2.力的作用效果是①_________________________ ;②____________________。 3.力的三要素 : ______、______、______。力是______(矢、标)量.
4.力的分类 : (1)按力的性质分为______、________、_________。 (2)按力的效果分为_________________________________。
注意:(a)效果不同的力,性质可以相同:例如,压力、支持力、拉力都是__;(b)性质不同的力,效果可以相同:例如自由下落的物体,重力是使其加速运动的动力;用绳拉着物体竖直上升,__是动力,重力是__(“动”或“阻”)力;被传送带运输到高处的物体,摩擦力是__(“动”或“阻”)力. 5.作用力与反作用力:
它们作用在____个物体上,大小_______,方向_______,合力为 ________。 6.力的图示:
例1:下列说法中正确的是( )
A.甲用力把乙推倒,说明甲推乙的力大于乙推甲的力 B.作用力和它的反作用力是作用在同一个物体上的 C. 地球对重物的作用力大于重物对地球的作用力
D. 两个物体静止时,作用力和反作用力的大小才相等 E. 作用力和反作用力同时产生,同时消失
例2:一物体静止在水平桌面上,下列说法正确的是( ) A .物体所受的重力和桌面对它的支持力是一对作用力与反作用力
B.物体对桌面的压力就是重力,这两个力实际上是一个力 C.物体所受重力的反作用力作用在桌面上
D.水平桌面对物体支持力的大小等于物体的重力,这两个力是一对作用力与反作用力 二.重力
1.重力的产生:由于地球(星球)对物体的吸引而产生.其施力物体是______. 2.大小:G=_____,测量工具:________。方向:____________。
3. 重心:物体所受重力的作用点叫物体的________,一个物体有_______ 个重心;
重心________(一定,不一定)在物体上;对________、____________的物体,其重心在几何中心. 不规则物体重心的确定方法 —— 悬挂法:薄板形物体的重心,可用悬挂法确定(如图2-1所示)
例1:关于地球上的物体,下列说法中正确的是( )
A.物体只有静止时才受到重力作用 B.物体只有落向地面时才受到重力作用 C.物体落向地面时比物体上抛时所受的重力大
D.物体所受重力的大小与物体的质量有关,与物体是否运动及怎样运动无关
例2:如图2-2所示,一饮料杯装满水,杯的底部有一小孔,在水从小孔不断流出的过程中, 杯连同杯中水的共同重心将( )
A.一直下降 B.一直上升 C.先升后降 D.先降后升 三.弹力
1、弹力定义:发生形变的物体,由于要 恢复原状 ,会对 跟它接触 的物体产生力的作用,这种力叫弹力。 2、弹力产生的条件:① 物体间直接接触 ② 物体发生形变。
3、弹力的方向:弹力的方向总与施力物体的形变方向 相反 ,总与受力物体的形变方向 相同 。
压力或支持力的方向总是 垂直 于接触面而 指向 被压或被支持的物体;绳的拉力的方向总是 沿绳 而指向 绳收缩 的方向。
图 2-1
图
2-2
系式为 F=Kx ,或中k为弹簧的劲度系数。
常见弹力的方向总结
4:画出下列各图中物体所受的重力和弹力:
5:某弹簧在10牛的拉力作用下长18厘米,在5牛的压力作用下长15厘米,则弹簧的 原长和劲度系数为多少?
6:如图3-1所示,用细线将A物体悬挂在顶板上。B物体放在水平地面上。
A、 B间有一根处于压缩状态的轻弹簧,此时弹簧的弹力为2N。已知A、B两
物体的质量分别是0.3kg和0.4kg。重力加速度为10m/s。则细线的拉力 及B对地面的压力的值分别是( )
A.7N和0N B.5N和2N C.1N和6N D.2N和5N
2
3-1
A.5 N, 0
8:如图
3-3
所示,两根相同的轻弹簧
B.0, 1 N
D.5 N, 5 N
C.5 N, 10N
图 3-2
S1
、
S2
,劲度系数皆为
k4102N/m
.
悬挂的重物的质量分别为
m12kg和m24kg.若不计弹簧质量,取
g10m/s2,则平衡时弹簧S1、S2的伸长量分别为( )
A.5cm、10cm B.10cm、5cm C.15cm、10cm D.10cm、15cm
9:如图3-4所示,上下两弹簧的劲度系数分别为k1和k2,两物本来静止, 当去掉m2后,m1将升高_______。 四 摩擦力
5、滑动摩擦力:一个物体在另一个物体表面上 相对滑动 的时候,要受到另一个物体阻碍它相对滑动 的力,这种力叫做滑动摩擦力。
(1)滑动摩擦力产生的条件
①接触面 粗糙 ;②两物体相互 接触 且存在 弹力 ;③两物体间有 相对运动 。 (2)滑动摩擦力的方向。
总是沿着 接触面切线方向 ,且与 相对运动 的方向相反
(3)滑动摩擦力跟 压力 成正比,也就是跟一个物体对另一个物体表面的垂直作用力成正比。 fu
u为动摩擦因数,取决于两物体的 材料 和接触面的 粗糙程度 与接触面的面积 无关 。
6、静摩擦力:当一个物体在另一个物体的表面上有 相对运动趋势 时,所受到的另一个物体对它的阻碍作用,叫静摩擦力。
(1)静摩擦力产生的条件
①接触面 粗糙 ;②两物体 接触 且存在 弹力 ;③两物体间有 相对运动趋势 (2)静摩擦力的方向。
沿着 接触面的切线方向 跟物体 相对运动趋势 的方向相反。
(3)静摩擦力的大小随着外力的增大而 变化 ,当外力增大到使物体处于将动未动的状态时,静摩擦力达到 最大值 ,故静摩擦力随着外力的变化而在 0≤f ≤fm 的范围内变化,最大静摩擦力与压力成正比。
注意:(1)静摩擦力的大小随着运动趋势强弱变化而在0~Fm (最大静摩擦力)之间变化.跟相对运动趋势强弱程度有关,但跟接触面相互挤压力FN无直接关系.
(2)最大静摩擦力略大于滑动摩擦力,在中学阶段讨论问题时,如无特殊说明,可认为它们数值相等. 4.方向:根据摩擦力总是________物体的相对运动或相对运动趋势来判断.
m1
图 3-3
图 3-4
注意:关于摩擦力理解的“7个”误区
1.认为“摩擦力一定和物体运动方向相反”
滑动摩擦力方向与相对运动方向相反,静摩擦力方向与相对运动趋势方向相反,而不一定与物体的实际运动方向相反。 2.认为“静止的物体只能受到静摩擦力,运动物体只能受到滑动摩擦力”
摩擦力发生在相互接触并挤压的两个接触表面不光滑的物体之间.如果该物体之间存在相对运动,则有相互的滑动摩擦力;如果这两个物体相对静止,并存在相对运动趋势,则物体间有相互的静摩擦力. 3.认为“Ff
FN中的FN就等于物体所受的重力”
压力是根据作用效果命名的一种力,其方向总与接触面垂直并指向受力物体,即属于弹力.重力方向始终是竖直向下的。一般情况下两者不会相等,只有一些特殊情况时才会相等. 4.认为“摩擦力总是阻力”
摩擦力的作用效果是阻碍物体问的相对运动(滑动摩擦力)或阻碍物体问的相对运动趋势(静摩擦力),但不一定阻碍物体间的实际运动.摩擦力可以是阻力,也可以是动力. 5.认为“压力越大,摩擦力越大” 由公式Ff
FN可知,滑动摩擦力与压力成正比,压力越大,滑动摩擦力越大;最大静摩擦力也与压力成正比但静摩擦
力的大小应根据物体的实际运动状态利用平衡条件或牛顿运动定律来确定。 6.认为“一个物体在一个接触面上可以同时受几个摩擦力的作用”
相互接触的两个物体问有相对运动或相对运动趋势时,在接触面上产生阻碍相对运动的摩擦力,方向与物体的相对运动或相对运动趋势方向相反,即针对具体的物理问题,摩擦力是唯一的。 7.认为“摩擦力是不变的”
摩擦力产生于两个相互接触、有弹力且存在相对运动或相对运动趋势的物体之间,当两物体间弹力大小改变,会引起摩擦力大小改变,甚至引起摩擦力“有无”的改变;当外力改变时,物体间相对运动或相对运动趋势方向发生变化,还会引起摩擦力的方向改变。
例1:重100牛的物体在38牛的水平拉力作用下刚好开始运动,并且以后能在35牛的水平拉力作用下匀速运动,则该物体最大静摩擦力为_______牛,动摩擦因数为_______。当物体受到65牛的
水平拉力作用时受到的摩擦力为______牛 。当物体只受到25牛的水平拉力作用时,如果物体仍在运动,则受到的摩擦力为______牛;如果物体处于静止状态,则此时物体受到的摩擦力为______牛。物体仍在25牛的水平拉力下作用,此时在物体上再加上50牛的压力, 若仍在运动,则受到的摩擦力为_______牛;若物体静止,则此时物体受到的摩擦力为________牛,最大静摩擦力将_______(变大、变小 、不变)。
例2:如图4-1所示,在μ=0.2的粗糙水平面上,有一质量为10kg的物体以一定的速度向右运动,同时还有一水平向左的力F作用于物体上,其大小为10N,则物体受到的摩擦力大小为______,方向为_______.(g取10N/kg)
注意:关于摩擦力理解的“7个”误区
1.认为“摩擦力一定和物体运动方向相反”
滑动摩擦力方向与相对运动方向相反,静摩擦力方向与相对运动趋势方向相反,而不一定与物体的实际运动方向相反。 2.认为“静止的物体只能受到静摩擦力,运动物体只能受到滑动摩擦力”
摩擦力发生在相互接触并挤压的两个接触表面不光滑的物体之间.如果该物体之间存在相对运动,则有相互的滑动摩擦力;如果这两个物体相对静止,并存在相对运动趋势,则物体间有相互的静摩擦力. 3.认为“Ff
FN中的FN就等于物体所受的重力”
压力是根据作用效果命名的一种力,其方向总与接触面垂直并指向受力物体,即属于弹力.重力方向始终是竖直向下的。一般情况下两者不会相等,只有一些特殊情况时才会相等. 4.认为“摩擦力总是阻力”
摩擦力的作用效果是阻碍物体问的相对运动(滑动摩擦力)或阻碍物体问的相对运动趋势(静摩擦力),但不一定阻碍物体间的实际运动.摩擦力可以是阻力,也可以是动力. 5.认为“压力越大,摩擦力越大” 由公式Ff
FN可知,滑动摩擦力与压力成正比,压力越大,滑动摩擦力越大;最大静摩擦力也与压力成正比但静摩擦
力的大小应根据物体的实际运动状态利用平衡条件或牛顿运动定律来确定。 6.认为“一个物体在一个接触面上可以同时受几个摩擦力的作用”
相互接触的两个物体问有相对运动或相对运动趋势时,在接触面上产生阻碍相对运动的摩擦力,方向与物体的相对运动或相对运动趋势方向相反,即针对具体的物理问题,摩擦力是唯一的。 7.认为“摩擦力是不变的”
摩擦力产生于两个相互接触、有弹力且存在相对运动或相对运动趋势的物体之间,当两物体间弹力大小改变,会引起摩擦力大小改变,甚至引起摩擦力“有无”的改变;当外力改变时,物体间相对运动或相对运动趋势方向发生变化,还会引起摩擦力的方向改变。
例1:重100牛的物体在38牛的水平拉力作用下刚好开始运动,并且以后能在35牛的水平拉力作用下匀速运动,则该物体最大静摩擦力为_______牛,动摩擦因数为_______。当物体受到65牛的
水平拉力作用时受到的摩擦力为______牛 。当物体只受到25牛的水平拉力作用时,如果物体仍在运动,则受到的摩擦力为______牛;如果物体处于静止状态,则此时物体受到的摩擦力为______牛。物体仍在25牛的水平拉力下作用,此时在物体上再加上50牛的压力, 若仍在运动,则受到的摩擦力为_______牛;若物体静止,则此时物体受到的摩擦力为________牛,最大静摩擦力将_______(变大、变小 、不变)。
例2:如图4-1所示,在μ=0.2的粗糙水平面上,有一质量为10kg的物体以一定的速度向右运动,同时还有一水平向左的力F作用于物体上,其大小为10N,则物体受到的摩擦力大小为______,方向为_______.(g取10N/kg)
A.F1向下,F2向上,且F1= F2 B.F1向下,F2向上,且F1> F2 C.F1向上,F2向上,且F1= F2 D.F1向上,F2向下,且F1= F2
例4: 一根质量为m,长为l的均匀长方体木料放在水平桌面上,木料与桌面间的摩擦因数为μ。现用水平力f推木料,当木料经过如图4-2所示的位置时,桌面对它的摩擦力是多少?
例5:骑自行车前进,前轮受到____摩擦力的作用,方向____;后轮受到_____摩擦力的作用,方向______.
摩擦力大小为_________;当只撤去F1后,物体受到的摩擦力大小____________,
例7:如图4-4所示,重为G=20 N的物体在大小为100 N的水平力F作用下沿竖直墙壁匀速下滑.求物体与墙壁之间的动摩擦因数.
例8:水平皮带传输装置如图4-5所示,皮带的速度保持不变,物体被轻轻地放在A端皮带上,开始时物体在皮带上滑动,当它到达位置C后滑动停止,之后就随皮带一起匀速运动,直至传送到目的地B端.在传送过程中,物体受到的摩擦力( ) ①在AC段为水平向左的滑动摩擦力 ②在AC段为水平向右的滑动摩擦力 ③在CB段不受静摩擦力 ④在CB段受水平向右的静摩擦力 A.①③ B.①④ C.②③ D.③④
例9:如图4-6所示,位于斜面上的物块M在沿斜面向上的力F作用下,处于静止状态,关于斜面作用与物块的静摩擦力,以下说法不正确的是 ( ) ...A.方向可能沿斜面向下 B.方向可能沿斜面向上 C.大小不可能等于零 D.大小可能等于F
图 4-5
图 4-2
图 4-3
例6:如图4-3所示,水平面上一物体在两水平力F1=3牛、F2=10牛的作用下处于静止状态,当只撤去F2后,物体受到的
图 4-4
静力学受力分析
一、受力分析的基本方法: 1.明确研究对象
在进行受力分析时,在解决比较复杂的问题时,灵活地选取研究对象可以使问题简洁地得到解决。研究对象确定以后,只分析研究对象以外的物体施予研究对象的力(既研究对象所受的外力),而不分析研究对象施予外界的力。 2.隔离研究对象,按顺序找力
把研究对象从实际情景中分离出来,(只有在有弹力的接触面之间才可能有摩擦力),最后其它力的顺序逐一分析研究对象所受的力,并画出各力的示意图。 3.只画性质力,不画效果力
画受力图时,只能按力的性质分类画力,不能按作用效果(拉力、压力、向心力等)画力,否则将出现重复。
图 4-3
二、典型例题
1.分析满足下列条件的各个物体所受的力,并指出各个力的施力物体.
(3)在光滑水平面上向右运动的物体球
(4)在力F作用下行使在
路面上小车
(1)沿水平草地滚动的足球 (2)在力F作下静止水平
面上的物体球
V
(6
)沿粗糙的天花板向右
(5)沿传送带匀速运动的物体
运动的物体 F>G
(2)沿斜面上滑的物体A (1)沿斜面下滚的小球,
(接触面光滑) 接触面不光滑
.
A
(4)在力F作用下静止
(5)各接触面均光滑
在斜面上的物体
(3)静止在斜面上的物体
的物块A
三、课堂练习
1. 对下列各种情况下的物体A、B进行受力分析,在下列情况下接触面均不光滑.
v
(1)A静止在竖直
(2)A
(3)A、B静止
(4)静止在竖直墙面
轻上的物体A
(5)静止在竖直墙面 轻上的物体A
(6)向上爬杆的运动员
(7)光滑小球
2.对下列各种情况下的A、
B进行受力分析(各接触面均不光滑)
A B
α 1)A、(2)均静止 B同时同速向右行(
使向
(5)均静止
(4)均静止
(7)静止
(3)均静止
(6)静止
(9)小球静止时的结点A (8)小球静止时的结点A
5、分析下列物体所受的力(竖直面光滑,水平面粗糙)
B
B
A A
四、课后作业:
1、分析各物体的受力情况
(1)随传送带一起匀速运动的物体 (2)随传送带一起由静止向右起动物体
(3
(
4
(6) A静止且各接触面光滑
A A
(7) 放在斜面上相对斜面静止和向上运动、向下运动的物块
三、基础训练
1、关于物体对水平支持面的压力N,下列说法正确的是(
) A.
N就是物体的重力
B.
N是由于支持面发生微小形变产生的 C.N的作用点在物体上 D.
N的作用点在支持面上 2、下列说法正确的是( )
A.木块放在桌面上受到向上的支持力,这是由于木块发生微小形变而产生的
B.用一根细竹杆拨动水中的木头,木头受到竹杆的推力,这是由于木头发生形变而产生的
D.挂在电线下面的电灯受到向上的拉力,是由于电线发生微小形变而产生的 3、下列关于弹力的说法不正确的是( ) A.通常所说的压力、支持力和绳的拉力都是弹力
B.轻绳或轻杆上产生的弹力,其方向总是在沿绳或杆的直线上 C.两物体相到接触疔能有弹力存在 D.压力和支持力的方向总是垂直于接触面
4、一辆汽车停在水平地面上,下列关于汽车和地面受力的说法中正确的是( )
A.地面受向下的弹力,是因为地面发生了弹性形变,汽车未发生弹性形变,所以汽车不受弹力 B.地面受向下的弹力,是因为地面发生了弹性形变;汽车受向上的弹力,是因为汽车发生了弹性形变 C.汽车受向上的弹力,是因为地面发生了弹性形变,地面受向下的弹力,是因为汽车发生了弹性形变 D.以上说法均不正确
5、关于静摩擦力,下列说法正确的是( ) A.两相对静止的物体间一定存在静摩擦力 B.受静摩擦力作用的物体一定是静止的 C.静摩擦力一定是阻力
D.在压力一定的条件下,物体受到的静摩擦力是可以变化的,但是一定限度
6、如图3-5-11,粗细均匀的直棒下端置于粗糙水平地面上,上端用线拴着并被提起,线处于竖直方向,直棒静止,则直棒下端受到地面的摩擦力为( )
A.零 图3-5-11 B.有向左的摩擦力 C.有向右的摩擦力 D.不能确定
7、下列说法中正确的是( )
A.两个互相接触的物体之间一定有弹力作用
B.一个物体静止在另一个物体的表面上,它们之间一定不存在摩擦力的作用 C.两物体之间如果有弹力的作用,就一定有摩擦力的作用 D.两物体之间如果有摩擦力作用,就一定有弹力的作用
8、弹簧原长10cm,若它的下端挂500g的重物,则弹簧的长度为12.5cm(未超过弹性限度),若把重物取去200g,弹簧的长度是( )
A.4cm B.9cm C.10.5cm D.11.5cm
9、如图3-5-12所示,一木块放在水平桌面上,在水平方向共受到三个
力即
2.力的作用效果是①_________________________ ;②____________________。 3.力的三要素 : ______、______、______。力是______(矢、标)量.
4.力的分类 : (1)按力的性质分为______、________、_________。 (2)按力的效果分为_________________________________。
注意:(a)效果不同的力,性质可以相同:例如,压力、支持力、拉力都是__;(b)性质不同的力,效果可以相同:例如自由下落的物体,重力是使其加速运动的动力;用绳拉着物体竖直上升,__是动力,重力是__(“动”或“阻”)力;被传送带运输到高处的物体,摩擦力是__(“动”或“阻”)力. 5.作用力与反作用力:
它们作用在____个物体上,大小_______,方向_______,合力为 ________。 6.力的图示:
例1:下列说法中正确的是( )
A.甲用力把乙推倒,说明甲推乙的力大于乙推甲的力 B.作用力和它的反作用力是作用在同一个物体上的 C. 地球对重物的作用力大于重物对地球的作用力
D. 两个物体静止时,作用力和反作用力的大小才相等 E. 作用力和反作用力同时产生,同时消失
例2:一物体静止在水平桌面上,下列说法正确的是( ) A .物体所受的重力和桌面对它的支持力是一对作用力与反作用力
B.物体对桌面的压力就是重力,这两个力实际上是一个力 C.物体所受重力的反作用力作用在桌面上
D.水平桌面对物体支持力的大小等于物体的重力,这两个力是一对作用力与反作用力 二.重力
1.重力的产生:由于地球(星球)对物体的吸引而产生.其施力物体是______. 2.大小:G=_____,测量工具:________。方向:____________。
3. 重心:物体所受重力的作用点叫物体的________,一个物体有_______ 个重心;
重心________(一定,不一定)在物体上;对________、____________的物体,其重心在几何中心. 不规则物体重心的确定方法 —— 悬挂法:薄板形物体的重心,可用悬挂法确定(如图2-1所示)
例1:关于地球上的物体,下列说法中正确的是( )
A.物体只有静止时才受到重力作用 B.物体只有落向地面时才受到重力作用 C.物体落向地面时比物体上抛时所受的重力大
D.物体所受重力的大小与物体的质量有关,与物体是否运动及怎样运动无关
例2:如图2-2所示,一饮料杯装满水,杯的底部有一小孔,在水从小孔不断流出的过程中, 杯连同杯中水的共同重心将( )
A.一直下降 B.一直上升 C.先升后降 D.先降后升 三.弹力
1、弹力定义:发生形变的物体,由于要 恢复原状 ,会对 跟它接触 的物体产生力的作用,这种力叫弹力。 2、弹力产生的条件:① 物体间直接接触 ② 物体发生形变。
3、弹力的方向:弹力的方向总与施力物体的形变方向 相反 ,总与受力物体的形变方向 相同 。
压力或支持力的方向总是 垂直 于接触面而 指向 被压或被支持的物体;绳的拉力的方向总是 沿绳 而指向 绳收缩 的方向。
图 2-1
图
2-2
系式为 F=Kx ,或中k为弹簧的劲度系数。
常见弹力的方向总结
4:画出下列各图中物体所受的重力和弹力:
5:某弹簧在10牛的拉力作用下长18厘米,在5牛的压力作用下长15厘米,则弹簧的 原长和劲度系数为多少?
6:如图3-1所示,用细线将A物体悬挂在顶板上。B物体放在水平地面上。
A、 B间有一根处于压缩状态的轻弹簧,此时弹簧的弹力为2N。已知A、B两
物体的质量分别是0.3kg和0.4kg。重力加速度为10m/s。则细线的拉力 及B对地面的压力的值分别是( )
A.7N和0N B.5N和2N C.1N和6N D.2N和5N
2
3-1
A.5 N, 0
8:如图
3-3
所示,两根相同的轻弹簧
B.0, 1 N
D.5 N, 5 N
C.5 N, 10N
图 3-2
S1
、
S2
,劲度系数皆为
k4102N/m
.
悬挂的重物的质量分别为
m12kg和m24kg.若不计弹簧质量,取
g10m/s2,则平衡时弹簧S1、S2的伸长量分别为( )
A.5cm、10cm B.10cm、5cm C.15cm、10cm D.10cm、15cm
9:如图3-4所示,上下两弹簧的劲度系数分别为k1和k2,两物本来静止, 当去掉m2后,m1将升高_______。 四 摩擦力
5、滑动摩擦力:一个物体在另一个物体表面上 相对滑动 的时候,要受到另一个物体阻碍它相对滑动 的力,这种力叫做滑动摩擦力。
(1)滑动摩擦力产生的条件
①接触面 粗糙 ;②两物体相互 接触 且存在 弹力 ;③两物体间有 相对运动 。 (2)滑动摩擦力的方向。
总是沿着 接触面切线方向 ,且与 相对运动 的方向相反
(3)滑动摩擦力跟 压力 成正比,也就是跟一个物体对另一个物体表面的垂直作用力成正比。 fu
u为动摩擦因数,取决于两物体的 材料 和接触面的 粗糙程度 与接触面的面积 无关 。
6、静摩擦力:当一个物体在另一个物体的表面上有 相对运动趋势 时,所受到的另一个物体对它的阻碍作用,叫静摩擦力。
(1)静摩擦力产生的条件
①接触面 粗糙 ;②两物体 接触 且存在 弹力 ;③两物体间有 相对运动趋势 (2)静摩擦力的方向。
沿着 接触面的切线方向 跟物体 相对运动趋势 的方向相反。
(3)静摩擦力的大小随着外力的增大而 变化 ,当外力增大到使物体处于将动未动的状态时,静摩擦力达到 最大值 ,故静摩擦力随着外力的变化而在 0≤f ≤fm 的范围内变化,最大静摩擦力与压力成正比。
注意:(1)静摩擦力的大小随着运动趋势强弱变化而在0~Fm (最大静摩擦力)之间变化.跟相对运动趋势强弱程度有关,但跟接触面相互挤压力FN无直接关系.
(2)最大静摩擦力略大于滑动摩擦力,在中学阶段讨论问题时,如无特殊说明,可认为它们数值相等. 4.方向:根据摩擦力总是________物体的相对运动或相对运动趋势来判断.
m1
图 3-3
图 3-4
注意:关于摩擦力理解的“7个”误区
1.认为“摩擦力一定和物体运动方向相反”
滑动摩擦力方向与相对运动方向相反,静摩擦力方向与相对运动趋势方向相反,而不一定与物体的实际运动方向相反。 2.认为“静止的物体只能受到静摩擦力,运动物体只能受到滑动摩擦力”
摩擦力发生在相互接触并挤压的两个接触表面不光滑的物体之间.如果该物体之间存在相对运动,则有相互的滑动摩擦力;如果这两个物体相对静止,并存在相对运动趋势,则物体间有相互的静摩擦力. 3.认为“Ff
FN中的FN就等于物体所受的重力”
压力是根据作用效果命名的一种力,其方向总与接触面垂直并指向受力物体,即属于弹力.重力方向始终是竖直向下的。一般情况下两者不会相等,只有一些特殊情况时才会相等. 4.认为“摩擦力总是阻力”
摩擦力的作用效果是阻碍物体问的相对运动(滑动摩擦力)或阻碍物体问的相对运动趋势(静摩擦力),但不一定阻碍物体间的实际运动.摩擦力可以是阻力,也可以是动力. 5.认为“压力越大,摩擦力越大” 由公式Ff
FN可知,滑动摩擦力与压力成正比,压力越大,滑动摩擦力越大;最大静摩擦力也与压力成正比但静摩擦
力的大小应根据物体的实际运动状态利用平衡条件或牛顿运动定律来确定。 6.认为“一个物体在一个接触面上可以同时受几个摩擦力的作用”
相互接触的两个物体问有相对运动或相对运动趋势时,在接触面上产生阻碍相对运动的摩擦力,方向与物体的相对运动或相对运动趋势方向相反,即针对具体的物理问题,摩擦力是唯一的。 7.认为“摩擦力是不变的”
摩擦力产生于两个相互接触、有弹力且存在相对运动或相对运动趋势的物体之间,当两物体间弹力大小改变,会引起摩擦力大小改变,甚至引起摩擦力“有无”的改变;当外力改变时,物体间相对运动或相对运动趋势方向发生变化,还会引起摩擦力的方向改变。
例1:重100牛的物体在38牛的水平拉力作用下刚好开始运动,并且以后能在35牛的水平拉力作用下匀速运动,则该物体最大静摩擦力为_______牛,动摩擦因数为_______。当物体受到65牛的
水平拉力作用时受到的摩擦力为______牛 。当物体只受到25牛的水平拉力作用时,如果物体仍在运动,则受到的摩擦力为______牛;如果物体处于静止状态,则此时物体受到的摩擦力为______牛。物体仍在25牛的水平拉力下作用,此时在物体上再加上50牛的压力, 若仍在运动,则受到的摩擦力为_______牛;若物体静止,则此时物体受到的摩擦力为________牛,最大静摩擦力将_______(变大、变小 、不变)。
例2:如图4-1所示,在μ=0.2的粗糙水平面上,有一质量为10kg的物体以一定的速度向右运动,同时还有一水平向左的力F作用于物体上,其大小为10N,则物体受到的摩擦力大小为______,方向为_______.(g取10N/kg)
注意:关于摩擦力理解的“7个”误区
1.认为“摩擦力一定和物体运动方向相反”
滑动摩擦力方向与相对运动方向相反,静摩擦力方向与相对运动趋势方向相反,而不一定与物体的实际运动方向相反。 2.认为“静止的物体只能受到静摩擦力,运动物体只能受到滑动摩擦力”
摩擦力发生在相互接触并挤压的两个接触表面不光滑的物体之间.如果该物体之间存在相对运动,则有相互的滑动摩擦力;如果这两个物体相对静止,并存在相对运动趋势,则物体间有相互的静摩擦力. 3.认为“Ff
FN中的FN就等于物体所受的重力”
压力是根据作用效果命名的一种力,其方向总与接触面垂直并指向受力物体,即属于弹力.重力方向始终是竖直向下的。一般情况下两者不会相等,只有一些特殊情况时才会相等. 4.认为“摩擦力总是阻力”
摩擦力的作用效果是阻碍物体问的相对运动(滑动摩擦力)或阻碍物体问的相对运动趋势(静摩擦力),但不一定阻碍物体间的实际运动.摩擦力可以是阻力,也可以是动力. 5.认为“压力越大,摩擦力越大” 由公式Ff
FN可知,滑动摩擦力与压力成正比,压力越大,滑动摩擦力越大;最大静摩擦力也与压力成正比但静摩擦
力的大小应根据物体的实际运动状态利用平衡条件或牛顿运动定律来确定。 6.认为“一个物体在一个接触面上可以同时受几个摩擦力的作用”
相互接触的两个物体问有相对运动或相对运动趋势时,在接触面上产生阻碍相对运动的摩擦力,方向与物体的相对运动或相对运动趋势方向相反,即针对具体的物理问题,摩擦力是唯一的。 7.认为“摩擦力是不变的”
摩擦力产生于两个相互接触、有弹力且存在相对运动或相对运动趋势的物体之间,当两物体间弹力大小改变,会引起摩擦力大小改变,甚至引起摩擦力“有无”的改变;当外力改变时,物体间相对运动或相对运动趋势方向发生变化,还会引起摩擦力的方向改变。
例1:重100牛的物体在38牛的水平拉力作用下刚好开始运动,并且以后能在35牛的水平拉力作用下匀速运动,则该物体最大静摩擦力为_______牛,动摩擦因数为_______。当物体受到65牛的
水平拉力作用时受到的摩擦力为______牛 。当物体只受到25牛的水平拉力作用时,如果物体仍在运动,则受到的摩擦力为______牛;如果物体处于静止状态,则此时物体受到的摩擦力为______牛。物体仍在25牛的水平拉力下作用,此时在物体上再加上50牛的压力, 若仍在运动,则受到的摩擦力为_______牛;若物体静止,则此时物体受到的摩擦力为________牛,最大静摩擦力将_______(变大、变小 、不变)。
例2:如图4-1所示,在μ=0.2的粗糙水平面上,有一质量为10kg的物体以一定的速度向右运动,同时还有一水平向左的力F作用于物体上,其大小为10N,则物体受到的摩擦力大小为______,方向为_______.(g取10N/kg)
A.F1向下,F2向上,且F1= F2 B.F1向下,F2向上,且F1> F2 C.F1向上,F2向上,且F1= F2 D.F1向上,F2向下,且F1= F2
例4: 一根质量为m,长为l的均匀长方体木料放在水平桌面上,木料与桌面间的摩擦因数为μ。现用水平力f推木料,当木料经过如图4-2所示的位置时,桌面对它的摩擦力是多少?
例5:骑自行车前进,前轮受到____摩擦力的作用,方向____;后轮受到_____摩擦力的作用,方向______.
摩擦力大小为_________;当只撤去F1后,物体受到的摩擦力大小____________,
例7:如图4-4所示,重为G=20 N的物体在大小为100 N的水平力F作用下沿竖直墙壁匀速下滑.求物体与墙壁之间的动摩擦因数.
例8:水平皮带传输装置如图4-5所示,皮带的速度保持不变,物体被轻轻地放在A端皮带上,开始时物体在皮带上滑动,当它到达位置C后滑动停止,之后就随皮带一起匀速运动,直至传送到目的地B端.在传送过程中,物体受到的摩擦力( ) ①在AC段为水平向左的滑动摩擦力 ②在AC段为水平向右的滑动摩擦力 ③在CB段不受静摩擦力 ④在CB段受水平向右的静摩擦力 A.①③ B.①④ C.②③ D.③④
例9:如图4-6所示,位于斜面上的物块M在沿斜面向上的力F作用下,处于静止状态,关于斜面作用与物块的静摩擦力,以下说法不正确的是 ( ) ...A.方向可能沿斜面向下 B.方向可能沿斜面向上 C.大小不可能等于零 D.大小可能等于F
图 4-5
图 4-2
图 4-3
例6:如图4-3所示,水平面上一物体在两水平力F1=3牛、F2=10牛的作用下处于静止状态,当只撤去F2后,物体受到的
图 4-4
静力学受力分析
一、受力分析的基本方法: 1.明确研究对象
在进行受力分析时,在解决比较复杂的问题时,灵活地选取研究对象可以使问题简洁地得到解决。研究对象确定以后,只分析研究对象以外的物体施予研究对象的力(既研究对象所受的外力),而不分析研究对象施予外界的力。 2.隔离研究对象,按顺序找力
把研究对象从实际情景中分离出来,(只有在有弹力的接触面之间才可能有摩擦力),最后其它力的顺序逐一分析研究对象所受的力,并画出各力的示意图。 3.只画性质力,不画效果力
画受力图时,只能按力的性质分类画力,不能按作用效果(拉力、压力、向心力等)画力,否则将出现重复。
图 4-3
二、典型例题
1.分析满足下列条件的各个物体所受的力,并指出各个力的施力物体.
(3)在光滑水平面上向右运动的物体球
(4)在力F作用下行使在
路面上小车
(1)沿水平草地滚动的足球 (2)在力F作下静止水平
面上的物体球
V
(6
)沿粗糙的天花板向右
(5)沿传送带匀速运动的物体
运动的物体 F>G
(2)沿斜面上滑的物体A (1)沿斜面下滚的小球,
(接触面光滑) 接触面不光滑
.
A
(4)在力F作用下静止
(5)各接触面均光滑
在斜面上的物体
(3)静止在斜面上的物体
的物块A
三、课堂练习
1. 对下列各种情况下的物体A、B进行受力分析,在下列情况下接触面均不光滑.
v
(1)A静止在竖直
(2)A
(3)A、B静止
(4)静止在竖直墙面
轻上的物体A
(5)静止在竖直墙面 轻上的物体A
(6)向上爬杆的运动员
(7)光滑小球
2.对下列各种情况下的A、
B进行受力分析(各接触面均不光滑)
A B
α 1)A、(2)均静止 B同时同速向右行(
使向
(5)均静止
(4)均静止
(7)静止
(3)均静止
(6)静止
(9)小球静止时的结点A (8)小球静止时的结点A
5、分析下列物体所受的力(竖直面光滑,水平面粗糙)
B
B
A A
四、课后作业:
1、分析各物体的受力情况
(1)随传送带一起匀速运动的物体 (2)随传送带一起由静止向右起动物体
(3
(
4
(6) A静止且各接触面光滑
A A
(7) 放在斜面上相对斜面静止和向上运动、向下运动的物块
三、基础训练
1、关于物体对水平支持面的压力N,下列说法正确的是(
) A.
N就是物体的重力
B.
N是由于支持面发生微小形变产生的 C.N的作用点在物体上 D.
N的作用点在支持面上 2、下列说法正确的是( )
A.木块放在桌面上受到向上的支持力,这是由于木块发生微小形变而产生的
B.用一根细竹杆拨动水中的木头,木头受到竹杆的推力,这是由于木头发生形变而产生的
D.挂在电线下面的电灯受到向上的拉力,是由于电线发生微小形变而产生的 3、下列关于弹力的说法不正确的是( ) A.通常所说的压力、支持力和绳的拉力都是弹力
B.轻绳或轻杆上产生的弹力,其方向总是在沿绳或杆的直线上 C.两物体相到接触疔能有弹力存在 D.压力和支持力的方向总是垂直于接触面
4、一辆汽车停在水平地面上,下列关于汽车和地面受力的说法中正确的是( )
A.地面受向下的弹力,是因为地面发生了弹性形变,汽车未发生弹性形变,所以汽车不受弹力 B.地面受向下的弹力,是因为地面发生了弹性形变;汽车受向上的弹力,是因为汽车发生了弹性形变 C.汽车受向上的弹力,是因为地面发生了弹性形变,地面受向下的弹力,是因为汽车发生了弹性形变 D.以上说法均不正确
5、关于静摩擦力,下列说法正确的是( ) A.两相对静止的物体间一定存在静摩擦力 B.受静摩擦力作用的物体一定是静止的 C.静摩擦力一定是阻力
D.在压力一定的条件下,物体受到的静摩擦力是可以变化的,但是一定限度
6、如图3-5-11,粗细均匀的直棒下端置于粗糙水平地面上,上端用线拴着并被提起,线处于竖直方向,直棒静止,则直棒下端受到地面的摩擦力为( )
A.零 图3-5-11 B.有向左的摩擦力 C.有向右的摩擦力 D.不能确定
7、下列说法中正确的是( )
A.两个互相接触的物体之间一定有弹力作用
B.一个物体静止在另一个物体的表面上,它们之间一定不存在摩擦力的作用 C.两物体之间如果有弹力的作用,就一定有摩擦力的作用 D.两物体之间如果有摩擦力作用,就一定有弹力的作用
8、弹簧原长10cm,若它的下端挂500g的重物,则弹簧的长度为12.5cm(未超过弹性限度),若把重物取去200g,弹簧的长度是( )
A.4cm B.9cm C.10.5cm D.11.5cm
9、如图3-5-12所示,一木块放在水平桌面上,在水平方向共受到三个
力即