高中物理-力的相互作用(重力、弹力、摩擦力)(自制教案).doc

力的相互作用（重力、弹力、摩擦力） （一）基础知识 1、力的概念：力是物体对物体的作用。 （1）力的基本特征： 力的物质性 任何一个力都有受力者和施力者，力不能离开物体而单独存在 力的相互性 力的作用是相互的 力的矢量性 力是矢量 力的独立性 一个力作用在某一物体上产生的效果与这个物体是否同时受到其他的作用无关。 （2）力的单位：国际单位是牛顿，符号N （3）力的测量工具是弹簧测力计。 （4）力的三要素分别是：方向、大小、作用点。 （5）力的图示：在图中必须明确 2、力学中的分类 （1）按性质分类：重力、弹力、摩擦力、分子力、电场力、磁场力等。 （2）按效果分类：压力、支持力、拉力、向心力等。 3、常见的三种力 （1）重力 定 义 重力是由于地球对物体产生吸引作用而产生的 大 小 G=mg 方 向 竖直向下 作 用 点 重心，质量分布均匀、外形有规则的物体重心在物体的几何中心，一些物体的重心在物体上，也有一些物体的重心在物体之外。 万有引力 物体之间相互吸引的力称为万有引力，它的大小和物体质量及两个物体之间的距离有关，物体质量越大它们之间的万有引力就越大，物体之间的距离越远他们的万有引力就越小。 （2）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，这种力叫做弹力。 形 变 物体的形状或体积的改变叫形变。在外力停止作用后，能恢复原状的形变叫弹性形变。 产生条件 1、物体直接接触 2、物体发生形变 弹力方向 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；绳的拉力方向总是沿绳而指向绳收缩的方向。 胡克定律 弹力的大小与形变量成正比，用公式表示F=kx，弹簧的劲度系数取决于弹簧的长度、材料、匝数。 （3）滑动摩擦力 定 义 一个物体在另一个物体表面上相对另一个物体滑动的时候，要受到另一个物体阻碍它相对运动的力，这种力叫做滑动摩擦力。 产生条件 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 方 向 总是沿接触面的切线方向，且与相对运动的方向相反 大 小 滑动摩擦力跟压力大小成正比，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。f=μN；μ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。 （4）静摩擦力 定 义 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。 产生条件 1、接触面粗糙 2、两物体接触且存在弹力 3、两物体间相对运动趋势 方 向 沿着接触面的切线，跟物体相对运动趋势的方向相反 说 明 静摩擦力的大小随着外力的增大而增大，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在0F≤FM的范围内变化。最大静摩擦力力与压力成正比。 弹力方向的判断 （1）根据物体的形变方向判断：弹力方向与物体形变方向相反，作用在迫使这个物体形变的那个物体上。 模型的弹力 模 型 方 向 特 点 轻弹簧 弹簧两端的弹力方向是与弹簧中心轴线相重合，指向弹簧恢复原状的方向 1、各处受力相等 2、可推可拉，但在弹簧与物体不固定连接时，只能推 3、弹力不能突变 轻 绳 沿绳指向绳收缩的方向 1、只能是拉力 2、轻绳中各处张力相等 3、弹力不能发生突变 轻 杆 可沿杆也可沿任意方向 1、轻杆各处作用力等值，方向不一定沿杆 2、有转轴且其他作用力作用于杆上同一点时，直杆的弹力沿杆 3、杆的弹力可突变 接触面的弹力 接触方式 弹力方向 平面与平面 垂直于接触面，指向受力物体 点与平面 过接触点垂直于接触面，指向受力物体 点 与 点 过接触点垂直于接触面的切线，指向受力物体。接触面为球面时沿球面过接触点的半径。 判断弹力有无及其方法 方法 案例 分析 用途 假设法 1、假设小球受到斜面的弹力，由于小球所受的重力G、绳额拉力T都在竖直方向上，而支持力垂直于斜面，小球不可能静止，故弹力不存在； 2、假设去掉接触面即斜面，由于小球状态不变，故弹力不存在。 判断弹力的有无 替换法 图中AB、AC为轻杆，用绳替换AB，装置状态不变，故AB对A的作用是拉力；用绳替换AC，装置原状态不能保持，故AC对A的作用是支持力。 判断弹力的方向 根据物体的运动状态判定 1、小车静止或匀速运动时，又平衡条件知A与车厢后壁间无弹力； 2、小车加速运动时，由牛顿第二定律知A与车厢后壁有弹力。 判断弹力的有无 1、μ=0时，α=0 2、0μtanθ时，0αθ 3、μ=tanθ时，α=0 4、μtanθ时，α0