初中力学分析课件.ppt

1、初初 中中 力力 学学 分分 析析大连海事大学附属学校大连海事大学附属学校吴志坚吴志坚（一）力、物体的平衡一）力、物体的平衡（二）密度与浮力（二）密度与浮力（三）压强（三）压强（四）机械与人（四）机械与人一、力、物体的平衡一、力、物体的平衡力的特点力的特点力力力的概念力的概念力的作用效果力的作用效果力的三要素力的三要素力的示意图力的示意图几种常见的力几种常见的力弹力弹力弹簧测力计弹簧测力计重力重力摩擦力摩擦力知识结构知识结构力与运动力与运动牛顿第一定律牛顿第一定律惯性惯性同一直线上力的合成同一直线上力的合成二力的平衡二力的平衡知识结构知识结构疑难解析疑难解析（一）正确理解力的概念（一）正确理解

2、力的概念在物理学中，力是物体对物体的作用。要正确的在物理学中，力是物体对物体的作用。要正确的理解力的概念要注意力所具有的下列几个特点。理解力的概念要注意力所具有的下列几个特点。1、力的物质性力的物质性。力不能离开物体而单独存在。力不能离开物体而单独存在。孤立的物体不存在力的作用。孤立的物体不存在力的作用。2、力是一种作用力是一种作用。有了足够的物体，并不一定。有了足够的物体，并不一定会有力，必须还得有诸如：推、拉、提、压、吸会有力，必须还得有诸如：推、拉、提、压、吸引、排斥、摩擦等作用，才会有力。引、排斥、摩擦等作用，才会有力。3、物体间力的作用是相互的物体间力的作用是相互的。疑难解析疑难解析

3、（二）摩擦力（二）摩擦力互相接触的两个物体，当它们要发生或已经互相接触的两个物体，当它们要发生或已经发生发生相对运动相对运动时，就会在接触面上产生一种时，就会在接触面上产生一种阻碍相对运动阻碍相对运动的力。这种力就叫做摩擦力。的力。这种力就叫做摩擦力。产生摩擦力的条件是：产生摩擦力的条件是：两物体直接接触；两物体直接接触；接触面不光滑；接触面不光滑；有正压力；有正压力；有相对运有相对运动或相对运动趋势。动或相对运动趋势。疑难解析疑难解析（1 1）滑动摩擦力：一个物体在另一个物体表）滑动摩擦力：一个物体在另一个物体表面上面上滑动滑动时所受到的时所受到的阻碍物体相对运动阻碍物体相对运动的力，的力，

4、叫做滑动摩擦力。叫做滑动摩擦力。滑动摩擦力的滑动摩擦力的大小大小与与接触面间的压力大小、接接触面间的压力大小、接触面的粗糙程度触面的粗糙程度有关。有关。滑动摩擦力的滑动摩擦力的方向方向与两物体与两物体相对运动方向相对运动方向相反，相反，而不是与物体的运动方向相反。而不是与物体的运动方向相反。所谓相对运动就是研究对象相对于它的接触物所谓相对运动就是研究对象相对于它的接触物有位置变化。有位置变化。疑难解析疑难解析v2BAv1如果如果v1=v2，A、B无相对运动，它们之间肯定没有无相对运动，它们之间肯定没有滑动摩擦力滑动摩擦力。如果如果v1 v2，以，以B为参照物，为参照物，A相对相对B向右运动，则

5、向右运动，则A受到的受到的B所施加的滑动摩擦力方向与其相对运动方所施加的滑动摩擦力方向与其相对运动方向相反，向左。根据力的作用是相互的，则向相反，向左。根据力的作用是相互的，则A对对B的的滑动摩擦力方向向右。滑动摩擦力方向向右。同理，如果同理，如果v1 v2，B受到的受到的A所施加的滑动摩擦所施加的滑动摩擦力方向向左。力方向向左。B对对A的滑动摩擦力方向向右。的滑动摩擦力方向向右。疑难解析疑难解析由分析可知当由分析可知当v1 v2，物体，物体A、B的运动的运动方向相同，但受到的滑动摩擦力的方向却方向相同，但受到的滑动摩擦力的方向却是相反的，这就说明是相反的，这就说明滑动摩擦力是阻碍物滑动摩擦力

6、是阻碍物体相对运动，而不是阻碍物体运动的。滑体相对运动，而不是阻碍物体运动的。滑动摩擦力可能是阻力，也可能是动力。动摩擦力可能是阻力，也可能是动力。要要视具体的情况而定。视具体的情况而定。滑动摩擦力的滑动摩擦力的作用点作用点作用在物体的接触作用在物体的接触面上。面上。疑难解析疑难解析（2）静摩擦力：互相接触的物体之间有静摩擦力：互相接触的物体之间有相对相对的运动趋势的运动趋势，但又能保持相对静止，此时在，但又能保持相对静止，此时在接触面上产生的摩擦力我们称之为静摩擦力。接触面上产生的摩擦力我们称之为静摩擦力。静摩擦力的静摩擦力的大小大小 静摩擦力在达到最大值静摩擦力在达到最大值以前，总是跟外力

7、大小相等，方向相反。可以前，总是跟外力大小相等，方向相反。可以是零到以是零到最大静摩擦力最大静摩擦力之间的任意数值。之间的任意数值。疑难解析疑难解析静摩擦力的静摩擦力的方向方向与物体间与物体间相对运动趋势相反相对运动趋势相反。所谓所谓相对运动趋势相对运动趋势，是指，是指假设假设接触面是光滑的，接触面是光滑的，研究对象将发生研究对象将发生相对运动的去向相对运动的去向。Aa运动趋势运动趋势ABFb物体物体A静止在斜面上静止在斜面上 物体物体A、B叠放在水平地叠放在水平地面上，水平力面上，水平力F作用在作用在A上，使两者一起向右做上，使两者一起向右做匀速直线运动。匀速直线运动。疑难解析疑难解析（3

8、3）滚动摩擦：滚动摩擦的产生是由圆）滚动摩擦：滚动摩擦的产生是由圆轮和平面接触的形变引起的。轮和平面接触的形变引起的。在中学阶段，不研究滚动摩擦，我们在中学阶段，不研究滚动摩擦，我们只需知道：只需知道：在相同条件下，滚动摩擦比在相同条件下，滚动摩擦比滑动摩擦小得多。滑动摩擦小得多。因此减小摩擦的一种重要方法就是用因此减小摩擦的一种重要方法就是用滚动摩擦代替滑动摩擦。滚动摩擦代替滑动摩擦。疑难解析疑难解析（三）对惯性的理解（三）对惯性的理解物体的惯性表现为物体的惯性表现为“阻碍阻碍”物体运动状态物体运动状态的变化。惯性是的变化。惯性是反映物体运动状态改变的反映物体运动状态改变的难易程度难易程度的

9、物理量。它具有以下的几个特的物理量。它具有以下的几个特点：点：1、一切物体在任何情况下都具有惯性。惯、一切物体在任何情况下都具有惯性。惯性是物体本身所固有的一种性是物体本身所固有的一种属性属性2、惯性、惯性不是力不是力3、物体的质量物体的质量是决定物体惯性大小唯一因是决定物体惯性大小唯一因素素（四）力与运动的关系（四）力与运动的关系疑难解析疑难解析物体不受力物体不受力 物体受平衡力物体受平衡力（合外力为零）（合外力为零）物体运动物体运动状态不变状态不变匀速直线运动匀速直线运动静止静止 物体受非平衡力物体受非平衡力（合外力不为零）（合外力不为零）物体运动物体运动状态改变状态改变运动速度改变运动速

10、度改变运动方向改变运动方向改变力是改变物体运动状态的原因，而物体具力是改变物体运动状态的原因，而物体具有的惯性则是维持物体运动状态的原因。有的惯性则是维持物体运动状态的原因。疑难解析疑难解析（五）如何进行受力分析（五）如何进行受力分析一、确定一、确定研究对象研究对象，只分析研究对象受到的其他，只分析研究对象受到的其他物体给它的力。物体给它的力。二、受力分析的一般顺序为：先分析二、受力分析的一般顺序为：先分析重力重力；其次；其次是是弹力弹力；第三个力是；第三个力是摩擦力摩擦力。第四再观察物体是。第四再观察物体是否还受到否还受到拉力拉力或或牵引力之类的外力牵引力之类的外力。三、对有些不太容易判断是

11、否存在力的作用的三、对有些不太容易判断是否存在力的作用的情况，还要注意情况，还要注意分析每一个力是否都有施力物体分析每一个力是否都有施力物体，分析物体受力是否与其运动状态相符合分析物体受力是否与其运动状态相符合，注意，注意力力的作用是相互的的作用是相互的。疑难解析疑难解析六、本章研究问题的主要方法六、本章研究问题的主要方法1、科学归纳法科学归纳法：通过对各种不同的现象进行：通过对各种不同的现象进行观察、比较、分析观察、比较、分析，找出它们的相关性和共，找出它们的相关性和共性，进行性，进行概括、归纳概括、归纳的方法。本章中对力的的方法。本章中对力的定义用的就是这种方法。定义用的就是这种方法。2、

12、建立模型建立模型：为了便于人们的理解和交流，：为了便于人们的理解和交流，人们用一些人们用一些直观、形象的图样或模型直观、形象的图样或模型表示一表示一些抽象、较难理解的概念。如力的示意图。些抽象、较难理解的概念。如力的示意图。疑难解析疑难解析3、控制变量法控制变量法：研究问题时，物理量可能与：研究问题时，物理量可能与很多因素有关，在进行探究时，必须很多因素有关，在进行探究时，必须控制某控制某些因素不变些因素不变，只研究某一个因素的变化对物，只研究某一个因素的变化对物理量的影响。这样才可能判断这个物理量与理量的影响。这样才可能判断这个物理量与这个因素的关系。否则，几个因素同时变化，这个因素的关系。

13、否则，几个因素同时变化，就无法确定物理量的变化究竟是哪个因素的就无法确定物理量的变化究竟是哪个因素的变化引起的。这种方法就叫做控制变量法。变化引起的。这种方法就叫做控制变量法。探究滑动摩擦力的大小与那些因素有关就采探究滑动摩擦力的大小与那些因素有关就采用了这种方法。用了这种方法。疑难解析疑难解析4、理想实验法理想实验法：以：以科学实验科学实验为基础、以为基础、以逻辑推理逻辑推理为为根据、在根据、在思想中塑造虚拟思想中塑造虚拟的实验，是揭示客观过程的实验，是揭示客观过程或现象的本质联系和规律的一种科学认识方法。或现象的本质联系和规律的一种科学认识方法。伽利略的斜面小车的理想实验，推翻了延续伽利略

14、的斜面小车的理想实验，推翻了延续2000多多年的亚里士多德从狭隘生活经验片面总结出来的错年的亚里士多德从狭隘生活经验片面总结出来的错误论断。误论断。5、等效思维法等效思维法：在效果相同的条件下，将较复杂、：在效果相同的条件下，将较复杂、困难、陌生或无法解决的研究课题，利用已知的、困难、陌生或无法解决的研究课题，利用已知的、熟悉的生活经历或实验事实去考虑、探究。常用的熟悉的生活经历或实验事实去考虑、探究。常用的方法有：方法有：类比、迁移、变换类比、迁移、变换等。等。同一直线上二力的合成就运用了这种方法。同一直线上二力的合成就运用了这种方法。例题分析例题分析【例例1】用弹簧测力计用弹簧测力计沿水平

15、方向拉着一个木沿水平方向拉着一个木块在水平木板上做匀速块在水平木板上做匀速直线运动时，弹簧测力直线运动时，弹簧测力计的示数为计的示数为10 N，则此，则此时木块所受到的合力为时木块所受到的合力为_N；若将拉力增大，；若将拉力增大，当弹簧测力计的示数为当弹簧测力计的示数为18N时，木块受到的滑时，木块受到的滑动 摩 擦 力 的 大 小 为动 摩 擦 力 的 大 小 为_N。AvF例题分析例题分析AvF【分析】木块做匀速直线分析】木块做匀速直线运动时，处于平衡状态。运动时，处于平衡状态。物体处于平衡状态时，所物体处于平衡状态时，所受到的受到的合外力为零合外力为零。此时。此时物体与地面间的摩擦为滑物

16、体与地面间的摩擦为滑动摩擦力，它的动摩擦力，它的大小只与大小只与接触面间的压力和粗糙程接触面间的压力和粗糙程度有关度有关，与外力、速度大，与外力、速度大小变化无关。即滑动摩擦小变化无关。即滑动摩擦力大小不变。力大小不变。所以答案应为所以答案应为0，10。【例【例2】如图所示：物体】如图所示：物体A随水随水平传送带一起向右做匀速直线平传送带一起向右做匀速直线运动。（不考虑空气阻力）运动。（不考虑空气阻力）则在此过程中物体则在此过程中物体 （）A只受到重力和支持力的作用只受到重力和支持力的作用B受到水平向右的摩擦力的作用受到水平向右的摩擦力的作用C受到水平向右的惯力的作用受到水平向右的惯力的作用D

17、所受到的合外力为零所受到的合外力为零例题分析例题分析Av例题分析例题分析AvFG 如果存在摩擦力，向哪个方向呢？哪个如果存在摩擦力，向哪个方向呢？哪个力与它平衡呢？施力物体又是什么呢？力与它平衡呢？施力物体又是什么呢？答案：答案：A、D【例例3】普通的自行车，前轮是从普通的自行车，前轮是从动轮，后轮是主动轮（骑车人踩动轮，后轮是主动轮（骑车人踩脚踏板，由齿轮和链条带动后轮脚踏板，由齿轮和链条带动后轮转动）。自行车行使时，车轮与转动）。自行车行使时，车轮与地面间只滚动而不滑动。当自行车在水平地面上由于人地面间只滚动而不滑动。当自行车在水平地面上由于人踩脚踏板而向前运动时，前轮受到的摩擦力踩脚踏板

18、而向前运动时，前轮受到的摩擦力F1与后轮受与后轮受到的摩擦力到的摩擦力F2，下列关于这两个摩擦力的方向判断正确，下列关于这两个摩擦力的方向判断正确的是的是 （）AF1与与F2的方向均与车运动的方向相反的方向均与车运动的方向相反BF1与与F2的方向均与车运动的方向相同的方向均与车运动的方向相同CF1与车运动的方向相反，与车运动的方向相反，F2与车运动的方向相同与车运动的方向相同DF1与车运动的方向相同，与车运动的方向相同，F2与车运动的方向相反与车运动的方向相反AB例题分析例题分析例题分析例题分析AB 在某一时刻，后轮（主动轮）在转动时，相对在某一时刻，后轮（主动轮）在转动时，相对地面接触点为地

19、面接触点为A，因为车轮不会在地面上滑动，因为车轮不会在地面上滑动，因此此时因此此时A与地面保持相对静止，但与地面保持相对静止，但A因为链条因为链条的作用有向后的运动趋势，所以后轮与地面之间的作用有向后的运动趋势，所以后轮与地面之间的摩擦为静摩擦力，且的摩擦为静摩擦力，且F2的方向是向前的；前轮的方向是向前的；前轮（从动轮）受到后轮的驱使，在接触点（从动轮）受到后轮的驱使，在接触点B处有向处有向前滑动的趋势，因此它受到的摩擦力前滑动的趋势，因此它受到的摩擦力F1 是向后是向后的。选项的。选项C正确。正确。【例【例4】一个物体在】一个物体在水平向右拉力水平向右拉力F的作的作用下，在光滑的水平用下，

20、在光滑的水平面上向右运动，在拉面上向右运动，在拉力力F逐渐减小的过程逐渐减小的过程当中，物体的运动速当中，物体的运动速度将度将_。（选填（选填“变大变大”、“变小变小”或或“不变不变”）例题分析例题分析F【分析】【分析】物体受非平衡力作用时，物体的运动状态就会发物体受非平衡力作用时，物体的运动状态就会发生改变，也就是物体会具有加速度。而且生改变，也就是物体会具有加速度。而且物体的加物体的加速度方向总是与它受到的合外力方向一致。速度方向总是与它受到的合外力方向一致。物体在光滑的水平面上运动时，地面没有摩擦力。物体在光滑的水平面上运动时，地面没有摩擦力。物体受到合外力就是水平向右的力物体受到合外力

21、就是水平向右的力F，因此物体向，因此物体向右做加速运动。当外力右做加速运动。当外力F逐渐减小时，由于摩擦力逐渐减小时，由于摩擦力为零，因此物体受到的合外力仍向右，也就是物体为零，因此物体受到的合外力仍向右，也就是物体还具有向右的加速度，物体的运动速度一直是变大还具有向右的加速度，物体的运动速度一直是变大的。的。所以答案为所以答案为“变大变大”。例题分析例题分析F例题分析例题分析【例例5】如图所示，如图所示，A、B、C三物体叠放在水三物体叠放在水平地面上且向右做匀速平地面上且向右做匀速直线运动。物体直线运动。物体B受到受到水平向右的水平向右的5N的力的的力的作用，物体作用，物体C受到水平受到水平

22、向左的向左的3N的力的作用。的力的作用。求：求：A、B、C三物体之三物体之间以及间以及C物体与地面间物体与地面间的摩擦力的大小。（不的摩擦力的大小。（不计空气阻力）计空气阻力）ABC5N3N例题分析例题分析 分析：一、隔离法分析：一、隔离法:所谓隔离法就是将要所谓隔离法就是将要研究的物体与其他物体研究的物体与其他物体分隔开分隔开，对此物体，对此物体进行受力分析。进行受力分析。ABC5N3Nf1=5Nf2=5Nf3=2N例题分析例题分析法二、整体法法二、整体法：几个物体连接在一起，几个物体连接在一起，可以将这些物体作为一个整体来研究，可以将这些物体作为一个整体来研究，这种方法叫整体法。这种方法叫

23、整体法。5N3NDABC5N3N【例【例6】小明在探究】小明在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验中，猜想滑动摩擦力的大小可能还与物体间接触面的实验中，猜想滑动摩擦力的大小可能还与物体间接触面积的大小有关。请你设计一个实验方案，探究积的大小有关。请你设计一个实验方案，探究“滑动摩擦滑动摩擦力的大小与物体间接触面积的大小是否有关力的大小与物体间接触面积的大小是否有关”。实验器材提供如下：实验桌、弹簧测力计、水平的长木板、实验器材提供如下：实验桌、弹簧测力计、水平的长木板、一个斜面、各面粗糙程度相同的正方体木块、各面粗糙程一个斜面、各面粗糙程度相同的正方体木块

24、、各面粗糙程度不同的正方体木块、各面粗糙程度相同的长方体木块、度不同的正方体木块、各面粗糙程度相同的长方体木块、各面粗糙程度不同的长方体木块。各面粗糙程度不同的长方体木块。（1）从给定的器材中选出你需要的器材。）从给定的器材中选出你需要的器材。（2）写出主要的实验步骤及所测的物理量。）写出主要的实验步骤及所测的物理量。（3）根据可能出现的实验现象，得出相应的探究结论。）根据可能出现的实验现象，得出相应的探究结论。例题分析例题分析例题分析例题分析分析：本题考查的是同学们对分析：本题考查的是同学们对“控制变量法控制变量法”的理解与应用。在这道题当中，我们要研究滑动的理解与应用。在这道题当中，我们要

25、研究滑动摩擦力与接触面大小是否有关，我们就只能让摩擦力与接触面大小是否有关，我们就只能让接接触面的大小发生变化触面的大小发生变化，而物体间的，而物体间的压力的大小、压力的大小、接触面的粗糙程度等因素必须保持不变接触面的粗糙程度等因素必须保持不变。所以在。所以在给定的器材当中，有着不同面积，但粗糙程度相给定的器材当中，有着不同面积，但粗糙程度相同的长方体木块就是我们唯一的选择了。同的长方体木块就是我们唯一的选择了。另外对于本实验还要注意实验过程中的限制条件：另外对于本实验还要注意实验过程中的限制条件：用弹簧测力计用弹簧测力计水平的拉动木块，且让木块在水平水平的拉动木块，且让木块在水平方向做匀速直

26、线运动。方向做匀速直线运动。（1）选用的器材：实验桌、弹簧测力计、水平的长木板、）选用的器材：实验桌、弹簧测力计、水平的长木板、各面粗糙程度相同的长方体木块。各面粗糙程度相同的长方体木块。（2）实验步骤：）实验步骤：将选定的木块平放在水平的长木板上，用弹簧测力计水将选定的木块平放在水平的长木板上，用弹簧测力计水平拉动木块，使木块在水平方向做匀速直线运动，读出弹平拉动木块，使木块在水平方向做匀速直线运动，读出弹簧测力计的示数簧测力计的示数F1。将选定的木块侧放在水平的长木板上，重复将选定的木块侧放在水平的长木板上，重复中的实验中的实验步骤，读出弹簧测力计的示数步骤，读出弹簧测力计的示数F2。比较两次拉力比较两次拉力F1、F2的大小。的大小。（3）比较）比较F1、F2的大小。若的大小。若F1、F2的大小相等，则物体所的大小相等，则物体所受的滑动摩擦力的大小与物体间接触面积的大小无关；若受的滑动摩擦力的大小与物体间接触面积的大小无关；若F1、F2的大小不等，则物体所受的滑动摩擦力的大小与物的大小不等，则物体所受的滑动摩擦力的大小与物体间接触面积的大小有关；体间接触面积的大小有关；例题分析例题分析