力的概念与基本性质ppt课件

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新人教版物理课件：力和物体的平衡01力的基本概念

例2.图中AC为竖直墙面，AB为均匀横梁，其重量为G，处于水平位置.BC为支持横梁的轻杆，A、 B、C三处均用铰链连接.试画出横梁B端所受弹力的方向. 解：轻杆BC只有两端受力，所以B端所受压力沿杆向斜下方，其反作用力轻杆对横梁的弹力F沿轻杆延长线方向斜向上方. A F B
C
轻杆处于平衡状态，利用二力平衡条件，根据力产生的效果进行受力分析。
⑶作用点：①概念：物体的各部分都受重力的作用，但从效果（产生加速度或使物体发生形变）上看，我们可以认为物体各部分受到的重力都集中在一点（各部分重力的合力的作用点），这个点就是重力的作用点，叫做物体的重心．②测量：薄板可用悬挂法测出
物体的重心位置与物体的质量分布和形状两个因素有关，只有质量分布均匀的有规则几何形状的物体的重心才在其几何中心。
有相对运动趋势有相对运动
1.与弹力方向垂直 2.与接触面相切
与相对 0<f≤fm 运动趋牛顿定律或势方向平衡条件计算相反
与相对运动方向相反
f N
两个有关两个无关
弹力和静摩擦力是被动力，它们由主动力和物体的运动状态（加速度）共同决定。通常用平衡条件或牛顿运动定律判断方向和求解大小。滑动摩擦力大小可根据 f=μN直接求解或根据牛顿定律和平衡条件间接求解
例5. 在一粗糙的斜面上放置一正方形的箱子，其内部刚好放入一个质量一定的金属球，现在从斜面顶端释放箱子，在其加速下滑的过程中，下列关于球对箱子的作用力说法正确的是 A．球对箱子a面有压力 B．球对箱子b面有压力 C．球对箱子c面有压力 D．球对箱子d面有压力 FN 解:金属球刚好放入箱子，什么球与箱子以共同的 ( M m ) g cos 加速度向下运动，先以整体为研究对象，进行受力分析，根据牛顿第二定律得

《力的分解》PPT课件

地貌。
水流冲刷
河流中的水流通过冲刷和搬运作用，将力量分解到河岸两侧，导致河岸的侵蚀和地形的改变。
地震波传播
地震波在地壳中传播时，会将力量分解到不同方向上，导致地面的震动和建筑物的破坏。
05
力的分解实验设计与操作
实验目的与器材准备
实验目的
通过实验操作，探究力的分解规律，理解分力与合力的关系，加深对力的分解原理的认识。
器材准备
弹簧测力计、细绳、滑轮、重物、支架、坐标纸、铅笔等。
实验步骤及注意事项
1. 组装实验装置
将滑轮固定在支架上，细绳一端绕过滑轮并悬挂重物，另一端连接弹簧测力计。
2. 调整实验装置
确保滑轮水平且细绳与滑轮切线方向一致，调整弹簧测力计至零位。
实验步骤及注意事项
3. 进行实验测量
逐渐改变重物质量，记录弹簧测力计示数及细绳与水平方向的夹角。
三角形法则
把两个矢量首尾相接，从第一个矢量的始端点到第二个矢量的末端点的矢量就是这两个矢量的和。当两个矢量不共线时，三角形法则与平行四边形法则实质是一样的。
03
力的分解实例分析
斜面上的物体受力分析
斜面倾角对物体受力的影响
01
随着斜面倾角的增大，物体所受重力沿斜面向下的分力增大，
而垂直于斜面的分力减小。
4. 数据处理与分析
根据实验数据绘制图表，分析分力与合力的关系。
实验步骤及注意事项
注意事项 1. 保持滑轮水平，避免摩擦力对实验结果的影响。
2. 细绳与滑轮切线方向应一致，确保测量准确性。
实验步骤及注意事项
01
3. 逐渐增加重物质量，避免一次性增加过多导致实验失败。
02
4. 记录数据时，注意保持测量精度和准确性。

土木工程力学第2章

04
第4节
受力分析与受力图
第2章力学基础知识
第 4 节受力分析与受力图
在对杆件（或结构）进行力学计算时，首先要对它们进行受力分析。受力分析：指分析杆件（或结构）受到哪些力的作用，以及每个力的作用线位置和方向，哪些是已知力，哪些是未知力，通过什么途径求出末知力等。为了清晰地表示出物体的受力情况，便于分析计算，需把研究对象上的全部约束解除，并把它从周围物体中分离出来，用简图单独画出，这个简图中的物体称之为脱离体，亦称隔离体；解除约束后，欲保持其原有的平衡状态，必须用相应的约束力来代替原有约束作用。将作用于脱离体上的所有主动力和约束力，以力矢形式表示在脱离体上，称之为受力图。画受力图的步骤（1）明确研究对象，画出研究对象的脱离体图。（2）在脱离体上画出全部主动力。
例已知力作用在平面板A点处，且知 F=100 kN，板的尺寸如下图所示。试计算力对 O 点之矩。
例2-2
第 2 节力矩与力偶
三、力偶
在力学中，将使物体产生转动效应的一对大小相等、方向相反、作用线平行的两个力，称为力偶。
力偶是一个基本的力学量，并具有一些独特的性质，它既不能与一个力平衡，也不能合成为一个合力，只能使物体产生转动效应。力偶中两个力作用线所决定的平面称为力偶的作用平面，两力作用线之间的距离 d 称为力偶臂，力偶使物体转动的方向称为力偶的转向。力偶对物体的转动效应，取决于力偶中的力与力偶臂的乘积，称为力偶矩，记作m（ F，F′）或m，即 M（F，F′）＝±Fd 在平面内，力偶矩和力矩一样都是代数量。其正负号表示力偶的转向，其正负号规定与力矩一样，即逆时针转向时，力偶矩为正，反之为负。力偶矩的单位与力矩一样，也是N²m 或kN²m 。力偶矩的大小、转向和作用平面，称为力偶的三要素。三要素中的任何一个发生了改变，力偶对物体的转动效应都将发生改变。

机械基础教材第一章力系与平衡知识ppt课件

5
§1.1 力的概念与基本性质
5.力矢量:力是具有大小和方向的量，所以力是矢量，且作用于物体上的力是定位矢量。
6.力的图示: 力的三要素可以用有向线段表示。线段的长度按一定比例表示力的大小，线段的方位和箭头的指向表示力的方向，线段的起点或终点表示力的作用点。过力的作用点，沿力矢量的方位画出的直线，称为力的作用线。
受力分析的步骤：确定研究对象：需要研究的物体(物体系统)。取分离体：设想把研究对象从周围的约束中分离出来，单独画其简图，称为取分离体。受力分析：分析分离体受几个外力作用，每个力的作用位置和方向。画受力图：在分离体上将物体所受的全部外力（包括主动力和约束力）画在相应力的作用点上。
50
§1.3 约束、约束力、力系和受力图的应用画受力图时必须清楚：
48
§1.3 约束、约束力、力系和受力图的应用二、受力图受力图：将研究对象从周围物体中分离出来，将周围物体对它的作用以相应
的主动力和约束力代替，这种表示物体受力情况的简明图形称为受力图。
49
§1.3 约束、约束力、力系和受力图的应用受力分析的方法: 解除约束定理：受约束的物体受到某些主动力的作用时，若将其全部（或部分）约束除去，代之以相应的约束力，则物体的运动状态不受影响。解除约束后的物体称为分离体或隔离体（自由体）。
“＋” —— 使物体逆时针旋转的力矩为正值； “－” —— 使物体顺时针旋转的力矩为负值。
【注意】由力矩的定义可知：
（1）当力的大小等于零或力的作用线通过矩心（力臂d=0）时，力对
点之矩等于零；（2）当力沿其作用线移动时，力对点之矩不变。
14
二、力偶力偶实例
§1.2 力矩、力偶与力的平移
F1 F2

大学物理力学(全)ppt课件

碰撞后两物体粘在一起以共同速度运动的碰撞。此时机械能损失最大，动能
之和最小。
05
流体力学基础
流体的性质与分类
流体的定义
流体是指在外力作用下，能够连续变形且不能恢复原来形状的物质。
流体的性质
流动性、压缩性、黏性。
流体的分类
按物理性质可分为气体和液体；按化学性质可分为纯净物和混合物。
流体静力学
重力势能
重力做功与路径无关，只与初末位置的高度差有关。 03
机械能守恒定律
04 只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。
刚体定轴转动动力学
刚体定轴转动的描述
角速度、角加速度和转动惯量等物理量的定义和计算。
刚体定轴转动的动能定理
刚体定轴转动时，合外力矩对刚体所做的功等于刚体转动动能的变化。
弹性势能与动能之间的转化
在振动过程中，物体的动能和弹性势能不断相互转化。
弹性碰撞与非弹性碰撞
弹性碰撞
碰撞过程中，物体间无机械能损失的碰撞。碰撞后两物体以相同的速度分开
，且动能之和不变。
非弹性碰撞
碰撞过程中，物体间有机械能损失的碰撞。碰撞后两物体以不同的速度分开
，且动能之和减小。
完全非弹性碰撞
伯努利方程的应用
伯努利方程在流体力学中有广泛的应用，如计算管道中流体的流速和流量、分析机翼升力原理、解释喷雾器工作原理等。同时，伯努利方程也是一些工程领域（如水利工程、航空航天工程等）中设计和分析的重要依据。
06
分析力学基础
约束与自由度
约束的概念
约束是对物体运动的一种限制，它减少了物体的自由度。
牛顿运动定律
牛顿第一定律（惯性定律）

理论力学ppt

三.力对点的矩
z
B
1.力对点的矩
mo(F)
mo(F) = r×F
mo(F)表示力F绕O点
A
r
O
y
转动的效应.O点称为矩
d
x
心.力矩矢是定位矢量.
力矩的三要素:力矩的大小;力矩平面的
方位;力矩在力矩平面内的转向.
力矩的几何意义: mo(F) =±2OAB面积=±Fd 力矩的单位: N·m 或 kN·m
a an2 at2 R 2 4
方向为
tan

at an
R 2R
2
结论: （1）在每一瞬时，转动刚体内所有各点的速度和加速度的大小，分别与这些点到转轴的距离成正比。
（2）在每一瞬时，转动刚体内所有各点的全加速度 a 的方
向与半径间的夹角都相同。
速度分布图
加速度分布图
四刚体的转动惯量与飞轮的作用
1.转动惯量的概念
n
I mi i2 i 1
转动惯量反映物体转动时惯性的大小。物体的转动惯量，一方面决定于物体的形状，另一方面又决定于转动轴的位置。
四刚体的转动惯量与飞轮的作用
2.飞轮的作用（1）使转速变化均匀（2）改善扭转特性，减缓机械振动（3）改善机器的启动和操纵性能
三.力对点的矩
2.合力距定理
定理：平面汇交力系的合力对平面内任一点之距，等于其所有分力对于同一点力矩的代数和
四.力偶及其性质
F
1力偶(F ,F)
B A
力偶作用面和力偶臂d.
F´
力偶无合力.因此力偶不能与一个力等效,也不能用一个力来平衡.力偶只能与力偶等效或平衡.
四.力偶及其性质 2力偶的三要素

1-1 力的概念与基本性质

a）夹紧力作用点的选择
b）
夹紧力作用点的选择
二、力的基本性质 1．作用与反作用公理（公理 1）作用与反作用公理：两个物体间的作用力与反作用力总是同时存在、同时消失，且大小相等、方向相反，其作用线沿同一直线，分别作用在这两个物体上。
作用力与反作用力示意图
2．二力平衡公理（公理 2）二力平衡公理：作用于同一刚体上的两个力，使刚体平衡的必要且充分条件是这个力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。二力平衡条件只适用于刚体。刚体是指在力的作用下形状和大小都保持不变的物体，即理想模型。对于变形体，二力平衡条件只是必要的，而非充分的。
§1—1 力的概念与基本性质
理解力的概念与基本性质。
提水
掰手腕
一、力的概念力——使物体的运动状态发生变化或使物体产生变形的物体间的相互机械作用。
火箭点火后,由静止状态变为运动状态
弹簧受压后发生压缩变形
力的作用效果
力的作用效果
力的三要素：力的大小、方向和作用点。
力的三要素
ห้องสมุดไป่ตู้
力的三要素
夹紧力作用点的选择
二力平衡公理示意图
受等值、反向、共线的两压力作用下的绳索不能保持平衡
螺母受力分析
巧拆锈死螺母
3．力的平行四边形公理（公理 3）力的平行四边形公理：作用于物体上同一点的两个力，可以合成为一个合力，合力也作用于该点上，其大小和方向可用以这两个力为邻边所构成的平行四边形的对角线来表示。
人力队伍与大象
人力队伍与大象
推论（三力平衡汇交定理）：若作用于物体同一平面上的三个互不平行的力使物体平衡，则它们的作用线必汇交于一点。
三力平衡汇交定理

《初中物理力学》课件

天等领域。
力学的重要性
力学是物理学的基础学科之一，对于理解其他物理现象和科学规律具有重要意义。
力学在日常生活和生产中有着广泛的应用，如建筑结构的稳定性、机械设备的运动和受力分析等。
掌握力学知识有助于培养学生的逻辑思维、分析和解决问题的能力。
力学的发展历程
古代希腊的阿基米德等科学家对静力学做出了重要贡献。
公式表示为
F=ma，其中F代表物体所受的合力， m代表物体的质量，a代表物体的加速度。
牛顿第二定律的表述
牛顿第二定律表述为：力是改变物体运动状态的原因。也就是说，力可以使物体产生加速度，改变物体的速度大小或方向。
牛顿第二定律的理解
要理解牛顿第二定律，首先要理解力的概念。力是一个物体对另一个物体的作用，可以改变物体的运动状态。
03
重力的施力物体：地球。
04
重力的方向：竖直向下。
重力的方向
确定重力方向的方法：通过重垂线或水平面来判断。
重力方向的特性：始终指向地心。
重力方向的应用：在建筑、制造等领域中，确定垂直方向和水平面。
重力的计算公式
01
02
03
重力计算公式
$G = mg$，其中$G$表示重力，$m$表示质量， $g$表示重力加速度。
其次，要理解加速度的概念。加速度是描述物体速度变化快慢的物理量，可以用来衡量物体运动状态的改变程度。
牛顿第二定律的应用
01
02
03
04
牛顿第二定律的应用非常广泛，包括天体运动、车辆行驶、
机械运动等领域。
在天体运动中，万有引力定律和牛顿第二定律一起解释了行星、卫星等天体的运动规律。
在车辆行驶中，牛顿第二定律可以用来解释车辆加速、减速和转弯时的运动状态变化。

力学教学课件ppt

04
力学实验与实验设备
力学实验的基本类型与目的
验证性实验
旨在通过实验验证力学理论或定律。
研究性实验
旨在通过实验研究力学现象或材料的力学性能。
综合性实验
旨在通过实验综合运用多种力学理论或技术。
实验设备与实验方法
力学试验机
振动测试系统
用于测试材料或结构的强度、刚度和稳定性。
用于测试结构的振动特性及其对外部激励的响应。
1. 动力学的基本原理：包括牛顿运动定律、动量定理、动能定理等。
详细描述
2. 应用：利用动力学原理分析实际问题，如车辆行驶时的阻力、火箭升空所需的推力等。
03
力学应用
结构力学与材料力学
• 结构力学 • 静力学：研究物体在力作用下的平衡和变形规律。 • 动力学：研究物体在运动状态下受到的力和运动规律。 • 弹性力学：研究物体在弹性范围内的变形和应力关系。 • 材料力学 • 材料强度：研究材料在受力作用下的强度和屈服条件。 • 材料刚度：研究材料在受力作用下的变形和弹性模量。 • 材料稳定性：研究材料在受力作用下的失稳条件和稳定性问题。
流体力学与液压传动
• 流体力学 • 流体静力学：研究流体在静止状态下的压力和平衡规律。 • 流体动力学：研究流体在运动状态下的速度和应力关系。 • 流体阻力和压强：研究流体在运动中遇到的阻力和压强分布规律。 • 液压传动 • 液压泵和液压马达：提供液压系统动力输出的设备。 • 液压阀和液压缸：控制液压系统流量和压力的设备。 • 液压系统的维护和调试：保证液压系统正常运行的技术措施。
力学的发展历程与重要性
总结词
力学的发展历程可以追溯到古代，经历了多个阶段，并在科学技术的进步中扮演重要角色。

静力学基本知识PPT53页课件

对研究对象进行受力分析的步骤为：（1）取隔离体。将研究对象从与其联系的周围物
体中分离出来，单独画出。这种分离出来的研究对象称为隔离体。
（2）画主动力和约束反力。画出作用于研究对象上的全部主动力和约束反力。这样得到的图称为受力图或隔离体图。
【例2-2】小车连同货物共重W，由绞车通过钢丝绳牵引沿斜面匀速上升。不计车轮与斜面间的摩擦，试画出小车的受力图。
2.1 力的基本概念及力的效应
2.1.1 力的概念
（1）力的定义力是物体间的相互机械作用。这种作用使
物体的运动状态或形状发生改变。
（2）力的三要素力对物体的作用效应取决于力的大小、方向和作用点，称为力的三要素。
（3）力的分类集中力——当力作用的面积很小以至可以忽略
时，就可近似地看成一个点。作用于一点上的力称为集中力，单位为N（牛顿）或kN（千牛顿）。
MO(F)＝ MO(Ft)＋MO(Fr) 因力Fr通过矩心O，故MO(Fr)＝0，于是
MO(F)＝ MO(Ft)＝－FtD2＝－（Fcos）D2 ＝－75.2Ｎm
2.5 力偶及力偶矩
2.5.1 力偶的定义两个大小相等、方向相反且不共线的平行力组成
的力系称为力偶，记为（F，F′）。
力偶的作用面——力偶所在的平面。力偶臂——组成力偶的两力之间的距离。
FT
FA
FB
（2）光滑接触面
当两物体的接触面之间的摩擦力很小、可忽略不计，就构成光滑接触面约束。光滑接触面只能限制被约束物体沿接触点处公法线朝接触面方向的运动，而不能限制沿其他方向的运动。因此，光滑接触面的约束反力只能沿接触面在接触点处的公法线，且指向被约束物体，即为压力。这种约束反力也称为法向反力。

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21
D 3．放在水平桌面上的墨水瓶，是一对平衡力的
是（）
A.瓶的重力和瓶对地球的引力 B.瓶压桌面的力和桌面对瓶的支持力 C.瓶压桌面的力和瓶的重力 D.瓶的重力和桌面的支持力
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22
4.有两个力，力的三要素都相同，则
该两个力（ c ）
A.是相互作用力
B.一定是平衡力
C.一定不是平衡力
F1=5N
F2=5N
C
F1=5N D
F2=5N F2=5N
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20
1.讨论：质量是50千克的灯泡悬挂在电线上静止不动，电线对灯的拉力是多大？方向如何？
2、下列物体中，受力不平衡的物体是（ A ）
A地球同步卫星
B匀速竖直向上的直升飞机
C静止在水平面上的课本
D在平直铁轨上匀速直线行驶的火车
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力的概念与基本性质
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1
引入：初识“力”
活动：
1、拔河 2、挤汽球
结论： “力”
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2
一、力的概念
1、力的定义
①力是物体之间相互作用产生的；
②作用的效果是使物体的运动状态发生变化，同时使物体的形状发生改变。
因此，力不能脱离实际物体而存在。
力使物体的运动状态发生改变的效应称为外效应，而使物体发生变形的效应称为内效应。刚体只考虑外效应；变形固体还要研究内效应。
即：同时存在，同时消失，等值、反向、共线，作用在相互作用的两个物体上。
[例] 吊灯受力分析：
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11
【例2】关于两物体间的相互作用，下面说法正确的是
C( )
A、马拉车不动，是因为马拉车的力小于车拉马的力 B、马拉车前进，是因为马拉车的力大于车拉马的力
C 、马拉车不论动还是不动，马拉车的力的大小总等于车拉马的力的大小
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3
2、力的三要素
思考：
刚才拔河时获胜小组在用力时，力的作用效果取决于哪些要素：
1）、力的大小。表示物体间相互作用的强弱程度。单位：牛顿（N）或千牛顿（KN）
2）、力的方向。表示力的作用线在空间的方位和指向。
3）、力的作用点。表示力的作用位置。
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4
3、力的图示法
力用一个矢量表示。如图所示，矢量的方位和指向表示力的方向；矢量的起点（或终点）表示力的作用点。力矢量常用黑体字母F表示。
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7
结论：
任何时刻，两弹簧称读数一致！
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8
对作用力与反作用力的理解
１．作用力与反作用力等大，反向，作用在同一条直线上。
2．作用力与反作用力总是同时产生，同时消失，同时改变。
3．作用力与反作用力是一对性质相同的力。
4．作用力与反作用力的分别作用在两个不
同的物体上。
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14
探究：二力平衡的条件
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二力平衡的条件：
作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反，并且在同一条直线上，这两个力就彼此平衡。
即合力为零（F合=0）
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生活中的二力平衡例子：两人推门
F2
F1
F1= F2
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悬挂着的电灯 F
G
F=G
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18
公理二：二力平衡公理
D 、马拉车不动或匀速前进时，才有马拉车的力与车拉马的力大小相等
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12
公理二：二力平衡公理
观察与分析：
静止的电灯受到几个
F
力的作用？
这几个力有什么样的
特点？
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G
13
概念：
平衡状态：静止或匀速直线运动
二力平衡：物体受二个力而处于平衡状态
★请举出处于二力平衡的物体？
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结论：作用于同一个刚体上的两个力，使刚体处于平衡状态的必要与充分条件是这两个力（同时满足）（1）大小相等 F1 = F2 （2）方向相反 F1 = –F2 （3）作用线共线。（必须共线，平行都不可以！）
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19
请分析
下列情况，两力平衡了吗？为什么？
F1=5N
F2=5N
F1=3N
A
B
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27
概念：作用于物体上同一点的两个力，可以合成为一个合力，合力的作用点也在该点，合力的大小和方向，由这两个力为边构成的平行四边形的对角线确定。
F1
FR
F2 A
以FR表示力F1和力F2的合力，则可以表示为 FR=F1+F2
即作用于物体上同一点两个力的合力等于这两个力的矢量合。
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【例1】细绳上端固定在天花板上，下端悬挂一个电灯，如图所示。这时有几对作用力和反作用力？
天花板对细绳的拉力 F N 细绳对天花板的拉力 F ´ N
细绳对电灯的拉力F
电灯对细绳的拉力F´
地球对电灯的引力G
电灯对地球的引力G´
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10
作用力和反作用力永远是:等值、反向、共线、异体、且同时存在。
B F
A
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5
公理一：作用力与反作用力
两物体间相互作用的力总是同时存在，两力的大小相等、方向相反，沿同一作用线，并分别作用于两个相互作用的物体上。
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6
小实验
二个同学，做以下实验：两个弹簧称分别做以下实验： 1）、A主动拉B 2）、B主动拉A 3）、A、B对拉思考： 1、哪一个弹簧称先出现读数？ 2、哪一个弹簧称先出现读数？ 3、两个弹簧称受力的方向有什么关系？
D.缺乏条件无法确定
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23
一降落伞重为50N，运动员在空中张开伞
匀速直线下降，在此过程中运动员和伞受
到空气阻力大小为750N ，则运动员重
力为（ A、750N
C
）
B、800N
C、700N
D、50N
F
精选ppt
G1 G2
24
精选ppt
25
公理三：平行四边形法则
精选ppt
26
问题：以上这些现象有什么共同特点？
28
力的分解
y
Fx F cos
Fy
F sin
Fy
F
其中为力F与x轴之间的夹角。
x Fx
精选ppt
29
例1：已知物体受到大小都是6N，夹角为00的两个力的
作用，求这两个力的合力？
精选ppt
30
例2：
已知物体受到大小都是6N，夹角为1800的两个力的作用，求这两个力的合力？
精选ppt
31