物理力學(xué)——力的概念ppt課件

1、 力的概念 高中物理寧化一中：楊瑞雄一個(gè)物體遭到力的作用，一定有另外的物體施加這種作用.前者是受力物體，后者是施力物體.只需有力發(fā)生，就一定有受力物體和施力物體.有時(shí)為了方便，只說物體遭到了力，而沒有指明施力物體，但施力物體一定是存在的.力的大小力的大小可以用測力計(jì)彈簧秤來丈量.在國際單位制中，力的單位是牛頓，簡稱牛，符號(hào)是N.可以影響力的作用效果的要素有力的大小，力的方向,還有力的作用點(diǎn).力的大小、方向、作用點(diǎn)叫做力的三要素.力的圖示力的圖示圖中的力的圖示表示作用在小車上的力為 ，方向 .有時(shí)只需求畫出力的表示圖，即只在圖中畫出力的方向，表示物體在這個(gè)方向上遭到了力.100N程度向左力的種類

2、 各種力可以用兩種不同的方法來分類.一種是根據(jù)力的性質(zhì)來分類的，如重力、彈力、摩擦力、分子力、電磁力等等；另一種是根據(jù)力的效果來分類的，如拉力、壓力、支持力、動(dòng)力、阻力等等. 今后我們還會(huì)遇到根據(jù)效果來命名的力的稱號(hào).力學(xué)中經(jīng)常遇到的有重力、彈力、摩擦力. 地球上一切物體都遭到地球的吸引，這種由于地球的吸引而使物體遭到的力叫做重力.一個(gè)物體遭到10N的重力，也可以說這個(gè)物體的分量是10N. 重力的大小可以用彈簧秤測出.物體靜止時(shí)對(duì)彈簧秤的拉力圖甲或壓力圖乙，大小等于物體遭到的重力.用懸繩掛著的靜止物體，用靜止的程度支持物支持的物體，對(duì)豎直懸繩的拉力或?qū)Τ潭戎С治锏膲毫?，大小等于物體遭到的重力.

3、 在知物體質(zhì)量的情況下，重力的大小可以根據(jù)關(guān)系式G=mg計(jì)算出來，式中 g=9.8N/kg，表示質(zhì)量是1kg的物體遭到的重力是9.8N. 重力不但有大小，而且有方向.懸掛物體的繩子靜止時(shí)總是豎直下垂的，由靜止開場落向地面的物體總是豎直下落的，可見重力的方向是豎直向下的.一個(gè)物體的各部分都要遭到重力的作用。從效果上看，我們可以以為各部分遭到的重力作用集中于一點(diǎn)，這一點(diǎn)叫做物體的重心.重心重心質(zhì)量均勻分布的物體均勻物體，重心的位置只跟物體的外形有關(guān).有規(guī)那么外形的均勻物體，它的重心就在幾何中心上.例如，均勻直棒的重心在棒的中點(diǎn)，均勻球體的重心在球心，均勻圓柱的重心在軸線的中點(diǎn).質(zhì)量分布不均勻的物體

4、，重心的位置除跟物體的外形有關(guān)外，還跟物體內(nèi)質(zhì)量的分布有關(guān)。載重汽車的重心隨著裝貨多少和裝載位置而變化.起重機(jī)的重心隨著提升物的分量和高度而變化. 不規(guī)那么薄板的重心位置可以用懸掛法求出. 前往被拉長或被緊縮的彈簧對(duì)跟它接觸的小車產(chǎn)生力的作用，可以使小車運(yùn)動(dòng)起來.被彎曲的細(xì)木棍或細(xì)竹竿對(duì)跟它接觸的圓木產(chǎn)生力的作用，可以把圓木推開.發(fā)生彎曲的跳板對(duì)跟它接觸的運(yùn)發(fā)動(dòng)產(chǎn)生力的作用，可以把運(yùn)發(fā)動(dòng)彈起來.物體的伸長、縮短、彎曲等等，總之物體的外形或體積的改動(dòng)，叫做形變.上面的例子闡明，發(fā)生形變的物體，由于要恢復(fù)原狀，對(duì)跟它接觸的物領(lǐng)會(huì)產(chǎn)生力的作用,這種力叫彈力.地球?qū)ξ矬w產(chǎn)生重力，并不需求地球和物體直接

5、接觸。彈力那么不同，彈力產(chǎn)生在直接接觸并發(fā)生形變的物體之間 放在程度桌面上的書，由于重力的作用而壓迫桌面，使書和桌面同時(shí)發(fā)生微小的形變.書由于發(fā)生微小的形變，對(duì)桌面產(chǎn)生垂直于桌面向下的彈力F1，這就是書對(duì)桌面的壓力；桌面由于發(fā)生微小的形變，對(duì)書產(chǎn)生垂直于書面向上的彈力F2，這就是桌面對(duì)書的支持力.靜止地放在傾斜木板上的書，由于重力的作用也壓迫木板，它們都發(fā)生微小形變，致使書對(duì)木板有垂直于木板斜向下方的壓力F1，木板對(duì)書有垂直于書面斜向上方的支持力F2.可見，通常所說的壓力和支持力都是彈力.壓力的方向總是垂直于支持面而指向被壓的物體，支持力的方向總是垂直于支持面而指向被支持的物體.掛在電線下面的

6、電燈，由于重力的作用而拉緊電線，使電燈和電線同時(shí)發(fā)生微小的形變.電燈由于發(fā)生微小的形變，對(duì)電線產(chǎn)生豎直向下的彈力F1，這就是電燈對(duì)電線的拉力；電線由于發(fā)生微小的形變，對(duì)電燈產(chǎn)生豎直向上的彈力F2，這就是電線對(duì)電燈的拉力.可見，通常所說的拉力也是彈力，繩的拉力是繩對(duì)所拉物體的彈力，方向總是沿著繩而指向繩收縮的方向. 胡克定律 彈力的大小跟形變的大小有關(guān)系，形變?cè)酱?，彈力也越大，形變消逝，彈力就隨著消逝.對(duì)于拉伸形變或緊縮形變來說，伸長或縮短的長度越大，產(chǎn)生的彈力就越大.例如彈簧伸長或縮短的長度越大，彈力就越大.對(duì)于彎曲形變來說，彎曲得越厲害，產(chǎn)生的彈力就越大.把弓拉得越滿，箭就射出得越遠(yuǎn). 用力

7、扭橫桿，可以使金屬絲發(fā)生改動(dòng)形變.改動(dòng)得越厲害，產(chǎn)生的彈力就越大. 把一根彈簧懸掛起來，下面掛上砝碼，量出彈簧伸長的長把一根彈簧懸掛起來，下面掛上砝碼，量出彈簧伸長的長度度. .然后分別掛上兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)一樣的砝碼，并分別然后分別掛上兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)一樣的砝碼，并分別量出彈簧伸長的長度量出彈簧伸長的長度. .彈簧的彈力跟砝碼所受的重力大小彈簧的彈力跟砝碼所受的重力大小相等，由此可知，彈簧的彈力跟彈簧伸長的長度的關(guān)系相等，由此可知，彈簧的彈力跟彈簧伸長的長度的關(guān)系. .假設(shè)在彈簧的上面放砝碼，同樣可以知道，彈簧的彈力跟假設(shè)在彈簧的上面放砝碼，同樣可以知道，彈簧的彈力跟彈簧縮短的長度的關(guān)系彈簧縮

8、短的長度的關(guān)系. .實(shí)驗(yàn)闡明：彈簧彈力實(shí)驗(yàn)闡明：彈簧彈力F F的大小跟彈簧伸長或縮短的長的大小跟彈簧伸長或縮短的長度度x x成正比成正比. .寫成公式就是寫成公式就是F=kx.F=kx.這個(gè)規(guī)律是英國科學(xué)家胡克發(fā)現(xiàn)的，叫做胡克定律.式中k是比例常數(shù)，叫做彈簧的勁度系數(shù)，簡稱為勁度.勁度是一個(gè)有單位的量.在國際單位制中，F(xiàn)的單位是N，x的單位是m，k的單位是N/m.勁度在數(shù)值上等于彈簧伸長或縮短單位長度時(shí)的彈力.不同的彈簧，勁度并不一樣.彈簧的勁度跟彈簧的長度、彈簧的資料、彈簧絲的粗細(xì)等有關(guān)系，彈簧絲粗的硬彈簧比彈簧絲細(xì)的軟彈簧的勁度大.胡克定律有它的適用范圍.物體的形變過大，超出一定限制時(shí)，即

9、使撤去外力，物體也不能完全恢復(fù)原狀，這個(gè)限制叫做彈性限制.胡克定律在彈性限制內(nèi)適用.彈性限制內(nèi)的形變叫做彈性形變. 前往滑動(dòng)摩擦滑動(dòng)摩擦 摩擦力也是在兩個(gè)相互接觸的物體之間產(chǎn)生的。一個(gè)物體在另一個(gè)物體外表上相對(duì)于另一個(gè)物體滑動(dòng)的時(shí)候，要遭到另一個(gè)物體妨礙它相對(duì)滑動(dòng)的力，這種力叫做滑動(dòng)摩擦力.其中是比例常數(shù)，叫做動(dòng)摩擦因數(shù)，它的數(shù)值跟相互接觸的兩個(gè)物體的資料有關(guān)，資料不同，兩物體之間的動(dòng)摩擦因數(shù)也不同.動(dòng)摩擦因數(shù)還跟接觸面的情況如粗糙程度有關(guān).在一樣的壓力下，動(dòng)摩擦因數(shù)越大，滑動(dòng)摩擦力就越大.動(dòng)摩擦因數(shù)是兩個(gè)力的比值，沒有單位.滑動(dòng)摩擦力的方向總跟接觸面滑動(dòng)摩擦力的方向總跟接觸面相切，并且跟物體

10、的相對(duì)運(yùn)動(dòng)相切，并且跟物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反的方向相反. .實(shí)驗(yàn)闡明：滑動(dòng)摩實(shí)驗(yàn)闡明：滑動(dòng)摩擦力跟壓力成正比，也就是跟擦力跟壓力成正比，也就是跟一個(gè)物體對(duì)另一個(gè)物體外表的一個(gè)物體對(duì)另一個(gè)物體外表的垂直作用力成正比垂直作用力成正比. .這叫做滑動(dòng)這叫做滑動(dòng)摩擦定律摩擦定律. .用用F F表示滑動(dòng)摩擦力表示滑動(dòng)摩擦力的大小，用的大小，用FNFN表示壓力的大小，表示壓力的大小，那么那么F=FNF=FN幾種資料間的動(dòng)摩擦因數(shù) 除了滑動(dòng)摩擦，還有滾動(dòng)摩擦.滾動(dòng)摩擦是一個(gè)物體在另一個(gè)物體外表上滾動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的摩擦.滾動(dòng)摩擦比滑動(dòng)摩擦小得多，滾動(dòng)軸承就是利用滾動(dòng)摩擦小的現(xiàn)實(shí)制成的. 【例題】在東北的冬季伐木任

11、務(wù)中，許多伐下的木料被裝【例題】在東北的冬季伐木任務(wù)中，許多伐下的木料被裝在雪橇上，用馬拉著雪橇在冰道上滑行，將木料運(yùn)送出去在雪橇上，用馬拉著雪橇在冰道上滑行，將木料運(yùn)送出去. .一個(gè)有鋼制滑板的雪橇，上面裝著木料，總分量為一個(gè)有鋼制滑板的雪橇，上面裝著木料，總分量為4.94.9104N.104N.在程度的冰道上，馬要在程度方向用多大的力，在程度的冰道上，馬要在程度方向用多大的力，才可以拉著雪橇勻速前進(jìn)？才可以拉著雪橇勻速前進(jìn)？分析分析 雪橇包括木料在程度方向遭到兩個(gè)力的作用：雪橇包括木料在程度方向遭到兩個(gè)力的作用：馬對(duì)雪橇的拉力馬對(duì)雪橇的拉力F1F1，冰道對(duì)雪橇的滑動(dòng)摩擦力，冰道對(duì)雪橇的滑動(dòng)

12、摩擦力F2F2分析雪分析雪橇的受力情況橇的受力情況. .在這兩個(gè)力的作用下，雪橇勻速前進(jìn)在這兩個(gè)力的作用下，雪橇勻速前進(jìn)明確雪橇的運(yùn)動(dòng)情況明確雪橇的運(yùn)動(dòng)情況. .根據(jù)二力平衡的條件根據(jù)二力平衡的條件,F1,F1和和F2F2大大小相等，方向相反，即小相等，方向相反，即F1=F2.F1=F2.滑動(dòng)摩擦力滑動(dòng)摩擦力F2F2的大小可以由的大小可以由滑動(dòng)摩擦定律滑動(dòng)摩擦定律F2=FNF2=FN求出求出. .其中其中FNFN的大小等于雪橇的總分的大小等于雪橇的總分量量G G，即，即FN=GFN=G；鋼和冰之間的動(dòng)摩擦因數(shù)；鋼和冰之間的動(dòng)摩擦因數(shù)的數(shù)值可在表的數(shù)值可在表中查出：中查出：=0.02. =0.0

13、2. 分量分量G G是知的，由此可求出是知的，由此可求出F2F2，進(jìn)而求，進(jìn)而求出馬的拉力出馬的拉力F1.F1.解答解答 知知G=4.9G=4.9104N104N，=0.02=0.02，求拉力，求拉力F1.F1.F1=F2=FN=G.F1=F2=FN=G.代入數(shù)值得代入數(shù)值得 F1=0.02 F1=0.024.94.9104N =980N104N =980N馬要在程度方向用馬要在程度方向用980N980N的力，才可以拉著雪橇的力，才可以拉著雪橇勻速前進(jìn)勻速前進(jìn). .靜摩擦 我們用不大的程度力在程度地板上推箱子，雖然箱子應(yīng)該沿著力的方向運(yùn)動(dòng)，有相對(duì)于地板運(yùn)動(dòng)的趨勢，但箱子并沒有動(dòng)，就是由于箱子跟地板之間發(fā)生了摩擦.這個(gè)摩擦力和推力都作用在箱子上，它們的大小相等，方向相反，彼此平衡，因此箱子堅(jiān)持不動(dòng).這時(shí)發(fā)生的摩擦叫做靜摩擦.靜摩擦力的方向