹簧,2,可能是拉伸状态，对物体拉力为,2mg/3,其伸长量为,2mg/3k,2,物体处于平衡状态，弹簧,1,对物体拉力为,5mg/3,，故弹簧,1,伸长了,5mg/3k,1,，所以,A,竖直向上提升距离为,mg,k,2,+2mg/3k,2,5mg/3k,1,=5mg/3(1/k,1,+1/k,2,),第26页,从初状态到末状态，弹簧,2,一直处于压缩状态，弹力从,mg,减小到,2mg/3,，依据胡克定律推论,F=,x,得弹簧,2,长度增加量,解,2:,（,1,）末状态弹簧,2,处于压缩状态,从初状态到末状态，弹簧,1,从原长变为伸长状态，弹力从,0,增大到,mg/3,，依据胡克定律得弹簧,1,长度增加量,弹簧,A,端竖直向上提起高度,（,2,）末状态弹簧,2,处于伸长状态,从初状态到末状态，弹簧,2,从压缩到伸长状态，弹力从,mg,变为到,2mg/3,，依据胡克定律推论,F=,x,得弹簧,2,长度增加量,从初状态到末状态，弹簧,1,从原长到伸长状态，弹力从,0,变为到,5mg/3,，依据胡克定律得弹簧,1,长度增加量,弹簧,A,端竖直向上提起高度,第27页,例,6,如图所表示，斜面上放一物体,M,，用劲度系数为,100N/m,弹簧平行斜面地吊住，使物体在斜面上,P,、,Q,两点间任何位置都能处于平衡状态，若物体与斜面间最大静摩擦力为,7N,，则,P,、,Q,间长度为多少？,P,Q,解：物体,M,在,P,点时，刚好不沿斜面上滑，物体受到沿斜面向下最大静摩擦力；物体,M,在,Q,点时，刚好不沿斜面下滑，物体受到沿斜面向上最大静摩擦力。从,P,到,Q,，弹簧从伸长到压缩，弹力改变,2f,m,=14N,依据胡克定律推论，弹簧缩短长度即,PQ,间长度,第28页,例,7,（,02,年广东高考题,）如图所表示中，,a,、,b,、,c,为三个物块，,M,、,N,为两个轻质弹簧，,R,为跨过光滑定滑轮轻绳，它们连接如图，并处于平衡状态，则（）,A,有可能,N,处于拉伸状态而,M,处于压缩状态,B,有可能,N,处于压缩状态而,M,处于拉伸状态,C,有可能,N,处于原长而,M,处于拉伸状态,D,有可能,N,处于拉伸状态而,M,处于原长,a,N,M,R,b,c,解析：绳,R,对弹簧,N,只能向上拉不能向下压，所以绳,R,受到拉力或处于不受拉力两重状态，弹簧,N,可能处于拉伸或原长状态，而对于弹簧,M,，它所处状态是由弹簧,N,所处状态来决定。当弹簧,N,处于原长时，弹簧,M,一定处于压缩状态；当弹簧,N,处于拉伸时，对物体,a,进行受力分析，由共点力平衡条件可知，弹簧,M,可能处于拉伸、缩短、不伸不缩三种状态，故,A,、,D,选项正确。,A D,第29页,题型四：滑动摩擦力概念了解,（,1,）滑动摩擦力方向,总是与物体“相对运动”方向相反。所谓相对运动方向，即是把与研究对象接触物体作为参考系，研究对象相对该参考系运动方向。当研究对象参加几个运动时，相对运动方向应是相对该参考系合运动方向。,（2,）滑动摩擦力大小,可用,F=F,N,直接计算，公式中,F,N,是指两物体接触面之间正压力，由此可看出它只与接触面间动摩擦因数,及正压力,F,N,相关，而与相对运动速度大小、接触面积大小无关。正压力与物体重力没有直接关系。,依据平衡条件或牛顿第二定律来间接求解。,1.,滑动摩擦力产生条件,（,1,）弹力是产生摩擦力必要条件,（,2,）“相对运动”,是指与,研究对象接触物体作为参考系,，研究对象相对该参考系运动。,2.,滑动摩擦力三要素,第30页,例,1,水平皮带传输装置如图所表示，皮带速度保持不变，物体被轻轻地放在皮带,A,端，开始时物体在皮带上滑动，当它抵达位置,C,后滑动停顿，之后就随皮带一起匀速运动，直至传送到目标地,B,端在传送过程中，物体受到摩擦力（,）,A,在,A,C,段为水平向左滑动摩擦力,B,在,AC,段为水平向右滑动摩擦力,C,在,CB,段不受静摩擦力,D,在,CB,段受水平向右静摩擦力,A,O,1,O,2,B,C,B C,了解滑动摩擦力产生条件“,两个物体速度不一样存在相对运动,”,滑动摩擦力方向,总是与物体“,相对,运动”方向相反。,第31页,例,2,用弹簧秤测定木块,A,和木块,B,间动摩擦因数,，有如图所表示两种装置,A,B,F,T,A,B,F,T,甲,乙,为了用弹簧秤读数表示滑动摩擦力，两种情况中，木块,A,是否一定要做匀速运动？,若木块,A,做匀速运动，图甲中,A,、,B,间摩擦力是否等于拉力,F,T,？,若木块,A,、,B,重力分别为,100N,和,150N,图甲中弹簧秤读数为,60N,（当,A,被拉动时）,F,T,=110N,，求,A,、,B,间动摩擦因数,？,图甲中木块,A,不一定做匀速运动图乙中木块,A,一定做匀速运动,不等于,0.4,滑动摩擦力方向,总是与物体“相对运动”方向相反。,滑动摩擦力大小,“两个相关，两个无关”。,第32页,例,3,（,85,年全国卷,）如图所表示，一根质量为,m,，长为,L,均匀长方体木料放在水平桌面上，木料与水平桌面动摩擦因数为,，现用水平力,F,推木料，当木料经过图示位置时，桌面对它摩擦力等于,F,解析：木料在水平力作用下运动，它与桌面存在着滑动摩擦力，即使木料只有,2/3,在桌面上，不过其重心依然在桌面内。在竖直方向上重力和支持力平衡，木料对桌面压力依然等于,mg,，故摩擦力,f=,mg,。,本题关键是了解滑动摩擦力和重心概念，常见错误,f=2mg/3,滑动摩擦力大小满足,f=,N,。,两个相关，两个无关。,第33页,例,4.,如图，在,0.1,水平面上向右运动物体，质量为,20kg,，在运动过程中，还受到一个水平向左大小为,10N,拉力作用，则物体受到滑动摩擦力为,(g,10m,s,2,)(,),A.10N,，向右,B.10N,，向左,C.20N,，向右,D.20N,，向左,D,F,滑动摩擦力大小满足,f=,N,。,两个相关，两个无关。,第34页,例,5,（,06,年全国卷,）如图所表示，位于水平桌面上物块,P,，由跨过定滑轮轻绳与物块,Q,相连，定滑轮到,P,和到,Q,两段绳都是水平。已知,Q,与,P,之间以及,P,与桌面之间动摩擦因数都是,，两物块质量都是,m,，滑轮质 量、滑轮轴上摩擦都不计，若用一水平向右力,F,拉,P,使它做匀速运动，则,F,大小为（）,F,Q,P,解析：选整体为研究对象，有,F=2T+2,mg,选,Q,为研究对象，有,T=,mg,，所以有,F=4,mg,。所以选项,A,正确,第35页,例,6.,如图所表示，用跟水平方向成,角推力,F推重量为,G,木块沿天花板向右匀速运动，木块和天花板间动摩擦因数为,，求木块所受摩擦力大小。,解：由竖直方向协力为零可得,N=Fsin-G,，所以有：,由水平方向协力为零可得,f=(Fsin-G),f=Fcos ,了解求滑动摩擦力大小两种路径。,F,G,F,F,1,F,2,f,N,第36页,例,7,如图所表示，质量为,m,物体放在水平放置钢板,C,上，与钢板动摩擦原因为,。因为受到相对于地面静止光滑导槽,A,、,B,控制，物体只能沿水平导槽运动。现使钢板以速度,v,1,向右匀速运动，同时用力,F,拉动物体（方向沿导槽方向）使物体以速度,v,2,沿导槽匀速运动，求拉力,F,大小。,v,1,v,2,C,A,B,解析：物体相对钢板含有向左速度分量,v,1,和侧向速度分量,v,2,，故相对钢板合速度,v,方向如图所表示，滑动摩擦力方向与,v,方向相反。,依据平衡条件可得,:,V,1,V,2,F,f,V,从上式能够看出：钢板速度,v,1,越大，拉力,F,越小。,滑动摩擦力方向,与物体相对于,钢板,合运动方向相反。物体只受钢板对它一个滑动摩擦力作用。,第37页,例,8.,如图所表示，在倾角,=30,粗糙斜面上放一重量为,G,物体，物体能保持静止。现在用与斜面底边平行力,F=G/2,推物体，物体恰能做匀速直线运动，则物体与斜面之间动摩擦因数是多少？,m,F,解：将物体受到重力分解为平行于斜面向下分力,Gsin30,0,和垂直于斜面向下分力,Gcos30,0,。物体在垂直于斜面方向，重力垂直于斜面向下分力,Gcos30,0,和斜面对物体支持力平衡，如左图所表示；在斜面上，物体在推力、重力平行于斜面向下分力,Gsin30,0,和滑动摩擦力三个力作用下，沿斜面斜下方向作匀速直线运动，这三个力合外力为零。如右图所表示。,N,Gcos,30,0,Gsin,30,0,F,f,物体只受到一个与其运动方向相反（沿斜面斜上方向）滑动摩擦力作用。,物体与斜面之间滑动摩擦因数,第38页,例,9,两倾斜滑杆上分别套,A,、,B,两圆环，两环上分别用细线悬吊着两物体，如图所表示。当它们都沿滑杆向下滑动时，,A,悬线与杆垂直，,B,悬线竖直向下，则（,）,A,A,环与杆无摩擦力,B,B,环与杆无摩擦力,C,A,环作是匀速运动,D,B,环作是匀速运动,A D,A,“整体法”和“隔离法”相结合，依据运动状态结合平衡条件或牛顿第二定律进行受力分析。,整体,B:,张力和重力都在竖直方向，故其水平方向加速度为零，所以整体加速度一定为零，不然就会存在水平方向加速度分量。整体统一定在做匀速运动。所以,B,环与杆一定存在着滑动摩擦力。,A,A:,B,B,第39页,摩擦力方向,（,1,）跟接触面相切，,（,2,）跟弹力方向垂直,，（,3,）跟相对运动趋势方向相反，,而与物体运动方向可能相同、相反、垂直或成某一角度，所以摩擦力可能是动力，也可能是阻力。所以摩擦力对物体可能做正功，也可能做负功，还可能不做功。,题型五：静摩擦力概念了解,1.,静摩擦力产生条件,（,1,）弹力是产生摩擦力必要条件,（,2,）“相对运动趋势”是以,对研究对象施加摩擦力作用物体为参考系,来研究。研究对象运动趋势方向常利用“假设法”，化“静”为“动”，即假设接触面光滑，看研究对象是否会发生相对滑动（相对运动趋势），从而判断有没有相对运动趋势，从而确定有没有静摩擦力而且确定静摩擦力方向，这种方法适合用于物体受力较少情况,2.,静摩擦力三要素,静摩擦力大小,能够在零到最大静摩擦力之间改变。静摩擦力是“,被动力,”，它由主动力和物体运动状态共同决定，只能结合运动状态依据平衡条件或动力学规律求解,第40页,（,2,）依据物体运动状态来分析静摩擦力有没有，判断其方向、计算其大小。这是最基本也是最有效方法。,若物体处于平衡状态，分析沿接触面其它力（除静摩擦力）协力，若协力为零，则静摩擦力不存在，若协力不为零，一定存在静摩擦力，且静摩擦力大小等于协力，方向与协力方向相反。,静摩擦力是“,被动力,”，它由主动力和物体运动状态共同决定，所以静摩擦力有没有、方向判断和大小计算，通常依据物体是平衡态或非平衡态，利用平衡条件或牛顿第二定律（,此法关键是先判断物体加速度方向，再依据牛顿第二定律确定协力方向，最终由受力分析确定摩擦力力方向和大小,分析。,3.,静摩擦力研究方法,（,1,）结合“假设法”依据相对运动趋势判断静摩擦力有没有,并确定静摩擦力方向。,若物体处于非平衡状态，则利用牛顿第二定律来判断静摩擦力有没有、方向及大小。,第41页,A,D,B,C,主动轮,从动轮,v,例,1,如图为皮带传动装置，正常运转时方向如图所表示，当机器正常运转时，关于主动轮上,A,点、与主动轮接触皮带上,B,点、与从动轮接触皮带上,C,点及从动轮上,D,点，这四点摩擦力方向描述，正确是,（）,A.A,点受到摩擦力沿顺时针方向,B.B,点受到摩擦力沿顺时针方向,C.C,点受到摩擦力沿逆时针方向,D.D,点受到摩擦力沿逆时针方向,A D,解析：因为主动轮是由动力机器提供动力转动，而从动轮是由皮带带动而转动假设皮带光滑，则主动轮转，皮带不动，或皮带动，从动轮不转，由此可知主动轮是经过摩擦力带动皮带，皮带妨碍主动轮转动；皮带靠摩擦力带动从动轮，从动轮妨碍皮带转动,结合“假设法”依据力产生条件分析静摩擦力方向。,第42页,例,2,（,05,年上海卷,）,.,对如图所表示皮带传动装置，以下说法中正确是（）,A,A,轮带动,B,轮逆时针方向旋转,B,B,轮带动,A,轮逆时针方向旋转,C,C,轮带动,D,轮顺时针方向旋转,D,D,轮带动,C,轮顺时针方向旋转,A,C,B,D,B D,第43页,例,3,（,95,年全国卷,）一木块放在水平桌面上在水平方向共受到,F,1,、,F,2,和摩擦力三个力作用，木块处于静止状态，其中，,F,1,=10N,，,F,2,=2N,，若撤去力,F,1,，则木块在水平方向受到协力为 （）,A.10N,，方向向左,B.6N,，方向向右,C.2N,，方向向左,D.0,F,2,=2N,F,1,=10N,解：原来物块受到静摩擦力为,8N,，小于等于最大静摩擦力，若撤去力,F1,，外力等于,2N,，所以此时依然静止，静摩擦力为,2N,，则木块在水平方向受到协力为,0,。,D,结合平衡条件依据力产生效果分析静摩擦力大小和方向,第44页,例,4.,如图,1,所表示，质量为,m,，横截面为直角三角形物块,ABC,，,C=,，,AB,边靠在竖直墙面上，,F,是垂直于斜面,BC,推力，现物块静止不动，则摩擦力大小为多大？,解析：物块,ABC,受到重力、墙支持力、摩擦力及推力四个力作用而平衡，由平衡条件不难得出静摩擦力大小为,A,C,B,F,结合平衡条件依据力产生效果分析静摩擦力大小和方向,第45页,例,5,如图所表示，位于斜面上物块在沿斜面向上力,F,作用下，处于静止状态，则斜面作用于物块静摩擦力情况是,(,),A.,方向可能沿斜面上,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,m,F,解：,(1),当,F,mgsin,时，物体有沿斜面向上相对运动趋势，物体所受静摩擦力方向沿斜面向下。,(2)当,F,mgsin,时，物体相对斜面没有运动趋势，物块所受静摩擦力为零。,(3),当,F,mgsin,时，物体有沿斜面向下相对运动趋势，物体所受静摩擦力方向沿斜面向上。,(4),当物体受到静摩擦力方向沿斜面向上时，大小可能等于,F,。,A B C D,结合平衡条件依据力产生效果分析静摩擦力大小和方向,第46页,例,6,（,04,年上海卷,）物体,B,放在物体,A,上，,A,、,B,、上下表面均与斜面平行，当二者以相同初速度靠惯性沿光滑固定斜面,C,向上做匀减速运动时（）,A,A,受到,B,摩擦力沿斜面方向向上,B,A,受到,B,摩擦力沿斜面方向向下,C,A,、,B,之间摩擦力为零,D,A,、B,之间是否存在摩擦力取决于,A,、,B,表面性质,解,:,斜面光滑，,A,、,B,以相同速度靠惯性向上运动，以,A,、,B,所组成系统为对象，则系统加速度,a=gsin,，方向沿斜面向下，令,A,对,B,摩擦力为,f,，则对,B,：,m,B,gsin,+f=m,B,a,，将,a=gsin,代入有,f=0,。,A,B,C,C,利用牛顿第二定律，依据力产生效果分析静摩擦力大小和方向。,先判断物体加速度方向，再依据牛顿第二定律确定协力方向，最终由受力分析确定摩擦力力方向和大小。,第47页,例,7,（,02,年辽宁卷,）如图所表示，物体,A,、,B,和,C,叠放在水平桌面上，水平力为,F,b,=5N,和,F,c,=10N,分别作用于物体,B,和,C,上，,A,、,B,和,C,仍保持静止。以,f,1,、,f,2,、,f,3,分别表示,A,与,B,、,B,与,C,、,C,与桌面之间摩擦力大小，则,(),A.f,1,=5N f,2,=0 f,3,=5N,B.f,1,=5N f,2,=5N f,3,=0,C.f,1,=0 f,2,=5N f,3,=5N,D.f,1,=0 f,2,=10N f,3,=5N,解析：与物体放在水平地面上受力情况相同,f,1,=0,对,AB,：受力分析,对,ABC,：受力分析,C,B,C,A,F,b,=5N,F,c,=10N,B,F,b,=5N,A,f,2,=5N,BC,A,F,b,=5N,F,c,=10N,f,3,=5N,整体法和隔离法相结合，结合平衡条件依据力产生效果分析静摩擦力大小和方向,第48页,例,8,一质量为,m,木块，放在倾角为,传送带上，随带一起向下做匀加速运动，加速度为,a,，试求物体所按摩擦力,F,f,m,解：设物体受到传送带摩擦力为,F,f,沿斜面向下，依据牛顿第二定律,mgsin+F,f,=ma,讨论,（,1,）传送带加速度,a=gsin,，,可得,F,f,=0,，,物体不受摩擦力作用；,（,2,）若传送带加速度,agsin,，,可得,F,f,=ma-mgsingsin,，,可得,F,f,=ma-mgsin0,物体受到摩擦力沿斜面向下，大小为,ma-mgsin,。,利用牛顿第二定律，依据力产生效果分析静摩擦力大小和方向。,第49页,例,9,（,08,年广东省重点中学月考卷,）如图所表示，在绕竖直轴匀速转动水平圆盘盘面上，离轴心,r=20cm,处放置一小物块,A,，其质量为,m,2kg,，,A,与盘面间相互作用静摩擦力最大值为其重力,0,5,倍，试求（,1,）当圆盘转动角速度,2rad/s,时，物块与圆盘间摩擦力大小和方向。（,2,）欲使,A,与盘面间不发生相对滑动，圆盘转动最大角速度。（取,g=10m/s,2,）,A,解：（,1,）当圆盘转动角速度为,2rad/s,时，依据牛顿第二定律，物块与圆盘间摩擦力,（,2,）欲使,A,与转盘不发生相对滑动，物体与转盘,之间摩擦力小于最大静摩擦力，即,所以欲使,A,与盘面间不发生相对滑动，则圆盘转动最大角速度为,5rad/s,利用牛顿第二定律，依据力产生效果分析静摩擦力大小和方向。,物块做匀速圆周运动，加速度指向圆心；物块所受合外力为圆盘对它静摩擦力；依据牛顿第二定律，静摩擦力方向指向圆心，提供向心力。,第50页,例,10,（,06,年北京卷,）木块,A,、,B,分别重,50 N,和,60 N,，它们与水平地面之间动摩擦因数均为,0,25,，一弹簧（压缩量,2cm,）被夹在,A,、,B,之间，,A,、,B,静止不动。现用,F=1 N,水平拉力作用在木块,B,上如图所表