二章力物体的平衡课时力重力与弹力考点自清一力.ppt
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1、第二章 力 物体的平衡 第1课时 力 重力与弹力 考点自清 一、力,相互作用,相互性,矢量性,性质相同的力,效果可以相同,也可以不 同;效果相同的力,性质可以相同,也可以不同.,运动状态发生改变,重力、弹力、摩擦力、,电场力、磁场力,支持力、压力、拉力、,浮力、动力、阻力,牛顿,注意,发生形变,二、重力 1.产生:重力是由于 的吸引而产生的. 2.大小:(1)重力和质量的关系 . (2)重力在数值上等于静止时物体对 的压力或者对 的拉力. 3.方向:重力的方向 ,但不一定指向 地心. (1)重力的方向总是与当地的水平面垂 直,不同地方水平面不同,其垂直水平面向下的 方向也就不同. (2)重力的
2、方向不一定指向地心.,G=mg,水平支持面,悬绳,始终竖直向下,注意,地球,三、弹力 1.产生:弹力是由于物体发生 而产生的. 2.产生条件:(1) ;(2) . 3.方向:与受力物体形变的方向 (选填“相 同”或“相反”);与施力物体恢复形变的方向 (选填“相同”或“相反”). 4.胡克定律:(1)内容:在弹簧的弹性限度内,弹 簧的弹力与弹簧伸长或压缩的长度成 . (2)公式:F=kx;k是弹簧的劲度系数,由弹簧本身 决定.,弹性形变,与其他物体接触,发生,弹性形变,相同,相同,正比,热点一 重力的理解 1.重力的产生 (1)地球附近的任何物体都受重力作用. (2)重力是由于地球对物体的吸引
3、而产生的,但 不能说重力就是地球对物体的吸引力.由于地球 的自转,地球对物体的引力除产生重力之外, 还要提供物体随地球自转所需要的向心力,如图 1所示,因此,重力是万有引力的一个分力.,图1,热点聚焦,(3)重力的施力物体是地球,并且物体对地球也有 力的作用. 2.重力的大小 (1)物体在地球上不同的纬度处随地球自转所需 的向心力大小不同,重力大小也不同.两极处,物 体所受重力最大,大小等于万有引力;赤道上, 物体所受重力最小,重力的大小等于万有引力与 物体随地球自转所需向心力之差. (2)一般情况下,可不考虑地球的自转效应,近似 地认为重力等于万有引力.,(3)重力的大小可用测力计测出,物体
4、的重力在数 值上等于物体静止时对水平支持面的压力或对竖 直悬绳的拉力,但不能说重力就是压力或拉力, 这是两种不同性质的力. 3.对重心的理解 重心是物体各部分所受重力的等效作用点,不 一定在物体上,与形状及质量分布有关,与物 体的位置、放置状态及运动状态无关.有规则几 何形状的均匀物体,它的重心位置在它的几何 中心.,热点二 弹力的有无及方向的判断 1.弹力有无的判断 (1)直接判定 对于形变较明显的情况,由形变情况直接判断. (2)利用“假设法”判断 对于形变不明显的情况,可假设与研究对象接 触的物体间没有弹力,判断研究对象的运动状 态是否发生改变.若运动状态不变,则此处不存 在弹力,若运动
5、状态改变,则此处存在弹力.,例如:如图2所示,有一球放在光滑 水平面AC上,并和光滑斜面AB接触, 球静止.分析球所受的弹力. 可用“假设法”,即假设去掉AB面,因 球仍然能够保持原来的静止状态,则可以判断出在 球与AB面的接触处没有弹力;假设去掉AC面,则球 将向下运动,故在与AC面的接触处受到弹力,其方 向垂直于AC面向上. (3)根据物体所处的运动状态判断 物体的受力必须和物体的运动状态符合,依据物体的运动状态,由二力平衡(或牛顿第二定律)列方程求解.这可以作为判断某个接触面上弹力是否存在的依据.,图2,例如:如图3所示,小球A在车厢内随车厢一起向右 运动,可根据小球的运动状态分析车厢后
6、壁对球A 的弹力的情况. 若车厢和小球做匀速直线运动,则小球A受力平 衡,所以后车厢对小球无弹力. 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.,图3,2.弹力方向的判断 (1)根据物体发生形变的方向判断 弹力的方向与施力物体发生形变的方向相反,与 自身(受力物体)发生形变的方向相同. (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 状态相符合,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,确定弹力的方向. (3)几种常见模型中弹力方向的确定,名师点拨 1.绳只能产生拉力,不能产生支持力,且轻绳弹力 的方向一定沿
7、绳指向绳收缩的方向. 2.杆既能产生拉力,也能产生支持力,弹力的方向 可能沿杆,也可能不沿杆.,题型探究 题型1 有关重心的分析 病人在医院里输液时,液体一滴滴从玻璃 瓶中滴下,在液体不断滴下的过程中,玻璃瓶连 同瓶中液体共同的重心将( ) A.一直下降 B.一直上升 C.先降后升 D.先升后降 盛满液体的玻璃瓶,重心在什么位置? 随着液体的滴出,液体和玻璃瓶这一整体的重心怎 样变化?液体滴完时呢? 解析 当瓶中盛满液体时,重心在瓶的中部,随着液体的滴出,重心下降;当瓶中液面下降到某一位置后,重心又开始上升,当液体滴完时,重心又上升到原来的位置.,思路点拨,C,规律总结 重心相对于物体的位置与
8、物体的形状和质量分布 有关,质量分布均匀且有规则几何形状的物体,其 重心就在其几何中心,但不一定在物体上.本题找 准重心的初末位置及初始阶段重心位置的变化即 可.,变式练习1 如图4所示,两辆车以相同的速度做匀 速运动;根据图中所给信息和所学知识你可以得出 的结论是( ) A.物体各部分都受重力作用,但可以认为物体各部 分所受重力集中于一点 B.重力的方向总是垂直向下的 C.物体重心的位置与物体形状或质量分布有关 D.力是使物体运动的原因,图4,解析 物体各部分都受重力作用,但可以认为物体 各部分所受重力集中于一点,这个点就是物体的重 心,重力的方向总是和水平面垂直,是竖直向下而不 是垂直向下
9、,所以A正确,B错误,从图中可以看出,汽 车(包括货物)的形状和质量分布发生了变化,重心的 位置就发生了变化,故C正确.力不是使物体运动的原 因而是使物体发生形变或产生加速度的原因,所以D 错误. 答案 AC,题型2 弹力方向的判定 如图5(a)所示,轻绳AD跨过固定的水平横 梁BC右端的定滑轮挂住一个质量为M1的物体, ACB=30;图5(b)中轻杆HG一端用铰链固定在 竖直墙上,另一端G通过细绳EG拉住,EG与水平方 向也成30,轻杆的G点用细绳GF拉住一个质量 为M2的物体,求: ,图5,(1)轻绳AC段的张力FTAC与细绳EG的张力FTEG之比; (2)轻杆BC对C端的支持力; (3)
10、轻杆HG对G端的支持力. (1)绳AC、CD上的拉力大小相同吗? 绳EG、GF上的拉力大小相同吗? (2)杆BC、HG的弹力方向是否沿杆?为什么? 解析 题图(a)和(b)中的两个物体M1、M2都处于平衡 状态,根据平衡的条件,首先判断与物体相连的细绳,其 拉力大小等于物体的重力;分别取C点和G点为研究对 象,进行受力分析如下图(a)和(b)所示,根据平衡 规律可求解.,思路点拨,(1)图(a)中轻绳AD跨过定滑轮拉住质量为M1的物 体,物体处于平衡状态,轻绳AC段的拉力FTAC=FTCD=M1g,图(b)中由于FTEG sin 30=M2g 得FTEG=2M2g,所以 FTAC/FTEG=M
11、1/2M2.,(2)图(a)中,根据平衡规律,由拉密原理可得 FNC=FT=M1g,方向和水平方向 成30,指向斜右上方. (3)图(b)中,根据平衡方程有 FTEGsin 30=M2g,FTEGcos 30=FNG 所以FNG=M2gcot 30= M2g,方向水平向右.,答案 (1)M1/2M2 (2)M1g,方向和水平方向成30, 指向斜右上方 (3) 方向水平向右,规律总结 力学问题中进行受力分析时,确定弹力的方向是关 键.通过本题,可以明确: (1)中间没有打结的轻绳上各处的张力大小都是 一样的,如果绳子打结,则以结点为界,不同位置上 的张力大小可能是不一样的. (2)杆可分为固定杆
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