高一物理課件（廣東專用）：3《研究物體間的相互作用》（粵教必修一）

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歡迎進(jìn)入物理課堂 一 彈力方向的判斷方法總結(jié)彈力方向可以根據(jù)物體產(chǎn)生形變的方向進(jìn)行判斷 1 彈簧產(chǎn)生的彈力方向 與彈簧的中心軸線重合 指向彈簧形變的反方向 如圖1所示 2 輕繩類物體產(chǎn)生的彈力方向 沿繩子并指向繩子收縮的方向 如圖2所示 3 點(diǎn) 和 面 包括 平面 和 曲面 下同 接觸 面 與 面 接觸時(shí) 彈力沿著過接觸點(diǎn) 垂直于接觸面 或接觸面的切面 并指向受力物體 如圖3 圖4所示 值得注意的是 一定要說清楚是哪一個(gè)物體產(chǎn)生的彈力方向 或者說清楚是哪一個(gè)物體所受的彈力方向 就像圖1中箭頭所表示的是彈簧產(chǎn)生的彈力方向 或者是被懸掛物體所受的彈力方向 典例1請?jiān)趫D中畫出桿或球所受彈力的方向 解析 根據(jù)上面的結(jié)論 能很快地畫出桿或球所受彈力的方向 如圖所示 答案 見解析 二 如何確定摩擦力的方向摩擦力有兩類 一類是滑動(dòng)摩擦力 另一類是靜摩擦力 對于摩擦力的方向 同學(xué)們可以根據(jù)下列兩種方法來確定 1 依據(jù)摩擦力的概念來確定要依據(jù)摩擦力的概念進(jìn)行分析 首先應(yīng)明確研究對象 一般選受力物體 和參照物 一般選施力物體 再弄清研究對象相對參照物的運(yùn)動(dòng)方向 然后由摩擦力的概念可判斷出研究對象所受到的摩擦力的方向 典例2如圖所示 在一條水平的傳送帶上放著一個(gè)物體A 物體A隨著傳送帶一起向右做勻速直線運(yùn)動(dòng) 則此時(shí)物體A是否受摩擦力 若受摩擦力 則受到的傳送帶對它的摩擦力方向如何 解析 由于物體A隨傳送帶一起做勻速直線運(yùn)動(dòng) 則物體A相對于傳送帶來說是靜止不動(dòng)的并且沒有運(yùn)動(dòng)的趨勢 故物體A與傳送帶之間不存在摩擦力 答案 無摩擦力 2 應(yīng)用假設(shè)的方法來確定此法通常用來判斷相對靜止的物體間所受靜摩擦力的方向 首先假設(shè)物體間不受摩擦力 再確定研究對象與參照物之間將會(huì)出現(xiàn)的相對運(yùn)動(dòng)的情況 最后確定研究對象所受到的摩擦力的方向 典例3一人用10N的力將物體緊壓在墻上 如圖所示 則物體是否受到摩擦力 若受摩擦力 方向如何 解析 假設(shè)物體不受摩擦力的作用 對物體的受力情況進(jìn)行分析 如果物體在豎直方向上只受到重力作用 物體會(huì)向下運(yùn)動(dòng) 故假設(shè)錯(cuò)誤 即物體受到摩擦力的作用 且摩擦力的方向與重力的方向相反 為豎直向上 答案 受摩擦力作用方向豎直向上 三 正確理解合力 分力及二者的關(guān)系1 等效替代法等效替代法是物理學(xué)中常用的一種方法 合力與分力的概念就是利用等效替代法提出的 已知分力求合力和已知合力求分力 其運(yùn)算的本質(zhì)就是在保證作用效果相同的前提下 尋找一個(gè)力和幾個(gè)力之間的相互替代關(guān)系 力的平行四邊形定則運(yùn)用了 等效 觀點(diǎn) 通過實(shí)驗(yàn)總結(jié)出來的共點(diǎn)力的合成法則 它給出了尋找這種 等效替代 所遵循的規(guī)律 說明 求幾個(gè)已知分力的合力必須要明確這個(gè)合力是虛設(shè)的等效力 并非真實(shí)存在的力 合力沒有性質(zhì)可言 找不到施力物體 反之把一個(gè)已知力分解為兩個(gè)分力 這兩個(gè)分力也并非真實(shí)存在的力 無性質(zhì)可言 當(dāng)然也找不到施力物體 2 受力分析時(shí) 應(yīng)注意的問題 1 合力和分力不能同時(shí)共存 不能既考慮了合力 又考慮分力 這樣就增加了力 2 不要把受力分析與力的分解相混淆 受力分析的對象是某一個(gè)物體 分析的力是實(shí)際受到的某種性質(zhì)的力 而力的分解的對象則是某一個(gè)力 是用并非存在的分力代替這個(gè)力 3 合力與分力的關(guān)系共點(diǎn)的兩個(gè)力 它們的合力的大小范圍是 F1 F2 F合 F1 F2 合力隨兩分力間夾角的減小而增大 當(dāng)合力一定時(shí) 分力的大小將隨著兩分力間夾角的增大而增大 合力可以大于分力 也可以等于分力 或者小于分力 4 力的分解原則如果不加限制 從數(shù)學(xué)角度來看 將一個(gè)力分解 答案有無窮多 從物理學(xué)角度來看 這樣分解一個(gè)力是沒有意義的 因此我們分解力時(shí)要按照力產(chǎn)生的實(shí)際效果分解或按照題設(shè)條件及解題需要分解 典例4 2011 上海交大附中高一檢測 放在粗糙斜面上加速下滑的物體所受到的力是 A 重力和斜面支持力B 重力 下滑力和斜面支持力C 重力 摩擦力和斜面支持力D 重力 下滑力 摩擦力和斜面支持力 解析 選C 以物體為研究對象 物體受到重力 支持力 滑動(dòng)摩擦力三個(gè)力的作用 C正確 A錯(cuò)誤 下滑力是重力的一個(gè)分力 受力分析時(shí)不分析分力 故B D錯(cuò)誤 四 連接體的平衡問題解決共點(diǎn)力的平衡問題 關(guān)鍵是對研究對象進(jìn)行準(zhǔn)確的受力分析 受力分析時(shí)應(yīng)注意不同力產(chǎn)生的條件及方向特點(diǎn) 然后根據(jù)共點(diǎn)力的平衡條件在所選的方向上列平衡方程 再分析 求解 1 用 整體法 與 隔離法 分析物體的受力情況 1 整體法把相互連接的幾個(gè)物體視為一個(gè)整體 系統(tǒng) 從而分析整體外的物體對整體中各個(gè)物體的作用力 即外力 稱為整體法 整體法的原則 當(dāng)整體中各物體具有相同的加速度或都處于平衡狀態(tài) 即a 0 需要研究的是外力而非內(nèi)力時(shí) 選取整體為研究對象 整體法要分析的是外力 而不是分析整體中各物體間的相互作用 2 隔離法將某物體從周圍物體中隔離出來 單獨(dú)分析該物體所受到的各個(gè)力 稱為隔離法 隔離法的原則 如果要分析的是物體間的相互作用力 即內(nèi)力 就要把跟該力有關(guān)的某物體隔離出來 當(dāng)然 對隔離出來的物體而言 它受到的各個(gè)力就應(yīng)視為外力了 2 連接體平衡問題的分析方法連接體是多個(gè)相互關(guān)聯(lián)的物體組成的物體組 或物體系 分析連接體問題時(shí) 常用整體法和隔離法來進(jìn)行受力分析 由于對連接體的問題 多數(shù)情況既要分析外力 又要分析內(nèi)力 這時(shí)我們可以采取先整體 解決外力 后隔離 解決內(nèi)力 的方法 當(dāng)然個(gè)別情況也可運(yùn)用先隔離再整體的相反順序 典例5 雙選 如圖所示 人重600N 木板重400N 人與木板 木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)皆為0 2 現(xiàn)在人用水平力拉繩 使他與木板一起向右勻速運(yùn)動(dòng) 則 A 人拉繩的力是200NB 人拉繩的力是100NC 人的腳給木板摩擦力向右D 人的腳給木板摩擦力向左 解析 選B C 把人與木板看成一個(gè)整體 繩拉人與繩拉木板的力都為T 根據(jù)平衡條件有 2T FN G1 G2 所以T 100N 即人拉繩的力也是100N 故A錯(cuò)誤 B正確 以人為研究對象 也處于平衡狀態(tài) 其中繩對人的拉力向右 因而木板對人的靜摩擦力向左 根據(jù)作用力與反作用力的關(guān)系知 人對木板的靜摩擦力向右 故C正確 D錯(cuò)誤 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全