2018-2019高中物理 第3章 力與相互作用 3.4 分析物體的受力課件 滬科版必修1.ppt

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3.4分析物體的受力,第3章力與相互作用,[目標(biāo)定位],1.知道重心的概念.2.能夠準(zhǔn)確地繪出物體的受力示意圖，初步掌握分析物體受力的一般的方法.3.進(jìn)一步熟練判定彈力的方向，能根據(jù)平衡法、假設(shè)法確定彈力的有無(wú)和方向.4.進(jìn)一步熟練掌握靜摩擦力、滑動(dòng)摩擦力方向的判定和大小的計(jì)算方法.,內(nèi)容索引,,知識(shí)探究新知探究點(diǎn)點(diǎn)落實(shí),達(dá)標(biāo)檢測(cè)當(dāng)堂檢測(cè)鞏固反饋,知識(shí)探究,1.意義：任何物體的運(yùn)動(dòng)變化，都跟它受到的力的大小、方向有關(guān).因此學(xué)會(huì)對(duì)物體進(jìn)行受力分析，是研究物體運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)，也是學(xué)好力學(xué)的先決條件.2.是受力分析的著眼點(diǎn).力學(xué)中的研究對(duì)象，可以是某個(gè)、或某個(gè)作用點(diǎn).,一、受力分析,明確研究對(duì)象,物體,物體的一部分,3.受力分析的一般步驟(1)明確研究對(duì)象，即首先確定我們要分析哪個(gè)物體的受力情況，研究對(duì)象可以是單個(gè)物體(質(zhì)點(diǎn)、結(jié)點(diǎn))，也可以是兩個(gè)(或多個(gè))物體組成的整體；(2)隔離分析：將研究對(duì)象從周圍物體中隔離出來，分析周圍有哪些物體對(duì)它施加了力的作用；(3)按重力、彈力、摩擦力、其他力的順序，依據(jù)各力的方向，畫出各力的示意圖.注意實(shí)際物體運(yùn)動(dòng)時(shí)的受力情況往往是很復(fù)雜的.許多時(shí)候，為了使問題簡(jiǎn)化，可以略去某些次要因素，這是物理中常用的一種研究方法.,例1畫出圖1中物體A所受力的示意圖，并寫出力的名稱和施力物體：(1)物體A靜止，接觸面光滑；(2)A沿粗糙斜面上滑；(3)A沿粗糙水平面滑行；(4)接觸面光滑，A靜止.,圖1,答案見解析,答案,解析,解析(1)物體A受重力G、推力F、支持力N、墻壁對(duì)A向左的彈力N′，施力物體分別是地球、推A的物體、地面、墻壁；(2)物體A受豎直向下的重力G、垂直于斜面向上的支持力N、沿斜面向下的滑動(dòng)摩擦力f，施力物體分別是地球、斜面、斜面；(3)物體A受重力G、支持力N、滑動(dòng)摩擦力f，施力物體分別是地球、水平面、水平面；(4)物體A受重力G、拉力T、彈力N，施力物體分別是地球、繩子、墻壁.,針對(duì)訓(xùn)練1如圖2所示，物體A靠在豎直墻面上，在力F作用下，A、B保持靜止?fàn)顟B(tài)，請(qǐng)分析B受到幾個(gè)力的作用？,圖2,答案4個(gè)力,答案,解析,解析這里要分析的是B物體的受力個(gè)數(shù)，B即為研究對(duì)象，把它隔離出來，然后從易到難，先從重力著手，再分析跟它有聯(lián)系的物體，按彈力、摩擦力的順序分析它受到的力.如圖所示，其受A對(duì)它的壓力N，同時(shí)物體B有相對(duì)A上移的趨勢(shì)，故A對(duì)B的靜摩擦力f沿斜面向下，故B共受到4個(gè)力作用.,二、重力及重心的理解,1.重力(1)重力的大?。河捎诘厍虻奈刮矬w受到的力，其大小G＝.g為重力加速度，g＝9.8m/s2，同一地點(diǎn)，重力的大小與質(zhì)量成正比，不同地點(diǎn)因g值不同而不同.(注意：重力的大小與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)，與物體是否受其他力無(wú)關(guān))(2)方向：總是.(3)作用點(diǎn)：在重心上.,豎直向下,mg,2.重心(1)一個(gè)物體各部分都會(huì)受到重力的作用，從效果上，可以把這些作用力視作，這一點(diǎn)稱為重心.(2)質(zhì)量分布均勻、規(guī)則的物體，重心就在其.(3)質(zhì)量分布不均勻的物體，其重心的位置跟物體的形狀和質(zhì)量分布有關(guān)，并且它既可以在物體內(nèi)部，也可以在物體外部.比如一根均勻直鐵絲的重心位置在其中心O，把它彎成一個(gè)圓環(huán)或直角形狀，重心位置就在圓心或空間某點(diǎn)上.,集中作用于一點(diǎn),幾何中心,例2關(guān)于重力和重心，下列說法正確的是A.當(dāng)物體漂浮在水面上時(shí)重力會(huì)減小B.放置在水平面上的物體對(duì)水平面的壓力就是物體的重力C.物體的重心位置總是在物體的幾何中心上D.物體的重心位置可能隨物體形狀的變化而改變,√,答案,解析,解析物體的重力與物體所處狀態(tài)無(wú)關(guān)，A錯(cuò)；物體對(duì)水平面的壓力與物體的重力的施力物體及受力物體不同，B錯(cuò)；物體的重心位置與物體的形狀及質(zhì)量分布有關(guān)，只有質(zhì)量分布均勻、形狀規(guī)則的物體的重心才在其幾何中心，C錯(cuò)，D對(duì).,三、彈力有無(wú)的判定,判斷彈力是否存在的方法——假設(shè)法1.假設(shè)無(wú)彈力：在該處將與研究對(duì)象接觸的另一物體去掉，即假設(shè)不存在彈力，看研究對(duì)象在該位置是否保持原來的狀態(tài).2.假設(shè)有彈力：就是假設(shè)與研究對(duì)象接觸的物體對(duì)研究對(duì)象施加了彈力，畫出假設(shè)狀態(tài)下的受力分析圖，判斷受力情況與存在狀態(tài)是否矛盾，若矛盾，則不存在彈力，若不矛盾，則此彈力存在.,例3如圖3所示，一小球用兩根輕繩掛于天花板上，球靜止，繩1傾斜，繩2恰好豎直，則小球所受的作用力有A.1個(gè)B.2個(gè)C.3個(gè)D.4個(gè),圖3,答案,解析,解析假設(shè)繩1對(duì)球有作用力，該作用力的方向斜向左上方，另外球在豎直方向上受重力和繩2的拉力，在這三個(gè)力的作用下球不可能保持平衡，所以繩1不可能對(duì)球施加拉力，小球只受重力和繩2的拉力.故B正確.,√,針對(duì)訓(xùn)練2在下列各圖中，A、B之間一定有彈力的是,√,答案,解析,解析兩物體間產(chǎn)生彈力的條件除了相互接觸外，還要相互擠壓產(chǎn)生彈性形變.A、C、D圖中A、B間雖有相互接觸，但不一定相互擠壓，故選B.,四、靜摩擦力有無(wú)及方向的判斷,靜摩擦力有無(wú)及方向的判斷方法1.平衡條件法當(dāng)相互接觸的兩物體處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，可根據(jù)二力平衡條件判斷靜摩擦力的存在與否及其方向.2.假設(shè)法利用假設(shè)法進(jìn)行判斷時(shí)，可按以下思路進(jìn)行分析：,例4(多選)如圖4所示，有三個(gè)相同的物體疊放在一起，置于粗糙的水平地面上，現(xiàn)用水平力F作用在B上，三個(gè)物體仍然靜止，下列說法中正確的是A.B對(duì)A有摩擦力作用B.B受到A、C的摩擦力作用C.B受到C的摩擦力作用D.地面對(duì)C有摩擦力作用，大小等于F,圖4,√,答案,解析,√,解析假設(shè)B對(duì)A有摩擦力作用，則A受力不能平衡，與題給條件不符，所以B對(duì)A無(wú)摩擦力作用，A錯(cuò)誤.根據(jù)力的相互性可知，A對(duì)B也無(wú)摩擦力作用，B錯(cuò)誤.假設(shè)C對(duì)B無(wú)摩擦力作用，則B在水平方向上只受力F作用，不可能保持靜止，與題給條件不符，故B受到C的摩擦力作用.由于A、B、C是保持靜止的，那么地面給C的摩擦力大小為F，方向向左，所以選項(xiàng)C、D正確.,,課堂要點(diǎn)小結(jié),1.受力分析的步驟(1)明確研究對(duì)象；(2)合理隔離；(3)按由易到難的順序(先重力，再?gòu)椓?、摩擦力，最后其他?畫出受力示意圖.2.彈力有無(wú)的判斷方法(1)有明顯形變時(shí)可根據(jù)彈力產(chǎn)生的條件判斷；(2)無(wú)明顯形變時(shí)可根據(jù)假設(shè)法判斷.3.靜摩擦力有無(wú)及方向的判斷方法(1)平衡條件法；(2)假設(shè)法.,4.摩擦力的計(jì)算(1)靜摩擦力：根據(jù)平衡條件求解.(2)滑動(dòng)摩擦力：根據(jù)f＝μN(yùn)進(jìn)行計(jì)算.,達(dá)標(biāo)檢測(cè),1.(對(duì)重心的理解)(多選)關(guān)于物體的重心，下列說法正確的是A.物體的重心一定在物體上B.用線豎直懸掛的物體靜止時(shí)，線的方向一定通過重心C.一塊磚平放、側(cè)放或立放時(shí)，其重心在磚內(nèi)的相對(duì)位置不變D.舞蹈演員在做各種優(yōu)美的動(dòng)作時(shí)，其重心在體內(nèi)相對(duì)位置不變,答案,√,1,2,3,4,解析,√,解析物體的重心可以在物體上，也可以在物體外，A錯(cuò)誤.用線懸掛物體靜止時(shí)，重力與拉力等大、反向、共線，所以線的方向一定過重心，B正確.物體形狀不變時(shí)，重心相對(duì)物體的位置不變，如果物體形狀變化了，重心相對(duì)物體的位置改變，所以C正確，D錯(cuò)誤.,1,2,3,4,A.各容器的側(cè)壁對(duì)鋼球均無(wú)彈力作用B.各容器的側(cè)壁對(duì)鋼球均有彈力作用C.量杯的側(cè)壁對(duì)鋼球無(wú)彈力作用，其余兩種容器的側(cè)壁對(duì)鋼球均有彈力作用D.口大底小的普通茶杯的側(cè)壁對(duì)鋼球有彈力作用，其余兩種容器的側(cè)壁對(duì)鋼球均無(wú)彈力作用,2.(彈力有無(wú)的判斷)如圖5所示，將一個(gè)鋼球分別放在量杯、口大底小的普通茶杯和三角燒杯中，鋼球與各容器的底部和側(cè)壁相接觸，處于靜止?fàn)顟B(tài).若鋼球和各容器的接觸面都是光滑的，各容器的底面均水平，則以下說法中正確的是,√,答案,1,2,3,4,解析,圖5,解析鋼球與容器的側(cè)壁接觸，它們之間是否有彈力作用就看接觸處是否發(fā)生彈性形變，但微小形變難以察覺，只能借助假設(shè)法判斷.假設(shè)容器側(cè)壁對(duì)鋼球無(wú)彈力作用，則鋼球受重力和容器底面對(duì)它的支持力作用，鋼球?qū)⑻幱陟o止?fàn)顟B(tài)，故鋼球與容器側(cè)壁雖然接觸但沒有發(fā)生彈性形變，容器側(cè)壁對(duì)鋼球無(wú)彈力作用的假設(shè)成立.我們也可以假設(shè)容器側(cè)壁對(duì)鋼球有彈力作用，作出各容器中鋼球的受力示意圖分別如圖a、b、c所示，可見三種情況均與鋼球靜止的題設(shè)條件相矛盾，所以原假設(shè)不成立，即各容器的側(cè)壁對(duì)鋼球均無(wú)彈力作用.因此，本題正確選項(xiàng)為A.,1,2,3,4,3.(摩擦力有無(wú)及方向的判斷)(多選)若例題中的水平力F作用在物體B上，A、B一起做勻速直線運(yùn)動(dòng)，如圖6所示，則A.A、B之間無(wú)摩擦力B.A受到的摩擦力水平向右C.B與地面之間無(wú)摩擦力D.地面對(duì)B的摩擦力水平向右,答案,√,1,2,3,4,解析,√,圖6,解析假設(shè)B對(duì)A有摩擦力，則A受力不平衡，不可能做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故B對(duì)A無(wú)摩擦力，故A正確，B錯(cuò)誤；由于A、B一起勻速運(yùn)動(dòng)，故把A、B作為一個(gè)整體，B相對(duì)于地面向左滑動(dòng)，故地面對(duì)B有摩擦力，且方向水平向右，故C錯(cuò)誤，D正確.,1,2,3,4,4.(受力分析)畫出圖7(1)～(4)中靜止物體A的受力示意圖(注意：圖中球形物體的接觸面光滑).,1,2,3,4,答案,答案,圖7,