關(guān)于流體質(zhì)點(diǎn)的定義,質(zhì)點(diǎn)的定義這個(gè)問(wèn)題很多朋友還不知道,今天小六來(lái)為大家解答以上的問(wèn)題,現(xiàn)在讓我們一起來(lái)看看吧!
1、談?wù)勝|(zhì)點(diǎn)的概念 1 質(zhì)點(diǎn)的定義 質(zhì)點(diǎn)是具有質(zhì)量而沒(méi)有大小和形狀的理想物體。
2、這就是關(guān)于質(zhì)點(diǎn)的嚴(yán)格的定義。
3、這個(gè)定義與把質(zhì)點(diǎn)看 作是具有質(zhì)量的幾何點(diǎn)在大多數(shù)情況下是一致的,但在這個(gè)定義中強(qiáng)調(diào)了質(zhì)點(diǎn)仍是一個(gè)物體,因此質(zhì)點(diǎn)并 不是把質(zhì)量強(qiáng)加在一個(gè)幾何點(diǎn)上,質(zhì)點(diǎn)將具有物體的某些共性。
4、質(zhì)點(diǎn)也不是物體上的代表點(diǎn),把一個(gè)物體 視為一個(gè)質(zhì)點(diǎn)就是把物體的質(zhì)量及其他某些屬性視為集中在一點(diǎn)(通常是質(zhì)心)。
5、如果把質(zhì)點(diǎn)看作是具有 質(zhì)量的幾何點(diǎn),則描述質(zhì)點(diǎn)的最基本的物理量只有位置與質(zhì)量。
6、通常位置是隨時(shí)間而變化的,質(zhì)量也可能 隨時(shí)間而變化,若知道了這些變化關(guān)系,則可以推出質(zhì)點(diǎn)的速度、加速度、動(dòng)量、引力勢(shì)能及動(dòng)能等。
7、注 意到質(zhì)點(diǎn)也是一個(gè)物體,則它也可能具有電量、磁矩、自旋角動(dòng)量等物理量。
8、例如,當(dāng)我們研究地球相對(duì) 于太陽(yáng)中心的總角動(dòng)量時(shí),如果相對(duì)于地球質(zhì)心的自旋角動(dòng)量已經(jīng)知道,則可把地球視為一個(gè)具有自旋角 動(dòng)量的質(zhì)點(diǎn),求出被視為質(zhì)點(diǎn)的地球相對(duì)于太陽(yáng)中心的軌道角動(dòng)量后,其軌道角動(dòng)量與自選角動(dòng)量的矢量 和就是所求的總角動(dòng)量。
9、因此我們也可以說(shuō),質(zhì)點(diǎn)是一個(gè)物體的簡(jiǎn)化模型,它把物體上所有能夠集中表示 物體特性的物理量都集中在一個(gè)點(diǎn)上。
10、 2 質(zhì)點(diǎn)與物體在物理學(xué)研究中的關(guān)系 質(zhì)點(diǎn)是物理學(xué)中為了簡(jiǎn)化問(wèn)題的討論而引進(jìn)的一種理想的抽象的模型。
11、實(shí)際的質(zhì)點(diǎn)是不存在的。
12、引入 這種模型也可以說(shuō)是一種近似方法,如果根據(jù)這種模型進(jìn)行計(jì)算時(shí)的誤差為零或誤差很小,則這種模型是 合理的;如果誤差很大或者根本無(wú)法解決問(wèn)題,則是不合例的。
13、當(dāng)一個(gè)物體不能視為一個(gè)質(zhì)點(diǎn)時(shí),仍有可 能視為有兩個(gè)或多個(gè)質(zhì)點(diǎn)所構(gòu)成的質(zhì)點(diǎn)組。
14、 3 怎樣考慮一個(gè)物體能否看作一個(gè)質(zhì)點(diǎn) (1)必須具體問(wèn)題具體分析。
15、離開(kāi)所研究的問(wèn)題而談平動(dòng)的剛體可以看作質(zhì)點(diǎn)、轉(zhuǎn)動(dòng)的剛體不能看作 質(zhì)點(diǎn)等等都是毫無(wú)意義的。
16、所以能否把一個(gè)物體視為一個(gè)質(zhì)點(diǎn)必須相對(duì)于所研究的問(wèn)題來(lái)考慮。
17、 第一是要看把一個(gè)物體視為一個(gè)質(zhì)點(diǎn)后,所研究的問(wèn)題是否有意義。
18、例如我們可以研究一個(gè)物體的形 變,但研究一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的形變則是沒(méi)有意義的。
19、又如我們可以研究地球四季晝夜長(zhǎng)短隨緯度的變化,但把地 球視為一個(gè)質(zhì)點(diǎn)后這個(gè)問(wèn)題就沒(méi)有意義了。
20、 第二是要看把一個(gè)物體視為一個(gè)質(zhì)點(diǎn)后所引起的誤差與我們對(duì)誤差的要求相比能否忽略不計(jì),例如, 當(dāng)我們研究?jī)蓚€(gè)非球形物體的萬(wàn)有引力時(shí),如果把它們視為兩個(gè)質(zhì)點(diǎn),則這兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)所在的位置通常并不 是它們得質(zhì)心。
21、如果把它們視為兩個(gè)位于質(zhì)心的質(zhì)點(diǎn),則必然產(chǎn)生誤差。
22、只有當(dāng)這兩個(gè)物體相距很遠(yuǎn)時(shí), 其誤差才很小。
23、所以一般說(shuō)來(lái),當(dāng)它們相距很近時(shí)不能視為質(zhì)點(diǎn),當(dāng)它們相距很遠(yuǎn)時(shí)則能視為質(zhì)點(diǎn),其分 界點(diǎn)便決定于對(duì)誤差的要求。
24、如果精確計(jì)算把一個(gè)物體看作一個(gè)質(zhì)點(diǎn)所產(chǎn)生的誤差到底有多大,然后再確 定能否把這個(gè)物體看作一個(gè)質(zhì)點(diǎn),則失去了引入質(zhì)點(diǎn)模型的意義。
25、所以在實(shí)際應(yīng)用中并不精確計(jì)算這種誤 差,通常,只通過(guò)物體上作用力等情況的分析做數(shù)量級(jí)的估計(jì),或者利用已有的經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷其誤差的大致 范圍,有時(shí)則是通過(guò)與實(shí)驗(yàn)比較來(lái)確定其誤差大小的。
26、 (2)因?yàn)橘|(zhì)點(diǎn)是沒(méi)有大小和形狀的, 所以能否把一個(gè)物體看作一個(gè)質(zhì)點(diǎn)必須從物體的大小和形狀在所研 究的問(wèn)題中所起的作用來(lái)考慮。
27、 機(jī)械運(yùn)動(dòng)、平動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)、 機(jī)械運(yùn)動(dòng)、平動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)、質(zhì)點(diǎn)和位移教材分析和教法建議 (1)機(jī)械運(yùn)動(dòng) 教材對(duì)運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性講述得不多,主要是復(fù)習(xí)初中有關(guān)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的內(nèi)容.教師可在初中 知識(shí)的基礎(chǔ)上稍加引伸,使學(xué)生明確①描述物體是否運(yùn)動(dòng)要看它相對(duì)于參照物的位置是否改變;②同一運(yùn) 動(dòng),如果選取的參照物不同,運(yùn)動(dòng)狀況可能不同;③雖然參照物可以任意選取,但是應(yīng)本著使觀測(cè)方便和 使運(yùn)動(dòng)的描述盡可能簡(jiǎn)單的原則,例如在研究地面上物體的運(yùn)動(dòng)時(shí),常取地面作參照物. (2)平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng) 對(duì)這部分知識(shí)要求較低,教材中沒(méi)有給這兩種運(yùn)動(dòng)下嚴(yán)格的定義,也不要求補(bǔ)充.主要 通過(guò)對(duì)一些現(xiàn)象的分析,使學(xué)生初步地認(rèn)識(shí)平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)的特點(diǎn)及區(qū)別;知道平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)是機(jī)械運(yùn)動(dòng)中兩種 最基本的運(yùn)動(dòng),任何復(fù)雜的機(jī)械運(yùn)動(dòng)都可以看作是由平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)所組成的. (3)質(zhì)點(diǎn) 本章研究質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng).我們把實(shí)際物體抽象化為質(zhì)點(diǎn).上一章我們已經(jīng)多次用一個(gè)點(diǎn)表示物體, 但那時(shí)沒(méi)有明確提出質(zhì)點(diǎn)概念.在這里可以告訴學(xué)生,在那里所以可以用一個(gè)點(diǎn)表示物體,就是因?yàn)槟莻€(gè) 物體可以抽象為質(zhì)點(diǎn).質(zhì)點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)學(xué)中的重要概念,也是下一章開(kāi)始研究的動(dòng)力學(xué)中的重要概念.運(yùn)動(dòng)學(xué) 中的質(zhì)點(diǎn)只是把物體抽象為一個(gè)點(diǎn),動(dòng)力學(xué)中的質(zhì)點(diǎn)則要求這個(gè)點(diǎn)具有物體的全部質(zhì)里. 我們的教學(xué)不只是向?qū)W生傳授知識(shí),還要使學(xué)生了解科學(xué)的研究方法,培養(yǎng)學(xué)生的思維能力.教材在講述 質(zhì)點(diǎn)概念時(shí),有意識(shí)地向?qū)W生介紹一種科學(xué)抽象的方法.我們抓住問(wèn)題中物體的主要特征,簡(jiǎn)化對(duì)物體的 研究,把物體看成一個(gè)點(diǎn).這是實(shí)際物體的一種理想化模型,是實(shí)際物體的一種近似.教材一開(kāi)始就指出, 我們研究問(wèn)題的方法是先做一些簡(jiǎn)化,從簡(jiǎn)單的基本的問(wèn)題入手.為了活躍學(xué)生思想,我們?cè)谥赋鲞\(yùn)動(dòng)學(xué) 是研究物體位置隨時(shí)間變化的規(guī)律后,可舉一些實(shí)例讓學(xué)生思考、議論:投擲手榴彈時(shí)怎樣測(cè)量投擲距離; 把教室的椅子從第五排移到第一排怎樣測(cè)量距離;汽車從學(xué)校行駛到體育場(chǎng)怎樣測(cè)量汽車走的距離等.在 學(xué)生議論過(guò)程中,引導(dǎo)學(xué)生想到我們?cè)谔幚磉@些問(wèn)題時(shí),常常不考慮物體各部分運(yùn)動(dòng)的差異,把物體簡(jiǎn)化 成一個(gè)沒(méi)有大小、形狀的點(diǎn).我們要明確指出,這就是研究問(wèn)題的一種科學(xué)抽象的方法.雖然本章講質(zhì)點(diǎn) 只是把物體看成一個(gè)點(diǎn),但我們一開(kāi)始就應(yīng)該提出質(zhì)點(diǎn)概念的準(zhǔn)確內(nèi)容是:沒(méi)有形狀、大小而具有質(zhì)量的 一個(gè)點(diǎn),質(zhì)點(diǎn)具有物體的全部質(zhì)量.質(zhì)點(diǎn)的這一全面的概念,從下一章開(kāi)始我們就要反復(fù)用到. 對(duì)于什么樣的物體才可以看成質(zhì)點(diǎn)的問(wèn)題,有的學(xué)生會(huì)產(chǎn)生誤解.他們認(rèn)為小物體(如小球、電子)一定 能看成質(zhì)點(diǎn),大物體(如地球、太陽(yáng))就不能看成質(zhì)點(diǎn).我們要說(shuō)明,關(guān)鍵在于對(duì)物體的運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行具 體分析.如果在我們研究的問(wèn)題中,物體的形狀、大小、各部分運(yùn)動(dòng)的差異是不起作用的或是次要的因素, 就可以把物體看成一個(gè)質(zhì)點(diǎn).有兩種情況:①物體各部分運(yùn)動(dòng)情況相同,即物體作平動(dòng);②物體有轉(zhuǎn)動(dòng), 但因轉(zhuǎn)動(dòng)引起的物體各部分運(yùn)動(dòng)的差異,對(duì)我們研究的問(wèn)題不起主要作用.一個(gè)很好的例子是:研究地球 公轉(zhuǎn)時(shí)可把地球看成質(zhì)點(diǎn);研究地球上晝夜交替時(shí)要考慮地球自轉(zhuǎn),不能把地球看成質(zhì)點(diǎn).還可以再舉一 些例子,如乒乓球旋轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)球的運(yùn)動(dòng)有較大影響,運(yùn)動(dòng)員在發(fā)球、擊球時(shí)都要考慮,就不能把球簡(jiǎn)單地看 成質(zhì)點(diǎn). 我們還可以向?qū)W生指出,研究質(zhì)點(diǎn)模型的意義有兩方面:在物體形狀、大小不起主要作用時(shí)把物體看成一 個(gè)質(zhì)點(diǎn);在物體形狀、大小起主要作用時(shí),把物體看成由無(wú)數(shù)多個(gè)質(zhì)點(diǎn)所組成.研究質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng),是研究 實(shí)際物體運(yùn)動(dòng)的近似和基礎(chǔ). (4)位移 位移是了解速度、加速度、功等概念的基礎(chǔ).位移描述物體位置的變化,是從初位置畫(huà)到末位 置的一個(gè)有向線段,我們把它叫做位移矢量.位移矢量可用坐標(biāo)法表示,物體作直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的位移還可用 正負(fù)號(hào)表示方向.為了減輕學(xué)生學(xué)習(xí)的困難,本章講位移時(shí),不用坐標(biāo)法表示位移,也不用正負(fù)號(hào)表示位 移的方向. 第二章到第四章所講的位移,都取正值.第五章講簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)位移的概念才有所深化:用坐標(biāo)法表示位移, 位移的方向用正負(fù)號(hào)表示. 位移的引進(jìn),可從運(yùn)動(dòng)學(xué)是研究物體位置變化的角度提出問(wèn)題:怎樣描述物體位置的變化?說(shuō)物體由 A 點(diǎn) 移動(dòng) 500 米到達(dá) B 點(diǎn)清楚嗎?引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出還需要說(shuō)明方向才能確定位置的變化.表示位移的最簡(jiǎn)單的 方法是從初位置向末位置畫(huà)一個(gè)有向線段.對(duì)教材圖 2-3 所示的位移也可說(shuō)是由 A 點(diǎn)向東偏北 30°、距 A 點(diǎn) 500 米.學(xué)生容易混淆位移和路程,教材強(qiáng)調(diào)了兩者的區(qū)別.我們應(yīng)該通過(guò)實(shí)例使學(xué)生理解:位移是矢 量,有大小、有方向,路程是標(biāo)量、總是正值;一般說(shuō)位移的大小不等于路程,只有在特殊情況下,即做 直線運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)始終向著同一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)(無(wú)往復(fù)運(yùn)動(dòng))時(shí)位移的大小才等于路程. 在學(xué)生基礎(chǔ)允許的條件下,為了培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和分析能力,也可以考慮先讓學(xué)生看課本中“位移和 路程”部分.教師可提出以下幾個(gè)問(wèn)題讓學(xué)生討論:①為什么要強(qiáng)調(diào)研究物體位置的變化?②如何描述物 體位置的變化?③什么叫位移?為什么說(shuō)位移是矢量?④位移和路程有什么區(qū)別?它們之間有關(guān)系嗎?我 們要求學(xué)生通過(guò)討論能夠用簡(jiǎn)單明確的一句話或幾句話回答出每一個(gè)問(wèn)題.學(xué)生剛進(jìn)入高中,不習(xí)慣用科 學(xué)的語(yǔ)言來(lái)表述問(wèn)題.因此,對(duì)學(xué)生回答中正確的方面,教師要注意給予肯定,以鼓勵(lì)學(xué)生的積極性.教 師還要耐心啟發(fā)引導(dǎo),給出示范性的回答,并做出小結(jié),指明為什么要引入位移的概念,什么是位移以及 位移與路程的區(qū)別. 一、彈力產(chǎn)生的條件:彈力的產(chǎn)生須同時(shí)具有兩個(gè)條件:1.直接接觸;2.有彈性形變。
28、 直接接觸是產(chǎn)生彈力的前提條件,若無(wú)接觸,也就無(wú)彈力可言。
29、 發(fā)生彈性形變是產(chǎn)生彈力的必要條件,相互接觸的物體之間并不一定能產(chǎn)生彈力。
30、例如將兩個(gè)直徑均為 d 的小球 1 和 2,放入一個(gè)內(nèi)徑為 2d 的容器中,此時(shí)球 1 與球 2 雖然接觸,但它們之間無(wú)擠壓,沒(méi)有發(fā)生形 變,也不會(huì)產(chǎn)生相互作用的彈力。
31、 二、彈力有無(wú)的判斷。
32、 對(duì)于形變較為明顯的情況(如彈簧),可以根據(jù)其形變的情況對(duì)彈力有無(wú)做出直接判斷;對(duì)那些形變極其微 小的情況,由于形變很小,難于直接觀察到,此時(shí)要判斷有無(wú)彈力,通常需要采用“假設(shè)法”。
33、 用假設(shè)法判斷彈力有無(wú)的基本思路為:先假設(shè)研究對(duì)象相接觸的物體沒(méi)有接觸,然后分析研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng) 狀態(tài)是否發(fā)生變化,若其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變,則可斷定原接觸處不存在彈力;若其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化,則原接 觸處一定存在彈力。
34、 例題 1 一個(gè)銅球放于茶杯中,銅球與杯底部和左側(cè)壁接觸,處于靜止?fàn)顟B(tài),若銅球與杯子的內(nèi)壁都是光滑 的,則側(cè)壁對(duì)銅球有無(wú)彈力作用? 解析:彈力產(chǎn)生的條件是:“接觸且有形變”,銅球和茶杯左側(cè)壁相接觸,但是否已發(fā)生了形變,不易觀察, 故只能采用“假設(shè)法”。
35、即假設(shè)茶杯左側(cè)壁與銅球沒(méi)有接觸,此時(shí)銅球受重力 G 與水平杯底對(duì)它的支持力作 用,在這兩個(gè)力的作用下,銅球仍能處于靜止?fàn)顟B(tài),故銅球與茶杯的左側(cè)壁雖然相互接觸,但并沒(méi)有擠壓 發(fā)生形變,所以茶杯的左側(cè)壁對(duì)銅球設(shè)有彈力作用。
36、 “假設(shè)法”判斷彈力有無(wú)的另一種思路為:假設(shè)所有的接觸面對(duì)研究對(duì)象均存在彈力的作用,再作出假設(shè)狀 態(tài)下研究對(duì)象的受力分析圖,判斷出物體的受力情況是否與其原來(lái)題設(shè)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相矛盾。
37、若不發(fā)生矛盾, 則假設(shè)正確;若發(fā)生矛盾,則假設(shè)不正確。
38、現(xiàn)用此思路再分析一下上述例題:假設(shè)銅球除受重力 G 和水平 杯底支持力 N 外,還受到杯的左側(cè)壁的彈力 F,作出其受力分析圖,由圖可以看出彈力 F 的水平分力將使 銅球產(chǎn)生水平向右的加速運(yùn)動(dòng)。
39、這一結(jié)果與原題設(shè)條件(銅球靜止)是相矛盾的,故假設(shè)不正確,所以,球 與杯左側(cè)壁雖接觸,但并不存在彈力。
40、 注:“假設(shè)法”是研究物理問(wèn)題的一種重要方法,它在以后的學(xué)習(xí)中還會(huì)經(jīng)常遇到,同學(xué)們?cè)趯W(xué)習(xí)中一 定要掌握這一方法的解題要領(lǐng)。
41、 三、彈力的方向。
42、 彈力是發(fā)生彈性形變的物體由于有恢復(fù)形變的趨勢(shì)所產(chǎn)生的一種力,故它作用于使該物體發(fā)生形變的另一 物體上,彈力的方向與使該物體發(fā)生形變的外力的方向相反(與該物體恢復(fù)形變的趨勢(shì)方向相同)。
43、 相互接觸的兩個(gè)物體間彈力的方向總是垂直于它們的接觸面。
44、具體說(shuō):如果接觸處的一方是平面(另一方是 平面、曲面、點(diǎn)都可以),則其彈力方向一定垂直于這個(gè)平面;如果接觸處的一方是曲面(另一方是曲面、 點(diǎn)都可以),則其彈力方向一定垂直于該面在接觸點(diǎn)處的切面,就是與曲面接觸點(diǎn)處的曲率半徑在同一直線 上。
45、 相互連接的兩個(gè)物體,其連接處的彈力方向要根據(jù)連接方式而確定:當(dāng)用細(xì)繩連接時(shí),連接處的彈力方向 總是與繩在同一直線上;當(dāng)用輕桿連接時(shí),連接處的彈力方向往往比較復(fù)雜,其彈力方向并不一定與輕桿 在同一直線上,此時(shí)彈力方向因情況而異,要具體問(wèn)題具體分析,這一點(diǎn)請(qǐng)同學(xué)們務(wù)必要注意。
46、常見(jiàn)的彈 力方向主要有以下幾種情況。
47、 1.彈簧兩端的彈力方向,與彈簧中心軸線相重合,指向彈簧恢復(fù)原狀方向。
48、 2.輕繩對(duì)物體的彈力方向,沿繩指向繩收縮方向。
49、 3.面與面接觸時(shí)的彈力方向,垂直于接觸面而指向受力的物體。
50、 4.點(diǎn)與面接觸時(shí)的彈力方向,過(guò)接觸點(diǎn)垂直于接觸面(或接觸面的切面)而指向受力物體。
51、 5.球與面接觸的彈力方向,在接觸點(diǎn)與球心的連線上,而指向受力物體。
52、 6.球與球相接觸的彈力方向,垂直于過(guò)接觸點(diǎn)的公切面,而指向受力物體。
53、 7.輕桿兩端受到拉伸或擠壓時(shí)會(huì)出現(xiàn)彈性拉力或壓力,拉力或壓力的方向沿細(xì)桿方向。
54、因?yàn)榇藭r(shí)只有輕桿 兩端受力,在這兩個(gè)力作用下桿處于平衡,則這兩個(gè)力必共線,即沿桿的方向,當(dāng)桿受力較復(fù)雜時(shí),桿中 彈力的方向要具體問(wèn)題具體分析。
55、 四、根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)情況,利用平衡條件或動(dòng)力學(xué)規(guī)律判斷。
56、 彈力方向的判定方法及應(yīng)用 曾慶波 彈力是力學(xué)中三種重要的性質(zhì)力之一,很多物體往往受彈力作用。
57、受力分析時(shí)彈力方向的確定是同學(xué)們學(xué) 習(xí)的一個(gè)難點(diǎn)。
58、下面就如何確定彈力的方向,為同學(xué)們做一簡(jiǎn)要介紹,供同學(xué)們參考。
59、 1. 根據(jù)物體形變的方向判定。
60、 物體受到的彈力的方向與施力物體的形變方向相反。
61、 例 1. 如圖 1 所示,分析物塊所受彈簧彈力 F 的方向。
62、 圖1 解析:彈簧在物塊重力作用下豎直向下被拉長(zhǎng)(形變方向豎直向下),則木塊(受力物體)所受彈簧(施 力物體)的彈力 F 方向豎直向上(與彈簧形變的方向相反)。
63、 2. 根據(jù)使物體發(fā)生形變的外力方向判定。
64、 彈力的方向與作用在施力物體上,使物體發(fā)生形變的外力方向相反。
65、 例 2. 如圖 1 所示,分析物塊所受彈簧彈力的方向。
66、 解析:使彈簧發(fā)生形變的外力是物塊的重力 G(方向豎直向下),則物塊受到的彈簧的彈力 F 的方向與物 塊所受重力 G 的方向相反,即豎直向上。
67、 3. 根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)情況,利用物體的平衡條件(或動(dòng)力學(xué)規(guī)律)判定。
68、 例 3. 如圖 2 所示,一輕質(zhì)桿架固定在水平地面上,一端固定一重力為 G 的球,并處于平衡狀態(tài)。
69、分析球 受到的桿的拉力。
70、 圖2 解析:對(duì)球受力分析知球受到豎直向下的重力,因球處于平衡狀態(tài),由二力平衡條件知,球必定受到斜桿 對(duì)它的豎直向上的彈力。
71、 4. 判定彈力方向時(shí)常見(jiàn)的幾種典型情況: (1)輕質(zhì)彈簧兩端的彈力方向,與彈簧中心軸線相重合,指向彈簧恢復(fù)原狀的方向。
72、 (2)輕繩對(duì)物體的彈力(即繩對(duì)物體的拉力)方向,總是沿著繩指向繩收縮的方向。
73、 (3)輕質(zhì)桿對(duì)物體的拉力或支持力的方向,不一定沿著桿的方向。
74、 注:例 3 就能說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題。
75、 (4)面與面接觸的彈力方向,垂直于接觸面指向受力物體。
76、如圖 3 所示。
77、 圖3 (5)點(diǎn)與面接觸的彈力方向,過(guò)接觸點(diǎn)垂直于接觸面(或接觸面的切線),指向受力物體。
78、如圖 4 甲、乙 所示。
79、 圖4 (6)球與面接觸的彈力方向,過(guò)接觸點(diǎn)垂直于接觸面(即在接觸點(diǎn)與球心的連線上),而指向受力物體。
80、 如圖 5 所示。
81、 圖5 (7)球與球相接觸的彈力方向,垂直于過(guò)接觸點(diǎn)的公切面(即在兩球心的連線上),而指向受力物體。
82、如 圖 6 所示。
83、 圖6 應(yīng)用練習(xí): 1. 關(guān)于彈力的說(shuō)法正確的是( ) A. 相互接觸的物體間必有彈力 B. 拉力、壓力、支持力都是彈力 C. 輕繩、輕桿上產(chǎn)生的彈力,其方向總是在沿繩、桿的直線上 D. 壓力、支持力的方向總是垂直于接觸面 2. 在如圖 7 所示中,畫(huà)出甲圖球和乙圖木桿受到的彈力和重力。
84、(圖中 O 點(diǎn)是物體的重心,P 點(diǎn)是球的球 心) 圖7 3. 如圖 8 所示,分析甲、乙兩種情況下,小球是否受到斜面的彈力作用,方向如何? 圖8 參考答案: 1. BD 2. 如圖 9 所示。
85、 圖9 3. 提示:用假設(shè)法分析,即假設(shè)將甲圖中的斜面撤走,發(fā)現(xiàn)球不動(dòng),則甲圖中的球不受斜面的彈力;假設(shè) 將乙圖中的斜面撤走,發(fā)現(xiàn)球動(dòng),則乙圖中的球受斜面對(duì)它的彈力,方向垂直斜面向上。
86、 例析彈力方向的判斷 蔣為民 彈力的產(chǎn)生條件是:(1)兩個(gè)物體相互接觸;(2)接觸處發(fā)生彈性形變。
87、彈力的方向垂直接觸面。
88、對(duì)于 繩的彈力一定指向繩收縮的方向,對(duì)于桿的彈力可以沿桿的方向也可以不沿桿的方向,現(xiàn)分析如下: 一、點(diǎn)與平面接觸時(shí),彈力的方向垂直平面 例 1. 如圖 1 所示,桿的一端與墻接觸,另一端與地面接觸,且處于靜止?fàn)顟B(tài),分析桿 AB 受的彈力。
89、 圖1 解析:桿的 A 端屬于點(diǎn)與豎直平面接觸,彈力 N1 的方向垂直墻面水平向右,桿的 B 端屬于點(diǎn)與水平平面接 觸,彈力 N2 的方向垂直地面向上,如圖 1 所示。
90、 二、點(diǎn)與曲面接觸時(shí),彈力的方向垂直過(guò)切點(diǎn)的切面 例 2 如圖 2 所示,桿處在半圓形光滑碗的內(nèi)部,且處于靜止?fàn)顟B(tài),分析桿受的彈力。
91、 解析:桿的 B 端屬于點(diǎn)與曲面接觸,彈力 N2 的方向垂直于過(guò) B 點(diǎn)的切面,桿在 A 點(diǎn)屬于點(diǎn)與平面接觸,彈 力 N1 的方向垂直桿如圖 2 所示。
92、 圖2 三、平面與平面接觸時(shí),彈力的方向垂直于接觸面 例 3 如圖 3 所示,將物體放在水平地面上,且處于靜止?fàn)顟B(tài),分析物體受的彈力。
93、 解析:物體和地面接觸屬于平面與平面接觸,彈力 N 的方向垂直地面,如圖 3 所示。
94、 圖3 四、平面與曲面接觸時(shí),彈力方向垂直于平面 例 4 如圖 4 所示,一圓柱體靜止在地面上,桿與圓柱體接觸也處于靜止?fàn)顟B(tài),分析桿受的彈力。
95、 解析:桿的 B 端與地面接觸屬于點(diǎn)與平面接觸,彈力 N2 的方向垂直地面。
96、桿與圓柱體接觸的 A 點(diǎn)屬于平面 與曲面接觸,彈力 N1 的方向過(guò)圓心垂直于桿向上。
97、如圖 4 所示。
98、 圖4 五、繩的彈力沿繩的方向且指向繩收縮的方向 例 5 如圖 5 所示,兩條細(xì)繩上端固定,下端與物體接觸,物體處于平衡狀態(tài),分析物體受的彈力。
本文分享完畢,希望對(duì)大家有所幫助。
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