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1、第三章第三章 相互作用相互作用-力力1 1 重力重力 弹力弹力一、物体的运动状态和运动状态的变化一、物体的运动状态和运动状态的变化1、物体的运动状态哪个物理量来描述？、物体的运动状态哪个物理量来描述？速度速度2、运动状态的变化有那几种情形？、运动状态的变化有那几种情形？速度的大小发生变化速度的大小发生变化速度的方向发生变化速度的方向发生变化速度的大小和方向都发生变化速度的大小和方向都发生变化二、物体的形变二、物体的形变在外界的作用下，物体的形状或体积发生在外界的作用下，物体的形状或体积发生了变化，就说物体发生了了变化，就说物体发生了形变。形变。1、运动员一脚将球踢出、运动员一脚将球踢出2、运动
2、员用头顶球、运动员用头顶球3、守门员接住球、守门员接住球4、用手压尺子，尺子变弯、用手压尺子，尺子变弯5、用手拉弹簧，弹簧变长、用手拉弹簧，弹簧变长2 2、效果：、效果：1)力使物体的运动状态发生改变力使物体的运动状态发生改变2)力是使物体产生形变的原因力是使物体产生形变的原因一、力一、力1 1、定义：、定义：物体与物体之间的相互作用物体与物体之间的相互作用力不能离开施力物体和受力物体而单力不能离开施力物体和受力物体而单独存在独存在物质性：物质性：一个力总是联系着两个物体，施力物和一个力总是联系着两个物体，施力物和受力物同时存在、同时作用受力物同时存在、同时作用相互性：相互性：3 3、力的测量
3、：力的测量：测力计测力计(弹簧秤弹簧秤)5、力的单位：、力的单位：牛顿牛顿N二、力的表示二、力的表示2 2、力的图示：力的图示：力的图示：力的图示：用一根带有箭头的线段来表示力用一根带有箭头的线段来表示力1 1、力的三要素：力的三要素：大小、方向、作用点大小、方向、作用点F5N15N4 4、力的分类：、力的分类：性质：重、弹、摩、分、电、核性质：重、弹、摩、分、电、核效果：压、支、动、阻和向心、拉力、浮效果：压、支、动、阻和向心、拉力、浮力。力。3 3、力的示意图力的示意图：只在图中画出力的作用点只在图中画出力的作用点和方向，表示物体在这个方向上受到了力和方向，表示物体在这个方向上受到了力练一
4、练练一练AB5NF=20N物体物体A对对B的压力是的压力是20N，如图所示，如图所示，试画出这个力的图示。试画出这个力的图示。作力的图示步骤：作力的图示步骤：a.a.选取合适的标度；选取合适的标度；b.b.从作用点开始沿力的方向画一条线段，线从作用点开始沿力的方向画一条线段，线段的长短按选定的标度和力的大小画出，线段上段的长短按选定的标度和力的大小画出，线段上标出刻度；标出刻度；c.c.在线段的末端加箭头表示力的方向。在线段的末端加箭头表示力的方向。归纳归纳下列说法正确的是下列说法正确的是()()A A、子弹从枪口射出，能打到很远的距离，是、子弹从枪口射出，能打到很远的距离，是因为子弹离开枪口
5、后受到一个推力的作用。因为子弹离开枪口后受到一个推力的作用。B B、甲用力把乙推倒，说明只是甲对乙有作用，、甲用力把乙推倒，说明只是甲对乙有作用，乙对甲没有力的作用乙对甲没有力的作用C C、只有有生命或有动力的物体才会施力，无、只有有生命或有动力的物体才会施力，无生命或无动力的物体只会受力不会施力。生命或无动力的物体只会受力不会施力。D D、任何一个物体，一定既是受力物体，也是、任何一个物体，一定既是受力物体，也是施力物体。施力物体。D练一练练一练关于力的下述说法中正确的是关于力的下述说法中正确的是()()A A力是物体对物体的作用力是物体对物体的作用B B只有直接接触的物体间才有力的作用只有
6、直接接触的物体间才有力的作用C C力可以离开物体而独立存在力可以离开物体而独立存在D D力的大小可以用天平测量力的大小可以用天平测量A基础训练（力）基础训练（力）2 2、大小：、大小：可由弹簧秤测定可由弹簧秤测定G=mg G=mg g=9.8g=9.8m/sm/s2 2 3 3、方向：、方向：竖直向下竖直向下1 1、定义、定义：由于地球的吸引而使物体受到的力由于地球的吸引而使物体受到的力 三、三、重力重力重力作用点在哪？4.重心重心定义定义:一个物体的各一个物体的各部分都要受到重力部分都要受到重力的作用，的作用，从效果上从效果上看看，我们可以，我们可以认为认为各部分受到的重力各部分受到的重力集
7、中作用于一点，集中作用于一点，这一点叫做物体的这一点叫做物体的重心重心.G1G2G3GiGi+1GnG等等效效质量分布均匀的物体：重心的位置只跟物体的形状有关重心在物体上重心不在物体上重心的位置可以在物体上也可以在物体外重心的位置可以在物体上也可以在物体外质量分布不均匀的物体：重心的位置不仅与物体的形状有关还与物体内质量分布有关 悬挂法悬挂法只适用于只适用于薄板状薄板状的物体的物体此方法的原理是什么？此方法的原理是什么？此方法的原理是什么？此方法的原理是什么？二力平衡二力平衡二力平衡二力平衡四、四种基本相互作用四、四种基本相互作用1、万有引力：万有引力：存存在在于于一一切切物物体体之之间间，相
8、相互互作作用用的的强强度度随随距距离的增大而减小。离的增大而减小。2、电磁相互作用：电磁相互作用：存存在在于于电电荷荷与与电电荷荷、磁磁体体与与磁磁体体、电电流流与与电电流流之之间间，他他们们本本质质上上是是同同一一种种相相互互作作用用的的不不同表现，作用规律与万有引力相似。同表现，作用规律与万有引力相似。3、强相互作用：强相互作用：存存在在于于原原子子核核内内质质子子质质子子、质质子子与与中中子子、中中子子与与中中子子之之间间，它它是是短短程程力力，作作用用范范围围只只有有约约1015m。4、弱相互作用：弱相互作用：在在放放射射现现象象中中发发现现的的，也也是是短短程程力力。强强度度只有强相
9、互作用的只有强相互作用的1012倍。倍。五、物体的形变和弹性1.接触力：相互接触的物体间产生的相互作用。按性质可分为弹力、摩擦力，本质为电磁力。2.形变：形状、体积发生改变。拉伸形变、压缩形变、弯曲形变、扭转形变判断说明：以下各种情况弹力产生的原因是什么？判断说明：以下各种情况弹力产生的原因是什么？判断说明：以下各种情况弹力产生的原因是什么？判断说明：以下各种情况弹力产生的原因是什么？木块对桌面的压力木块对桌面的压力木块对桌面的压力木块对桌面的压力 桌面对木块的支持力桌面对木块的支持力桌面对木块的支持力桌面对木块的支持力 绳子对物体的拉力绳子对物体的拉力绳子对物体的拉力绳子对物体的拉力3.3.
10、任何物体在力的作用下都会发生形变，不发生形任何物体在力的作用下都会发生形变，不发生形任何物体在力的作用下都会发生形变，不发生形任何物体在力的作用下都会发生形变，不发生形变的物体是不存在的。变的物体是不存在的。变的物体是不存在的。变的物体是不存在的。形变分为弹性形变和非弹性形变，有的形变比形变分为弹性形变和非弹性形变，有的形变比形变分为弹性形变和非弹性形变，有的形变比形变分为弹性形变和非弹性形变，有的形变比较明显，而有的形变不太明显。较明显，而有的形变不太明显。较明显，而有的形变不太明显。较明显，而有的形变不太明显。3.显示微小形变的方法显示微小形变的方法显示微小形变可以用光学放大法(图2)和力
11、学放大法(图1)，它们都是把微小的形变进行放大，便于观察.图2图14.弹性形变：在形变后撤去作用力时能够恢复原状。5.弹性限度：形变过大，超过一定的限度，撤去作用力后物体不能恢复原来的形状。6.范性形变：外力撤去，不能恢复原状。1.1.定义：发生形变的物体由于要恢复原状，对与它定义：发生形变的物体由于要恢复原状，对与它定义：发生形变的物体由于要恢复原状，对与它定义：发生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。接触的物体产生力的作用。接触的物体产生力的作用。接触的物体产生力的作用。例如右图：海棉对铁块的支持例如右图：海棉对铁块的支持例如右图：海棉对铁块的支持例如右图：海棉对铁块的
12、支持力产生的原因是：海棉发生了力产生的原因是：海棉发生了力产生的原因是：海棉发生了力产生的原因是：海棉发生了形变，为恢复原状所以对铁块形变，为恢复原状所以对铁块形变，为恢复原状所以对铁块形变，为恢复原状所以对铁块施加一个向上的支持力！施加一个向上的支持力！施加一个向上的支持力！施加一个向上的支持力！六、弹力的定义与产生条件2.产生条件：相互接触发生弹性形变3.弹力的方向（1）轻绳（质量不计，形变不计）沿绳并指向绳收缩的方向。（绳中弹力也叫张力）（2）面：垂直于面（3）球：过球心（4）轻弹簧：沿弹簧形变的反方向有面垂直于面，有球过球心，有绳沿绳并有面垂直于面，有球过球心，有绳沿绳并指向绳收缩方向
13、，有杆具体情况具体分析指向绳收缩方向，有杆具体情况具体分析弹力弹力几种弹力方向几种弹力方向压力：由于被支持物体发生形变而对压力：由于被支持物体发生形变而对支持物产生的弹力，压力的方向总是垂直支持物产生的弹力，压力的方向总是垂直于接触面指向被压的物体。于接触面指向被压的物体。弹力弹力几种弹力方向几种弹力方向支持力：支持面发生形变，对被支持支持力：支持面发生形变，对被支持的物体产生的弹力。支持力的方向总是垂的物体产生的弹力。支持力的方向总是垂直支持面，指向被支持的物体。直支持面，指向被支持的物体。弹力弹力几种弹力方向几种弹力方向拉力：由于绳子（弹簧）被拉长要恢拉力：由于绳子（弹簧）被拉长要恢复原状
14、而产生的弹力，拉力的方向总是沿复原状而产生的弹力，拉力的方向总是沿绳子（弹簧）收缩的方向。绳子（弹簧）收缩的方向。弹力弹力几种弹力几种弹力杆的弹力杆的弹力:杆既有拉力也有支持力，杆既有拉力也有支持力，而且杆所施加的弹力不一定沿杆的方而且杆所施加的弹力不一定沿杆的方向。向。弹力弹力弹力方向弹力方向（1）软质物体如绳子、弹簧的弹力方向。）软质物体如绳子、弹簧的弹力方向。（2）硬质物体之间的弹力方向：）硬质物体之间的弹力方向：规定：施力物体对受力物体弹力的方向规定：施力物体对受力物体弹力的方向与与施力物体形变的方向相反。施力物体形变的方向相反。点与面接触点与面接触面与面接触面与面接触点与点接触点与点
15、接触点与点接触点与点接触弹力弹力弹力方向弹力方向（1）软质物体如绳子、弹簧的弹力方向。）软质物体如绳子、弹簧的弹力方向。（2）硬质物体之间的弹力方向：）硬质物体之间的弹力方向：规定：施力物体对受力物体弹力的方向规定：施力物体对受力物体弹力的方向与与施力物体形变的方向相反。施力物体形变的方向相反。弹力弹力弹力方向弹力方向（1）软质物体如绳子、弹簧的弹力方向。）软质物体如绳子、弹簧的弹力方向。（2）硬质物体之间的弹力方向：）硬质物体之间的弹力方向：规定：施力物体对受力物体弹力的方向规定：施力物体对受力物体弹力的方向与与施力物体形变的方向相反。施力物体形变的方向相反。弹力弹力弹力方向弹力方向练习：画
16、出各小球所受弹力练习：画出各小球所受弹力弹力弹力弹力有无的判断弹力有无的判断（1）利用弹力产生的条件判断）利用弹力产生的条件判断（2）利用假设法判断）利用假设法判断:如果受力的话，则画出它们的受力图！如果受力的话，则画出它们的受力图！弹力弹力5、弹力大小、弹力大小（1 1）由受力分析得到。）由受力分析得到。）由受力分析得到。）由受力分析得到。（2 2）弹簧的弹力（弹性限度内）弹簧的弹力（弹性限度内）弹簧的弹力（弹性限度内）弹簧的弹力（弹性限度内）:胡克定律胡克定律胡克定律胡克定律弹力大小：弹力大小：弹力大小：弹力大小：弹力的大小跟形变的大小有关，形变弹力的大小跟形变的大小有关，形变弹力的大小跟
17、形变的大小有关，形变弹力的大小跟形变的大小有关，形变越大，弹力也越大，形变消失，弹力随着也消失。越大，弹力也越大，形变消失，弹力随着也消失。越大，弹力也越大，形变消失，弹力随着也消失。越大，弹力也越大，形变消失，弹力随着也消失。弹力（限度内）弹力（限度内）弹力（限度内）弹力（限度内）劲度系数劲度系数劲度系数劲度系数：表示弹簧的一种属性，他的数值：表示弹簧的一种属性，他的数值：表示弹簧的一种属性，他的数值：表示弹簧的一种属性，他的数值与弹簧的材料，弹簧丝的粗细，弹簧圈的直径，单与弹簧的材料，弹簧丝的粗细，弹簧圈的直径，单与弹簧的材料，弹簧丝的粗细，弹簧圈的直径，单与弹簧的材料，弹簧丝的粗细，弹簧
18、圈的直径，单位长度的匝数及弹簧的原长有关。位长度的匝数及弹簧的原长有关。位长度的匝数及弹簧的原长有关。位长度的匝数及弹簧的原长有关。单位：单位：单位：单位：牛牛牛牛/米（米（米（米（）变化量变化量变化量变化量 与原长比弹簧与原长比弹簧与原长比弹簧与原长比弹簧的伸长量或缩的伸长量或缩的伸长量或缩的伸长量或缩短量！短量！短量！短量！原长原长原长原长压缩量压缩量压缩量压缩量伸长量伸长量伸长量伸长量弹力弹力5、弹力大小、弹力大小胡克定律的图像描述：胡克定律的图像描述：型变量型变量型变量型变量弹力弹力5、弹力大小、弹力大小胡克定律的图像描述：胡克定律的图像描述：横截距：弹簧的原长横截距：弹簧的原长横截距
19、：弹簧的原长横截距：弹簧的原长弹簧的长度弹簧的长度弹簧的长度弹簧的长度弹力弹力5、弹力大小、弹力大小弹簧的传并联使用：弹簧的传并联使用：弹簧的传并联使用：弹簧的传并联使用：（1 1）弹簧的串联使用：）弹簧的串联使用：）弹簧的串联使用：）弹簧的串联使用：（2 2）弹簧的并联使用：）弹簧的并联使用：）弹簧的并联使用：）弹簧的并联使用：弹力弹力弹力弹力5 5、弹力大小、弹力大小、弹力大小、弹力大小例例例例1 1：竖直悬挂的弹簧下端，挂一重为：竖直悬挂的弹簧下端，挂一重为：竖直悬挂的弹簧下端，挂一重为：竖直悬挂的弹簧下端，挂一重为4N4N的物体时，弹簧长度的物体时，弹簧长度的物体时，弹簧长度的物体时，
20、弹簧长度为为为为12cm12cm；挂重为；挂重为；挂重为；挂重为6N6N的物体时，弹簧长度为的物体时，弹簧长度为的物体时，弹簧长度为的物体时，弹簧长度为13cm13cm，则弹簧的原，则弹簧的原，则弹簧的原，则弹簧的原长为长为长为长为_cm_cm，劲度系数为，劲度系数为，劲度系数为，劲度系数为_N/m_N/m。例例例例2 2：一弹簧的劲度系数为：一弹簧的劲度系数为：一弹簧的劲度系数为：一弹簧的劲度系数为500N/m,500N/m,它表示它表示它表示它表示_,_,若用若用若用若用200N200N的力拉弹簧，则弹簧伸长的力拉弹簧，则弹簧伸长的力拉弹簧，则弹簧伸长的力拉弹簧，则弹簧伸长_m_m。弹簧每
21、伸长或缩短弹簧每伸长或缩短弹簧每伸长或缩短弹簧每伸长或缩短1m1m需需需需500N500N的拉力或压力，的拉力或压力，的拉力或压力，的拉力或压力，0.40.4例例例例3 3：一根轻质弹簧：一根轻质弹簧：一根轻质弹簧：一根轻质弹簧(自身的质量、重力不计自身的质量、重力不计自身的质量、重力不计自身的质量、重力不计)，原长，原长，原长，原长L L0 010cm10cm，在它的下端挂，在它的下端挂，在它的下端挂，在它的下端挂GG10N10N为砝码时，长度变为为砝码时，长度变为为砝码时，长度变为为砝码时，长度变为L L1 112cm12cm，则，则，则，则:（1 1）这根弹簧的劲度系数多大？）这根弹簧的
22、劲度系数多大？）这根弹簧的劲度系数多大？）这根弹簧的劲度系数多大？（2 2）如果在它的下端挂上一个重物时，弹簧的长度）如果在它的下端挂上一个重物时，弹簧的长度）如果在它的下端挂上一个重物时，弹簧的长度）如果在它的下端挂上一个重物时，弹簧的长度L L2 215cm15cm，该物体多重？，该物体多重？，该物体多重？，该物体多重？弹力弹力弹力弹力6 6、回顾复习、回顾复习、回顾复习、回顾复习例例例例1 1：如图示，滑块由静止从：如图示，滑块由静止从：如图示，滑块由静止从：如图示，滑块由静止从A A点沿斜面匀加速下滑至斜面点沿斜面匀加速下滑至斜面点沿斜面匀加速下滑至斜面点沿斜面匀加速下滑至斜面底端底端
23、底端底端B B，之后在水平面上做匀减速直线运动，最后停于，之后在水平面上做匀减速直线运动，最后停于，之后在水平面上做匀减速直线运动，最后停于，之后在水平面上做匀减速直线运动，最后停于C C点。点。点。点。已知经过已知经过已知经过已知经过B B点时速度大小不变，点时速度大小不变，点时速度大小不变，点时速度大小不变，AB=4mAB=4m，BC=6mBC=6m，整个，整个，整个，整个运动过程用了运动过程用了运动过程用了运动过程用了10s10s，求滑块沿，求滑块沿，求滑块沿，求滑块沿ABAB、BCBC运动的加速度分别运动的加速度分别运动的加速度分别运动的加速度分别多大？多大？多大？多大？例例例例2 2
24、：气球带着一个重物，从地面开始匀加速上升，初速度：气球带着一个重物，从地面开始匀加速上升，初速度：气球带着一个重物，从地面开始匀加速上升，初速度：气球带着一个重物，从地面开始匀加速上升，初速度为为为为v v0 0=0=0，加速度，加速度，加速度，加速度a=1m/sa=1m/s2 2，10s10s后重物脱离气球掉落，求在后重物脱离气球掉落，求在后重物脱离气球掉落，求在后重物脱离气球掉落，求在经过多长时间，重物才能落地？重物落地时的速度大小为多经过多长时间，重物才能落地？重物落地时的速度大小为多经过多长时间，重物才能落地？重物落地时的速度大小为多经过多长时间，重物才能落地？重物落地时的速度大小为多
25、少？少？少？少？A AB BC C例例例例1 1：如图示，滑块由静止从：如图示，滑块由静止从：如图示，滑块由静止从：如图示，滑块由静止从A A点沿斜面匀加速下滑至斜面点沿斜面匀加速下滑至斜面点沿斜面匀加速下滑至斜面点沿斜面匀加速下滑至斜面底端底端底端底端B B，之后在水平面上做匀减速直线运动，最后停于，之后在水平面上做匀减速直线运动，最后停于，之后在水平面上做匀减速直线运动，最后停于，之后在水平面上做匀减速直线运动，最后停于C C点。点。点。点。已知经过已知经过已知经过已知经过B B点时速度大小不变，点时速度大小不变，点时速度大小不变，点时速度大小不变，AB=4mAB=4m，BC=6mBC=6
26、m，整个，整个，整个，整个运动过程用了运动过程用了运动过程用了运动过程用了10s10s，求滑块沿，求滑块沿，求滑块沿，求滑块沿ABAB、BCBC运动的加速度分别运动的加速度分别运动的加速度分别运动的加速度分别多大？多大？多大？多大？解：我们设物体到解：我们设物体到解：我们设物体到解：我们设物体到B B点的速度为点的速度为点的速度为点的速度为v v，ABAB段加速度为大小为段加速度为大小为段加速度为大小为段加速度为大小为a a1 1,BC,BC为为为为a a2 2，则由运动学公式得：，则由运动学公式得：，则由运动学公式得：，则由运动学公式得：又设又设又设又设ABAB段时间为段时间为段时间为段时间
27、为t t：（将（将（将（将BCBC段反过来看）段反过来看）段反过来看）段反过来看）由以上各式得：由以上各式得：由以上各式得：由以上各式得：将将将将t=4st=4s，带入上式：，带入上式：，带入上式：，带入上式：弹力弹力弹力弹力6 6、回顾复习、回顾复习、回顾复习、回顾复习例例例例3 3：原地起跳时，先曲腿下蹲，然后突然蹬地，从开始蹬：原地起跳时，先曲腿下蹲，然后突然蹬地，从开始蹬：原地起跳时，先曲腿下蹲，然后突然蹬地，从开始蹬：原地起跳时，先曲腿下蹲，然后突然蹬地，从开始蹬地到离地是加速过程（视为匀加速），加速过程中重心上升地到离地是加速过程（视为匀加速），加速过程中重心上升地到离地是加速过程
28、（视为匀加速），加速过程中重心上升地到离地是加速过程（视为匀加速），加速过程中重心上升的距离称为的距离称为的距离称为的距离称为“加速距离加速距离加速距离加速距离”。离地后重心继续上升，在此过程。离地后重心继续上升，在此过程。离地后重心继续上升，在此过程。离地后重心继续上升，在此过程中重心上升的最大距离称为中重心上升的最大距离称为中重心上升的最大距离称为中重心上升的最大距离称为“竖直高度竖直高度竖直高度竖直高度”。现有如下数据：。现有如下数据：。现有如下数据：。现有如下数据：人原地上跳的人原地上跳的人原地上跳的人原地上跳的“加速距离加速距离加速距离加速距离”d d1 1=0.50m=0.50m，
29、“竖直高度竖直高度竖直高度竖直高度”h h1 1=1.0m=1.0m；跳蚤原地上跳的；跳蚤原地上跳的；跳蚤原地上跳的；跳蚤原地上跳的“加速距离加速距离加速距离加速距离”d d2 2=0.00080m=0.00080m，“竖直高度竖直高度竖直高度竖直高度”h h2 2=0.10m=0.10m。假象人具有与跳蚤相等的起跳加速度，。假象人具有与跳蚤相等的起跳加速度，。假象人具有与跳蚤相等的起跳加速度，。假象人具有与跳蚤相等的起跳加速度，而而而而“加速距离加速距离加速距离加速距离”仍为仍为仍为仍为0.50m0.50m，则人跳的，则人跳的，则人跳的，则人跳的“竖直高度竖直高度竖直高度竖直高度”是多少是多
30、少是多少是多少？例例例例4 4：一小球从塔顶自由下落，在最后一秒内下落的高度是：一小球从塔顶自由下落，在最后一秒内下落的高度是：一小球从塔顶自由下落，在最后一秒内下落的高度是：一小球从塔顶自由下落，在最后一秒内下落的高度是踏高的踏高的踏高的踏高的16/2516/25，求塔高？，求塔高？，求塔高？，求塔高？弹力弹力弹力弹力6 6、回顾复习、回顾复习、回顾复习、回顾复习例例例例5 5：在水平直轨道上有两者：在水平直轨道上有两者：在水平直轨道上有两者：在水平直轨道上有两者A A和和和和B B相距相距相距相距x x，A A车在后面做初速车在后面做初速车在后面做初速车在后面做初速度为度为度为度为v v0 0、加速度、加速度、加速度、加速度2a2a的匀减速直线运动，而的匀减速直线运动，而的匀减速直线运动，而的匀减速直线运动，而B B车同时做初速度车同时做初速度车同时做初速度车同时做初速度为零、加速度为为零、加速度为为零、加速度为为零、加速度为a a的匀加速直线运动，两车方向相同。要使的匀加速直线运动，两车方向相同。要使的匀加速直线运动，两车方向相同。要使的匀加速直线运动，两车方向相同。要使两车不相撞，求两车不相撞，求两车不相撞，求两车不相撞，求A A车的初速度车的初速度车的初速度车的初速度v v0 0应满足什么条件？应满足什么条件？应满足什么条件？应满足什么条件？