高中物理必修1-重力、弹力、摩擦力的初步讲解

弹力

定义 :产生弹性形变的物体,由于要恢复原装而对与之接触的物体产生力的作用。这种力叫做弹力。 产生条件 :1、物体互相接触 2、物体发生弹性形变

方向 :弹力的方向与物体形变的方向相反,作用在迫使其产生形变的物体上。

弹力有无的判断

1、直接判断: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,可假设将接触面去掉,判断研究对象的运动状态是 否 发生改变。

弹力大小的计算

1、非弹簧弹力:对物体的运动状态进行分析,结合力学规律求解 2、胡可定律(弹簧弹力 :在弹性限度内 F=Kdx 弹簧“串并联”后的进度系数 1、串联

弹簧串联后,每个弹簧所受的弹力是相等的,既 F 1=F2 =......从而得出 1/K=1/K1+1/K2+......+1/Kn 2、并联

弹簧并联后,每个弹簧上的弹力不等,但是伸长(或压缩量相等,既 X 1=X2 =......从而得出

K=K1+K2+......+Kn 场力 重力

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摩擦力

静摩擦力和动摩擦力的比较

1、区分两种摩擦力:静止的物体有可能受滑动摩擦力的作用,运动的物体也有可能受到静摩擦力作用 ; 这 里的“静”和“动”是针对接触面的相对运动而言的。 “运动”和“相对运动” 、 “相对运动趋势”不同。 2、摩擦力的方向有可能和运动方向相同——充当动力, 做正功; 可能和运动方向相反——充当阻力, 做负 功;也有可能和运动方向成某一夹角。

3、静摩擦力的方向判断:①假设法。 即假设接触面光滑。 若两物体发生相对滑动, 则说明他们有相对运动 趋势,并且原来相对运动趋势的方向和假设接触面光滑时相对运动的方向相同,然后根据静摩擦力方向跟 物体相对运动趋势方向相反,便可以确定静摩擦力的方向。②结合物体的运动状态判断,由运动情况确定 受力情况。

4、 摩擦力大小的计算: (1静摩擦力大小的计算

①物体处于平衡状态时,利用力的平衡条件来判断其大小。

②物体有加速度时,若只有摩擦力,则 F 1=ma,例如匀速转动的圆盘上的物块靠摩擦力提供向心力产生向 心加速度;若除摩擦力外,物体还受其它力,则 F 合 =ma,先求合力再求摩擦力。

(2滑动摩擦力的计算

①滑动摩擦力的大小用公式 f=μF N 来计算,但应注意:

a 、 μ是动摩擦因数,其大小与接触面的材料、表面的粗糙程度有关, F N 为两接触面间的正压力,其大小不 一定等于物体的重力。

b 、滑动摩擦力的大小与物体的运动速度无关,与接触面的大小也无关。 ②根究物体的运动状态判断

a 、若物体出于平衡状态,就利用平衡条件。

b 、若物体有加速度,利用牛顿第二定律和受力分析相结合求解。 2

受力分析的方法 知识点一:找弹力

例题 1 作出下列物理模块中物体 A 所受到的弹力。

变式 1 作出下列物理模块中物体 A 所受到的弹力。

体会:1、可以采用假设法来判断物体是否受力。 2、弹力的方向总是垂直于接触面。

知识点二:找摩擦力

例题 2 作出下列物理模块中物体 A 所受到的摩擦力。

3

变式 2 作出下列物理模块中物体 A 所受到的摩擦力。

体会:

知识点二:根据运动状态判断受力 例题 3做出下列物理模型中物块 A 和 B

的受力。

变式 3 做出下列物理模型中物块 A 的受力。

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5 体会: 隔离法

为了弄清系统 (连接体 内某个物体的受力和运动情况,一般可采用隔离法. 运用隔离法解题的基本步骤是: ○ 1明确研究对象或过程、状态;

○ 2将某个研究对象、某段运动过程或某个状态从全过程中隔离出来; ○ 3画出某状态下的受力图或运动过程示意图; ○ 4选用适当的物理规律列方程求解.

课堂练习

如图所示,斜面小车 M 静止在光滑水平面上,一边紧贴墙壁。若再在斜面上 加一物体 m ,且 M 、 m 相对静止,试分析小车受哪几个力的作用

一个底面粗糙,质量为 m 的劈放在粗糙水平面上,劈的斜面光滑且与水平面夹角为 300,现用 一端固定的轻绳系一质量为 m 的小球,小球与斜面的夹角为 30。 ,如图所示。 (1当劈静止时绳子中拉力大小为多少 ?

(2若地面对劈的最大静摩擦力等于地面对劈的支持力的 μ倍,为使整个系统静止, μ值必 须符合什么条件 ?

课后作业 物块静止在固定的斜面上，分别按图示的方向对物块施加大小相等的力 F，A 中 F 垂直于 斜面向上。B 中 F 垂直于斜面向下，C 中 F 竖直向上，D

中 F 竖直向下，施力后物块仍然 静止，则物块所受的静摩擦力增大的是 宇航员在探测某星球时，发现该星球均匀带电，且电性为负，电荷量为 Q ．在一次实验时，宇航员将一带 负电 q （ q Q ）的粉尘置于离该星球表面 h 高处，该粉尘恰好处于悬浮状态．宇航员又将此粉尘带至距 ） 该星球表面的 2h 高处，无初速释放，则此带电粉尘将（ A．仍处于悬浮状态 B．背向该星球球心方向飞向太空 C．向该星球球心方向下落 D．沿该星球自转的线速度方向飞向太空 如图所示，空间有一垂直纸面的磁感应强度为 0.5T 的匀强磁场，一质量为 0.21kg 且足够长的绝缘木板静 止在光滑水平面上，在木板左端无初速放置一质量为 0.1kg、电荷量 q=+0.2C 的滑块，滑块与绝缘木板之 间动摩擦因数为 0.5，滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力。现对木板施加方向水平向左，大小 为 0.6N 恒力，g 取 10m/s2.则 A．木板和滑块一直做加速度为 2m/s2 的匀加速运动 B．滑块开始做匀加速直线运动，然后做加速度减小的加速运动，最后做匀加速直线运动 C．最终木板做加速度为 2 m/s2 的匀加速运动，滑块做速度为 10m/s 的匀速运动 D．最终木板做加速度为 3 m/s2 的匀加速运动，滑块做速度为 10m/s 的匀速运

动 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · B· · · F · 6

如图 17 所示，一个竖直放置的圆锥筒可绕其中心 OO′转动，筒内壁粗糙，筒口 半径和筒高分别为 R 和 H，筒内壁 A 点的高度为筒高的一半。内壁上有一质量 为 m 的小物块。求 ①当筒不转动时，物块静止在筒壁 A 点受到的摩擦力和支持力的大小； ②当物块在 A 点随筒做匀速转动，且其受到的摩擦力为零时，筒转动的角速度。 7