第１课时 重力、弹力

nullnull第二章 物体间的相互作用 null一、考试大纲、课标内容与考向预测 nullnull二、复习策略、快捷记忆秘诀 复习策略：力学要解决的核心问题之一是力的问题，本章研究首先从力这个力学乃至整个中学物理的概念入手，从而领会有关力的要领和运算；其次掌握诸多性质；再次要灵活运用隔离法与整体法求解多个物体相互作用的问题，在正交方向上应用平衡条件，运用多种方法处理问题等． 快捷记忆秘诀：重力弹力摩擦力，高一二三息相关．平衡外力必共点，等效处理是一招．受力要做好，列式一定要规范．计算一点不马虎，结果注意多检验．抽象理想实验法，整体隔离相结合． null第１课时 重力、弹力第一单元 相互作用nullnull1.力的概念：力是 ． 2.力的性质：（1）力不能离开 而独立存在； （2）力是物体之间的 作用；（3）力是 ，既有 ，又有 ． 3.力的作用效果：（1）使物体发生 ；（2）改变物体的 ，使物体产生 ． 4.力的三要素：（1） ；（2） ；（3） ． 5.力的示方法：（1）力的 ；（2）力的 ． null １．力的基本特性 （1）力的物质性：由于力是物体对物体的作用，所以力不能离开物体而独立存在，有受力物体必有施力物体． （2）相互性：力的作用总是相互的，若A物体施力于Ｂ物体，则Ｂ物体也会施力于Ａ物体．且两个相互作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一直线上． （3）力的矢量性：力是矢量，既有大小，又有方向．服从力的平行四边形法则，不能简单地进行代数相加．null（4）瞬时性：力的作用效果与其力在同一瞬间产生，同一瞬间消灭． （5）独立性：某一个作用力产生的效果不会受其他作用力的影响，其他作用力只能各自产生对应的效果． ２．力的分类 力的分类方法通常按力的性质分类或按力的作用效果等进行分类. （1）按力的性质分：可分为万有引力（包括重力）、弹力、摩擦力、分子力、电场力、磁场力、核力等． null（2）按力的效果分：可分为压力、支持力、推力、拉力、引力、斥力、浮力、向心力、回复力、动力、阻力． （3）按作用方式分：可分为接触力（包括弹力、摩擦力等）和场力（包括电场力、磁场力等）． （4）按研究对象分：可分为内力、外力．  null１.重力的定义：由于 对物体的吸引而使物体受到的力． 2.重力的大小：同一地点重力的大小与物体的 成正比；同一物体在不同地点重力的大小与 成正比．即G= ． 3.重力的方向：总是 ．除了在赤道和极地附近，一般不通过地心． 4.重心定义：重力的 叫做重心．重心是重力的 作用点，通常可以认为重力就作用在这一点上． null１．重力与万有引力的联系和区别 （1）重力源于地球对物体的万有引力，故不能说重力就是地球的吸引力．在地面上，重力仅是地球对物体万有引力的一个分力，万有引力的另一个分力是提供物体随地球自转所需要的向心力． （2）物体随地球自转所需要的向心力随纬度的不同而不同，在赤道附近，这个力较大，则重力会较小；在极地附近，这个力较小，则重力会较大．但由于自转时物体所需的向心力极小，故在要求不高时，可以近似认为mg=GmM/R2 null２．对重心的理解 （1）重心是引力对物体上各处作用的集中表现，是等效作用点． （2）重心可以在物体的几何中心上，也可以在物体之外．要根据质量分布及几何形状而定． （3）检测重心位置的方法——悬挂法（两力平衡原理）．但也不是所有的物体重心都可用悬挂法，悬挂法一般只适用于薄板等． （4）通常受力分析时定在物体的几何中心上． null1.弹力的定义：发生弹性形变的物体在恢复原状时对 产生的力叫弹力． 2.弹力产生的条件（1）两个物体 ； （2）同时发生 ． 3.弹力的方向 （1）轻绳和细线的拉力沿着线 的方向； （2）点与面、面与面接触处的弹力 （若是曲面则垂直于接触点的公切面）指向物体 的方向; null（3）弹簧的弹力方向总是沿着弹簧指向 的方向． 4.弹力的大小 （1）对于弹性形变的弹簧产生的弹力遵循胡克定律：Ｆ＝ ，其中 叫劲度系数，其大小由本身的 、 和 共同决定，弹簧越硬、长度越短、横截面积越大，其劲度系数越大； 是相对于弹簧原长时的压缩量或伸长量； （2）形变不明显的弹力则要根据 或 借用其他力（多为 ）的大小与三角函数值来计算确定． null １．几种典型物体模型的弹力特点 null２．弹力有无的判断方法 弹力产生于接触的物体之间，但相互接触的物体不一定有弹力，只有在物体形变时才会有弹力．一般地，“支持面”的形变有时较难觉察，有时要通过假设法和反证法判断． 假设法：假设将与研究对象接触的物体解除接触，判断研究对象的运动状态是否改变，若运动状态不变，则此处不存在弹力，若运动状态改变，则此处一定存在弹力． 反证法：假设接触处研究对象受到弹力作用，并假定此处弹力的方向，再观察研究对象能否与题设状态（平衡或加速运动）相符．若相符，则假设的弹力存在，若不符，则假设的弹力不存在．nullnull 如右图所示，一质量为m的球静止于水平板Ａ和斜板Ｂ的夹角之间，求斜板B对球的弹力. 解析：如右图所示，假设有弹力Ｎ２存在，则Ｎ２在水平方向存在一个分量，必使球做匀加速运动，与题给静止状态有矛盾．说明球与斜面间虽接触，但并不挤压，故不存在弹力Ｎ2，斜板B对球的弹力为零． null１．下面各图接触面均为光滑的，请你分别画出物体Ａ所受的弹力 null对于杆的弹力，有时无法直接确定它对物体的弹力方向，可根据物体所处的运动状态，根据平衡条件或牛顿第二定律来分析确定．  如右图所示，小车上固定着一根弯成α角的曲杆，杆的另一端固定一个质量为m的小球，试分析下列情况下杆对球的弹力方向. (1)小车处于静止状态； (2)小车以加速度a水平向右运动.null解析： (1)由力的平衡条件可知：杆对小球的力与小球的重力是一对平衡力，故弹力的方向竖直向上，且大小等于球的重力mg. (2)如右图所示选小球为研究对象，小车以加速度a向右运动时，小球所受重力和杆的弹力的合力一定水平向右，此时，弹力F的方向一定指向右上方，只有这样，才能保证小球在竖直方向上保持平衡，水平方向上具有向右的加速度．null假设小球所受的弹力Ｆ与竖直方向的夹角为θ根据牛顿第二定律有Fsinθ=ma，Fcosθ=mg． 解得：F=m(g2+a2)1/2,tanθ=a/g（与α无关）. 即θ=arctan a/g  答案：（1）竖直向上（2）与竖直方向的夹角为arctan a/g：本题所确定的杆对小球的弹力的大小和方向都和小车的加速度有关，加速度越大，弹力越大，θ角也越大．由此经典题我们得到启示为：弹力不是一成不变的，它与物体的运动状态有关． null2. 根据上题情况，请你再探究小车以加速度a水平向左运动时杆对球的弹力的情况． null有关弹簧的受力分析往往较难，因为弹簧的弹力随弹簧的形变（空间位置变化）而变化，是一种动态模型，或者说是一种准静态平衡，需要把空间位置的变化与力的大小结合起来考虑． 如右图所示，两木块的质量分别为m1和m2，两轻质弹簧的劲度系数分别为k1和k2，上面木块压在上面的弹簧上（但不拴接），整个系统处于平衡状态．现缓慢向上提上面的木块，直到它刚好离开上面弹簧．在这一过程中，下面木块移动的距离为（ ） nullＡ.m1g/k1 Ｂ．M2g/k1 Ｃ.m1g/k2 Ｄ.m2g/k2 解析：整个系统处于平衡状态时，k2弹簧的弹力为k2x1=(m1+m2)g；当上面的木块被提离弹簧k1时，k2弹簧的弹力为k2x2=m2g，故下面木块Ｂ移动的距离为：x1－x2＝m1g/k2． 答案：Ｃnull３．如右图甲，一根轻弹簧竖直放在桌面上，下端固定，上端放一重物2m，稳定后弹簧长为Ｌ.现将弹簧截成等长的两段，将重物等分成两块，连接如图乙，稳定后两段弹簧的总长为Ｌ′．则 （ ） Ａ.Ｌ′＝Ｌ Ｂ.Ｌ′<Ｌ Ｃ.Ｌ′>Ｌ Ｄ.因不知弹簧原长，故无法比较nullnull 如右图所示，四个完全相同的弹簧都处于水平位置，它们的右端受到大小皆为F的拉力作用，而左端的情况各不相同：①中弹簧的左端固定在墙上；②中弹簧的左端受大小也为F的拉力作用；③中弹簧的左端拴一小物块，物块在光滑的桌面上做匀加速运动；④中弹簧的左端拴一小物块，物块在有摩擦的桌面上做匀速运动.null若认为弹簧的重力可忽略不计，以L1、L2、L3 、L4依次表示四个弹簧的伸长量，则有 ( ) A．L2＞L1 B.L4＜L3 C．L1=L2 D.L3＝L4 错解：④中弹簧的左端拴一小物块，物块在有摩擦的桌面上滑动，弹簧会受力而伸长；③中弹簧的左端拴一小物块，物块在光滑的桌面上滑动，弹簧不会受力而不伸长，所以有 L4