力学中的三种力

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力的概念知识归纳,高考物理必知!

力的概念知识归纳,高考物理必知!

力的概念知识归纳,高考物理必知!
力是物体对物体的作用,是物体产生加速度的原因。

以下是关于力的概念知识归纳:
1. 力的三要素:大小、方向、作用点。

2. 力的分类:按性质分重力、弹力、摩擦力等;按效果分拉力、压力、支持力等。

3. 重力:由于地球的吸引而产生的力,方向竖直向下,大小与物体的质量成正比。

4. 弹力:物体由于发生弹性形变而产生的力,方向与形变的方向相反,常见的有弹簧的弹力、绳的拉力等。

5. 摩擦力:两个相互接触的物体,当它们发生相对运动或具有相对运动趋势时,在接触面上产生的阻碍相对运动或相对运动趋势的力。

6. 力的合成与分解:遵循平行四边形定则。

7. 牛顿第一定律:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。

8. 牛顿第二定律:物体加速度的大小跟作用力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向与作用力的方向相同。

9. 牛顿第三定律:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。

初中物理力学教案5篇

初中物理力学教案5篇

初中物理力学教案5篇初中物理力学教案篇1一、教学设计思想弹力是力学常见三种性质力之一,也是后续摩擦力产生条件,所以本节课是全章的基础内容之一。

通过学习学生应当知道弹力是由于物体发生形变而产生的;知道压力、支持力、拉力都是弹力,能准确画出这些弹力的方向;知道弹力的大小与物体本身的性质、和形变量的大小有关,把握胡克定律的内容。

在教学设计中以充分体现“学生是学习的主体”为原则,通过观察弹簧,弯曲的木棍,气球,橡皮泥等,来认识形变以及形变的种类。

着重在演示微小形变和推断弹力方向。

探究弹簧弹力与弹簧伸长量的关系,需要试验,通过对试验数据的分析与处理得出胡克定律,探究过程设计简洁,快速可完成。

再次让学生体会用图处理数据的好处。

二、学习任务分析1.学生凭借生活阅历,已经知道弹力是一种与重力产生缘由不同的力。

本节课通过学生体验形变;观察并分析弹力的产生条件;分析弹力的方向;可以加深学生对弹力概念的理解。

进而提高学生的观察能力、分析能力和语言表达能力。

2.通过例题点面接触,面面接触,点点接触,知道分析弹力的方向的方法。

通过学生对杆的练习,知道杆的弹力不肯定沿着杆。

三、学习者分析1.学生学完力和重力的概念,并且了解弹力的存在。

强调受弹力的物体,缘由是施力物体发生形变产生的。

2.胡克定律本身并不难把握,但实际应用中学生往往简单误将弹簧长度理解为形变量。

四、教学目标1.学问与技能:了解弹性形变和裂变。

知道什么是弹力,理解弹力产生的条件;知道压力、支持力、绳的拉力都是弹力;能画出不怜悯况下,上述弹力的方向。

知道常见的形变,能识别拉伸形变、压缩形变、弯曲形变、扭转形变。

通过试验了解在弹性限度内形变量越大弹力越大;通过试验得出弹簧弹力与形变量成正比;知道胡克定律;把握运用胡克定律计算弹簧弹力的方法2.过程与方法:通过“放大了的微小形变”,让学生知道把微小变化量进行放大,是物理学中常用的方法。

在试验探究弹簧弹力与形变量关系过程中,熬炼学生的动手能力和分析能力,使学生体会物理是一门试验学科。

解读力学中三种基本的力

解读力学中三种基本的力

解读力学中三种基本的力一、重力1、由于地球对物体的吸引而使物体受到的力。

计算公式为:G=mg;方向竖直向下。

2、重心:物体所受重力的等效作用点。

物体衷心的位置与物体的的形状以及质量分布有关。

质量分布均匀且有规则几何形状的物体的重心就在其几何中心上,不过需要注意的是,物体的重心不一定在物体上,可以在物体之外,比如圆环的重心就在圆环之外。

3、重力是由于地面附近的物体受到地球的万有引力而产生的,但重力并不等同于该力,它仅仅是万有引力的一个分力,因此,同一物体在地球上不同纬度处的重力大小是不同的,虽然它们的差别很小。

二、弹力1、产生的条件:两个物体直接接触且产生弹性形变。

2、方向:弹力的方向与物体的形变方向相反,具体情形有(1):轻绳只能产生拉力,方向沿着绳子且指向绳子收缩的方向;(2):轻杆产生的弹力,既可以产生压力,也可以产生拉力,而且方向不一定沿着杆子;(3):弹簧产生的压力或者拉力的方向沿着轴线的方向;(4):压力和支持力方向总垂直于接触面,指向受力物体。

3、弹力的大小(1):弹簧的弹力根据虎克定律F=kx来计算;(2):一般物体受到的非弹簧类弹力的大小,应该根据其具体的运动状态,利用平衡条件或者动力学规律进行解答。

4、弹力的判断对于两个接触的物体之间是否存在着弹力作用的判断,是我们学习过程中的一个难点,特别是对于那些微小形变的情形,所以分析弹力是否产生时要注意两个条件:接触而且要相互挤压发生弹性形变。

当难以直接进行判断时,我们可以采用假设法,即先假设弹力存在,再结合物体的具体运动状态看假设的前提是否和物体当前的状态相符合;或者我们可以采用隔离法进行分析,即将与研究对象相接触的物体一一拿走,看所研究的对象的运动状态是否发生变化。

例1、如图1所示,静止在光滑水平面上的均匀圆球A,紧贴着挡板MN,这时圆球是否受到挡板的弹力作用?解析1、假设法。

假设挡板对球的弹力为N/,方向斜向上,同时球还受到重力和地面的支持力作用,在水平方向N/的分力向右,会产生向右的加速度,但事实上,球处于静止状态,所以挡板对球没有弹力的作用。

力学中的三大力及力的合成与分解

力学中的三大力及力的合成与分解

力学中的三大力及力的合成与分解一、知能要点(一)对力的认识:1.力的概念:力是物体间的相互作用 2.力的基本性质:(1)物质性(任何一个力必然联系着两个物体,一个是施力物体,另一个是受力物体) (2)相互性(力总是成对出现的:作用力与反作用力) (3)矢量性(既有大小又有方向)(4)瞬时性(力的瞬时性,指的是力与其作用效果是在同一瞬间产生:力和加速度同时产生、同时变化、同时消失)(5)独立性(某个力的作用效果与其它力是否存在毫无关系,只由该力的三要素来决定) 3.力的作用效果:使物体发生形变和改变物体运动状态(产生加速度)。

4.力的分类:(1)按力的性质命名:如重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力(含有:电场力、安培力、洛仑兹力)、核力等。

(2)按力的效果命名:如拉力、压力、支持力、下滑力、动力、阻力、浮力、向心力、回复力、分力、合力、斥力、吸力等。

(二).三种常见力的产生条件及方向特征:力学范围内的三种常见力指的是重力、弹力和摩擦力。

这三种常见的产生条件及方向特征如下表所示:(三)力的合成与分解1、等效的原则:力的作用效果相同我们可以用一个力取代几个力(合成),也可以用几个力取代某一个力(分解),所有这些代换,都不能违背等效的原则。

2、一些有用的结论:(1)两个大小分别为F 1和F 2的力的合力大小F 的取值范围为21F F ≤F ≤F 1+F 2(2)当F 1=F 2=F0,两个分力的夹角θ,合力F :A:θ=0,F=2F 0 B:θ=600,F=03F C:θ=900,F=02F D:θ=1200,F=F 0 E:θ=1800,F=0由此也可以得出:当两个大小不变的分力夹角变大时,合力变小。

二、知能运用典型例题例题1.如图1-4所示,在倾角为θ的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块A 、B 。

它们的质量分别为m A 、m B ,弹簧的劲度系数为k , C 为一固定挡板。

系统处于静止状态。

三大基本力统一原理

三大基本力统一原理

三大基本力统一原理三大基本力统一原理,是描述自然界中三种基本力(重力、电磁力和强弱相互作用力)之间的关系和统一的理论。

这一理论的提出,为我们理解宇宙的基本规律提供了重要的线索。

本文将从重力、电磁力和强弱相互作用力三个方面展开讨论,探究它们之间的联系和统一原理。

重力是最为熟悉的一种基本力,它是质量之间相互作用的力。

按照牛顿的引力定律,两个物体之间的引力与它们的质量和距离有关,质量越大、距离越近,引力就越大。

重力是宇宙中普遍存在的力量,它主要负责地球围绕太阳的运动、月球围绕地球的运动等。

重力的作用范围是无限的,但是在微观尺度上,它的作用相对微弱。

电磁力是另一种重要的基本力,它是正电荷和负电荷之间相互作用的力。

根据库仑定律,两个电荷之间的电磁力与它们的电荷量和距离有关,同性电荷相互排斥,异性电荷相互吸引。

电磁力在日常生活中随处可见,比如磁铁吸引铁片、静电吸引等现象都是电磁力的表现。

电磁力的作用范围和重力一样,也是无限的,但是在原子核内部的电磁力要远远大于重力。

强弱相互作用力是作用在原子核内部的两种力。

强相互作用力是使质子和中子紧密结合在一起的力,它在原子核内部起着维持核的稳定性的作用。

弱相互作用力则主要负责一些放射性衰变等现象。

强弱相互作用力在微观世界中扮演着重要的角色,它们决定了原子核内部的结构和性质。

三大基本力统一原理的提出,试图将这三种基本力统一在一个框架下,解释它们之间的相互关系和共同性。

在现代物理学中,科学家们一直在探索着一种更加完善的理论,试图找到一个更加统一的力学模型。

超弦理论就是这样一种理论,它试图将引力理论和量子力学统一在一起,构建一个更加完整的物理学体系。

总的来说,三大基本力统一原理是现代物理学中一个重要的理论,它试图统一描述自然界中的三种基本力,揭示宇宙的基本规律。

重力、电磁力和强弱相互作用力是宇宙中的三大基本力,它们各自在不同的尺度和范围内发挥作用,但又相互联系,构成了丰富多彩的宇宙世界。

在力学中常见的力

在力学中常见的力

在力学中常见的力在力学中常见的力主要有摩擦力、重力、弹力、拉力等。

这里的介绍如下:1、摩擦力:阻碍物体相对运动趋势的力叫做摩擦力。

摩擦力的方向与物体相对运动趋势的方向相反。

摩擦力分为静摩擦力、滚动摩擦、滑动摩擦三种。

摩擦力与我们的生活紧密相连,有对我们利益的摩擦力,也有与我们有害的摩擦力。

比如我们在地上行走,汽车在公路上奔驰等,都是对我们有利的摩擦力;发动机气缸之间的运动产生的摩擦力,轴承转动产生的摩擦力,这是对我们生产生活不利的摩擦力。

2、重力:物体由于地球的吸引而受到的力叫重力,所以重力的施力物体是地球。

就是由于有重力的存在,我们才能看到的很多奇妙的自然现象和自然景观。

比如我们看到美丽壮观的瀑布,高耸入云的建筑物,奔流不息的河流,水力发电等,都是利用重力的作用。

但是当我们发射火箭和卫星时,重力对我们来说,不是一件好事,需要我们的科研人员想办法脱离地球的引力,再能将火箭和卫星发射到预定的轨道。

3、弹力:物体受外力作用发生形变后,若撤去外力,物体能恢复到原来形状的力,叫作弹力。

弹力的方向跟使物体产生形变的外力的方向相反。

例如,我们在一块木板上放一重物,被压弯的木板要恢复原状,产生向上的弹力,这就是它对重物的支持力。

我们用弹簧的弹力制作成了弹簧秤,将一袋水果挂在弹簧上,水果把弹簧拉长,被拉长的弹簧要恢复原状,产生向上的弹力,这就是它对物体的拉力,把拉力显示出来就是这一袋水果的重量。

小时候我们用橡皮制作成弹弓,利用橡皮拉伸后产生的弹力,能够把石子等物体弹出去,而可以用来打猎。

不过有的形变比较明显,能直接见到;而有的形变相当微小,必须用仪器才能觉察出来。

4、拉力:拉力是弹力的一种,在弹性限度以内,物体受外力的作用而产生的形变与所受的外力成正比。

形变随力作用的方向不同而异,使物体延伸的力称拉力。

而从力的作用对象来看,拉力可能是内力,也可能是外力。

比如,我们用来锻炼臂力的拉力器,两节火车厢利用拉力连在一起,水果利用拉力挂满枝头等等,都是由于拉力的作用。

高考物理-专题2.3 力学中三种力(能力篇)(解析版)

高考物理-专题2.3 力学中三种力(能力篇)(解析版)

2021年高考物理100考点最新模拟题千题精练第二部分相互作用专题2.3.力学中三种力(能力篇)一.选择题1..(2019·洛阳六校联考)把一个重为G的物体,用一个水平力F=kt(k为恒量,t为时间)压在竖直且足够高的平整的墙上,如图所示,从t =0开始物体所受的摩擦力F f随时间t的变化关系可能正确的是【名师解析】由推力F的表达式F=kt可知,力F从零逐渐增大.当力F比较小时,物体沿墙壁下滑,物体所受的摩擦力为滑动摩擦力,大小为F f=μF=μkt,即滑动摩擦力与时间t成正比.当滑动摩擦力F f=G 时,物体的速度达到最大,当F f>G时物体开始做减速运动,物体所受的滑动摩擦力继续随时间而增大.当物体速度减为零后,物体静止在墙壁上,此后摩擦力变为静摩擦力.根据平衡条件可知此后静摩擦力F f=G 保持不变.所以从t =0开始物体所受的摩擦力F f随时间t的变化关系可能正确的是图象B。

【参考答案】B2. (2019河北衡水质检)如图所示,a、b两个小球穿在一根光滑的固定杆上,并且通过一条细绳跨过定滑轮连接。

已知b球质量为m,杆与水平面成角,不计所有摩擦,重力加速度为g。

当两球静止时,Oa绳与杆的夹角也为,Ob绳沿竖直方向,则下列说法正确的是A. a可能受到2个力的作用B. b可能受到3个力的作用C. 绳子对a的拉力等于mgD. a的重力为【参考答案】C【名师解析】对a球受力分析可知,a受到重力,绳子的拉力以及杆对a球的弹力,三个力的合力为零,故A错误;对b球受力分析可知,b受到重力,绳子的拉力,两个力合力为零,杆子对b球没有弹力,否则b不能平衡,故B错误;由于b受到重力和绳子拉力处于平衡状态,则绳子拉力,同一根绳子上的拉力相等,故绳子对a的拉力等于mg,故C正确;分别对AB两球分析,运用合成法,如图,根据正弦定理列式得:解得:,故D错误。

【名师点拨】分别对ab两球分析,运用合成法,用T表示出ab两球的重力,同一根绳子上的拉力相等,即绳子ab两球的拉力是相等的,根据正弦定理列式求解。

高中物理竞赛辅导习题力学部分

高中物理竞赛辅导习题力学部分

力、物体的平衡补充:杠杆平衡(即力矩平衡),对任意转动点都平衡。

一、力学中常见的三种力 1.重力、重心①重心的定义:++++=g m g m gx m gx m x 212211,当坐标原点移到重心上,则两边的重力矩平衡。

②重心与质心不一定重合。

如很长的、竖直放置的杆,重心和质心不重合。

如将质量均匀的细杆AC (AB =BC =1m )的BC 部分对折,求重心。

以重心为转轴,两边的重力力矩平衡(不是重力相等):(0.5-x )2G =(x +0.25)2G ,得x =0.125m (离B 点). 或以A 点为转轴:0.5⨯2G +(1+0.5)2G =Gx ', 得x '=0.875m ,离B 点x =1-x '=0.125m.2.巴普斯定理:①质量分布均匀的平面薄板:垂直平面运动扫过的体积等于面积乘平面薄板重心通过的路程。

如质量分布均匀的半圆盘的质心离圆心的距离为x ,绕直径旋转一周,2321234R x R πππ⋅=,得π34R x = ②质量分布均匀的、在同一平面内的曲线:垂直曲线所在平面运动扫过的面积等于曲线长度乘曲线的重心通过路程。

如质量分布均匀的半圆形金属丝的质心离圆心的距离为x ,绕直径旋转一周,R x R πππ⋅=242,得πR x 2= 1. (1)半径R =30cm 的均匀圆板上挖出一个半径r =15cm 的内切圆板,如图a 所示,求剩下部分的重心。

(2)如图b 所示是一个均匀三角形割去一个小三角形AB 'C ',而B 'C '//BC ,且∆AB 'C '的面积为原三角形面积的41,已知BC 边中线长度为L ,求剩下部分BCC 'B '的重心。

[答案:(1) 离圆心的距离6R ;(2)离底边中点的距离92L ] 解(1)分割法:在留下部分的右边对称处再挖去同样的一个圆,则它关于圆心对称,它的重心在圆心上,要求的重心就是这两块板的合重心,设板的面密度为η,重心离圆心的距离为x .有力矩平衡: ),2()2(])2(2[222x R R x R R -=-ηπηπ得6R x ==5cm. 填补法:在没挖去的圆上填上一块受”重力”方向向上的圆,相当于挖去部分的重力被抵消,其重心与挖去后的重心相同,同理可得6R x =. 能量守恒法:原圆板的重力势能等于留下部分的重力势能和挖去部分的重力势能之和,可得6R x =. (2) ∆AB 'C '的面积为原三角形面积的1/4,质量为原三角形质量的41,中线长度应为原三角形中线长度的21。

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目录 第一讲:力学中的三种力 第二讲:共点力作用下物体的平衡 第三讲:力矩、定轴转动物体的平衡条件、重心 第四讲:一般物体的平衡、稳度 第五讲:运动的基本概念、运动的合成与分解 第六讲:相对运动与相关速度 第七讲:匀变速直线运动 第八讲:抛物的运动 第一讲: 力学中的三种力【知识要点】(一)重力重力大小G=mg ,方向竖直向下。

一般来说,重力是万有引力的一个分力,静止在地球表面的物体,其万有引力的另一个分力充当物体随地球自转的向心力,但向心力极小。

(二)当物体在外力作用下发生形变时,其内部产生的反抗外力作用而企图恢复形变的力叫弹力。

胡克弹力的大小由F=k △x 确定。

(三)摩擦力1、摩擦力一个物体在另一物体表面有相对运动或相对运动趋势时,产生的阻碍物体相对运动或相对运动趋势的力叫摩擦力。

方向沿接触面的切线且阻碍物体间相对运动或相对运动趋势。

2、滑动摩擦力的大小由公式f=μN 计算。

3、静摩擦力的大小是可变化的,无特定计算式,一般根据物体运动性质和受力情况分析求解。

其大小范围在0<f≤f m 之间,式中f m 为最大静摩擦力,其值为f m =μs N ,这里μs 为最大静摩擦因数,一般情况下μs 略大于μ,在没有特别指明的情况下可以认为μs =μ。

4、摩擦角将摩擦力f 和接触面对物体的正压力N 合成一个力F ,合力F 称为全反力。

在滑动摩擦情况下定义tgφ=μ=f/N ,则角φ为滑动摩擦角;在静摩擦力达到临界状态时,定义tgφ0=μs =f m /N ,则称φ0为静摩擦角。

由于静摩擦力f 0属于范围0<f≤f m ,故接触面作用于物体的全反力F '同接触面法线的夹角⎪⎭⎫⎝⎛=-N f tg 01α≤φ0,这就是判断物体不发生滑动的条件。

换句话说,只要全反力F '的作用线落在(0,φ0)范围时,无穷大的力也不能推动木块,这种现象称为自锁。

本节主要内容是力学中常见三种力的性质。

在竞赛中以弹力和摩擦力尤为重要,且易出错。

弹力和摩擦力都是被动力,其大小和方向是不确定的,总是随物体运动性质变化而变化。

弹力中特别注意轻绳、轻杆及胡克弹力特点;摩擦力方向总是与物体发生相对运动或相对运动趋势方向相反。

另外很重要的一点是关于摩擦角的概念,及由摩擦角表述的物体平衡条件在竞赛中应用很多,充分利用摩擦角及几何知识的关系是处理有摩擦力存在平衡问题的f一种典型方法。

【例题1】如图所示,一质量为m 的小木块静止在滑动摩擦因数为μ=33的水平面上,用一个与水平方向成θ角度的力F 拉着小木块做匀速直线运动,当θ角为多大时力F 最小?【例题2】如图所示,有四块相同的滑块叠放起来置于水平桌面上,通过细绳和定滑轮相互联接起来.如果所有的接触面间的摩擦系数均为μ,每一滑块的质量均为m ,不计滑轮的摩擦.那么要拉动最上面一块滑块至少需要多大的水平拉力?如果有n 块这样的滑块叠放起来,那么要拉动最上面的滑块,至少需多大的拉力?【例题3】如图所示,一质量为m=1㎏的小物块P 静止在倾角为θ=30°的斜面上,用平行于斜面底边的力F=5N 推小物块,使小物块恰好在斜面上匀速运动,试求小物块与斜面间的滑动摩擦因数(g 取10m/s 2)。

【练习】1、如图所示,C 是水平地面,A 、B 是两个长方形物块,F 是作用在物块B 上沿水平方向的力,物块A 和B 以相同的速度作匀速直线运动,由此可知,A 、B 间的滑动摩擦因数μ1和B 、C 间滑动摩擦因数μ2有可能是:( ) A 、μ1=0,μ2=0; B 、μ1=0,μ2≠0; C 、μ1≠0,μ2=0; D 、μ1≠0,μ2≠0;2、如图所示,水平面上固定着带孔的两个挡板,一平板穿过挡板的孔匀速向右运动,槽中间有一木块置于平板上,质量为m ,已知木板左、右两侧面光滑,底面与平板之间摩擦因数为μ0,当用力F沿槽方向匀速拉动物体时,拉力F与摩擦力μmg大小关系是()A、F>μmgB、F=μmgC、F<μmgD、无法确定3、每根橡皮条长均为l=3m,劲度系数为k=100N/m,现将三根橡皮条首尾相连成如图所示的正三角形,并用同样大小的对称力拉它,现欲使橡皮条所围成的面积增大一倍,则拉力F应为多大?4、两本书A、B交叉叠放在一起,放在光滑水平桌面上,设每页书的质量为5克,两本书均为200页,纸与纸之间的摩擦因数为0.3,A固定不动,用水平力把B抽出来,求水平力F的最小值。

5、(90国际奥赛题)(哥伦比亚)一个弹簧垫,如图所示,由成对的弹簧组成。

所有的弹簧具有相同的劲度系数10N/m,一个重为100N的重物置于垫上致使该垫的表面位置下降了10cm,此弹簧垫共有多少根弹簧?(假设当重物放上后所有的弹簧均压缩相同的长度)。

第二讲:共点力作用下物体的平衡(一)力的运算法则1、力的平行四边形定则:是所有矢量合成与分解所遵循的法则。

2、力的三角形定则:两个矢量相加将两个力首尾相连,连接剩余的两个端点的线段表示合力的大小,合力的方向由第一个矢量的始端指向第二个矢量的末端(如图1-1-1所示);两个矢量相减,将这两个力的始端平移在一起,连接剩余的两个端点的线段即为这两个力的差矢量的大小,差矢量的方向指向被减..矢量(如图1-1-2所示)。

(二)平行力的合成与分解同向平行力的合成:两个平行力F A和F B相距AB,则合力ΣF的大小为F A+F B,作用点C满足F A×AC=F B×BC的关系。

反向平行力的合成:两个大小不同的反向平行力F A和F B(F A>F B)相距AB,则合力ΣF的大小为F A-F B同向,作用点C满足F A×AC=F B×BC的关系。

(三)共点力作用下物体平衡条件:这些力的合力为零,即ΣF=0。

(四)三力汇交原理若一个物体受三个非平行力作用而处于平衡状态,则这三个力必为共点力。

(五)受力分析1、受力分析的地位:物体的受力分析是高中物理中一个至关重要的知识,它贯穿高中物理的全过程,是学好力学知识的基础。

2、受力分析的顺序:一重二弹三摩擦(四其它),要防多画、少画、错画。

3、受力分析时常用方法:整体法、隔离法、假设法。

4、受力分析时常用的计算工具:平行四边形定则、正交分解法、二力平衡、作用力与反作用力定律。

本节内容重点是充分运用共点力平衡条件及推论分析和计算处于平衡态下物体受力问题,竞赛中还应掌握如下内容和方法:①力的矢量三角形法:物体受三个共点力作用而平衡时,这三力线相交,构成首尾相连封闭的三角形,问题化为解三角形,从而使问题得以简化;②摩擦平衡问题,由临界状态寻求突破口;③竞赛中物体受力由一维向二维或三维拓展,空间力系平衡问题转化为平面力系平衡问题求解。

F AΣF图1-1-3ΣFB图1-1-4F→F1→F2→F→F1→F2→图1-1-1 图1-1-221FFF+=12FFF-=【例题1】如右图所示,匀质球质量为M 、半径为R ;匀质棒B 质量为m 、长度为l 。

求它的重心。

【解】第一种方法是:将它分隔成球和棒两部分,然后用同向平行力合成的方法找出重心C 。

C 在AB 连线上,且AC·M=BC·m ; 第二种方法是:将棒锤看成一个对称的“哑铃”和一个质量为-M 的球A '的合成,用反向平行力合成的方法找出重心C ,C 在AB 连线上,且BC·(2M+m )=C A '·M 。

不难看出两种方法的结果都是m M l R M BC +⎪⎭⎫ ⎝⎛+=2。

【例题2】如图所示,一轻绳跨过两个等高的轻定滑轮(不计大小和摩擦),两端分别挂上质量为m 1=4kg 和m 2=2kg 的物体,如图,在滑轮间绳上悬挂物体m 为了使三个物体能保持平衡,则m 的取值范围多大?【例题3】如图所示,直角斜槽间夹角为90°,对水平面的夹角为θ,一横截面为正方形的物块恰能沿此槽匀速下滑。

假定两槽面的材料和表面情况相同,试求物块与槽面间的滑动摩擦因数μ多大?【例题4】如图所示,三个相同的光滑圆柱体,半径为r ,推放在光滑圆柱面内,试求下面两个圆柱体不致分开时,圆柱面的半径R 应满足的条件。

(M+m )g(2M+m )g【练习】1、如图所示,长为L=5m的细绳两端分别系于竖直地面上相距X=4m的两杆的顶端A、B,绳上挂一光滑的轻质挂钩,下端连着一个重为G=12N的重物,平衡时绳中张力T等于多少牛顿?2、如图所示,小圆环重为G,固定的大环半径为R轻弹簧原长为l(l<2R),其劲度系数为k,接触光滑,则小环静止时弹簧与竖直方向的夹角θ应为多大?3、如图所示,一轻杆两端固结两个小球A和B,A、B两球质量分别为4m和m,轻绳长为L,求平衡时OA、OB分别为多长?(不计绳与滑轮间摩擦)4、如图所示,n个完全相同的正方体木块一个紧挨一个排列成一条直线放在水平地面上,正方体木块与水平地面的滑动摩擦因数为μ,现用一水平力F推第一块木块,使这n块木块一起做匀速直线运动,则第k块木块对第k+1块木块的作用力为多大?5、如图所示,物体m 在与斜面平行的拉力F 作用下,沿斜面匀速上滑,在这过程中斜面在水平地面上保持静止。

已知物体、斜面的质量分别为m 、M ,斜面倾角为θ,试求:(1)斜面所受地面的支持力;(2)斜面所受地面的摩擦力。

第三讲:力矩、定轴转动物体的平衡条件、重心【知识要点】(一)力臂:从转动轴到力的作用线的垂直距离叫力臂。

(二)力矩:力和力臂的乘积叫力对转动轴的力矩。

记为M=FL ,单位“牛·米”。

一般规定逆时针方向转动为正方向,顺时针方向转动为负方向。

(三)有固定转轴物体的平衡条件作用在物体上各力对转轴的力矩的代数和为零或逆时针方向力矩总是与顺时针方向力矩相等。

即ΣM=0,或ΣM 逆=ΣM 顺。

(四)重心:物体所受重力的作用点叫重心。

计算重心位置的方法:1、同向平行力的合成法:各分力对合力作用点合力矩为零,则合力作用点为重心。

2、割补法:把几何形状不规则的质量分布均匀的物体分割或填补成形状规则的物体,再由同向(或反向)平行力合成法求重心位置。

(见上一讲)3、公式法:如图所示,在平面直角坐标系中,质量为m 1和m 2的A 、B 两质点坐标分别为A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)则由两物体共同组成的整体的重心坐标为: 212211m m x m x m x C ++= 212211m m y m y m y C ++= 一般情况下,较复杂集合体,可看成由多个质点组成的质点系,其重心C 位置由如下公式求得:i i i C m x m x ∑∑= i i i C m y m y ∑∑= ii i C m z m z ∑∑= 本节内容常用方法有:①巧选转轴简化方程:选择未知量多,又不需求解结果的力线交点为轴,这些力的力矩为零,式子简化得多;②复杂的物体系平衡问题有时巧选对象:选整体分析,常常转化为力矩平衡问题求解;③无规则形状的物体重心位置计算常用方法是通过割补思想,结合平行力合成与分解的原则处理,或者助物体重心公式计算。

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