高三物理 力 物体的平衡 课件.ppt

力.物体的平衡 力的合成和分解与物体的平衡条件的应用 知识要点 一.力的概念 二.常见的几种力 三.力的合成和分解 四.物体的平衡条件 五.有固定转轴物体的平衡条件 一．力的概念 1．力是物体对物体的作用。 2．力的静力作用效果是使物体产生形变;力的动力作用效果是改变物体的运动状态。 3．力是矢量，力的大小、方向、作用点称为力的三要素。 二．常见的几种力 1．重力：由于地球的吸引作用在物体上的力 。 2．弹力：发生形变的物体，由于要恢复原状，对跟它接触的物体会产生力的作用，这种力叫做弹力。 3．摩擦力：物体相对与之接触的物体有相对运动或相对运动趋势时 ,受到接触物体阻碍它对接触物体相对运动或相对运动趋势的力。 1．重力：由于地球的吸引作用在物体上的力 。 在不考虑地球自转影响的条件下,可以认为是地球对物体万有引力。 式中g是地球表面处的重力加速度,G是万有引力恒量,M是地球的质量,R是地球的半径。 2．弹力：发生形变的物体，由于要恢复原状，对跟它接触的物体会产生力的作用，这种力叫做弹力。 (1)胡克定律： 在弹性限度内,弹簧的弹力与弹簧的形变成正比。 F=kx (2)由于在许多情况下物体的形变是不可测量的, 弹力无法直接计算 ,所以一般是用平衡方程或动力学方程反推其大小。 弹力的方向 (1)压力、支持力的方向总是垂直于接触面指向放挤压或被支持的物体．这里的接触面可以是平面，也可以是曲面(这种情况下压力和支持力垂直于曲面在该点的切面)．当一个物体的某一点跟另一物体的某一面间发生挤压时，压力和支持力的方向垂直于后一物体的表面． (2)绳对物体的拉力方向总是沿着绳指向绳收缩的方向． (3)弹簧对物体的弹力方向总是沿着弹簧的轴线指向弹簧恢复原长的方向． (4)杆对物体的弹力方向不一定沿杆的方向．如果轻秆只有杆上的两个点受力且处于平衡处态，则该轻杆在这两点对物体的弹力方向一定沿杆的方向． (5)绳上任何一个横截面两边相互作用的拉力叫做“张力”轻绳任何一个横截面上的张力大小都等于绳的任意一端所受拉力的大小． 3．摩擦力：物体相对与之接触的物体有相对运动或相对运动趋势时 ,受到接触物体阻碍它对接触物体相对运动或相对运动趋势的力。 (1)滑动摩擦力：物体相对与之接触的物体有相对运动时 ,受到接触物体阻碍它对接触物体相对运动的力。 f=μN 式中μ是滑动摩擦系数。 例 : 当tg θ≥μ , 则 f =μmg cos θ , 当 tg θμ , 则 f = mg sin θ 。 三．力的合成和分解 合力与分力：如果一个力的作用效果与几个力的共同作效果相同，那么那一个力叫那几个力的合力，那几个力叫那一个力的分力。 1．力的合成：已知分力求合力叫力的合成，力的合成遵守平行四边形法则。 公式法求解: 作图法求解: [例题] 力F1＝45N，方向水平向右。 力F2＝60N，方向竖直向上。求这两个力的合力F的大小和方向。 2．力的分解：已知合力求分力叫力的分解，力的分解遵守平行四边形法则。 (1)已知:合力的大小和方向,两个分力的方向,求:两个分力的大小。 (2)已知:合力的大小和方向,一个分力的大小和方向,求:另一个分力的大小和方向。 (3)已知:合力的大小和方向,一个分力的方向和另一个分力的大小,求: 这个分力的大小和另一个分力的方向。 (4)已知:合力的大小和方向,两个分力的大小,求:两个分力的方向。 3．正交分解合成法 四．物体的平衡条件 1．物体受两个力的平衡条件：大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。 五．有固定转轴物体的平衡条件 1．力臂：支点到力的作用线的距离d． 力矩：M＝Fd． 2．有固定转轴物体的平衡条件： 典型例题 例题1 在长直木板上表面右端放有一铁块，现使木板右端由水平位置缓慢向上转动(即木板与水平面间的夹解α变大)，保持左端不动，则铁受到的摩擦力f随着α变化的图像可能正确的是图中的[ ] 例题2 例题3 物体A在水平力F1=400N的作用下，沿倾角θ=60 o的斜面匀速下滑(图4-3甲)。物体A受的重力G=400N 。求斜面对物体A的支持力和物体A与斜面间的动摩擦系数μ。 思考题 如图4—6所示，物体在五个共点力的作用下保持平衡。如果撤去力Fl 。而保持其余四个力不变。这四个力的合力的大小和方向是怎样