相互作用牛顿运动定律复习导学案.doc

相互作用 牛顿运动定律复习学案
力、力学中常见的三种力
基础知识
一、力
1、定义：
说明：定义中的物体是指施力物体和受力物体，定义中的作用是指作用力与反作用力。
2、力的性质
①力的物质性：力不能离开物体单独存在。
②力的相互性：力的作用是相互的。大小，用弹簧秤来测量。
③力的矢量性：力是矢量，既有大小也有方向。
④力的独立性：一个力作用于物体上产生的效果与这个物体是否同时受其它力作用无关。
⑤力的瞬时性：作用力和反作用力是同时产生，同时消失。
3、力的分类
①按性质分类：重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力、核力等
②按效果分类：拉力、压力、支持力、动力、阻力、浮力、向心力、回复力等
③按研究对象分类：内力和外力。
④按作用方式分类：重力、电场力、磁场力等为场力，即非接触力，弹力、摩擦力为接触力。
说明：性质不同的力可能有相同的效果，效果不同的力也可能是性质相同的。
4、力的作用效果：
5、力的三要素是： ．
6、力的图示：用一根带箭头的线段表示力的三要素的方法：图示和示意图。
7、力的单位：是牛顿，使质量为1千克的物体产生1米／秒2加速度力的大小为 1牛顿．
二、重力
1、产生：
说明：重力是由于地球的吸引而产生的力，但它并不就等于地球时物体的引力．重力是地球对物体的万有引力的一个分力，另一个分力提供物体随地球旋转所需的向心力。由于物体随地球自转所需向心力很小，所以计算时一般可近似地认为物体重力的大小等于地球对物体的引力。
2、大小： 说明：g为当地的重力加速度 g＝ m/s2，且随纬度和离地面的高度而变。赤道上最小，两极最大；离地面越高，g越小。）
3、方向： （说明：不可理解为跟支承面垂直或垂直向下）．
4、作用点：物体的重心．
5、重心：重心是物体各部分所受重力合力的作用点．
两点说明：（l）重心可以不在物体上．物体的重心与 都有关系。
（2）有规则几何形状、质量均匀的物体，其重心在它的几何中心．质量分布不均匀的物体，其重心随物体的形状和质量分布的不同而不同。
6、拓展：①重力与重量间的关系。
②重心的确定：悬挂法和计算法；
【例1】关于重力的说法正确的是（ ）
A．重力就是地球对物体的吸引力 B．只有静止的物体才受到重力
C．同一物体在地球无论向上或向下运动都受重力 D．重力是由于物体受到地球的吸引而产生的。
【例2】关于重力的说法正确的是（ ）
A．物体重力的大小与物体的运动状态有关，当物体处于超重状态时重力大，当物体处于失重状态时，物体的重力小。
B．重力的方向跟支承面垂直 C．重力的作用点是物体的重心 D．重力的方向是垂直向下
三、弹力
1、定义：
2、产生条件：
3、方向：①物——物：压力、支持力的方向总是 （若是曲面则垂直过接触点的切面）指向被压或被支持的物体。
② 绳的拉力方向总是 。
③ 杆一端受的弹力方向不一定沿杆的方向。
4、大小：①弹簧在弹性限度内，遵从胡克定律力F=kX。
②一根张紧的轻绳上的拉力大小处处相等。
③非弹簧类的弹力是形变量越大，弹力越大，一般应根据物体的运动状态，利用平衡条件或牛顿定律来计算。

5、拓展：弹力有无的判断——假设法；
【例1】下列说法正确的是（ ）
A．木块放在桌面上受到一个向上的弹力，这是由于木块发生微小形变而产生的。
B．拿一根细竹杆拨动水中的木头，木头受到竹杆的弹力，这是由于木头发生形变而产生的。
C．绳对物体的拉力的方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向。
D．挂在电线下面的电灯受到向上的拉力，是因为电线发生微小的形变而产生的。
C
D
乙甲甲
A
B
甲
丙
【例2】如图所示中的球和棒均光滑，试分析它们受到的弹力。说明：分析弹力：找接触面（或接触点）→判断是否有挤压（假设法）→判断弹力的方向
╰
α
【例3】如图所示，小车上固定着一根弯成α角的轻杆，杆的另一端固定一个质量为m的小球，
试分析下列情况下杆对球的弹力的大小和方向：①小车静止；②小车以加速度a水平向右加速
运动.③小车以加速度a水平向左加速运动？

【例6】如图，两木块的的质量分别是m1和 m2，两轻弹簧的劲度系数分别为k1和k2，上面的木块压上面的弹簧上，整个系处于平衡状态，现缓慢向上提上面的木块直到它刚离开上面的弹簧，在这个过程中，下面的木块移动的距离为：（ ）

四、摩擦力
1、定义： 。
2、产生条件：① ；② ；③ ；④ 。
说明：四个条件缺一不可，特别要注意“相对”的理解.
3、摩擦力的方向： 。
4、大小： ① 静摩擦力的大小：静摩擦力的大小与相对运动趋势的强弱有关，趋势越强，静摩擦力越大，但不能超过最大静摩擦力，即0的意义： ；
说明：滑动摩擦力的大小与接触面的大小、物体运动的速度和加速度无关，只由动摩擦因数和正压力两个因素决定，而动摩擦因数由两接触面材料的性质和粗糙程度有关．
5、拓展：① 摩擦力与物体运动的关系: a 摩擦力的方向总是与物体间相对运动(或相对运动的趋势)的方向相反; 而不一定与物体的运动方向相反。
b 摩擦力不一定是阻力，也可以是动力；
c 摩擦力总是阻碍物体间的相对运动的。而不一定是阻碍物体的运动的。
d 受静摩擦力的物体不一定静止，但一定保持相对静止。
e 滑动摩擦力的方向不一定与运动方向相反，但一定与相对运动的方向相反。
f 方向：可与物体的运动方向相同，也可相反或者垂直和成任意角度。
6、摩擦力有无的判断： .
【例1】关于静摩擦力的说法，下列正确的是（ ）
A．静摩擦力的方向是于物体的相对运动趋势方向相反； B．静摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反；
C．静摩擦力的大小可以用公式直接计算； D．正压力越大，静摩擦力越大。
【例2】如图所示，在的水平面上向右运动的物体，质量为20kg，在运动过程中，还受到一个水平向左大小为10N的拉力作用，则物体受到滑动摩擦力为：（g = 10N / kg）
A．10N，向右； B．10N，向左；
C．20N，向右； D．20N，向左。
【例3】如图13所示，用力F把铁块压紧在竖直墙上不动，那么，当F增大时（设铁块对墙的压力为N，物体受墙的摩擦力为f）下列说法正确的是：（ ）
A．N增大，f不变；
B．N增大，f增大；
C．N变小，f不变；
D．关于N和f的变化，以上说法都不对。
【例4】水平桌面上一重200牛的物体，与桌面间的滑动摩擦系数为0.2，当依次用15N，30N，80N的水平拉力拉此物体时，物体受到的摩擦力依次为：（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）（ ）
A．15N，30N，40N； B．0N，15N，15N；
C．0N，20N，40N； D．15N，40N，40N。
力的合成与分解
一．合力与分力
1、一个力如果它产生的效果跟几个力共同作用所产生的效果相同，这个力就叫做那几个力的合力，那几个力就叫做这个力的分力．
2、合力与它的分力是力的效果上的一种 关系。
3、合力与分力之间满足的关系：满足 关系。
二．方法：
1、平行四边形法则、解三角形(主要是直角三角形)、公式法、正交分解法
2、运算法则：
（1）平行四边形法则：求两个互成角度的共点力F1，F2的合力，可以把F1，F2的线段作为邻边作平行四边形，它的对角线即表示合力的大小和方向；
（2）三角形法则：求两个互成角度的共点力F1，F2的合力，可以把F1，F2首尾相接地画出来，把F1，F2的另外两端连接起来，则此连线就表示合力F的大小和方向；
（3）共点的两个力F1，F2的合力F的大小，与它们的夹角θ有关，θ越大，合力越小；θ越小，合力越大，即： ；
合力可能比分力大，也可能比分力小，F1与F2同向时合力最大，F1与F2反向时合力最小，合力大小的取值范围是
三．力的分解计算
力的分解是力的合成的逆运算，同样遵守平行四边形法则，两个分力的合力是唯一确定的，而一个已知力可以分解为大小、方向不同的分力，即一个力的两个分力不是唯一的，要确定一个力的两个分力，应根据具体条件进行。
1、 按力产生的效果进行分解
2、 按问题的需要进行分解
具体问题的条件有：
①已确定两个分力的大小，可求得分力的方向。
②已确定两个分力的方向，可求得分力的大小。
③已确定一个分力的大小和方向，可求得另一个分力的大小和方向。
④已确定一个分力的大小和另一个分力的方向，可求得一个分力的大小和另一个分力的方向。
四、正交分解法与三角形定则：
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.
【例1】两个共点力的合力最大为15N，最小为5N，则这两个力的大小分别为 N和 N 。
【例2】如图所示，物体受到互相垂直的两个力F1、F2的作用，若两力大小分别为5N、5N，求这两个力的合力．

【例3】两个力的合力与这两个力的关系，下列说法中正确的是：（ ）
A、 合力比这两个力都大
B、 合力至少比两个力中较小的力大
C、 合力可能比这两个力都小
D、 合力可能比这两个力都大
【例4】如图（甲），半圆形支架BAO，两细绳OA与OB结于圆心O，
下悬重为G的物体，使OA绳固定不动，在将OB绳的B端沿半圆支
架从水平位置逐渐移至竖直的位置C的过程中，分析OA绳与OB绳
所受力的大小如何变化？

【例5】两根长度相等的轻绳，下端悬挂一质量为m的物体，上端分别固定于天花板上的
A、B两点，已知两绳所能经受的最大拉力均为FT，则每根轻绳的长度不得短于多少？

【例6】质量为2 kg的物体放在水平地板上，用一轻弹簧水平拉该物体，当物体刚开始运动时，弹簧伸长了3 cm，当拉着物体前进时，弹簧伸长2 cm，已知弹簧的劲度系数为k= 200 N/m（g=10 N/kg），求：
（1）物体所受的最大静摩擦力为多少?
（2）物体和地板间的动摩擦因数
课后练习
1、一根弹簧在弹性限度内，对其施加30N的拉时，其长为20cm，对其施30N压力时，其长为14cm，则该弹簧自然长度为 cm，其劲度系数为 N/m。
3、物体与竖直墙壁的滑动摩擦系数为，物体的质量为，当物体沿着墙壁自由下落时，物体受到的摩擦力为 。

4、如图所示，在水平桌面上放两物体，已知A、B两物体与地面的最大静摩擦力分别为8N和4N，若一水平力F = 6N作用于A物体时，此时A对B的作用力大小为 N，当水平力作用于B时，则A对B的作用力为 N。

5.氢气球重10N，空气对它的浮力为16N，用绳栓住。由于受水平风力作用，绳子与竖直方向成30°角，则绳子的拉力是 N，水平风力大小是 N。
6.将一个大小为25N的力分解成两个分力，其中一个分力的大小是20N，则另一个分力的最小值是 N；最大值是 N。如果另一个分力的方向跟合力成53°角，则它的大小可能是 N。
7.在做“互成角度的两个力的合成”的实验时，需要的器材有：方木板、白纸、细绳套两个，三角板、刻度尺、图钉几个，还需要 。
8.在做上述实验时，在水平放置的木板上垫上一张白纸，把橡皮条的一端固定在板上，另一端结两个细绳套，通过细绳用两个互成角度的弹簧秤拉橡皮条，使结点移到某一位置O，此时需记下：① ② ③ 。然后用一个弹簧秤把橡皮条拉长，使结点到达 再记下 和 。
第四章牛顿运动定律
1．牛顿第一定律：
（1）内容：一切物体总保持____状态或______状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止．
2．惯性
(1)定义：物体具有保持原来_______ 状态或_____状态的性质，叫做惯性．
(2)惯性的性质：惯性是一切物体都具有的性质，是物体的_______ ，与物体的运动情况和受力情况无关．
(3)惯性的量度：_______ 是惯性大小的唯一量度．
(4)意义：明确了力的概念，指出了 是物体运动状态改变的原因，即 是产生加速度的原因。
2. 牛顿第二定律
(1)内容：物体 与所受 成正比，与物体的 成反比，加速度的方向与 相同．
(2)公式：
(3)物理意义： 反映物体运动的加速度大小、方向与所受合外力的关系，且这种关系是 ．合力为零，a＝ ；合外力增大，a ；合外力减小，a 。
(4)适用范围：①牛顿第二定律只适用于惯性参考系(相对地面 或 的参考系)．
②牛顿第二定律只适用于 物体(相对于分子、原子)、 运动(远小于光速)的情况，不适用于 (接近光速)运动的微观粒子．
3. 牛顿第三定律：
(1)内容：两个物体之间的作用力和反作用力总是________、___________、作用在_________________．
(2)表达式：F 反＝－F.
(3)牛顿第三定律的适用性：不仅适用于静止的物体之间，也适用于相对运动的物体之间，这种关系与作用力的性质、物体质量的大小、作用方式、物体的运动状态及参考系的选择均
无关．
2．区分一对作用力和反作用力与一对平衡力
比较
项目
一对平衡力
一对作用力与反作用力
不同点
两个力作用在______物体上
两个力分别作用在__________物体上
可以求合力，且合力一定为零
不可以求合力
两个力的性质________相同
两个力的性质_______相同
两个力共同作用的效果是使物体
平衡，物体一定处于平衡状态
两个力的效果分别表现在相互作用的两
个物体上，两物体不一定处于平衡状态
一个力的产生、变化、消失不一
定影响另一个力
两个力一定同时产生、同时变化、同时
消失
共同点
大小___________，方向__________，作用在一条直线上
4. 超重和失重
（1）超重和失重的定义
超重：物体对支持物的压力(或对悬绳的拉力)_______物体所受重力的现象．
失重：物体对支持物的压力(或对悬绳的拉力)_______物体所受重力的现象．
完全失重：物体对支持物的压力(或对悬绳的拉力)_______物体所受重力的现象．
（2）发生超重或失重现象的条件
发生超重现象的条件：具有向_____的加速度．如物体向上做______运动或向下做_____运动．
发生失重现象的条件：具有向_____的加速度．如物体向上做______运动或向下做_____运动．
针对训练：
θ
3． 物体静止在一斜面上，如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A．物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对平衡力
B．物体对斜面的摩擦力和斜面对物体的摩擦力是一对作用力和反作用力
C．物体所受重力和斜面对物体的作用力是一对作用力和反作用力
D．物体所受的重力可以分解为沿斜面向下的力和对斜面的压力
4．如图所示，质量为 m 的小球被水平绳 AO和与竖直方向成θ角的轻弹簧系着处于静止状态，现用火将绳AO 烧断，在绳 AO 烧断的瞬间，下列说法正确的是（ ）
A．弹簧的拉力F＝ mg/cosθ B．弹簧的拉力F＝mgsin θ
C．小球的加速度为零 D．小球的加速度a＝gsin θ

5．如图 3－3－2 所示，质量为 0.5 kg 的物体在与水平面成30°角的拉力F作用下，沿水平桌面向右做直线运动，经过0.5 m的距离速度由 0.6 m/s 变为 0.4 m/s，已知物体与桌面间的动摩擦因数μ＝0.1，求作用力 F 的大小．( g＝10 m/s2)

能力提高：
2．下列哪些说法是正确的（
A．体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态
B．蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态
C．举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态
D．游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态

3．放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物块速度v与时间t的关系如图所示。取重力加速度g＝10 m/s2。由此两图线可以求得物块的质量m和物块与地面之间的动摩擦因数m分别为
A．m＝0.5 kg，m＝0.4 B．m＝1.5 kg，m＝2/15
C．m＝0.5 kg，m＝0.2 D．m＝1 kg，m＝0.2

t/s
F/N
0
1
2
3
2
4
6
8
t/s
v/m·s－1
0
2
4
2
4
6
8

4．如图所示，A、B质量均为m，中间有一轻质弹簧相连，A用绳悬于O点，当突然剪断OA绳时，关于A物体的加速度，下列说法正确的是(　 　)
A．0 B．g
C．2g D．无法确定

8．某同学设计了一个探究加速度 a 与物体所受合力 F 及质量 m 关系的实验，图（甲）为实验装置简图．(交流电的频率为 50 Hz，打点时间间隔为0.02 秒)
(1) 图(乙)为实验中打出的一条纸带的一部分，纸带上标出了连续的3个计数点，依次为B、C、D，相邻计数点之间还有4个计数点没有标出．打点计时器接在频率为50 Hz的交流电源上．打点计时器打C点时，小车的速度为______ m/s，运动过程中小车的加速度为_______；

(2)保持砂和砂桶质量不变，改变小车质量 m，分别得到小车加速度 a 与质量 m 及对应的数据，如何利用这些数据才能比较直观地确定小车加速度 a 与质量 m 之间的关系呢？

(3)保持小车质量不变，改变砂和砂桶质量，甲、乙两位同学根据实验数据分别作出了加速度 a 随合力 F 的变化图线如图3－4－8 所示．图 3－4－8 甲中的图线上部出现了弯曲偏离了原来的直线，其主要原因是_______．图 3－4－6 乙中的图线不通过原点，其主要原是____________________________________.

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