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4.1 牛頓第一定律(課件)2024年中職 物理 (高教版)同步教學(xué)(6份打包)

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4.1 牛頓第一定律(課件)2024年中職 物理 (高教版)同步教學(xué)(6份打包)

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《物理》(高教版)
§4.1 牛頓第一定律
二、牛頓第一定律
三、慣性
一、伽利略的理想實(shí)驗(yàn)
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一、伽利略的理想實(shí)驗(yàn)
二千多年前,古希臘哲學(xué)家亞里士多德根據(jù)人們對(duì)運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系的認(rèn)識(shí),提出了“必須有力作用在物體上, 物體才能運(yùn)動(dòng)”的觀點(diǎn)。這個(gè)觀點(diǎn)很容易被人們接受,例如,車不推不走,因而這種觀點(diǎn)統(tǒng)治人們思想二千余年。
直到17世紀(jì),意大利著名物理學(xué)家伽利略,用“實(shí)驗(yàn)+科學(xué)推理”的方法推翻了亞里士多德的觀點(diǎn),打破了人們憑直覺(jué)得出的“力是維持物體運(yùn)動(dòng)原因”的錯(cuò)誤觀點(diǎn)。他指出運(yùn)動(dòng)的物體之所以停下,是物體受到摩擦阻力之緣故。也就是說(shuō),力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。伽利略用一個(gè)理想斜面實(shí)驗(yàn),有力證明了他提出的觀點(diǎn)是正確的。
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伽利略的理想斜面實(shí)驗(yàn)雖然是想象中的實(shí)驗(yàn),但這個(gè)實(shí)驗(yàn)反映了一種物理思想,它是建立在可靠的事實(shí)基礎(chǔ)之上的。以事實(shí)為依據(jù),抓住主要因素,忽略次要因素,從而深刻地揭示了自然規(guī)律。
伽 利 略
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1. 定律 一切物體總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài),直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。
二、牛頓第一定律
2. 說(shuō)明
(1)牛頓第一定律說(shuō)明了物體不受力時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),它是一種理想的狀態(tài)。通常所看到的勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài),其實(shí)都是物體受到平衡力作用的結(jié)果;
(2)外力的作用使物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變,物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變,說(shuō)明速度發(fā)生變化,速度發(fā)生變化,說(shuō)明物體有加速度。也就是說(shuō),外力是產(chǎn)生加速度的原因,而不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因。
牛 頓
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1. 慣性 物體具有保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)叫做慣性。故牛頓第一定律也叫做慣性定律。
三、慣性
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2. 對(duì)慣性的理解
(1)慣性是物體的固有屬性,一切物體都具有慣性;
(2)慣性與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān),不論物體是處于怎樣的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),慣性總是存在的,慣性與物體是否受力無(wú)關(guān),與速度大小無(wú)關(guān);
注意:慣性是一個(gè)重要的概念,在學(xué)習(xí)時(shí),許多同學(xué)對(duì)慣性存在著一些錯(cuò)誤認(rèn)識(shí):如有人認(rèn)為只有做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體或靜止的物體才有慣性,做變速運(yùn)動(dòng)的物體沒(méi)有慣性;認(rèn)為物體的速度越大,物體的慣性就越大,等等。事實(shí)上,慣性是一切物體的固有屬性,與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)以及是否受力沒(méi)有關(guān)系,僅由物體的質(zhì)量決定。
(3)質(zhì)量是慣性大小的量度。
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練 習(xí)
1. 下列說(shuō)法正確的是( )。
A. 只有靜止的物體或做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體才有慣性
B. 物體由靜到動(dòng)是克服慣性的結(jié)果
C. 做變速運(yùn)動(dòng)的物體沒(méi)有慣性
D. 質(zhì)量大的物體慣性大
2. 下列有關(guān)力的說(shuō)法,不正確的是( )。
A. 力是產(chǎn)生加速度的原因
B. 物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變時(shí),物體必定受到外力的作用
C. 力是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因
D. 力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因
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§4.2 牛頓第二定律
二、加速度和質(zhì)量的關(guān)系
三、牛頓第二定律
一、加速度和力的關(guān)系
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一、加速度和力的關(guān)系
對(duì)質(zhì)量相同的物體來(lái)說(shuō),物體的加速度跟作用在物體上的力成正比:

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二、加速度和質(zhì)量的關(guān)系
在相同的力作用下,物體的加速度跟物體的質(zhì)量成反比:

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1. 定律 物體的加速度跟所受的合力成正比,跟物體的質(zhì)量成反比,加速度的方向跟合力的方向相同。
規(guī)定:使質(zhì)量為1 kg 的物體產(chǎn)生1 m/s2 的加速度的力是 1 N,即 1 N = 1 kg·m/s2 ,此時(shí) k = 1 。
2. 數(shù)學(xué)公式
3. 說(shuō)明
三、牛頓第二定律
(1) 中各量只對(duì)同一物體而言;
(2) 式中F合 指物體所受的合外力。
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4. 用牛頓第二定律解釋物體做機(jī)械運(yùn)動(dòng)的原因
(1)如果合外力的方向與物體運(yùn)動(dòng)的方向相同,則加速度的方向與運(yùn)動(dòng)方向相同,這時(shí)物體做加速運(yùn)動(dòng)。
(2)如果合外力的方向與物體運(yùn)動(dòng)的方向相反,則加速度的方向與運(yùn)動(dòng)方向相反,這時(shí)物體做減速運(yùn)動(dòng)。
(3)如果合外力不變(恒定),則加速度也不變(恒定),這時(shí)物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)。
(4)如果合外力為零,則加速度也為零,這時(shí)物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)或處于靜止?fàn)顟B(tài)。
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5. 實(shí)例
飛行的殲擊機(jī)在戰(zhàn)斗前拋掉副油箱以減小質(zhì)量,提高殲擊機(jī)的靈活性。
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【例1】某傘兵和他攜帶的武器質(zhì)量共為 80 kg ,降落傘未張開(kāi)時(shí),受到的空氣阻力為 25 N,求傘兵在這段時(shí)間的加速度。
a
F
解:由牛頓第二定律 ,得
分析:傘兵在降落傘未打開(kāi)時(shí),受到二個(gè)力的作用:
F
f
G
.
豎直向下重力G 和向上的空氣阻力F ,傘兵所受的合力為F = G – F , 方向向下。
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【例2 】 質(zhì)量為2. 0 t 的汽車以10 m/s 的速度行駛,在關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī) 5 s 內(nèi)停下來(lái),求汽車所受的阻力。
G
解:以汽車運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较颍杉铀俣裙降?br/>根據(jù)牛頓第二定律,汽車受到的阻力為
v
a
F
f
F
N
分析:汽車關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后只受到三個(gè)力的作用:重力G 、支持力F 和摩擦阻力F ,如圖所示。
f
N
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1. 一個(gè)物體受到4 N 的力,產(chǎn)生 2 m /s 的加速度。要使它產(chǎn)生 3 m /s 的加速度,需要施加多大的力?
2. 吊車開(kāi)始起吊后,在2 s 內(nèi)把質(zhì)量為500 kg 的物體由靜止吊起,勻加速到0.8 m/s,求鋼絲繩對(duì)物體的拉力?
a
解:畫(huà)物體受力圖,物體的加速度為
F

F
T
G
.
分析:根據(jù)題意,畫(huà)物體受力圖。先求出物體的加速度,再根據(jù)牛頓第二定律 ,求出綱絲繩對(duì)物體的拉力。
練 習(xí)
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§3.4 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律
一、速度公式
二、位移公式
三、速度-位移公式
四、速度圖像
五、運(yùn)動(dòng)規(guī)律
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一、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度公式
(3)如果初速度為零,v0 = 0 , 則 vt = at 。
由加速度的公式 ,可得速度公式為
討論:一般取初速度v0 的方向?yàn)檎较颉?br/>(1)當(dāng)a 與v0 同向時(shí),a > 0,表明物體的速度隨時(shí)間均勻增加;
(2)當(dāng)a 與v0 反向時(shí),a < 0,表明物體的速度隨時(shí)間均勻減小;
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二、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式
由變速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式得
如果初速度為零,v0 = 0 則
勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移公式
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代入位移公式中得
如果初速度為零,即 v0 = 0 ,則
三、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度-位移公式
由速度公式 得
化簡(jiǎn)后可得速度-位移公式
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四、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度圖像

3
2
1
0
速度v / ( m /s )
時(shí)間 t / s
v / ( m /s )
t / s
1
2
3
4
4
6
8
10
O
2
1. 在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中,速度和時(shí)間的關(guān)系也可以用速度圖像來(lái)表示。例如,做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的汽車的初速度是4 m/s,加速度為2 m/s2,某一時(shí)刻的速度為 vt = 4 + 2t ,下面用列表描點(diǎn)來(lái)畫(huà)它的速度圖像。
4
6
8
10

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2. 勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度圖像的幾種常見(jiàn)形式
初速度不為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)
初速度為零的 勻加速直線運(yùn)動(dòng)
勻減速直線運(yùn)動(dòng)
v
t
O
v
t
O
v
t
O
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3. 速度圖像的作用
(2)求任一時(shí)刻的速度
(3)求達(dá)到某一速度所需的時(shí)間
(1)判定運(yùn)動(dòng)性質(zhì)
OA 段:
AB 段:
BC 段:
2 s末的速度是
vt = 8 m /s
速度達(dá)到10 m/s 需要的時(shí)間為
t = 3 s
勻加速直線運(yùn)動(dòng)。
勻速直線運(yùn)動(dòng)。
勻減速直線運(yùn)動(dòng)。
v
t
O
A
B
C
v / ( m /s )
t / s
1
2
3
4
4
6
8
10
O
2
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(4)根據(jù)面積求位移
v
t
O
t
vt
v0
在速度圖像中,速度圖線和時(shí)間圖線圍成的面積大小,等于物體在時(shí)間t 內(nèi)所發(fā)生的位移s 的大小:
注意:位移和面積是兩個(gè)不同的物理量,我們只是借用“面積”的大小來(lái)表示位移的大小,兩者只是數(shù)值相等而已。
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五、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律
1. 速度公式
2. 位移公式
3. 速度- 位移公式
如果物體做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),上面公式就可簡(jiǎn)化為
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【例1】一列火車在斜坡上勻加速下行,在坡頂?shù)乃俣仁?.8 m/s,加速度是0.20 m/s2 ,火車通過(guò)斜坡的時(shí)間是30 s,求這段斜坡的長(zhǎng)度和30 s 末火車的速度。
解:由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式,可得
30 s 末火車的速度為
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【例2】如圖所示,一步槍子彈打穿 5.0 cm 厚的木板后,它的速度從400 m/s 減少到100 m/s。設(shè)子彈穿過(guò)木板時(shí)做勻減速直線運(yùn)動(dòng),求子彈在木板中的加速度和穿過(guò)木板所用的時(shí)間。
vt
v
0
解:由公式 ,可得
穿過(guò)木板所用的時(shí)間為
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練 習(xí)
1. 某飛機(jī)起飛前,在跑道上加速滑行,加速度是4.0m/s2,滑行了20 s 達(dá)到起飛速度,求飛機(jī)起飛時(shí)的速度和在跑道上滑行的距離。
解:飛機(jī)在跑道上做初速為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。起飛時(shí)的速度為
在跑道上滑行的距離為
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§3.5 自由落體運(yùn)動(dòng)
一、問(wèn)題提出
二、自由落體運(yùn)動(dòng)
三、重力加速度
四、自由落體運(yùn)動(dòng)的公式
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二千多年前,古希臘哲學(xué)家亞里士多德提出:輕重不同的物體下落時(shí),重的物體下落得快,輕的物體下落得慢。這個(gè)觀點(diǎn)是否正確呢?
演示1 在同一高度同時(shí)釋放一支粉筆頭(或一枚硬幣)和一張紙片,請(qǐng)觀察物體是否同時(shí)落地。
演示2 把紙片揉成紙團(tuán),重復(fù)以上實(shí)驗(yàn),請(qǐng)觀察物體是否同時(shí)落地。
為什么有時(shí)重的物體下落得快,有時(shí)輕重不同的物體下落得快慢幾乎一樣?
一、問(wèn)題提出
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結(jié)論:輕重不同的物體下落得快慢不同,主要是由于空氣阻力不同造成的。
錢(qián)毛管實(shí)驗(yàn)
把硬幣和羽毛放在一個(gè)玻璃管的底部,將其倒豎起來(lái),我們會(huì)看到什么?
若抽去管里的空氣,然后在把它倒豎起來(lái),我們又將看到什么
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阿波羅登月實(shí)驗(yàn)
1970年,阿波羅飛船登上無(wú)大氣的月球后,宇航員特地做了使羽毛和重錘從同一高度同時(shí)釋放的實(shí)驗(yàn),無(wú)數(shù)觀眾從熒屏上看到,它們并排下落,同時(shí)落到月球表面。
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物體只在重力作用下從靜止開(kāi)始下落的運(yùn)動(dòng)叫做自由落體運(yùn)動(dòng)。
1. 定義
2. 運(yùn)動(dòng)性質(zhì)
二、自由落體運(yùn)動(dòng)
如果空氣阻力對(duì)物體影響很小,可忽略不計(jì),那么,物體在空氣中從靜止開(kāi)始下落的運(yùn)動(dòng)就可以看作是自由落體運(yùn)動(dòng)。
對(duì)自由下落的小球的閃光照片進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的加速直線運(yùn)動(dòng)。
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三、重力加速度
在同一地點(diǎn),一切物體在做自由落體運(yùn)動(dòng)中的加速度都相同,這個(gè)加速度叫重力加速度,用g 表示。
在地球上不同地點(diǎn),g 的值略有不同。
在通常的計(jì)算中,取 g = 9.8 m/s 2。重力加速度方向總是豎直向下。
g ( m/s2 )
地 點(diǎn)
北 極
北 京
上 海
廣 州
赤 道
緯 度
9. 832
9. 801
9. 794
9. 788
9. 780
39 56
90
31 12
23 06
0
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四、自由落體運(yùn)動(dòng)的公式
a → g
s → h
自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),所以,勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式也適用于自由落體運(yùn)動(dòng)。
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【例1】雨滴通常從 1 500 m 左右的高度落下,如果沒(méi)有空氣阻力,問(wèn)經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間落到地面?它落到地面時(shí)的速度是多少?
雨滴落地時(shí)的速度為
解:如果沒(méi)有空氣阻力,雨滴下落的運(yùn)動(dòng)可以看成自由落體運(yùn)動(dòng),由公式 得
討論:實(shí)際上雨滴落到地面的速度不超過(guò)8 m/s,說(shuō)明物體從很高的地方下落時(shí),空氣阻力是不可忽略的,有時(shí)空氣阻力可以大到等于物體的重力。
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【例2】如圖所示,一個(gè)小鋼球做自由落體運(yùn)動(dòng)。測(cè)得小鋼球經(jīng)過(guò) A點(diǎn)時(shí)的速度是 2.42 m/s,經(jīng)過(guò) B 點(diǎn)時(shí)的速度是 4.64 m/s, 所用時(shí)間是0. 226 s,求此地的重力加速度和AB 間的距離。
解:因?yàn)樽杂陕潴w是勻加速直線運(yùn)動(dòng),所以
A
B
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1. 在某地讓一個(gè)小球從 17.7 m 高的地方自由下落,測(cè)得小球下落到地面處所用的時(shí)間是1.9 s,求此地的重力加速度和1.9 s 末的速度。
小球在1.9 s 末的速度為
解:由公式 得
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2. 一個(gè)物體從 19.6 m 高的地方自由下落,問(wèn)經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間落到地面?它落到地面時(shí)的速度是多少?
物體落地時(shí)的速度為
解:由公式 得
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§3.1 機(jī)械運(yùn)動(dòng)
一、機(jī)械運(yùn)動(dòng)
二、參考系
三、質(zhì) 點(diǎn)
四、位移和路程
五、時(shí)間和時(shí)刻
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一、機(jī)械運(yùn)動(dòng)
物理學(xué)中把一個(gè)物體相對(duì)于別的物體的位置變化叫做機(jī)械運(yùn)動(dòng),簡(jiǎn)稱運(yùn)動(dòng)。
機(jī)械運(yùn)動(dòng)是最普遍的運(yùn)動(dòng)形式,小到分子、原子,大到宇宙的天體,一切物體都在運(yùn)動(dòng)。
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在判斷物體運(yùn)動(dòng)時(shí),被選做參考的物體叫做參考系。
1. 定義
例如,車站上的等車人,以路旁的站牌為參考,等車人是靜止的,以行駛的汽車為參考,等車人是運(yùn)動(dòng)的。
二、參考系
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3. 說(shuō)明
(1)對(duì)同一物體運(yùn)動(dòng)的描述,由于參考系選擇的不同,其結(jié)果一般是不同的,這叫做運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性。
(2)在說(shuō)明物體運(yùn)動(dòng)時(shí),必須指出是對(duì)哪一個(gè)參考系而言的,一般情況下,未作特別說(shuō)明時(shí),均以地球或地面上的靜止物作參考系。
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如果物體的大小和形狀對(duì)研究物體的運(yùn)動(dòng)影響不大,這時(shí)就可以不考慮它的大小和形狀,而將物體看成一個(gè)具有該物體全部質(zhì)量的點(diǎn)。或者說(shuō),用一個(gè)具有該物體全部質(zhì)量的點(diǎn)來(lái)代替整個(gè)物體,這種具有質(zhì)量的點(diǎn)叫做質(zhì)點(diǎn)。
1. 定義
2. 說(shuō)明
(1)質(zhì)點(diǎn)是一種理想化的物理模型。
三、質(zhì)點(diǎn)
(2)物體當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)處理的原則:在所研究的問(wèn)題中,物體的大小和形狀不起作用,或者所起作用很小。
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例如,研究地球公轉(zhuǎn)時(shí),地球的大小和形狀可以忽略,地球可當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)。研究地球自轉(zhuǎn)時(shí),地球的大小和形狀不能忽略,地球不能當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)。
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質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)所經(jīng)過(guò)路徑的長(zhǎng)度叫做路程。
從物體的初位置指向末位置的有向線段叫做物體的位移。
4. 說(shuō)明 位移是矢量,方向是從初位置指向末位置,而路程是標(biāo)量。
3. 位移和路程的單位 m(米)
1. 位移
四、位移和路程
s
r
2. 路程
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兩時(shí)刻之間的間隔。它與質(zhì)點(diǎn)所經(jīng)過(guò)的某一段位移相對(duì)應(yīng)。如,火車在兩地之間運(yùn)行了1小時(shí)45分。
s(秒),常用單位:h(小時(shí))、min(分)。
指某一瞬時(shí)。它與質(zhì)點(diǎn)所在的某一位置相對(duì)應(yīng)。
4. 時(shí)間坐標(biāo)軸上時(shí)間與時(shí)刻的關(guān)系
1. 時(shí)刻
2. 時(shí)間
3. 單位
五、時(shí)間和時(shí)刻
t/s
t 1
O
t 2
t2 - t1
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1. “坐地日行八萬(wàn)里”這句話中的參考系是什么?
3. 體育比賽中的跳遠(yuǎn)成績(jī)是( )。
4. 請(qǐng)回答 “5 s內(nèi)”、“第5 s內(nèi)”、“5 s末”的含義是什么?
2.自行車在下列哪種情況下可以看作質(zhì)點(diǎn)?
(1)研究自行車的車輪繞車軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí);
(2)研究馬路上自行車行駛的速度時(shí)。
練 習(xí)
A. 路程 B. 位移 C. 位移的大小 D. 以上均不對(duì)
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§3.2 變速直線運(yùn)動(dòng)
一、直線運(yùn)動(dòng)
二、平均速度
三、瞬時(shí)速度
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一、直線運(yùn)動(dòng)
運(yùn)動(dòng)軌跡為直線的運(yùn)動(dòng)稱為直線運(yùn)動(dòng)。
1. 勻速直線運(yùn)動(dòng)
物體沿一直線運(yùn)動(dòng),如果在任意相等的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的位移都相等,這種運(yùn)動(dòng)就叫做勻速直線運(yùn)動(dòng)。
t /s
1
O
2
3
4
5 m
5 m
5 m
5 m
物體沿一直線運(yùn)動(dòng),如果在相等的時(shí)間內(nèi),通過(guò)的位移不相等,這種運(yùn)動(dòng)就叫做變速直線運(yùn)動(dòng)。
2. 變速直線運(yùn)動(dòng)
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平均速度的大小與所取的時(shí)間間隔有關(guān),取不同的時(shí)間間隔,平均速度的大小是不一樣的。
在變速直線運(yùn)動(dòng)中,物體的位移s 跟發(fā)生這段位移所用的時(shí)t 的比值,叫做物體在這段時(shí)間(或這段位移)內(nèi)的平均速度,用 v 表示。
t /s
1
O
2
3
4
3 m
5 m
8 m
9 m
二、平均速度
1. 定義
2. 公式
4. 說(shuō)明
3. 單位  m/s (米/秒)
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三、瞬時(shí)速度
運(yùn)動(dòng)物體在某一時(shí)刻(或某一位置)的速度叫做瞬時(shí)速度,簡(jiǎn)稱速度,用v 表示。
2. 說(shuō)明
1. 定義
瞬時(shí)速度是矢量,它是用來(lái)精確地描述物體在某一時(shí)刻(或某一位置)運(yùn)動(dòng)的快慢。
瞬時(shí)速度的大小稱為瞬時(shí)速率,簡(jiǎn)稱速率。
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【例1】一物體在第1s 內(nèi)運(yùn)動(dòng)了0.33 m,第2s 內(nèi)運(yùn)動(dòng)了0.44 m,第3s 內(nèi)運(yùn)動(dòng)了0.40 m,第4 s內(nèi)運(yùn)動(dòng)了0.30 m,物體在前2 s內(nèi)、后2 s內(nèi)、前3 s內(nèi)的平均速度分別是多少?
t /s
1
0
2
3
4
0.33 m
0.44 m
0.40 m
0.30 m
s1
s3
s2
解:
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練 習(xí)
1. 以下速度指的是瞬時(shí)速度還是平均速度?
2. 兩車站間距離34 km,火車在最初5 min 時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)了5 km,最后5 min內(nèi)也運(yùn)行了 5 km,在其余的時(shí)間以 80 km/h的速度運(yùn)行。若兩站間軌道為直線,求全程的平均速度。
(1)飛機(jī)起飛時(shí)的速度達(dá)到150 m/s;
(2 )子彈以800 m/s的速度從槍口射出;
(3)火車提速后,從北京到上海,火車的速度可以達(dá)到100 km/h;
(4)汽車在高速公路上行駛的速度是90 km/h。
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§3.3 勻變速直線運(yùn)動(dòng) 加速度
一、勻變速直線運(yùn)動(dòng)
二、加速度
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物體沿直線運(yùn)動(dòng),如果在任意相等的時(shí)間內(nèi),速度的變化都相等,這種運(yùn)動(dòng)叫做勻變速直線運(yùn)動(dòng)。
一、勻變速直線運(yùn)動(dòng)
速度均勻增加的勻變速直線運(yùn)動(dòng)叫做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。
速度均勻減少的勻變速直線運(yùn)動(dòng)叫做勻減速直線運(yùn)動(dòng)。
定義 
如圖所示,一個(gè)小球沿著較光滑的斜面下滑,每隔1s 小球的位置分別是A,B,C,D,對(duì)應(yīng)的速度分別是
vA = 0, vB = 0.5 m/s
vC = 1.0 m/s, vD = 1.5 m/s
顯然,小球的速度在每秒內(nèi)增加的數(shù)值都是相等的,速度是均勻變化的。
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設(shè)有摩托車和自行車同時(shí)同地,由靜止開(kāi)始向同方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng),摩托車在2s 末速度達(dá)到5 m/s,而自行車經(jīng)5 s 速度達(dá)到5 m/s。問(wèn):(1)它們速度的增加是否相同?(2)它們速度增加的快慢是否相同?它們每秒時(shí)間內(nèi)速度的變化量分別是多少?
分析:(1)速度的變化量完全相同,均為5 m/s; (2)摩托車1s內(nèi)速度增加了2.5 m/s,而自行車1s內(nèi)速度增加了1.0 m/s。因此,摩托車速度變化快,自行車速度變化慢。
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在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中,物體速度的改變量與發(fā)生這個(gè)改變量所用時(shí)間的比值, 叫做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度,用a 來(lái)表示。
二、加速度
1. 定義
2. 公式
3. 單位  m/s2 (米/秒2 )
4. 方向  通常規(guī)定初速度的方向?yàn)檎较颉?br/>(1)如果物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng),vt > v0 , a >0,加速度為正,表示加速度與初速度方向相同;
v0
vt
a > 0
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(2)勻變速直線運(yùn)動(dòng)是加速度不變的運(yùn)動(dòng),即加速度的大小和方向都不變。
(2)如果物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng),vt < v0 , a < 0,加速度為負(fù),表示加速度的方向與初速度的方向相反。
v0
vt
a < 0
5. 說(shuō)明
(1)加速度是描述物體運(yùn)動(dòng)速度變化快慢的物理量;
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【例1】做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的火車,在50 s 內(nèi)速度由8.0 m/s 增加到15 m/s ,求火車的加速度。
解:由加速度公式得
討論: a 為正值,表示加速度方向跟火車的初速度方向相同,說(shuō)明火車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。
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【例2 】汽車緊急剎車時(shí)速度是10 m/s ,經(jīng)過(guò)2.0 s 車停下來(lái),求汽車的加速度。
解:由加速度公式得
討論:a 為負(fù)值,表示加速度方向跟汽車的初速度方向相反,說(shuō)明汽車做勻減速直線運(yùn)動(dòng)。
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1. 判斷下列物體進(jìn)行的是哪種運(yùn)動(dòng)?
(1)火車緩慢進(jìn)站; (2)跳傘運(yùn)動(dòng)員勻速著地;
(3)火箭升空; (4)成熟的蘋(píng)果從樹(shù)上落下。
2. 加速度為零的運(yùn)動(dòng)是什么運(yùn)動(dòng)?
3. 下面幾種關(guān)于速度與加速度的說(shuō)法,正確的是( )。
A. 物體的速度越大,加速度也越大
B. 物體的速度變化越大,加速度越大
C. 物體的速度變化越快,加速度越大
D. 在變速直線運(yùn)動(dòng)中,加速度越來(lái)越大
練 習(xí)
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目 錄(共29張PPT)
(高教版)
2024年中職《物理》
§2.6 牛頓第三定律
一、作用力和反作用力
二、牛頓第三定律
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一、作用力和反作用力
力是物體間的相互作用,而且力總是成對(duì)出現(xiàn)的。我們通常把其中的一個(gè)力叫做作用力,另一個(gè)力就叫做反作用力。
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* 如果 Flash 動(dòng)畫(huà)無(wú)法正常顯示,請(qǐng)點(diǎn)擊這里
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兩個(gè)物體之間的作用力F 和反作用力F 總是大小相等、方向相反,且作用在同一條直線上:
1.牛頓第三定律
二、牛頓第三定律
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* 如果 Flash 動(dòng)畫(huà)無(wú)法正常顯示,請(qǐng)點(diǎn)擊這里
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2.對(duì)牛頓第三定律的理解
(1)作用力與反作用力總是同時(shí)產(chǎn)生,同時(shí)消失,同時(shí)改變,分別作用在兩個(gè)不同的物體上。
(2)作用力與反作用力是一對(duì)性質(zhì)相同的力。
(3)作用力與反作用力的大小和方向與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)。
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3. 一對(duì)作用力和反作用力與一對(duì)平衡力區(qū)別
一對(duì)平衡力
一對(duì)作用力和反作用力
力的性質(zhì)不一定相同
一定是同種性質(zhì)的力
作用在同一個(gè)物體上,作用效果能相互抵消
分別作用在兩個(gè)不同的物體上
不一定同時(shí)產(chǎn)生,同時(shí)消失
一定同時(shí)產(chǎn)生,同時(shí)消失,同時(shí)變化
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【例1】細(xì)繩上端固定在天花板上,下端懸掛一個(gè)電燈,如圖所示。這時(shí)有幾對(duì)作用力和反作用力?哪兩個(gè)力是電燈受到的平衡力?
F
F
G
G
F
N
F
N
N
天花板對(duì)細(xì)繩的拉力 F
N
細(xì)繩對(duì)天花板的拉力 F
細(xì)繩對(duì)電燈的拉力F
電燈對(duì)細(xì)繩的拉力F
地球?qū)﹄姛舻囊
電燈對(duì)地球的引力G
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答:有三對(duì)作用力和反作用力,其中F 和G 是一對(duì)平衡力。
【例2】關(guān)于兩物體間的相互作用,下面說(shuō)法正確的是
A. 馬拉車不動(dòng),是因?yàn)轳R拉車的力小于車?yán)R的力
B. 馬拉車前進(jìn),是因?yàn)轳R拉車的力大于車?yán)R的力
C. 馬拉車不論動(dòng)還是不動(dòng),馬拉車的力的大小總等于車?yán)R的力的大小
D. 馬拉車不動(dòng)或勻速前進(jìn)時(shí),才有馬拉車的力與車?yán)R的力大小相等
(  )。
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1. 關(guān)于作用力和反作用力, 下列說(shuō)法正確的是( )。
A. 物體發(fā)生力的作用時(shí),先有作用力,然后產(chǎn)生反作用力
B. 作用力與反作用力大小相等、方向相反
C. 作用力與反作用力的合力為零
D. 作用力與反作用力的性質(zhì)相同
練 習(xí)
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2. 一個(gè)物體靜止在水平桌面上,下面說(shuō)法正確的是 ( )。
A. 桌面對(duì)物體的支持力的大小等于物體重力的大小,這兩個(gè)力是一對(duì)平衡力
B. 物體所受的重力和桌面對(duì)它的支持力是一對(duì)作用力與反作用力
C. 物體對(duì)桌面的壓力就是物體的重力,這兩個(gè)力是同一種性質(zhì)的力
D. 物體對(duì)桌面的壓力和桌面對(duì)物體的支持力是一對(duì)平衡力
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§2.7 共點(diǎn)力作用下物體的平衡
一、平衡狀態(tài)
二、共點(diǎn)力作用下物體
的平衡條件
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O
一、平衡狀態(tài)
1. 共點(diǎn)力 如果幾個(gè)力都作用在物體同一點(diǎn)或它們的作用線交于一點(diǎn),這幾個(gè)力叫做共點(diǎn)力。
  2. 平衡狀態(tài) 是指物體處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
  平衡狀態(tài)中的靜止是指 a = 0,v = 0(注意:這兩個(gè)條件要同時(shí)滿足)。
q
G
F
N
F
f
G
F
1
F
2
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二、共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件
1. 共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件是
物體處于平衡狀態(tài)時(shí)
它的加速度為零
它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變
根據(jù)牛頓第二定律 。
(1)當(dāng)物體在二個(gè)力的作用下處于平衡狀態(tài)時(shí),這二個(gè)力一定是等值、反向、共線;
2. 討論
F
N
G
.
合力為零。
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(2)當(dāng)物體在三個(gè)力的作用下處于平衡狀態(tài)時(shí),它們的合力一定等于零,且其中任意二個(gè)力的合力,都跟第三個(gè)力的大小相等,方向相反,作用在一條直線上。這樣,三個(gè)力的平衡問(wèn)題就可轉(zhuǎn)化為二個(gè)力平衡問(wèn)題。
F
1
F
2
O
F
3
F
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20 N
15 N
a
A
B
C
O
O
F
1
F
2
F
3
F
解:作出O 點(diǎn)的受力圖, 用平行四邊形法則求出F 和F 的合力F 。
2
3
【例1】如圖所示,在繞過(guò)兩個(gè)定滑輪的繩子的兩端懸掛兩個(gè)物體,它們分別重15 N和20 N。在兩個(gè)滑輪之間的繩上懸掛一個(gè)物體 A,當(dāng)a = 90 時(shí),這三個(gè)物體都處于平衡狀態(tài)。求 A 物體的重力。
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根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件可知,力F 必與F 等值反向,故物體的重力為 F = F = 25 N 。
1
1
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【例2】如圖所示, 某人用平行于木板方向的拉力F 將質(zhì)量為 50 kg 的木箱,沿傾角為37 的斜面勻速拉上汽車。木箱與木板斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.3,求拉力的大小。
G
F
F
f
F
N
F
1
F
2
解:畫(huà)物體受力圖,將重力G 分解成 F 和F 。
1
2
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在斜面方向,由于木箱做勻速運(yùn)動(dòng),所以
因?yàn)槟鞠湓诖怪毙泵娣较驔](méi)有運(yùn)動(dòng),所以在垂直斜面方向的合力為零。
G
F
F
f
F
N
F
1
F
2
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3. 應(yīng)用共點(diǎn)力平衡條件解題的步驟
(1)明確研究對(duì)象;
(2)正確分析研究對(duì)象的受力情況,并畫(huà)出受力圖;
(3)判斷物體是否處于平衡狀態(tài),是否可以用共點(diǎn)力的平衡條件求解;
(4)運(yùn)用平衡條件,選擇適當(dāng)?shù)姆椒ǎ谐銎胶夥匠糖蠼猓?br/>(5)解方程,對(duì)結(jié)果說(shuō)明或討論。
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練 習(xí)
1. 下列說(shuō)法中正確的是(  )。
A. 受力的物體一定處于平衡狀態(tài)
B. 當(dāng)物體所受的合外力等于零時(shí),物體一定處于靜止?fàn)顟B(tài)
C. 當(dāng)物體所受的合外力等于零時(shí),物體一定做勻速直線運(yùn)動(dòng)
D. 當(dāng)物體所受的合外力等于零時(shí),物體一定處于平衡狀態(tài)
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2. 靜止在斜面上的物體受到哪幾個(gè)力的作用?如果物體受到的重力是50 N,斜面的傾角是30 ,那么,物體受到的支持力以及靜摩擦力是多大?
G
F
2
F
N
F
f
F
1
解:根據(jù)題意,畫(huà)物體的受力圖。
因?yàn)槲矬w在垂直斜面方向沒(méi)有運(yùn)動(dòng), 所以在垂直斜面方向的合力為零。
在斜面方向,由于物體處于靜止?fàn)顟B(tài),所以在斜面方向的合力為零。
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§2.8 有固定轉(zhuǎn)軸物體的平衡
一、固體的勻速轉(zhuǎn)動(dòng)
二、力 矩
三、力矩的平衡
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物體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),如果物體上各點(diǎn)都繞同一轉(zhuǎn)動(dòng)軸做勻速圓周運(yùn)動(dòng),這種轉(zhuǎn)動(dòng)就叫勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。
轉(zhuǎn)動(dòng)物體上的各點(diǎn),在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中所畫(huà)的運(yùn)動(dòng)軌跡都是圍繞一條直線的同心圓,這條固定的直線叫做轉(zhuǎn)動(dòng)軸。
一、固體的勻速轉(zhuǎn)動(dòng)
轉(zhuǎn)動(dòng)軸 
勻速轉(zhuǎn)動(dòng) 
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* 如果 Flash 動(dòng)畫(huà)無(wú)法正常顯示,請(qǐng)點(diǎn)擊這里
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二、力 矩
O
O
F
r
F
r
O
F
r
力對(duì)物體的轉(zhuǎn)動(dòng)效果不僅與力的大小有關(guān),而且與力到轉(zhuǎn)軸的距離有關(guān)。
1. 力臂 轉(zhuǎn)動(dòng)軸到力的作用線的垂直距離。
2. 力矩 力和力臂的乘積。
3. 單位  N · m(牛·米)
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三、力矩的平衡
如圖所示,轉(zhuǎn)盤(pán)可以繞軸O 轉(zhuǎn)動(dòng),在盤(pán)上有兩點(diǎn)受到力F 和F 的作用,
1
2
合力矩為
F
1
F
2
r
2
順時(shí)針
逆時(shí)針
r
1
我們規(guī)定:使物體沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)的力矩為正,沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)的力矩為負(fù)。
O
則產(chǎn)生的力矩為
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討論: 
繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的平衡條件是:
合力矩為零,或者說(shuō)力矩的代數(shù)和為零。
(3)若 ,則 M = 0 ,轉(zhuǎn)盤(pán)將保持靜止或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。這種狀態(tài)稱為平衡狀態(tài)。
(2)若 ,轉(zhuǎn)盤(pán)將沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng);
(1)若 ,轉(zhuǎn)盤(pán)將沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng);
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30°
B
A
O
.
【例1】如圖所示,燈重20 N,用重量不計(jì)的水平桿 BO 和細(xì)繩 AO 懸吊起來(lái),AO 與水平桿的夾角為30°,求細(xì)繩的拉力。
G
l
F
r
分析:以桿BO為研究對(duì)象,B為轉(zhuǎn)軸,由于B點(diǎn)的作用力通過(guò)轉(zhuǎn)軸,所以不產(chǎn)生力矩。因此,燈的重力G產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻牧兀?xì)繩的拉力F產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻牧兀狭貫榱恪?br/>解:由力矩的平衡條件得
F r = G l
F = 2G = 2×20 N = 40 N
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練 習(xí)
如圖為汽車制動(dòng)踏腳板的示意圖,O 是轉(zhuǎn)動(dòng)軸,B 端連接制動(dòng)器,如果司機(jī)踏緊踏腳板的力F 為45 N,則制動(dòng)器的阻力 F 是多大?
解:由力矩的平衡條件得
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§2.3 力的合成
一、力的合成
二、力的平行四邊形
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一、力的合成
O
.
O
.
1. 合力與分力  我們常常用一個(gè)力來(lái)代替幾個(gè)力。如果這個(gè)力單獨(dú)作用在物體上的效果與原來(lái)幾個(gè)力共同作用在物體上的效果完全一樣,那么,這一個(gè)力就叫做那幾個(gè)力的合力,而那幾個(gè)力就是這個(gè)力的分力。
2. 力的合成 求幾個(gè)已知力的合力叫做力的合成。
F
1
F
2
F
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實(shí)驗(yàn)表明,兩個(gè)互成一定角度的共點(diǎn)力的合力,可以用這兩個(gè)力的有向線段為鄰邊所畫(huà)的平行四邊形的對(duì)角線來(lái)表示。對(duì)角線的長(zhǎng)度表示合力的大小,對(duì)角線的方向就是合力的方向,如圖所示。這個(gè)結(jié)論叫做力的平行四邊形法則。
F
F
1
2
q
F
二、力的平行四邊形
合力大小為
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q
F
F
q = 0°
q
F
q
0°<
< 90°
F
q
q = 90
討論:兩個(gè)分力大小不變,但夾角不同時(shí)的合力
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q
F
結(jié)論:
1. 當(dāng) q = 0 時(shí), ,合力最大。
2. 當(dāng) q = 180 時(shí), ,合力最小。
q
F
F
.
(1)當(dāng) 時(shí), ,合力方向與 相同。
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(2)當(dāng) 時(shí), ,合力方向與 相同。
(3)當(dāng) 時(shí), ,物體處于平衡狀態(tài)。
注意:力的合成就是用一個(gè)力去替代幾個(gè)已知的力,而不改變其作用效果。合力與分力之間的關(guān)系是一種等效替代的關(guān)系,關(guān)鍵是“等效替代”。
求合力的兩種方法:
(1)圖解法 從力的作用點(diǎn)沿兩個(gè)分力的作用方向,按同一標(biāo)度作出兩個(gè)分力F 1和F 2,并畫(huà)成一個(gè)平行四邊形,這個(gè)平行四邊形的對(duì)角線的長(zhǎng)度按同樣比例表示合力的大小,對(duì)角線的方向就是合力的方向。通常可用量角器直接量出它與某一個(gè)分力方向的角度。
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注意:用圖解法時(shí),應(yīng)先確定力的標(biāo)度。在同一幅圖上的各個(gè)力都必須采用同一個(gè)標(biāo)度,虛線、實(shí)線要分清。圖解法簡(jiǎn)單、直觀,但不夠精確。
(2)計(jì)算法 用公式計(jì)算出合力的大小。
注意:用計(jì)算法時(shí),也要作出平行四邊形的示意圖,只是可以不用取標(biāo)度,各邊的長(zhǎng)度也不用太嚴(yán)格,僅以此作為計(jì)算的依據(jù)。
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【例1】有兩個(gè)力作用在一個(gè)物體上,其中一個(gè)力的大小為 60 N ,方向水平向右,另一個(gè)力大小為80 N,豎直向上。用作圖法求這兩個(gè)力的合力F 的大小和方向。
F
1
F
2
F
O
20N
解:先選擇某一標(biāo)度,例如用10 mm 長(zhǎng)的線段表示20 N的力,然后作出力的平行四邊形,如圖所示。
最后量得表示合力F 的對(duì)角線的長(zhǎng)度為50 mm ,所以合力的大小為100 N,用量角器量得合力F 與F 的夾角為53°。
1
53
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1. 作用在同一物體上的兩個(gè)力分別為5 N 和15 N,當(dāng)改變兩個(gè)力之間的夾角時(shí),其合力大小也隨之改變,合力大小變化的范圍是(  )。
A. 5 ~ 20 N   B. 10 ~ 20 N 
C. 5 ~ 15 N  D. 10 ~ 15 N  
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2. 兩個(gè)共點(diǎn)力間的夾角是90 ,力的大小分別為90 N和120 N,試用作圖法和計(jì)算法求合力的大小和方向。
F
1
F
2
F
O
30N
53
(2)計(jì)算法
解:(1)作圖法
1
如圖所示,量得合力的大小為150 N, 合力F 與F 的夾角為53 。
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§2.4 力的分解
一、力的分解
二、作用效果分解法
三、正交分解法
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一、力的分解
定義:求一個(gè)已知力的分力叫做力的分解。
F
F
F
F
2
1
F
F
2
1
F
1
F
F
2
如果沒(méi)有條件限制,一個(gè)力可以分解成無(wú)數(shù)對(duì)大小和方向不同的力。
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2. 力的分解應(yīng)滿足的條件
(2)已知一個(gè)分力的大小和方向,求另一個(gè)分力的大小和方向。
(1)已知兩個(gè)分力的方向,求兩個(gè)分力的大小。
F
F
1
F
2
F
1
F
F
2
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F
F
F
1
F
2
q
  (1)某人用力F 斜向上拉物體,請(qǐng)分析力F 產(chǎn)生的效果。
兩個(gè)分力的大小為
二、作用效果分解法
分解一個(gè)力要具體考慮這個(gè)力產(chǎn)生的效果,它在哪些方向上產(chǎn)生了效果,就可以沿著這些方向進(jìn)行分解,這就是作用效果分解法。
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q
G
2
F
1
F
q
(2)如圖所示,一個(gè)靜止在斜面上的物體所受的重力為G。分析重力G在平行斜面和垂直斜面方向上的分力。
兩個(gè)分力的大小為
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在分析物體受力產(chǎn)生的效果時(shí),往往需要把一個(gè)力分解成相互垂直的兩個(gè)分力。這種重要的分解方式叫做正交分解。
三、正交分解法
F
F
q
F
1
F
2
例如,某人用力F 斜向下推物體,可以把力F 沿水平方向和豎直方向進(jìn)行分解。
兩個(gè)分力大小分別為
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【例1 】 木箱重600 N,放在水平地面上,一個(gè)人用大小為200 N與水平方向成30°向上的力拉木箱,木箱沿地平面勻速運(yùn)動(dòng),求木箱受到的摩擦力和地面所受的壓力。
F
30°
F
G
F
f
F
N
F
1
F
2
解:畫(huà)出物體受力圖,如圖所示。
把力F 分解為沿水平方向的分力F 和沿豎直方向的分力F 。
2
1
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由于物體在水平方向和豎直方向都處于平衡狀態(tài),所以
F
G
F
f
F
N
F
1
F
2
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q
G
F
N
解:畫(huà)物體受力圖。物體受到三個(gè)力的作用,如圖所示。
【例2】如圖所示, 一個(gè)重為G 的物體靜止在傾角為q 的斜面上,求物體受到的靜摩擦力和斜面對(duì)物體的支持力。
根據(jù)重力G 產(chǎn)生的作用效果,可將重力分解成平行斜面的分力F 和垂直斜面的分力 F 。
1
2
2
F
F
f
1
F
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由于物體在平行斜面方向和垂直斜面方向都處于平衡狀態(tài),所以
F
f
q
G
F
N
1
F
2
F
討論:可以看出,靜摩擦力的大小、支持力的大小都和斜面的傾角 有關(guān)。斜面的傾角增大時(shí),靜摩擦力增大,支持力減小,對(duì)斜面的壓力減小。
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F
q
練 習(xí)
2. 把豎直向下180 N 的力分解成兩個(gè)分力,使其中一個(gè)分力的方向水平向右,大小等于 240 N,求另一個(gè)分力的大小和方向。
q = 36°
解:如圖所示,將力F 分解成 F 和F 。
1
2
F
1
F
2
1. 有人說(shuō),一個(gè)力分解成兩個(gè)力,分力的大小一定小于原來(lái)的那個(gè)力,對(duì)不對(duì)?為什么?
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2024年中職《物理》
§2.1 力的概念
一、力的概念
二、力的圖示
四、矢量和標(biāo)量
三、力的分類
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一、力的概念
1. 定義 力是物體間的相互作用。
2. 力的作用效果
(1) 使物體的形狀或體積發(fā)生變化(形變);
(2) 使物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變。
注意:力是改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因,不是維持運(yùn)動(dòng)的原因,不能說(shuō)有力作用物體就運(yùn)動(dòng),無(wú)力作用物體就靜止。
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大小、方向、作用點(diǎn)。
二、力的圖示
為了形象、直觀地表達(dá)力,我們可用一根帶箭頭的線段來(lái)表示力的大小和方向。這種表示力的方法叫做力的圖示。
1. 力的三要素
2. 力的圖示
F
F
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(3)在線段的末端加箭頭表示力的方向,箭尾在力的作用點(diǎn)上,力的方向所沿的直線叫力的作用線。
3. 畫(huà)力的圖示的步驟
(1)選定標(biāo)度(用線段的長(zhǎng)度表示多少牛的力);
(2)從作用點(diǎn)沿力的方向畫(huà)一條線段,根據(jù)選定的標(biāo)度和力的大小按比例確定線段的長(zhǎng)度,并在線段上加上刻度;
20 N
F
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注意:力的圖示跟力的示意圖不同,力的示意圖側(cè)重于力的方向,它在力的大小、標(biāo)度上沒(méi)有力的圖示那么嚴(yán)格。
只要在圖中按大致比例畫(huà)出力的大小和方向,無(wú)需準(zhǔn)確畫(huà)出線段的長(zhǎng)度。例如,畫(huà)物體在拉力作用下做勻速運(yùn)動(dòng)的示意圖。
4.力的示意圖
F
F
N
F
f
G
.
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三、力的分類
1.根據(jù)力的性質(zhì)分類:可分為重力、彈力、摩擦力、電磁力等。
2.根據(jù)力的效果分類:可分為壓力、支持力、動(dòng)力、阻力等。
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說(shuō)明:
(2)標(biāo)量的運(yùn)算遵從代數(shù)法則,可以直接加減,標(biāo)量大小進(jìn)行比較時(shí)要考慮正負(fù)。而矢量的運(yùn)算要按平行四邊形法則進(jìn)行。
(1)矢量的圖示采用有向線段表示,線段的長(zhǎng)度表示矢量的大小,箭頭表示矢量的方向,力的圖示就是矢量的一種表示方法。
四、矢量和標(biāo)量
2. 既有大小又有方向的物理量稱為矢量。
1. 只有大小而無(wú)方向的物理量稱為標(biāo)量。
例如,時(shí)間、長(zhǎng)度、質(zhì)量等。
例如,力、速度、位移等。
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1. 下列關(guān)于力的敘述,不正確的是( )。
A. 力是物體對(duì)物體的作用,力總是成對(duì)出現(xiàn)的
B. 只有相互接觸的物體,才有力的作用
C. 兩物體相互作用不一定要直接接觸
D. 直接接觸的物體間不一定有力的作用
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2. 下列關(guān)于力的作用效果,敘述正確的是( )。
A. 物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變,則物體必定受到了力的作用
B. 物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)沒(méi)有發(fā)生改變,物體一定沒(méi)有受到力的作用
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C. 力的作用效果只取決于力的大小和方向,與力的作用點(diǎn)無(wú)關(guān)
D. 力作用在物體上,一定會(huì)使物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變。
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§2.2 重力 彈力 摩擦力
一、重力
二、彈力
四、滑動(dòng)摩擦力
三、靜摩擦力
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物體由于地球的吸引而受到的力叫做重力。
一、重力
1. 重力
3. 重力的方向
重力的大小可以用彈簧秤測(cè)出。重力與質(zhì)量的關(guān)系是 G = mg ,通常取 g = 9. 8 N/kg 。
2. 重力的大小
總是豎直向下。
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一個(gè)物體的各個(gè)部分都要受到重力的作用, 從效果上看,我們可以認(rèn)為各部分受到重力的作用集中于一點(diǎn),這一點(diǎn)叫做物體的重心。重心是一個(gè)物體各部分受到重力作用的等效作用點(diǎn)。
4. 重心
(1)質(zhì)量分布均勻的物體,重心的位置只跟物體的形狀有關(guān),有規(guī)則幾何形狀的均勻物體,它的重心在它的幾何中心;
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(2)質(zhì)量分布不均勻的物體,重心的位置除與物體的形狀有關(guān)外,還跟物體的質(zhì)量分布有關(guān);
(1)地球上任何物體都受到地球的吸引力,即重力的作用;
(2)重力是非接觸力,拋出去在空中運(yùn)動(dòng)的物體與靜止時(shí)所受重力是相同的;
(3)重力的方向不受其他作用力的影響,與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)也沒(méi)有關(guān)系。
5. 說(shuō)明
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1.形變 物體形狀或體積的改變叫做形變。
形變有兩個(gè)方面:
(1)形狀的改變:指受力物體的外觀發(fā)生變化,如用細(xì)竹片頂住木頭時(shí)發(fā)生變形;跳水運(yùn)動(dòng)員起跳時(shí),跳板由直變曲。
二、彈力
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(2)體積的改變:指受力時(shí)物體的體積發(fā)生變化。如用力壓籃球,籃球的體積變小;用力壓海綿,海綿的體積變小。
當(dāng)物體受力時(shí),任何物體都要發(fā)生形變,不發(fā)生形變的物體是不存在的,不過(guò)有的形變比較明顯,可以直接看見(jiàn);有的形變極其微小,要用儀器才能顯示出來(lái)。當(dāng)一本書(shū)放到桌面上后,桌面一定被書(shū)壓得凹了一些,但由于書(shū)的重力較小,桌面的形變微小,肉眼幾乎看不出來(lái)。
2. 微小形變
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發(fā)生形變的物體,當(dāng)外力撤去后,物體又恢復(fù)原狀。像這種在外力停止作用能夠恢復(fù)到原來(lái)狀態(tài)的形變叫彈性形變。
3. 彈性形變
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總是與作用在物體上使物體發(fā)生形變的外力方向相反。
發(fā)生形變的物體,由于要恢復(fù)原狀,就會(huì)對(duì)引起它形變的物體產(chǎn)生力的作用,這種力叫做彈力。
4. 彈力
5.彈力的方向
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如果施加在物體上的作用力超過(guò)一定限度,即使撤去外力物體也不能恢復(fù)到原狀。這個(gè)限度叫做彈性限度。
在彈性限度內(nèi),彈簧彈力的大小F 跟彈簧伸長(zhǎng)(或縮短)的長(zhǎng)度 x 成正比,這個(gè)定律叫做胡克定律。即
F = k x
7. 胡克定律
k 為彈簧的勁度系數(shù), k的單位為N/m。
6. 彈性限度
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(1)物體間要直接接觸;
(2)接觸處要有相互擠壓或拉伸的作用。
8. 產(chǎn)生彈力的條件
【例1】一根彈簧受到20 N的拉力時(shí),長(zhǎng)度為14 cm,受
到30 N的拉力時(shí),長(zhǎng)度為16 cm,求彈簧的勁度系數(shù)和原長(zhǎng)。
解:設(shè)彈簧原長(zhǎng)為 l ,根據(jù)胡克定律F = k x 得
0
解之,得
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兩個(gè)相互接觸的物體,在外力作用下,有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)但又未發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)出現(xiàn)的摩擦力,叫做靜摩擦力。
總跟接觸面相切,并且跟物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反。
三、靜摩擦力
1. 靜摩擦力
2. 靜摩擦力的方向
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結(jié)論:當(dāng)外力較小時(shí)沒(méi)有拉動(dòng)物體,當(dāng)外力F逐漸增大時(shí)也沒(méi)有拉動(dòng),可見(jiàn)靜摩擦力隨著外力的增大而增大。所以說(shuō)靜摩擦力的大小是由外部因素決定的,但當(dāng)拉力增大到某一值 Fmax時(shí),物體剛開(kāi)始滑動(dòng),此時(shí)的摩擦力Fmax 叫做最大靜摩擦力,故靜摩擦力的取值范圍是
0 ≤ F 靜 ≤ F max
3. 靜摩擦力的大小
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* 如果 Flash 動(dòng)畫(huà)無(wú)法正常顯示,請(qǐng)點(diǎn)擊這里
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4. 靜摩擦力的應(yīng)用
拿在手中的瓶子、毛筆不會(huì)滑落,就是靜摩擦力作用的結(jié)果。皮帶運(yùn)輸機(jī)是靠貨物和皮帶之間的靜摩擦力來(lái)運(yùn)輸貨物的。
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滑動(dòng)摩擦力的方向始終與物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反。
兩個(gè)相互接觸的物體發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),在接觸面上產(chǎn)生的阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力叫做滑動(dòng)摩擦力。
四、滑動(dòng)摩擦力
1. 滑動(dòng)摩擦力
2. 滑動(dòng)摩擦力的方向
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3. 滑動(dòng)摩擦力的大小
實(shí)驗(yàn)證明,滑動(dòng)摩擦力的大小,與物體所受的正壓力成正比:
注意:不要把“物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向”與“物體的運(yùn)動(dòng)方向”等同起來(lái),摩擦力可以作為動(dòng)力,驅(qū)使物體運(yùn)動(dòng),但必然阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
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幾種材料的動(dòng)摩擦因數(shù)
材 料
鋼 – 鋼
木 – 木
鋼 – 冰
木 – 冰
木 – 金屬
輪胎 – 路面
動(dòng)摩擦因 數(shù)
0.25
0.30
0.02
0.03
0.20
0. 7 ~ 0. 9
μ的大小由相互接觸的兩個(gè)物體的材料特性及表面狀況等因素決定,與兩物體間的壓力及是否發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)無(wú)關(guān)。
式中的F 是兩個(gè)物體表面間的壓力,稱為正壓力(垂直于接觸面的力),它的大小和支持力的大小相等。
N
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2.下列是滑動(dòng)摩擦力方向的敘述,錯(cuò)誤的是( )。
A. 滑動(dòng)摩擦力總是同物體的運(yùn)動(dòng)方向相反
B. 滑動(dòng)摩擦力總是阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)
C. 滑動(dòng)摩擦力的方向有時(shí)同物體的運(yùn)動(dòng)方向是相同的
D. 滑動(dòng)摩擦力總是與接觸面相切
1. 下列關(guān)于靜摩擦力的說(shuō)法,正確的是( )。
A. 受靜摩擦力作用的物體一定是靜止的
B. 靜摩擦力對(duì)物體總是阻力
D. 一個(gè)物體靜止在另一個(gè)物體的表面上,它們之間一定有靜摩擦力的作用
C. 靜摩擦力一定比滑動(dòng)摩擦力大
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