2016中职物理（高教版）授课教案：重力 弹力 摩擦力.docVIP

中职物理（高教版）授课教案 第三节 重力 弹力 摩擦力 一、力 通过长期实践，人们认识到：物体运动状态的改变或物体形状的改变，都是由于物体间相互作用的结果。于是人们归纳出，力是物体间的相互作用。 我们写字时，手要对笔施力，才能抓牢笔杆随意书写；同时，笔杆对我们的手也施加了力，三个手指都被笔杆挤变了形 我们踢足球时，足球受到脚对它施加的力，于是向前滚去；同时，我们的脚也会受到足球对它施加的力，脚指可能会感到疼痛。 如果一个物体的运动状态或形状发生了改变，我们就可以推断出，该物体受到了力的作用。 力的大小可以用弹簧秤测量。力的SI单位是牛（N）。 力是矢量，它不但有大小，而且有方向。力的作用效果不仅与力的大小、方向有关，还跟力作用在物体上的作用点有关。因此，要把一个力准确地表达出来，就要表明力的这三个要素。 二、力的图示 人们经常用带箭头的线段表示力。线段是按一定标度画出的，它的长短表示力的大小，它的箭头指向表示力的方向，箭尾表示力的作用点。这种表示力的方法，叫做力的图示。 例如，一个大小为100 N，与水平方向的夹角为30°的拉力的图示，如下图 所示。 有时只需画出力的示意图，即只画出力的作用点和方向，表示物体在这个方向上受到了力 ，如下图 所示。 三、重力 英国物理学家牛顿发现，宇宙中所有的物体之间都具有相互吸引的力的作用，因此叫做万有引力。万有引力的大小跟两个物体的质量成正比，跟两个物体的距离的平方成反比。 人们通常将地面附近的物体，由于地球的吸引而受到的力叫做重力，用字母 G 表示。物体所受重力 G 与物体质量 m 的关系是：G = mg 其中g 就是重力加速度。 重力的方向总是竖直向下的，并可认为是作用在物体的重心上，如右图所示。 四、弹力 如果发生形变后的物体由于要恢复原状，对与它接触的物体产生力的作用，这种力叫做弹力。例如，弹簧受力后会缩短或伸长，于是会对与它接触的物体产生弹力的作用，如右图所示。 英国物理学家胡克发现，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 上式中的被称为弹簧的劲度系数，单位是牛顿每米（N/m），不同弹簧的劲度系数一般是不同的，这个规律叫做胡克定律。 如果物体的形变过大，超过一定的限度，撤去作用力后，物体就不能恢复原来的形状，这个限度叫做弹性限度。 有时物体的形变很小，不易观察。例如，一本放在水平桌面上的书与桌面间相互挤压，书和桌面都发生微小的形变。由于书的形变，它对桌面产生向下的弹力，这就是书对桌面的压力F1；由于桌面的形变，它对书产生向上的弹力，这就是桌面对书的支持力F2 。压力和支持力都是弹力，方向都垂直于物体的接触面，如下左图所示。 拉力也是一种弹力。如上右图所示的水桶受到的绳的拉力沿着绳，指向绳收缩的方向。 摩擦是一种常见的现象。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的趋势时，就会产生阻碍相对运动的力，这种力叫做摩擦力。 例如，用一个较小的力推箱子，箱子没有被推动。根据物体平衡条件可知，此时一定有一个力与推力大小相等，方向相反，从而抵消了推力的作用。这个力就是地面对箱子的静摩擦力，常用 Ff 来表示。静摩擦力有一个最大限度，这个限度叫做最大静摩擦力。当推力大于最大静摩擦力时，箱子就不能再保持静止，而要滑动了。 当一个物体在另一物体表面滑动时，总会受到另一物体对它产生的阻碍它运动的力，这种力叫做滑动摩擦力。滑动摩擦力的方向总是沿着接触面，并且跟物体的相对运动方向相反，如下图所示。 实验表明：滑动摩擦力Ff的大小跟外力无关，只跟接触面间的正压力的大小成正比，可用下式来表示： Ff =μFN 上式中的 μ 是比例常数，称为动摩擦因数。它的数值与接触面的材料及粗糙程度等因素有关。 还有一种摩擦力叫做滚动摩擦力。滚动摩擦力是一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦力。当压力相同时，滚动摩擦力比滑动摩擦力小很多。如右图所示的是生产中常见的滚动轴承。 练习1-3 1. 画出下图中所示的几个力的图示：（1）马对车的拉力1000 N； （2）铁锤对钉子的打击力300 N；（3）电线对电灯的拉力8 N。 2. 用两根绳子把一个物体挂起来，如下图所示，物体受几个力的作用？请画出物体受力的示意图。 答：物体受力的示意图如上右图所示 3. 一个物体在斜面上保持静止，如下图所示，物体受几个力的作用？请画出物体受力的示意图。 答：物体受力的示意图如上右图所示。 4.一辆马拉雪撬的货物总质量是5.0×103 kg ，雪撬与水平冰面间的动摩擦因数是0.03，马要在水平方向上用多大的力才能拉着雪撬匀速前进？ 答： 1.5×103 N 。 2