力的作用效果、三要素、相互作用力
一、力的作用效果
引入????我们现在对力已经有一个初步了解,但是很多学生可能会问力到底有什么作用,力作用在物体上到底会是个什么情况?----力作用在物体上到底会使物体怎么样呢?我们把这个力作用在物体上产生的效果(这个效果简单说--会使物体怎么样)就叫力的作用效果.??力的作用效果是什么呢?????我们可以假想这样一种情况,早上骑车去上学,突然发现自己起晚了,这个时候你就肯定要拼命的踩车,这个踩车的过程就是用力,用力之后车的速度就会变快,因此我们可以说力可以使物体的速度加快。此时,突然前方出现一不明飞行物,你赶紧用力刹车,力又使物体的速度减慢。??综合上面两种情况:力可以改变物体的速度的大小(变大或变小都可)。????假设此时你不想刹车,而是用力扭动的车头,这个时候车就改变了方向,可见力也可以改变物体的运动方向。??因此我们也说:力可以改变物体的运动方向。??为了便于理解整合,物理学里面把物体的速度大小与速度方向统称为物体的运动状态。??对上面的讲解我们总结:力可以改变物体的运动状态。??力除了改变物体的运动状态外,还能有其他作用吗?设想一根弹簧,用力压或者拉伸的时候,弹簧或变短或变长,弹簧产生了形变,可见力可以使物体发生形变。
当我们用力按桌子面时,可能看不见桌子产生形变,但是实际上只要我们用力压物体,任何物体都会发生形变,只是我们肉眼看不见。????以上所有总结为:力的作用效果:
(1)改变物体的运动状态
(2)使物体发生形变(除此之外,没有其他力的作用效果)常见考题易错点(1)是不是物体受力运动状态一定改变(或者说是不是物体受力一定速度变化,是不是物体受力一定是运动方向改变)????(错,因为还可能发生形变)(2)是不是物体受力一定会发生形变????????????????????????????????(错,因为还可能改变运动状态)(3)物体形变,一定是受力????????????????????????????????????????(正确)(4)物体运动状态改变(或者说物体的速度变化,或者说物体的运动方向变化),一定是受到了力的作用。(正确,物体运动状态发生了改变或产生了形变,一定是受到了力的作用)注意:物理注重的逻辑思维能力,有因才有果,切不可因果颠倒。正着说可以,反着说未必可以,这是物理的严谨,望同学们积极加倍注意。
练习(多选)下列关于力的作用效果理解正确的是(??)A.物体受力一定会发生形变B.物体的由1m/s变到2m/s一定是受到了力的作用C.给物体施加力,物体运动状态和形状一定都改变D.物体不受力时,运动状态就一定不会改变
二、力的三要素
力能够产生两种作用效果:
(1)可以改变物体的运动状态(2)使物体发生形变
那么力的作用效果是否明显,也就是说是不是所有的力作用到物体上时,物体发生的变化都相同呢?这个我们可以进行下面的探讨。
探讨一
当我们用同样大小的力去推门时,第一次推门转轴的一边,第二次推门把手的一边,很显然推门把手的一边,门更容易开,而推门转轴的一边很难推开。同样的力,因为作用点的不同,对物体产生的效果也不同,这说明:力的作用点可以影响力的作用效果。
探讨二
我们分两次去推水平地面上的小车:第一次,同一作用点上同样大小的力水平推车;第二次,同一作用点上同样大小的力斜向下推车;显然第一次更容易推动车,前后两次唯一不同的是用力推车的方向不一样,对车产生的效果也不同,这说明:力的方向可以影响力的作用效果。
探讨三
现在有一根弹簧,当我们先后两次去压它。第一次相同的作用点,相同的方向,用比较小的力去压;第二次也是相同的点,相同的方向,用较大的力去压;比较前后两次,显然第二次较大力的时候,弹簧的形变会大些,也就是说对弹簧的作用效果要明显,这说明:力的大小也可以影响力的作用效果。
综上可知
我们把影响力的作用效果的这三个因素统称为:力的三要素;
因此力的三要素就是:力的大小,力的方向,力的作用点。
注意:对力的三要素的考查主要是理解并且记忆这三点即可。
三、作用力与反作用力
????前面我们讲力的概念的时候,讲到施力物体的同时也是受力物体,这表明力的作用是相互的。A给B一个力的同时B也给A一个力的作用,我们把这样一对相互作用的力叫:力的作用力与反作用力。
????当我们穿着溜冰鞋推墙的时候,会有很明显的感觉。当我们推墙的时候,我们自己会后退,,我们给墙一个向前的力的同时墙也给我们一个向后的力,这说明:作用力与反作用力方向相反;并且在同一直线上。
????当我们用较大的力推墙时,明显感觉到向后退的更远,说明墙给人的力也随人给墙的力而增大,实际上作用力与反作用力大小相等;
当我们推墙时,我们推墙的力作用在墙上面,这个时候墙会发生形变;同时墙也推我们,墙推我们作用在我们身上,使我们向后运动,运动状态发生了变化;可见作用力与反作用力作用在不同的物体上。
????综上我们可以归纳为:
作用力和反作用力在同一直线上,大小相等,方向相反,作用在不同的物体上。
用九个字来概括:等大、反向、共线、不同体。
注意:作用力与反作用力一般考查形式是直接解释一些现象,但是考试的重点一般都贯穿在力学的最难点——受力分析中,后面涉及到物体的受力分析我们会再具体讲,怎么用好这个。
练习
1.人在水中游泳的时候,为什么向后划水,人会向前进?请具体解释。
2.人向上提水桶的时候,分析这其中的作用力与反作用力各是什么?
3.下列是作用力与反作用力的是(??)
A.地球对人的吸引力与人对地面的压力
B.拔河时,其中一方人拉绳的力与绳拉另一方人的力
C.太阳对月球的吸引力与月球对太阳的吸引力
D.物体受的重力与地球对物体的吸引力
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看看想想
??????
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重力作为大家学习力学认识的一个力,相对比较简单。
需要掌握的是重力的三要素:大小,方向,和作用点。
1、注意区分万有引力和重力的区别
(1)万有引力:任何两个物体之间有存在引力,这就是万有引力。
(2)重力实际上是万有引力的一个分量。不能说重力就是万有引力。
(3)区分“地球对物体的吸引力”和“地球对物体的吸引作用而产生的力”的区别;前一个是万有引力,而后一个才是重力。
2、理解重力
??如果你用力起跳,会落回地面,为何不飞上天空?因为受到了受重力的作用
定义:物体由于被地球吸引而受到的力
大小:G=mg(m为物体的质量)。物体所受的重力和它的质量成正比。
????①很多刚学力的同学不知道重力怎么计算,很简单,就是这个公式;
????②注意:g=9.8N/kg,与物体所处的位置有关,赤道处小,两极处大,常取10N/kg;
????③在同一位置,可以说重力与质量成正比。
方向:竖直向下。
????????????
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3.关于重心
??重心:重力的作用点,是一个等效的概念
注意:重心不一定在物体上(救生圈,铁环等)
思考:有一块形状不规则的均匀金属板,请你提出两种简便易行的方法来测定它的重心
解法一(悬挂法):如图,以一线系于金属板上的某点A而将板悬挂起来,板静止时,板受到重力和线的拉力二力而平衡,故板的重心必在过A点的竖直线AA’上,过A点在板上画出此时的竖直线AA’,同上再将线系于板上的另一点B悬挂并作出对应的竖直线BB’,则AA’与BB’的交点0就是此金属板的重心位置。
??????????????????????????????????
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解法二(支撑法):以手指托住金属板的某一点而此时金属板板面能维持水平而平衡时,支撑点即为此金属板重心的位置。
4.重心与稳度
重心越低、支撑面越大,物体越稳定。??????
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????
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1.宇宙飞船进入预定轨道并关闭发动机后,在太空运行,在这飞船中用天平测物体的质量,结果是(??)
????A和在地球上测得的质量一样大????B比在地球上测得的大
????C比在地球上测得的小??????????????D测不出物体的质量
2.关于重力以下说法正确的是(??)
??A.质量大的物体受重力,质量小的物体不受重力????B.重力就是地球的吸引力
??C.当g一定时,重力与质量成正比????????????D.重力就是压力
弹力
??前面我们学习了重力,下面我们来讨论另外一种力——弹力
思考:当你用力拉弹簧时,会发现什么?弹簧发生形变了,你的手也感觉到了力的存在;
??当你坐在沙发上时,用力拉弓箭时,都会有同样的感觉,这就是弹力的存在。
学习弹力之前首先要知道什么叫形变。
那什么叫形变呢?
??形变:物体形状或体积的改变??
??归纳:拉伸、压缩、弯曲、扭转、挤压、推、托等动作都能使物体发生形状的改变。
那什么叫弹性形变呢?
??如果物体形变后,撤去外力就能恢复原状,这种形变叫做弹性形变。????????
2011-10-620:10上传
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那不能恢复原状的形变呢?(叫范性形变或塑性形变)
如果物体形变后,撤去外力不能恢复原状,这种形变叫做范性形变(塑性形变)。
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注意:由于物体发生弹性形变而产生的力才叫弹力。
发生弹性形变的物体由于要恢复原状,对与它接触的物体产生力的作用。
思考:桌面会发生形变吗?会发生形变,只是我们看不到罢了,下面的方法可以观测到桌面的形变,这利用了放大的思想。
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什么是弹力呢?
发生弹性形变的物体,对跟它接触的物体产生的力的作用,这种力叫弹力。准确的说就是:物体由于发生弹性形变而产生的力叫做弹力。
拉力,压力属于弹力
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推力、支持力等也都是弹力
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弹力产生的条件
(1)物体直接接触;
(2)接触物体发生弹性形变。
判断下面几图中有接触面无弹力的作用?
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那弹力有多大呢?
弹力的大小跟形变的程度有关:形变越大,弹力也越大;.形变消失,弹力也消失。
胡克定律
实验表明,弹簧发生弹性形变时,,弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比,即:F=kx
其中:k劲度系数(倔强系数),单位为N/m;大小由弹簧的??材料、直径、长度和粗细决定。
x弹簧的伸长量或缩短量;不是弹簧原来或后来的长度。
2011-10-620:19上传
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几种常见的测力工具
2011-10-620:22上传
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2011-10-620:20上传
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如图,为一轻质弹簧的长度和弹力大小的关系,根据图象判断,正确的结论是(??)
A.弹簧的劲度系数为1N/m
B.弹簧的劲度系数为100N/m
C.弹簧的原长为6cm
D.弹簧伸长0.2m时,弹力的大小为4N。
力的概念与测量
2011-10-223:48上传
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到底什么是力?有好几个版本版本1:力是一个物体对另一个物体的作用;版本2:力是物体对物体的作用;版本3:力是物体间的相互作用;哪个版本才是权威???其实每个版本都是正确的!面对如此多的版本我们该记忆哪一个呢?这就需要学会总结,提炼出属于自己的东西,来更好的理解概念。
2011-10-223:48上传
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??上面三个版本都能发现——力必须是伴随两个物体才能发生的,一个物体不能产生力的作用。不能说一支笔自己给自己一个力,一个足球自己给自己一个力。????那么一个人可以给自己一个力吗?对于人这样不同的部位可以发生力作用的物体,也是可以发生力的,比如手给脚一个力,但是你不能说手给手(同一部位给同一部位一个力),必须是不同的部位之间才能发生力的作用。
????于是我们可以把定义自己这么规范下:
力是物体与物体之间或同一物体不同部位间(必须是不同部分可以发生力的物体才行)的相互作用力。
力的物体性:力不能脱离物体而单独存在,一个力有且仅有两个物体,一个施力物体,一个受力物体。
2011-10-223:48上传
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下例关于力的说法正确的是(??)A.苹果给自己一个压力????????????B.人给自己一个万有引力??C.太阳给地球一个吸引力??????????D.水给自己一个浮力
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????当你用力推墙的时候,同时感觉自己也在向后退,墙也在推你。最明显的是,溜冰的时候,你推墙自己也会后退,说明墙也推了你。这就说明了:力的作用是相互的,并且同时产生。有的同学可能有疑问:为什么我老爸抽我,我疼,我老爸不疼呢?那主要是因为相互作用的部位不一样,各部分感受也不一样。其实可以这么说,你老爸用手抽你脸的同时,你的脸也抽了你老爸的手,谁疼?应该很清楚了!??力的相互性:施力物体同时也是受力物体。简单的说:A给B一个力的同时,B也给A一个力的。
2011-10-223:48上传
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下列说法正确的是(??)A.地球吸引物体的同时,物体也吸引地球????B.脚踢球时,脚给球一个力,而球不给脚力C.人推墙的时候,施力物体只能是人????????D.施力物体不可能变成受力物体
2011-10-223:48上传
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??????定义中“力的作用”很多学生不好理解。两个物体挨在一起,一定会有力吗?不是!必须推,压,拉,顶,撞,拍等等作用时,有这样的动词,这样的动作,我们才叫力的作用。
那么,是不是不接触的物体一定没有力的作用呢?不是!比如是磁铁吸引力,地球引力都是不接触就有相互作用的。??????力的作用分类必须接触且作用才发生的力:推力,拉力,压力,摩擦力,支持力不接触能产生力的作用的力:各种引力(磁铁引力,万有引力等场发生的力)
2011-10-223:48上传
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下列说法正确的是(??)A.相互接触的物体一定产生力??????B.不接触的物体一定不产生力C.推力可以不直接接触就产生??????D.有些力可以不相互接触就发生
2011-10-223:48上传
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1.小明用一根绳吊一木桶在一口井里面打水,人在向上提起木桶的时候,提起木桶的施力物体是谁(??)A.小明??B.手??C.绳??D.木桶??E.木桶中的水??F.地球
2.水平地面上,物体A和物体B挨在一起放着,现在小红用力向右推着A,使物体A和B一起向右开始运动,那么:(1)人对物体A产生了力的作用吗???????(2)物体A对人产生了力的作用了吗?(3)人对物体B产生了力的作用吗???????(4)物体B对人产生了力的作用了吗?(5)物体A对物体B产生了力的作用了吗?(6)物体B对A产生了力的作用了吗?
2011-10-223:48上传
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1.力是普遍的(生活中到处都会有力存在,地球上的每个物体都会受到力的作用)
2.力是有大小的(同一根弹簧,用比较大的力拉或者压,与较小的力拉或者压,弹簧的形变程度完全不一样的。较大的力形变程度肯定大一些,较小的力形变程度肯定小一些)
3.力是有方向的(要竖直提起一个木桶,力的方向必须竖直向上;水平向右推动物体,推力的方向必须水平向右)
4.力的单位。国际单位可写成:牛顿,牛,N都可。(建议学生遇到力的单位统一写成国际单位N比较方便,也好记忆);1N到底有多大,在日常生活中我们可以感受一下,两个鸡蛋大??约重1N。
2011-10-223:48上传
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1.想竖直提起水平地面上的木桶,应该施加一个什么方向的力(??)
A.向下??????????B.水平方向??????C.向上的任意方向????D.与竖直向下方向相反的方向
2.(判断)一般情况下,地球上的任何物体都受到力的作用吗?如果不是,请举例。
3.(多选)两个同种材料做的弹簧,一个长一个短,以下说法正确的是(??)
A.拉开长的弹簧所需的拉力大些
B.拉开短的弹簧所需的拉力大些
C.所需拉力的大小与弹簧原来的长度无关
D.弹簧被拉伸的长度越长,所需的拉力越大
E.所需拉力的大小取决与拉弹簧的人
4.下列说法正确的是(??)
A.一个鸡蛋大约重1N??????????B.一个鸡蛋质量大约是500g
C.一个鸡蛋约0.05Kg??????????D.两个鸡蛋的质量是1N
2011-10-223:48上传
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当我们认识力之后,在日常生活中,必须能够测量出力来,测量力的工具是什么呢?
测量力的工具:测力计。
实验室中我们常用到测量力的工具叫:弹簧测力计
2011-10-223:48上传
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使用弹簧测量计的时候注意
1.使用前来回拉动下端的弹簧,看是否可以自由来回伸缩,以避免卡壳现象发生;
2.使用前认清弹簧测力计的零刻线,量程,分度值(或者说最小刻度值);
3.弹簧秤的悬挂端(悬挂端就是手提的那一端,本图中的上端;本图中的下端叫挂物端)最好是竖直向上拉动进行测量,尽量避免向下或其他方向测量;
4.??弹簧称下端钩子受到的拉力,也等于上端悬挂弹簧秤的绳受到的拉力。
2011-10-223:54上传
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1.弹簧秤读数时需要估读吗?
2.若是弹簧秤竖直悬挂,下端挂一重20牛的物体,弹簧秤的读数是多少?
3.水平放置的弹簧秤的两端(一端是悬挂端,一端是挂物端)同时用10牛的力向两边拉开,问此时弹簧秤的读数是多少?
2011-10-620:21上传
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