第三章力物体的平衡.docVIP

第一章 力 物体的平衡 〔目标要求〕 力 常见三种力 B 力的图示 受力分析 B 力的合成与分解 B 力矩 A 共点力作用下物体的平衡 B 第1课时: 一、力 1. 定义: 力是物体间的相互作用. 是改变物体运动状态的原因. 说明: (1) 物体间的作用是相互的, 因此, 力总是成对产生的. 施力物体同时也是受力物体. (2) 物体间的作用形式, 决定了力的性质. 如由于形变产生弹力; 由于摩擦产生摩擦力. 由于地球和物体间的相互吸引产生重力. (3) 物体间的一对相作用力总是同时产生、同时改变、同时消失. 2. 力的图示: 按照一定的比例用图表示力的三要素的方法称为力的图示. 力的三要素: 大小、方向、作用点. 力的三个要素中有一个发生变化时, 力的作用效果将发生改变. 举例说明: 二、常见三种力 1. 重力: (1) 重力的产生及特点: a . 地球表面的物体由于地球的吸引所产生的力. 原因如图所示. 其中的一个分力为重力, 另一个分力为使 物体绕南北极轴线随地球自转一起运动的向心力. b. 物体所受的重力为m g , 与物体的质量和物体所处的 位置有关. c. 当物体由极地向赤道移动时, 所受重力逐渐变小. d. 重力的方向竖直向下. (2). 重心: a. 重心是物体各部分所受重力的合力作用点. 物体的重心的位置由物体的形状和体内质量分布确定. 如: 形状规则、质量均匀分布的物体的重心在其几何中心. 物体的重心不一定在物体上. 如图所示的均匀折杆. b. 杆状物体的重心位置的确定: 原理: 力矩平衡原理. 杆AB的长为L , 让A端着地, 用竖直向上的力F1将B端提起; 然后, 让B端着地, 用竖直向上的力F2将A端提起. 由此可计算出杆的重心位置. 设杆的重心离B端的距离为x . 当B端离地时, 由力矩平衡条件得: F1 L = mg ( L － x ) 当A端离地时, F2 L = mg x 则 x = c. 薄板状物体的重心位置的确定: 原理: 二力平衡原理. 由于物体仅受两个力作用, 平衡时, 物体所受重力与绳之拉力等大反向, 因此, 重心必在绳的沿长线上. 方法介绍: 重心的位置为两次所作直线的交点. 思考题: 1. 用左、右手的一根手指托起一根直杆, 两手指相向移动, 最终两手指必定在重心处会合, 为什么? 2. 杆粗细均匀, 且质量分布均匀, AB = L , BC = 2 L , ∠ABC = 90°, 试求杆ABC的重心位置. 第2课时: 2. 弹力: (1) 弹力的产生: 由于外力的作用, 使物体的形状发生变化, 从而产生了弹力. (2) 形变的种类: 弹性形变: 当拍使物体发生形变的原因消失时, 物体可以恢复到原来的形状, 这种形变称为弹性形变. 如弹簧在弹性限度内发生的形变. 范性形变: 当拍使物体发生形变的原因消失时, 物体不能恢复到原来的形状, 这种形变称为范性形变. (3) 胡克定律: F = － k x 适用范围: 弹性限度内. k劲度系数: 反应弹簧的特征. 与弹簧的粗细、材料、长度等有关. 弹簧的串联: = + 弹簧的并联: K = K1 + K2 推导: 串联: 弹簧l1 : G = K1 x1 弹簧l2 : G = K2 x2 整体: G = KX = K (x1 + x2 ) 因此, = + 并联: 由学生自己推导. (4) 弹力的方向: 支持力、压力的方向垂直于接触表面指向受力物体. “接触表面”: 如果接触面不是平面, 则为公共切面. 拉力的方向: 总是沿绳收缩的方向, 即切线方向. 3. 摩擦力: (1) 产生条件: a. 接触面粗糙. b. 物体接触面之间存在着挤压. c. 存在相对运动或相对运动趋势. (2) 作用效果: 总是阻碍物体间的相对运动. 理解: “阻碍”不同于“阻止”. 摩擦力对物体间的相对运动总是起阻碍作用. 在摩擦力的能力范围内, 相对运动将不发生. (3) 分类: 滑动摩擦力、静摩擦力、滚动摩擦力. (4) 摩擦力的方向: 与物体间相对运动方向(或相对运动趋势方向)相反. a. 滑动摩擦力: 与物体的相对