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文檔簡介
第一章力
一、力二、重力(1課時(shí))
【例I】如圖1一1甲所示,物體A對物體B的壓力是10N,試畫出這個力的圖示,并說明施力物體和受
力物體.
圖1一1
【分析和解答】畫力的圖示,要嚴(yán)格按照以下步驟進(jìn)行.①選定標(biāo)度:此題選2mm長的線段表示2N的
力;②從作用點(diǎn)向力的方向畫-線段,線段長短根據(jù)選定的標(biāo)度和力的大小畫,線段上加刻度,如圖1
一1甲從0點(diǎn)(用0點(diǎn)代替B物體)豎直向下畫一段五倍于標(biāo)度(10mm)的線段;③在線段上加箭頭表示力
的方向.
為了簡便,也可以按1一1乙那樣,不畫B物體,而用O點(diǎn)代替B物體,做出力F的圖示.
力F的施力物體是A,受力物體是B.
【例2】關(guān)于重力,下列說法中正確的是:
A.某一物體所受的重力大小是確定的;
B.重力的方向總是垂直于地面的;
C.重力的作用點(diǎn)必然在物體上最重的一點(diǎn)處;
D.重力的作用點(diǎn)可能并不在物體上.
【分析和解答】重力指的是地球?qū)ξ矬w的吸引作用,當(dāng)然應(yīng)該與物體和地球的相對位置有關(guān).事實(shí)上重
力大小G=mg,對確定的物體來說,其質(zhì)量機(jī)是確定的,但g卻隨位置變化而變化,因此A是錯誤的.當(dāng)
然,如果物體只在地面上小范圍內(nèi)運(yùn)動,則g隨位置的變化可以忽略,這種情況下我們可以認(rèn)為重力大
致恒定.重力的方向總是豎直向下,總與水平地面垂直,但如果地面不水平,重力就與地面不垂直了,
因此B也是錯誤的.重力的作用點(diǎn)就是所謂的重心,而物體的重心有時(shí)在物體上,有時(shí)并不在物體上,
因此C錯,而D正確.
■課堂針對訓(xùn)練?
(1)關(guān)于力的下述說法中錯誤的是:
A.力是物體對物體的作用;
B.只有直接接觸的物體間才有力的作用;
C.由有一定距離的磁鐵間有相互作用力可知:力可以離開物體而獨(dú)立存在:
D.力的大小可以用天平測量.
(2)下列說法正確的是:
A.甲用力把乙推倒而自己不倒,說明只是甲對乙有力的作用,乙對甲沒有力的作用;
B.只有有生命或有動力的物體才會施力,無生命或無動力的物體只會受到力,不會施力;
C.只有運(yùn)動物體才會受到力的作用;
D.找不到施力物體的力是不存在的.
(3)有一圓形的均勻薄板,若將其中央再挖掉一個小圓板成一個圓環(huán),如圖1一2(a)、(b)所示,下面說法正
確的是:
(a)(b)
圖1-2
A.重心向外側(cè)偏移,重力減??;
B.重力和重心都沒有變;
C.重力減小,重心位置沒有變;
D.重力減小,重心位置不存在.
(4)用圖示法畫出力,并指出施力物體和受力物體:
①水平桌面對桌面上的書產(chǎn)生30N的支持力;
②某人用1600N的力沿跟水平方向成30°角斜向上拉車;
③放在傾角為30°的斜面上的物體,被某個人用沿著斜面向上的150N的拉力拉住.
(5)下列說法中正確的是:
A.凡是在地球表面附近的物體,一定受到重力;
B.重力的方向一定是垂直于水平面向下;
C.任何有規(guī)則形狀的物體,其幾何中心必與其重心重合;
D.物體的形狀改變時(shí),其重心的位置必定改變.
(6)關(guān)于重力的說法,正確的是:
A.重力就是地球?qū)ξ矬w的吸引力;
B.只有靜止的物體才受到重力;
C.同一物體在地球上無論向上或向下運(yùn)動都受到重力;
D.重力是由于物體受到地球的吸引而產(chǎn)生的力.
(7)用彈簧秤豎直懸掛靜止的小球,下面說法正確的是:
A.小球?qū)椈沙拥睦褪切∏虻闹亓Γ?/p>
B.小球?qū)椈沙拥睦Φ拇笮〉扔谛∏虻闹亓Γ?/p>
C.小球的重力的施力物體是彈簧;
D.小球的重力的施力物體是地球.
(8)一個重是20N的物體沿著斜面下滑,在下圖1—3所示中,關(guān)于物體受到的重力的圖示正確的是:
(9)如果地面上一切物體受到的重力都消失了,則可能出現(xiàn)的現(xiàn)象是:
A.江河的水不會流動:
B.雞毛和鐵球都可懸浮在空中;
C.天不會下雨;
D.一切物體的質(zhì)量都變?yōu)榱?
(10)把一條盤放在地上的長為/的勻質(zhì)鐵鏈向上剛好拉直時(shí),它的重心位置升高了多少?,把一個邊長為
/的勻質(zhì)立方體,繞be棱翻倒使對角面AbcD處于豎直(如圖1—4),重心位置升高了多少?
圖1-4
三、彈力(1課時(shí))
【例題】試分析圖1—5中光滑小球受到彈力的情況(小球放在水平面上),并畫出小球受到的重力和彈力.
【分析和解答】產(chǎn)生彈力的必要條件是接觸,充分條件是擠壓產(chǎn)生彈性形變.在圖1―5中與球接觸的有
兩點(diǎn)A和B,因此小球所受到的彈力只能來自這兩點(diǎn),但是有接觸并不一定就產(chǎn)生彈力,還必須要擠壓
才產(chǎn)生彈力,對B點(diǎn)來說,小球一定與水平面擠壓,可假設(shè)沒有水平面,小球在重力作用下一定掉下來,
因此B點(diǎn)受彈力且方向垂直于B點(diǎn)的切面指向圓心:對A點(diǎn)來說,假設(shè)沒有這個臺階,小球不會在水平
面上自動向左運(yùn)動,因此A點(diǎn)沒有擠壓(即沒有彈性形變),亦即A點(diǎn)不受彈力,小球受力如圖1-6.
圖1—6
注意:上例中用的是“假設(shè)法”判斷物體受力情況,這種方法在以后學(xué)習(xí)中經(jīng)常用到.
?課堂針對訓(xùn)練?
(1)課本靜止在水平桌面上,關(guān)于課本和桌面間的彈力,下列敘述正確的是:
A.桌面受壓而發(fā)生彈性形變,桌面受到了彈力,而課本沒有發(fā)生形變,所以課本沒有受到彈力;
B.課本受到了彈力作用,原因是課本也發(fā)生了形變;
C.課本受到彈力的原因是桌面發(fā)生了形變;
D.以上說法都不正確.
(2)下列說法,正確的是:
A.支持力的方向總是垂直于支持面指向被支持的物體;
B.壓力的方向總是豎直向下;
C.通常所說的壓力、支持力、拉力、浮力都是彈力;
D.靜止在光滑平面上的物體,沒有受到彈力.
(3)下列說法正確的是:
A.木塊放在桌面上要受到一個向上的彈力,這是由于木塊發(fā)生微小的形變而產(chǎn)生的;
B.拿一根細(xì)竹桿撥動水中的木頭,木頭受到竹桿的彈力,這是由于木頭發(fā)生形變而產(chǎn)生的;
C.繩為物體的拉力的方向總是沿著繩而指向繩收縮的方向;
D.掛在電線下面的電燈受到向上的拉力,是因?yàn)殡娋€發(fā)生微小的形變而產(chǎn)生的.
(4)關(guān)于物體對水平支持面的壓力P,下述說法中正確的是:
A.P就是物體的重力;B.P是物體重力的平衡力;
C.P的作用點(diǎn)在物體上;D.P的作用點(diǎn)在支持面上.
(5)如圖1—7所示,繩子豎直懸掛小球,球與光滑的斜面接觸,則小球受到的力是:
圖1一7
A.重力、繩的拉力;
B.重力、繩的拉力、斜面的彈力;
C.重力、斜面的彈力;
D.繩的拉力、斜面的彈力.
(6)畫出圖1—8各圖中A物體受到的重力和彈力(圖中墻壁豎直,球面和豎直面均光滑)
圖1一8
⑺一根彈簧在彈性限度內(nèi),對其施加30N的拉力時(shí),其長為20cm,對其施加30N的壓力時(shí),其長為14cm,
則該彈簧的自然長度是多少?其勁度系數(shù)是多少?
★滾動訓(xùn)練★
(8)在繩下吊一個小球保持靜止?fàn)顟B(tài),在下述說法中正確的是:
A.小球?qū)K的拉力就是小球的重力;
B.小球?qū)K的拉力大小等于小球的重力,但拉力不是重力;
C.由于小球吊在空中,所以小球的重力沒有施力物體;
D.小球重力的施力物體是地球.
(9)磁鐵吸引鐵塊是我們已知的現(xiàn)象,關(guān)于磁鐵吸引鐵塊的下述說法中正確的是:
A.只要有磁鐵存在就會有力,而不必有鐵;
B.磁鐵與鐵塊必須同時(shí)存在,才會有力吸引鐵塊;
C.磁鐵對鐵塊有力的作用,而鐵塊對磁鐵沒有力的作用;
D.兩個物體之間有力的作用時(shí),這兩個物體不一定相互接觸.
【例1】在圖1-9中,若兩物體的質(zhì)量分別為"?A=2kg、〃?B=4kg,A、B間動摩擦因數(shù)〃i=0.2,B與地
面間動摩擦因數(shù)儀=0.4.用水平拉力F作用在B上后,A、B間、B與地面間都發(fā)生了相對滑動.求各
接觸面間摩擦力的大小(g=10N/kg).
~A
圖1—9
【分析與解答】物體A受的彈力FNi=,"Ag=20N
由F=〃FN得
Fi=0.2X20N=4N
地面對物體B的彈力FN2=(WA+”?B)g=(2+4)X10N=60N
同理得地面對物體B的摩擦力
F2=0.4X60N=24N.
?課堂針對訓(xùn)練?
(1)以下關(guān)于滑動摩擦力的說法中正確的是:
A.滑動摩擦力的方向總是與物體的運(yùn)動方向相反;
B.滑動摩擦力總是阻礙物體的運(yùn)動:
C.滑動摩擦力的方向總是與物體的相對運(yùn)動方向相反;
D.滑動摩擦力是成對產(chǎn)生的,兩個互相接觸的物體在發(fā)生相對運(yùn)動時(shí),它們都要受到滑動摩擦力的作用.
(2)物體與豎直墻壁的動摩擦因數(shù)為〃,物體的質(zhì)量為如當(dāng)物體沿著墻壁自由下落時(shí).,物體受到的滑動摩
擦力是多大?
(3)一根質(zhì)量為〃?,長為L的均勻長方體木料放在水平桌面上,木料與桌面間的動摩擦因數(shù)為〃,現(xiàn)用水平
力推木料,當(dāng)木料經(jīng)過圖1—10所示的位置時(shí),桌面對它的摩擦力為:
W3LB
A.-jiong;B.-/Jmgi
C.jumg;D.0
(4)物體間的動摩擦因數(shù)取決于:
A.物體接觸面間正壓力的大?。?/p>
B.物體間相對運(yùn)動速度的大??;
C.物體間相互接觸的面積大小;
D.相互摩擦的物體的材料性質(zhì)及表面粗糙程度.
(5)關(guān)于滑動摩擦力,下列敘述中正確的是:
A.只要物體間接觸面是粗糙的,則它們之間一定有滑動摩擦力的作用;
B.滑動摩擦力的方向可能跟物體的運(yùn)動方向相同;
C.材料相同,質(zhì)量大的物體在運(yùn)動過程中受到的滑動摩擦力大;
D.一個物體如果在水平面上滑行,接觸面積大時(shí)受到的滑動摩擦力也大.
(6)如圖1—11,在水平面上向右運(yùn)動的物體,質(zhì)量為20kg.物體與水平面的〃=0.1,在運(yùn)動過程中,還
受到?個水平向左的大小為10N的拉力的作用,則物體受到的滑動摩擦力為多少?(g=10N/kg):
圖1—11
(7)用彈簧秤將一物體靜止吊起時(shí),彈簧秤的示數(shù)為10N,將此物體放于水平桌面上,用彈簧秤沿水平方
向勻速拉動時(shí).,彈簧秤的示數(shù)為1N,求物體與桌面間的動摩擦因數(shù).
★滾動訓(xùn)練★
(8)如圖5—12所示,一個鐵筒裝滿沙子,筒的底部留有小口,沙子可以從底端流出,在保證筒不動的情
況下,在沙子開始至完全流出的過程中,筒內(nèi)沙子利筒組成的重心變化情況是:
圖1—12
A.一直降低;B.先降低再升高;
C.先降低,然后保持不變;D.先升高,然后保持不變.
(9)兩個物體A和B的質(zhì)量分別為M、m,用跨過定滑輪的輕繩相連,A靜止于水平地面上,如圖1—13
所示,不計(jì)摩擦,A對繩的作用力的大小與地面對A的作用力大小分別是:
圖1—13
A.mg,(M—m)g;B.mg,Mg;
C.(M—m)g,Mg;D.(M+〃z)g,(M—m)g.
第二課時(shí)靜摩擦
【例2】皮帶運(yùn)輸機(jī)把貨物由低處送到高處(貨物相對于皮帶靜止).試分析此時(shí)貨物相對于皮帶的運(yùn)動趨
勢方向和所受的靜摩擦力的方向.
【分析與解答】若貨物與皮帶的接觸面是光滑的,那么當(dāng)把貨物放在皮帶上時(shí),貨物在重力作用下將向
下滑行而無法向上運(yùn)動,即貨物相對于皮帶的運(yùn)動趨勢方向是向下的.由于靜摩擦力的方向與物體相對
運(yùn)動趨勢方向相反,所以貨物受到的靜摩擦力方向沿皮帶向上.
【總結(jié)提高】此題中貨物受到的靜摩擦力與運(yùn)動方向相同,是動力(與運(yùn)動方向相同),不是阻力.有些問
題靜摩擦力是阻力,請同學(xué)找實(shí)例分析.
【例3】木塊A放在水平面上,如圖1-14所示,用同樣大小的外力E先自左向右推,后自右向左推,
木塊均保持靜止.問(1)前后兩次推木塊,木塊受到的靜摩擦力是否相同?(2)若將外力F增大至10N,木
塊恰能滑動,則木塊與水平面間的靜摩擦力的取值范圍是多少?
fl甲
圖】一】4
【分析與解答】(1)前后兩次推木塊,木塊未動,說明木塊受到了靜摩擦力的作用且大小與外力F相等,
但方向與外力相反.甲圖中外力F自左向右推木塊,使木塊有一自左向右的運(yùn)動趨勢,而靜摩擦力的方
向與運(yùn)動趨勢相反,故應(yīng)自右向左.同理,乙圖的靜摩擦力大小等于外力F,方向應(yīng)自左向右.可見,前
后兩次以同樣大小的外力F推木塊,木塊受到的靜摩擦力大小相同,但方向相反,所以說前后兩次推木
塊,其受到的靜摩擦力不相同.
(2)依題意知,木塊與水平面間的最大靜摩擦力是10N.根據(jù)靜摩擦力在最大靜摩擦力范圍內(nèi)隨外力的變
化而變化的特點(diǎn),靜摩擦力的取值范圍應(yīng)該是:0<F靜W10N.
【總結(jié)提高】兩個力相同,必須同時(shí)滿足:“大小相等、方向相同”這兩個條件,缺一不可.
[例4]重為400N的木箱放在水平地面上,木箱與地面間的最大靜摩力是120N,動摩擦因數(shù)是0.25,
如果分別用70N和150N的水平力推木箱,木箱受到的摩擦力分別是多少牛?
【分析和解答】計(jì)算摩擦力時(shí)應(yīng)先判出是靜摩擦力還是滑動摩擦力.此題中要用水平力推動木箱,推力
必須大于或等于最大靜摩擦力120N,若用70N水平力推時(shí),物體沒有運(yùn)動,此時(shí)靜摩擦力大小可由二力
平衡知大小為70N.當(dāng)用150N的水平力推時(shí),物體發(fā)生相對運(yùn)動,此時(shí)滑動摩擦力為:F=MFN,根據(jù)
豎直方向二力平衡得FN=mg,所以F=〃〃g=0.25X400=100(N).
【總結(jié)提高】計(jì)算摩擦力時(shí)要先判明是靜摩擦力還是滑動摩擦力,若是靜摩擦,則不能用F=〃FN計(jì)算.
課堂針對訓(xùn)練
(10)關(guān)于靜摩擦力的說法,下列正確的有:
A.靜摩擦力的方向總是與物體的相對運(yùn)動趨勢的方向相反;
B.靜摩擦力的方向總是與物體的運(yùn)動方向相反;
C.兩個相對靜止的物體之間一定有靜摩擦力的作用;
D.受靜摩擦力作用的物體一定是靜止的.
(11)運(yùn)動員用雙手握住豎直的竹桿勻速攀上和勻速下滑,他所受的摩擦力分別是力和力,那么:
A.力向下,力向上,且力可;
B.fi向下,力向上,且力〉力;
C.力向上,及向上,且力=及;
D.f\向上,力向下,且力=及.
(12)某人推著自行車前進(jìn)時(shí),地面對前輪的摩擦力為Fi,對后輪的摩擦力為F2;該人騎著自行車前進(jìn)時(shí),
地面對前輪的摩擦力為F3,對后輪的摩擦力為F4,下列說法中正確的是:
A.Fi與車前進(jìn)方向相同;B.F2與車前進(jìn)方向相同;
C.F3與車前進(jìn)方向相同;D.F4與車前進(jìn)方向相同;
(13)如圖1—15,設(shè)A與B的表面粗糙,地面光滑,當(dāng)用水平力F拉A時(shí)A、B無相對滑動,貝A相
對B的運(yùn)動趨勢向,B對A的靜摩擦力向,屬力(填動或阻);B相對A的運(yùn)
動趨勢向,A對B的靜摩擦力向,屬力.
IB\
圖15
(14)卡車上放一只木箱,卡車在水平路面上運(yùn)動,下列說法中正確的是:
A.卡車起動時(shí),卡車給木箱向前的摩擦力;
B.卡車勻速運(yùn)動時(shí),卡車給木箱向前的摩擦力;
C.卡車突然制動時(shí),卡車給木箱向前的摩擦力;
D.卡車突然制動時(shí),卡車不給木箱摩擦力.
(15)水平桌面上一重200N的物體,與桌面間的動摩擦因數(shù)為0.2,當(dāng)依次用15N、30N、80N的水平拉力
拉此物體時(shí),物體受到的摩擦力依次為多少?(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)
★滾動訓(xùn)練★
(16)關(guān)于相互接觸的兩物體之間的彈力和摩擦力,正確的是:
A.有彈力必有摩擦力;
B.有摩擦力必有彈力;
C.摩擦力的大小與彈力的大小成正比;
D.彈力既可是動力,也可是阻力,摩擦力只能是阻力.
(17)如圖1一16所示,A為長木板,在水平面以速度也向右運(yùn)動,物塊B在木板A的上面以速度丫2向右
運(yùn)動,下列判斷正確的是:
R—?
圖1—16
A.若是V1=V2,A、B之間無滑動摩擦力;
B.若是叫>丫2,A受到了B所施加向右的滑動摩擦力;
C.若是V]VV2,B受到了A所施加向右的滑動摩擦力;
D.若是0>1,2,B受到了A施加的向左的滑動摩擦力.
受力分析(1課時(shí))
【例1】畫出圖1—17甲物體A的受力示意圖.已知物體A靜止在斜面匕F垂直于斜面.
1—17
【分析和解答】取物體為研究對象,物體受:①重力G,方向豎直向下;②壓力F,方向垂直于斜面向下;
③支持力Fi,方向垂直于斜面向匕④靜摩擦力F2,方向沿斜面向上.在判定有無摩擦力時(shí),可用假設(shè)
法,假設(shè)接觸面光滑沒有摩擦力,則物體將沿著斜面下滑,而現(xiàn)在物體靜止,說明有沿斜面向上的摩擦
力阻礙物體下滑.力的圖示如圖1-17乙.
【例2】如圖1—18甲所示,物體A、B疊放在水平桌面上處于靜止?fàn)顟B(tài),試畫出物體B的受力示意圖.
[A
甲乙
1-18
【分析和解答】研究對象是B,應(yīng)把B隔離出來,B物體受到:①重力G,方向豎直向下;②壓力F|(B
受到A的壓力)方向豎直向下;③支持力F2(B受到桌面的支持力),方向豎直向上.受力示意圖如圖1一
18乙所示.
【總結(jié)提高】受力分析是力學(xué)的一個重點(diǎn)和難點(diǎn),不可能在短時(shí)間內(nèi)掌握好.希望同學(xué)們在以后的學(xué)習(xí)
中,對有關(guān)受力分析要按以上的方法和步驟進(jìn)行,不斷總結(jié),方可掌握好.
?課堂針對訓(xùn)練,
(1)圖1—19中各物體的受力圖哪些是正確的?
隨皮帶向上勻速運(yùn)動水平力F把鐵塊常在光滑墻上而的止扮粗糙斜面向上
的物體案壓在豎直墻上伸止的木板滑動的物體
圖1—19
(2)畫出圖1—20中A受力分析圖,已知A靜止.圖③④中F的方向豎直且F<G.
_[Zkz*
①②③④⑤⑥
圖1一20
(3)被踢出去的足球,在空中飛行受到兒個力的作用?(空氣阻力不計(jì))并作出力的示意圖.
(4)畫出圖1—21各圖中A物體的受力分析圖,已知A靜止且各接觸面光滑.
圖1—21圖1—22
(5)畫出圖1—22中A、B的受力圖,A和B用繩子連結(jié),在水平拉力F的作用下物體A和B沿桌面勻速
運(yùn)動.
(6)分別畫出圖1一23中,半徑為r的光滑球A的受力示意圖,并說明四幅圖中A球受力情況可能相同的
有哪些?
圖1—23
★滾動訓(xùn)練★
⑺如圖1-24所示,物體A與B相對靜止,共同沿斜面勻速下滑,則:
A.A、B間無摩擦力;
B.B對A的靜摩擦力沿斜面向上;
C.斜面對B的滑動摩擦力沿斜面向上;
D.物體B受到五個力的作用.
(8)一只青蛙,蹲在置于水平地面上的長木板一端,并沿板的方向朝另一端跳,在下列情況下,青蛙一定
不能跳過長木板的是:
A.木板的上表面光滑而下表面粗糙:
B.木板的上表面粗糙而底面光滑;
C.木板上、下兩表面都粗糙;
D.木板上、下兩表面都光滑.
五、力的合成(1課時(shí))
[例1]如圖1—25甲,物體受到大小相等的兩個拉力的作用,每個拉力都是2000N,夾角是60°,求
這兩個拉力的合力.
ffl1-25
【分析和解答】按作圖法取4mm長表示500N的力,O點(diǎn)表示物體,作出平行四邊形如圖1—25乙所示.量
得對角線長為28mm,故合力F的大小為—X500N=3500N,合力的方向沿兩分力F1和F的夾角的平
42
分線.
本題作出的平行四邊形是菱形,我們也可用計(jì)算法求合力F.如圖1—25丙所示,直角三角形OAD中,
0D表示合力F的一半,ZAOD=30°
由直角三角形知識得:-=Fos300
21C
F=2(Ficos300)=2X2000X0.866N=3464N.
比較這兩種解法可見,在測量誤差允許范圍內(nèi),所得的結(jié)果是一致的.
【例2】大小不變的Fi、F2兩個共點(diǎn)力的合力為F,則有:
A.合力F一定大于任一個分力:
B.合力的大小既可等于F1,也可等于F2;
C.合力有可能小于任一個分力;
D.合力F的大小隨Fi、F2間夾角增大而減小.
【分析和解答】正確答案是BCD.分析此題時(shí),我們可以這樣考慮,題目要求判斷的是在任意夾角下合
力與分力的聯(lián)系,不需要求解詳細(xì)數(shù)值,因此我們不必畫出各種夾角下的很多個平行四邊形來加以判斷,
我們可以取一些極特殊的數(shù)值來分析:當(dāng)Fi和F2的夾角是0°時(shí),合力最大F火=F|+F2,當(dāng)F|和F2
的夾角是180°(即反向)時(shí),合力最小F,]、=IFi-F2l,因此F|和F2的合力數(shù)值的變化范圍是IFi-FzWF
W(FI+F2),若取FI=2N,F2=3N(取些較簡單的數(shù))則1NWFW5N.當(dāng)Fi與F2夾角為180°時(shí),合力小
于分力,應(yīng)排除A同時(shí)知C答案正確;對B答案,由合力的變化范圍可知正確;對D答案,當(dāng)Fi和F2
的夾角為最小值(0°)時(shí),合力最大,當(dāng)Fi與F2的夾角為最大值(180°)時(shí),合力最小,可見,隨著Fi與
F2的夾角增大合力F反而減小.
■課堂針對訓(xùn)練?
(1)關(guān)于分力與合力的說法中,正確的是:
A.分力與合力同時(shí)作用于物體上;
B.分力同時(shí)作用于物體時(shí)產(chǎn)生的效果與合力單獨(dú)作用于物體時(shí)產(chǎn)生的效果相同;
C.合力總是大于分力;
D.兩個分力夾角在0°到180°之間時(shí),夾角越大,合力越小.
(2)兩個共點(diǎn)力,大小都是50N,如果要使這兩個力的合力也是50N,這兩個力之間的夾角應(yīng)為:
A.30°;B.45°;
C.90°;D.120°
(3)兩個共點(diǎn)力的大小都是F,其合力的大?。?/p>
A.一定大于F;
B.一定小于F;
C.由F及兩個力間的夾角決定;
D.一定滿足0WF務(wù)W2F.
(4)一個重為20N的物體置于光滑的水平面上,當(dāng)用一個F=5N的力豎直向上拉該物體時(shí),如圖1一26所
示,物體受到的合力為:
圖1—26
A.15N:B.25N;
C.20N;D.0.
(5)兩個共點(diǎn)力的合力最大為15N,最小為5N,則這兩個力的大小分別是多少?如果這兩個力的夾角是
90°,則合力的大小為多少?
(6)六個共點(diǎn)力大小分別為F、2F、3F、4F、5F、6F,相互間夾角均為60°,如圖1-27所示,則它們的
合力的大小和方向.
21
6E
圖1—27
(7)有三個力,一個力是12N,一個力是5N,個力是8N,有關(guān)這三個力的合力的下列說法中正確的是:
A.合力的最小值是IN;B.合力的最小值是0;
C.合力不可能是20N;D.合力不可能是30N.
(8)已知兩個力的大小分別為3N和4N,用作圖法求出圖1—28所示幾種情況下的合力.
(9)有兩個大小相等的共點(diǎn)力,當(dāng)它們間的夾角為90°時(shí)合力為F,則當(dāng)它們間的夾角為120°時(shí),合力
的大小為多少?
★滾動訓(xùn)練★
(10)如圖1—29,A、B、C三個物體疊放在桌面上,在A的上面再加一個作用力F,則C物體受到豎直向
下的作用力除了自身的重力之外還有:
圖1—29
A.1個力;B.2個力;
C.3個力;D.4個力.
(11)如圖1—30所示,物體以一定的初速度沿光滑斜面上滑過程中,受到的力有:
里1—30
A.向上的沖力;B.重力;
C.斜面的支持力;D.向下的滑力.
六、力的分解(1課時(shí))
[例1]圖1-31甲中,電燈的重力G=10N,AO繩與頂板間夾角為45°,BO繩水平,則AO繩所受
的拉力Fi和BO繩所受的拉力F2各為多大?
圖1—31
【分析和解答】先分析物理現(xiàn)象:為什么繩AO、BO受到拉力呢?原因是由于OC繩受到電燈的拉力才
使AO、BO繩張緊產(chǎn)生拉力,因此OC繩的拉力產(chǎn)生了兩個效果,一是沿AO向下的拉緊AO的分力Fi;
二是沿BO向左的拉緊BO繩的分力F2,畫出平行四邊形如圖1一31乙所示,因?yàn)?C拉力等于電燈重
力,因此由幾何關(guān)系得:
F(=G/sin(9=10V2N,F2=Gcot<9=10N.
【例2】在傾角a=30°的斜面上有一塊豎直放置的擋板,在擋板和斜面之間放有一個重為G=20N的光
滑圓球,如圖1-32甲所示,試求這個球?qū)π泵娴膲毫蛯醢宓膲毫?
圖1一32
【分析和解答】先分析物理現(xiàn)象,為什么擋板和斜面受壓力呢?原因是球受到向下重力作用,這個重力
總是欲使球向下運(yùn)動,但是由于擋板和斜面的支持,球才保持靜止?fàn)顟B(tài),因此球的重力產(chǎn)生了兩個作用
效果,如圖1—32乙所示,故產(chǎn)生兩個分力:①使球垂直壓緊擋板的力F];②使球垂直壓緊斜面的力F2.由
幾何知識可得,F(xiàn)|=Gtana,F2=G/cosa.Fi和F2分別等于球?qū)醢搴托泵娴膲毫?
【總結(jié)提高】在進(jìn)行力的分解時(shí),要先把這個力的作用效果(即兩個分力的方向)一一分清.
?課堂針對訓(xùn)練?
(1)關(guān)于力的分解,下列說法正確的是:
A.力的分解其本質(zhì)就是用同時(shí)作用于物體的幾個力產(chǎn)生的效果代替某一個力的作用效果;
B.分力可能大于合力;
C.力的分解是力的合成的逆運(yùn)算,同樣遵循平行四邊形定則;
D.分解一個力往往根據(jù)它產(chǎn)生的效果來分解它.
(2)在已知的一個力的分解中,下列情況具有唯一解的是:
A.已知兩個分力的方向,并且不在同一直線上;
B.已知一個分力的大小和方向;
C.已知一個分力的大小和另一個分力的方向;
D.已知兩個分力的大小.
(3)將一個力F分解為兩個不為零的力,下列哪種或哪些分解方法是不可能的?
A分力之一垂直于F;
B.兩個分力與F都在一直線上;
C.一個分力的大小與F的大小相同;
D.一個分力與F相同.
(4)對一個方向向東,大小為4N的力沿直線分解,若其中一個分力的大小為2N,則另一個分力(方向向東)
的大小可能為:
A.IN;B.2N;
C.6N;D.7N.
(5)如圖1—33所示,繩子M0與NO所能承受的最大拉力相同,長度MO>NO,則在不斷增加重物G的
重力過程中(繩OG不會被拉斷)
圖1—33
A.ON先被拉斷;
B.0M先被拉斷;
C.0M與ON同時(shí)被拉斷;
D.無法確定哪條繩子先被拉斷.
(6)如圖1—34所示,重10N的木塊被水平繩AB系住靜止在傾角為30。的光滑斜面上,求斜面對木塊的
支持力及AB繩對木塊的拉力.
圖1—34
(7)為了把陷在泥坑里的汽車?yán)鰜?,司機(jī)用一條結(jié)實(shí)的繩子把汽車拴在一棵大樹上,開始時(shí)相距12m,
然后在繩的中點(diǎn)用200N的力F,沿與繩垂直的方向拉繩,結(jié)果中點(diǎn)被拉過60cm.如圖1-35所示,假
設(shè)繩子的伸長可以不計(jì),求這時(shí)汽車受到的拉力.
圖1—35
(8)如圖I-36所示,一個半徑為r,重為G的圓球,被長度為r的細(xì)繩掛在豎直的、光滑的墻上.則繩子
的張力F和墻壁的彈力分別是多少?
★滾動訓(xùn)練★
(9)如圖1-37,氫氣球受風(fēng)力作用,使拉住它的繩與地面成照在把細(xì)繩剪斷的瞬間,氣球所受外力的合
力為:
圖1—37
A.與原來繩子的拉力方向相反,大小相等;
B.沿風(fēng)力方向,大小等于風(fēng)力;
C.沿豎直方向向匕大小等于氣球所受的浮力;
D.與原來細(xì)繩拉力方向相反,大小等于氣球浮力和風(fēng)力的合力.
(10)兩個分力Fi、F2的夾角aWO)保持不變,則下列說法中正確的是:
A.一個力增大,合力一定增大;
B.一個力減小,合力一定減??;
C.兩個力都增大,合力一定增大;
D.兩個力都增大,合力可能不變.
力的正交分解法(1課時(shí))
【例題】大小均為F的三個力共同作用在O點(diǎn),如圖1一38甲,F(xiàn)|與F2、F2與F3之間的夾角均為60°,
求合力.
圖1*—38
【分析和解答】此題可用作圖法和計(jì)算法求解,但作圖法誤差較大而計(jì)算法又較復(fù)雜,采用正交分解法
既準(zhǔn)確又簡便.步驟如下:
1,正確選定直角坐標(biāo)系:
以O(shè)為原點(diǎn),F(xiàn)i為x軸建立直角坐標(biāo)(如圖1-38乙)
2.把各個力分解到兩個坐標(biāo)軸上:
EX=F|JF2X=F2COS60°
Fly=0[F2y=F2sin600
F
3X=-F3COS60°
<
F3y=F3sin60°
3、分別求出x軸和),軸上的合力:
F.—=Fix+F2r+F3*=FI+F2cos60°-F3cos60°=F
o
Fy^=F|>,+F2v+F3>.=0+F2sin60+F3sin60°=
4、求E合和Fy谷的合力即是所求的三個力的合力:如圖1一38丙所示,
Fl/xJ+FyJ=2F
:tan,=%L=石;.^=60°,即合力與Fi的夾角為60°.
Fx/t
【總結(jié)提高】由于每個分力作正交分解的過程以及最終由合力的X軸分量和)?軸分量來求合力的大小和方
向的過程,都是求解直角三角形問題.因此,用正交分解法求共點(diǎn)力的合力的運(yùn)算通常較為簡便.因此
在以后的很多力學(xué)問題史.,一一經(jīng)賞見到這獨(dú)方法「
?課堂針對訓(xùn)練?
(1)如圖1—39所示:三個共點(diǎn)力,F(xiàn)i=5N,F2=10N,F3=15N,夕=60°,它們的合力的x軸分量R為
N、y軸分量Fy為N,合力的大小為N,合力方向跟x軸的正方向夾角為
圖1—39
⑵如圖1—40所示,已知物體受F|、F2和F3作用,且F3=10N,合力為零,則Fi和F2各是多少牛?
圖】一40
(3)在水平地面上放一重物,用一定大小的力按圖1—41所示不同方式拉它,物體仍靜止于地面,則地面
對物體的支持力F|、F2、F3的大小關(guān)系是________.
圖1—41
(4)質(zhì)量為m的物體放在一個傾角芹30°的光滑斜面上,則物體在沿斜面向下的方向上受到的合力為多
少?
(5)同在xOy平面內(nèi)的六個力如圖1—42所示,大小分別為FI=10N,F2=2073N,F3=12N,F4=10V3N,
F5=30N,F6=12N,求合力的大小和方向.
圖1—42
★滾動訓(xùn)練★
(6)將一個力F分解為Fi、F2兩個分力.如果己知F|的大小和F2與F的夾角,,且以銳角,貝小
A.當(dāng)Fi>Fsin時(shí),有兩組解;
B.當(dāng)F>Fi>Fsin6>時(shí),有兩組解;
C.當(dāng)Fi=Fsin陰寸,有惟一解;
D.當(dāng)Fi<Fsin/寸,無解.
⑺如圖1—43所示,物體m沿粗糙靜止斜面M運(yùn)動,以下正確結(jié)論是:
圖1—43
A.加沿M上滑時(shí),受到的摩擦力沿斜面向下;
B.機(jī)沿M下滑時(shí),受到的摩擦力沿斜面向上;
C.m沿斜面滑動時(shí),速度越大,受到的摩擦力越大;
D.當(dāng)斜面傾角增大時(shí),沿斜面滑動的摩擦力將增大.
?本章補(bǔ)充訓(xùn)練題?
⑴關(guān)于力的說法中,錯誤的是:
A.力是物體對物體的作用;
B.只有直接接觸的物體才有相互作用力;
C.力不能離開受力物和施力物而單獨(dú)存在;
D.力是矢量,其大小可用彈簧秤測量.
(2)一根彈簧的勁度系數(shù)k=1000N/m,在其兩端有兩小孩向相反方向各用20N的水平力拉彈簧,這時(shí)彈簧
的伸長量是:
A.2cm;B.4cm;
C.0;D.1cm.
(3)作用于同一物體上的兩個力,F(xiàn)i=5N,F2=4N,它們的合力不可能是:
A.9N;B.5N;
C.2N;D.10N.
(4)兩根長度相等的繩,下端懸掛一質(zhì)量為m的物體,上端分別固定在水平天花板上的M、N點(diǎn),M、N
兩點(diǎn)間距離為s,如圖1一44所示,已知兩繩所能經(jīng)受的最大拉力均為T,則每繩的長度至少要多長?
?/
田1-44
(5)水平橫梁的一端A插在墻壁內(nèi),另一端裝有一小滑輪B.輕繩的一端C固定于墻壁上,另一端跨過滑
輪后懸掛一質(zhì)量為機(jī)=10kg的重物,NCBA=30°,如圖1—45所示.求滑輪受到繩子的作用力?(g取
10N/kg)
圖1—45
(6)將一個力F分解為兩個力,已知其中一個分力Fi的方向與F成60°角,則另一個分力F2有最小值時(shí),
F,的大小為多少?F2的最小值為多少?
(7)如圖1—46所示,在一水平面上放置兩物體,已知A、B兩物體與地面的最大靜摩擦力分別為8N和
4N,若一個水平力F=6N向右作用于A物體時(shí),此時(shí)A對B的作用力大小為多少?當(dāng)水平力向左作用
于B時(shí),則A對B的作用力為多少?
圖1—46
(8)如圖1—47所示,細(xì)木桿重為200N,在其上端分別拉兩根細(xì)繩,使木桿豎直立在水平地面上,已知斜
拉繩與與水平地面夾角為53°,大小為50N.求水平拉繩的拉力及木桿對地面的壓力.(sin53°=0.8,
cos53°=0.5)
⑼如圖1—48所示,物體重30N,用0C繩懸掛于O點(diǎn),0C繩能承受的最大拉力為37.5N,再用一繩系
在0C繩上的A點(diǎn),BA繩能承受最大的拉力為30N,現(xiàn)用水平力拉BA,在保證所有繩子都不斷的情況
下,可以把0A拉到與豎直方向成多大的角度?
圖1-48
參考答案
第一章力
一、力、二、重力:(l)BCD.(2)D.(3)C.⑷
略.(5)AB.(6)CD.(7)BD.(8)AD.(9))ABC.(10)//2,(V2-l)//2.
三、彈力:(1)C(2)A(3)CD(4)D(5)A(6)略(7)17cm,lOOON/nj(8)BD(9)BD
四、摩擦力:(DC(2)0(3)C(4)D(5)B(6)20N,向左(7)0.1(8)B
(9)A.(10)A(11)C(12)
D.(13)右,左,阻,左,右,動(14)A(15)15N,30N,40N(16)5〃wg(17)A.
受力分析:(l)ACD(2)略.(3)1個,略.(4)略.(5)略.(6)ABC
D.(7)BCD(8)AD.
五、力的合成:(1)BD.(2)D.(3)CD.(4)D.(5)10N,5N,V125N.(6)6F,5F方
向.(7)BD.(8)略.(9)V2F/2.(10)A.(ll)BC.
六、力的分解:(l)ABCD.(2)AB.(3)D.(4)BC.(5)A.(6)11.5N,5.77N.⑺Fi
=2000N.(8)T=2A/3G/3,N=V3G/3.(9)A.(10)D.
力的正交分解法:(1)15,5V3,10V3,30°.
(2)5.2,7.32.(3)Ni=N2<
〃沿正方向.
N3.(4)Lzg.(5)ION,x(6)BCD.(7)AB.
2
本章補(bǔ)充訓(xùn)練題:(1)B.(2)A.(3)D.(4)Ts/J4T27n2g2.(5)100N.(6)£,
-鳳---r.(7)0.2N.(8)F=30N,FN=240N(9)6=37°.
22
第二章直線運(yùn)動力
一、幾個基本概念(1課時(shí))
【例題】一質(zhì)點(diǎn)在X軸上運(yùn)動,各個時(shí)間的位置坐標(biāo)如下表,則此質(zhì)點(diǎn)開始運(yùn)動后:
t(s)未012345
4m)05-4-1-71
(1)前幾秒內(nèi)的位移最大?
A.前Is;B.前2s;C.前3s;D.前4s;E.前5s.
(2)第幾秒內(nèi)的位移最大?
A.第Is;B.第2s;C.第3s;D.第4s;E.第5s.
(3)前幾秒內(nèi)的路程最大?
A.前Is;B.前2s;C.前3s;D.前4s;E.前5s.
(4)第幾秒內(nèi)的路程最大?
A.第Is;B.第2s;C.第3s;D.第4s;E.第5s.
【分析與解答】根據(jù)位移與路程的定義進(jìn)行判斷.由上表可以看出:(1)前4秒內(nèi)的位移最大,為一7m,
D選項(xiàng)正確.(2)前5s中第2s的位移最大,為一9m,故B選項(xiàng)正確.(3)由于物體一直是運(yùn)動的,故運(yùn)動
時(shí)間越長,其軌跡線越長,前5秒內(nèi)的路程最長,所以E選項(xiàng)正確.(4)第2秒內(nèi)的位移最大,第二秒內(nèi)
的路程也是最大,路程為9m,所以B選項(xiàng)正確.
?課堂針對訓(xùn)練,
(D當(dāng)人坐船行駛在河中觀看兩岸青山時(shí),常有“看山恰似走來迎”的感覺,這是以為參考系的.而
變換一下目光,又感到“仔細(xì)看山山不動”,這是以為參考系.
(2)第n秒內(nèi)表示的是s的時(shí)間,是從第秒末到第秒末的間隔.
(3)下列說法正確的是:
A.甲乙兩人均以相同速度向正東方向行走,若以甲為參考系,則乙是靜止的;
B.甲乙兩人均以相同速度向正東方向行走,若以乙為參考系,則甲是靜止的:
C.兩輛汽車在公路上同一直線行駛,且它們之間的距離保持不變,若觀察結(jié)果是兩輛車都靜止,則選用
的參考系,必定是其中的一輛汽車;
D.兩人在公路上行走,且速度大小不同,方向相同,則選擇其中任一人為參考系,兩人都是靜止的.
(4)關(guān)于位移和路程,下列說法中正確的是:
A.在某一段時(shí)間內(nèi)物體運(yùn)動的位移為零,則該物體不一定是靜止的;
B.在某一段時(shí)間內(nèi)物體運(yùn)動的路程為零,則該物體一定是靜止的;
C.在直線運(yùn)動中,物體的位移大小等于其路程;
D.在曲線運(yùn)動中,物體的位移大小小于路程.
(5)以下的計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)指時(shí)間的是:
A.天津開往德州的625次列車于13h35min從天津發(fā)車;
B.某人用15s跑完100m;
C.中央電視臺新聞聯(lián)播節(jié)目19h開播;
D.1997年7月1日零時(shí)中國對香港恢復(fù)行使主權(quán);
E.某場足球賽開賽15min甲隊(duì)攻入一球.
(6)下列情況中的物體,哪些可以看成質(zhì)點(diǎn):
A.研究繞地球飛行時(shí)的航天飛機(jī);
B.研究汽車后輪上一點(diǎn)的運(yùn)動情況的車輪;
C.研究從北京開往上海的一列火車;
D.研究在水平恒力作用下沿水平地面運(yùn)動的木箱.
(7)如圖2—1所示,某物體沿兩個半徑均為R的半圓孤由A經(jīng)B到C,則它的位移和路程各是多少?
圖2一】
(8)一幢六層樓房,相鄰兩層樓窗臺之間的距離都是3m.現(xiàn)從第三層樓窗臺把一物體以豎直向上的初速度
拋出,它最高可達(dá)到第六層樓窗臺,求這時(shí)它相對于拋出點(diǎn)的位移和路程.當(dāng)它又繼續(xù)下落經(jīng)過第一層
樓窗臺時(shí),求這時(shí)它相對于拋出點(diǎn)的位移和路程.
(9)在運(yùn)動場地的一條直線跑道上,每隔5m遠(yuǎn)放置一個空瓶.運(yùn)動員在進(jìn)行折返跑訓(xùn)練時(shí),從中間某一
瓶子處出發(fā),跑向最近的空瓶將其扳倒后返回再扳倒出發(fā)點(diǎn)處的瓶子,之后再折返扳倒前面的最近處的
瓶子,依次下去.當(dāng)他扳倒第6個空瓶時(shí),他跑過的路程是多大?位移是多大?
★滾動訓(xùn)練★
(10)如圖2—2所示,人向右水平勻速推動水平桌面上的長木板,在木板翻離桌面以前,則:
A.木板露出桌面后,推力將逐漸減?。?/p>
B.木板露出桌面后,木板對桌面的壓力將減??;
C.木板露出桌面后,桌面對木板摩擦力將減小;
D.推力、壓力、摩擦力均不變.
二、位移和時(shí)間的關(guān)系(1課時(shí))
【例題】如圖2—3所示為A、B兩人在同一直線上運(yùn)動的位移圖象,圖象表示:
圖2—3
A.A、B兩人同向而行;
B.A、B兩人在第1s末后相遇;
C.在5s內(nèi),A走的路程比B走的路程多;
D.在5s內(nèi),A走的位移比B
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