力压力与浮力.DOC

第六章 力 壓力與浮力 ６－１力 力的效應 1.使物體形狀改變：如彎、彈簧伸等。 2.物體運動狀態改變：推車使車由靜止前進、用力丟球使球快速向前等。力的單位質量 1 公克的物體在地球上所受地球引力為1公克重 (gw)；質量 1 公斤的物體在地球上所受地球引力為1公斤重(Kgw) ，其中 Kgwgw即為力的單位。測量力大小的最方便方法：利用物體受力的形狀變化。彈簧秤就是利用彈簧受力的作用後，長度的變化很有規則的特性，來作為測量力大小的工具。彈性的物體，在其彈性限度內，其受力的大小與其伸長量成正比。 力的合成 想一想：在日常生活中，常有多個力同時作用在一個物體上的情形，例如拔河時雙方用力拉住繩子。當一個物體同時受到多個力作用時，這些力所產生的效果將會如何呢？ 1.當一個物體同時受到甲力和乙力的作用，可改用一個丙力來代表這兩個力，而對物體的移動會產生相同的效果，則稱丙力為甲和乙兩力的合力，以下分兩種情形來說明： （1）如右圖A，當甲和乙兩力同向，則甲和乙兩力的合力將如右圖B丙力所示。此時丙力的大小等於甲力和乙力的大小總和，且方向相同。 （2）如右圖A，當甲和乙兩力反向，且甲力大於乙力，則甲和乙兩力的合力將如右圖B丙力所示。此時丙力的大小等於甲力的大小減去乙力的大小，且方向和甲力相同。 ●合力的表示法：設兩力(Fa、Fb)作用於同一物體。 兩力(Fa、Fb)作用在同一直線上 兩力(Fa、Fb)作用在不同直線上 兩力同向 (夾角0度) 兩力反向 (夾角180度) 兩力互相垂直 (夾角90度) 平行四邊形法：以Fa、Fb分別為平行四邊形的相鄰兩邊，則合力F為其對角線。 合力 F＝Fa＋Fb 合力 F＝Fa－Fb 設Fa＞Fb 合力 1.合力範圍：(Fa、Fb可稱為F的分力) 2.兩力合力F之大小隨夾角減小而增大；即夾角愈小，合力愈大。 力的平衡 1.當兩個或多個力同時作用在一個物體上，而該物體的形狀和運動狀態不再產生任何改變時，表示這些力恰達到平衡，此時物體處於平衡狀態。 2.兩力平衡：當一個靜止的物體，同時受到大小相等，方向相反的兩個力作用，若這兩個力也沿著同一直線作用，則該物體將仍然維持靜止的狀態，我們稱這兩個力彼此平衡。兩力平衡的條件：大小相等方向相反作用在一直線。兩力平衡的例：天花板上靜止的吊燈(重力與繩子的拉力平衡)靜置在桌上的書本、浮在水面上的船拔河比賽中，堅持不下的兩個隊伍。６－力的類 1.接觸力：必須由施力者，直接接觸到，才能顯現出力的效應。如：、拉、等。 2.非接觸力：不需接觸，即能顯現出力的效應。如：引力、磁力、靜電力等。 摩擦力：存在於兩接觸面間一種阻止物體運動的作用力。摩擦力的實例： 水平方向作用力推桌子，但桌子仍然靜止不動。 在地上滾動的球，會自然慢慢停下來。　 （3）騎自行車時，遇到紅燈剎車，自行車會減速停止。 影響摩擦力的因素接觸面的性質：接觸面粗糙則摩擦力大，接觸面光滑則摩擦力小。例：粗砂紙摩擦力較細砂紙大。 於接觸面的力：接觸面的力愈大，摩擦力愈大接觸面的力愈小，摩擦力愈小例：減少摩擦力的方法：加潤滑油以滾動代替滑動採用流線型的設計 ６－壓力 2.以兩指輕壓原子筆之兩端，筆維持靜止狀態：（1）筆靜止：筆所受合力＝0。左側手施力＝右側手施力。（2）左側手指凹陷程度＞右側手指凹陷程度。表示：受力相同下，接觸面積愈小，凹陷程度愈大。 ◎由以上觀察得知：海綿或手的凹陷程度與垂直作用力的大小及受力面積有關。 壓力的定義：單位面積所受的垂直力若以 F 表示力， A 表示面積， P 表示壓力，則 F 、 P 、 A 這三的關係如圖： 壓力的單位：公克重／平方公分（gw/cm2）公斤重／平方公尺（kgw/m2） gw/cm2、將乙面放於桌面，其施於桌面的壓力為 gw/ cm2、將丙面放於桌面，其施於桌面的壓力為 gw/ cm2。 液體壓力 1.壓力來源：液體本身的重量。靜止液體重量所形成的壓力，稱為靜液壓力（液壓）。 2.液體壓力公式導證：一個裝有液體的均勻柱狀容器，如右圖，其底部受到的液體壓力，是來自於容器底面正上方液柱的重量，依照壓力的定義： 液壓觀察 1.靜止液體中，同一深度任一點來自各方向的壓力大小都相等。 2.液壓的作用力在各方向均垂直於接觸面。 3.深度越深，液壓越大。 4.水也有向上壓力的存在，而且向上壓力與向下壓力相等，所以當管內、外的水面高度幾乎相同時，塑膠板會脫離管口。 ◎在同一深度的 平面所受液壓大小為：向上壓力＝向左壓力＝向右壓力＝向下壓力。 例如：如右圖的容器裝水，其內四位置，求以下各點的液體壓力：（1）A 點壓力＝ gw/cm2。 （2）B 點壓力＝ gw/cm2。 （3）C 點