2018版高中物理沪科版必修1学案：第3章 力与相互作用

学案5分析物体的受力
[目标定位] 1.知道重心的概念.2.能够准确地绘出物体的受力示意图，初步掌握分析物体受力的一般的方法.3.进一步熟练判定弹力的方向，能根据平衡法、假设法确定弹力的有无和方向.4.进一步熟练掌握静摩擦力、滑动摩擦力方向的判定和大小的计算方法．
一、受力分析
1．意义：任何物体的运动变化，都跟它受到的力的大小、方向有关．因此学会对物体进行受力分析，是研究物体运动的基础，也是学好力学的先决条件．
2．_______是受力分析的着眼点．力学中的研究对象，可以是某个________、_______或某个作用点．
3．受力分析的一般步骤
(1)明确研究对象，即首先确定我们要分析哪个物体的受力情况，研究对象可以是单个物体(质点、结点)，也可以是两个(或多个)物体组成的整体；
(2)隔离分析：将研究对象从周围物体中隔离出来，分析周围有哪些物体对它施加了力的作用；
(3)按重力、弹力、摩擦力、其他力的顺序，依据各力的方向，画出各力的示意图．
注意实际物体运动时的受力情况往往是很复杂的．许多时候，为了使问题简化，可以略去某些次要因素，这是物理中常用的一种研究方法．
例1画出下列两种情况下，物体A的受力示意图．
(1)物体A静止在斜面上(如图1所示)
图1
(2)物体A在拉力F作用下沿水平面匀速运动(如图2所示)
图2
针对训练1如图3所示，物体A靠在竖直墙面上，在力F作用下，A、B保持静止状态，请分析B受到几个力的作用？
图3
二、重力及重心的理解
1．重力
(1)重力的大小：由于地球的吸引而使物体受到的力，其大小G＝________.g为重力加速度，g ＝9.8 m/s2，同一地点，重力的大小与质量成正比，不同地点因g值不同而不同．(注意：重力的大小与物体的运动状态无关，与物体是否受其他力无关)
(2)方向：总是________________．
(3)作用点：在重心上．
2．重心
(1)一个物体各部分都会受到重力的作用，从效果上，可以把这些作用力视作______________，这一点称为重心．
(2)质量分布均匀、规则的物体，重心就在其_________________________________________ ________________________________________________________________________.
(3)质量分布不均匀的物体，其重心的位置跟物体的形状和质量分布有关，并且它既可以在物体内部，也可以在物体外部．比如一根均匀直铁丝的重心位置在其中心O，把它弯成一个圆环或直角形状，重心位置就在圆心或空间某点上．
例2关于重力和重心，下列说法正确的是()
A．当物体漂浮在水面上时重力会减小
B．放置在水平面上的物体对水平面的压力就是物体的重力
C．物体的重心位置总是在物体的几何中心上
D．物体的重心位置可能随物体形状的变化而改变
三、弹力有无的判定
判断弹力是否存在的方法——假设法
1．假设无弹力：在该处将与研究对象接触的另一物体去掉，即假设不存在弹力，看研究对象在该位置是否保持原来的状态．
2．假设有弹力：就是假设与研究对象接触的物体对研究对象施加了弹力，画出假设状态下的受力分析图，判断受力情况与存在状态是否矛盾，若矛盾，则不存在弹力，若不矛盾，则此弹力存在．
例3如图4所示，一小球用两根轻绳挂于天花板上，球静止，绳1倾斜，绳2恰好竖直，
则小球所受的作用力有()
图4
A．1个B．2个
C．3个D．4个
针对训练2在下列各图中，A、B之间一定有弹力的是()
四、静摩擦力有无及方向的判断
静摩擦力有无及方向的判断方法
1．平衡条件法
当相互接触的两物体处于静止状态或匀速直线运动状态时，可根据二力平衡条件判断静摩擦力的存在与否及其方向．
2．假设法
利用假设法进行判断时，可按以下思路进行分析：
例4(多选)如图5所示，物体A、B叠放在水平面上，水平力F作用在A上，使二者一起向左做匀速直线运动，下列说法正确的是()
图5
A．A、B之间无摩擦力
B．A受到的摩擦力水平向右
C．B受到A的摩擦力水平向左
D．地面对B的摩擦力为静摩擦力，水平向右
1．(对重心的理解)(多选)关于物体的重心，下列说法正确的是()
A．物体的重心一定在物体上
B．用线竖直悬挂的物体静止时，线的方向一定通过重心
C．一块砖平放、侧放或立放时，其重心在砖内的相对位置不变
D．舞蹈演员在做各种优美的动作时，其重心在体内相对位置不变
2．(弹力有无的判断)如图6所示，将一个钢球分别放在量杯、口大底小的普通茶杯和三角烧杯中，钢球与各容器的底部和侧壁相接触，处于静止状态．若钢球和各容器的接触面都是光滑的，各容器的底面均水平，则以下说法中正确的是()
图6
A．各容器的侧壁对钢球均无弹力作用
B．各容器的侧壁对钢球均有弹力作用
C．量杯的侧壁对钢球无弹力作用，其余两种容器的侧壁对钢球均有弹力作用
D．口大底小的普通茶杯的侧壁对钢球有弹力作用，其余两种容器的侧壁对钢球均无弹力作用3．(摩擦力有无及方向的判断)(多选)若例题中的水平力F作用在物体B上，A、B一起做匀速直线运动，如图7所示，则()
图7
A．A、B之间无摩擦力
B．A受到的摩擦力水平向右
C．B与地面之间无摩擦力
D．地面对B的摩擦力水平向右
4．(受力分析)画出图8(1)～(4)中静止物体A的受力示意图(注意：图中球形物体的接触面光滑)．
图8
答案精析
知识探究
一、
2．明确研究对象物体物体的一部分
例1见解析图
解析以A为研究对象，按重力、弹力、摩擦力，其它力的顺序画受力示意图．
针对训练14个力
二、
1．(1)mg(2)竖直向下 2.(1)集中作用于一点(2)几何中心
例2D[物体的重力与物体所处状态无关，A错；物体对水平面的压力与物体的重力的施力物体及受力物体不同，B错；物体的重心位置与物体的形状及质量分布有关，只有质量分布均匀、形状规则的物体的重心才在其几何中心，C错，D对．]
例3B[假设绳1对球有作用力，该作用力的方向斜向左上方，另外球在竖直方向上受重力和绳2的拉力，在这三个力的作用下球不可能保持平衡，所以绳1不可能对球施加拉力，小球只受重力和绳2的拉力．故B正确．]
针对训练2 B
例4BC[对A物体，由于A匀速运动，由二力平衡可知，B对A的摩擦力必与F等大反向，故A错误，B正确；对B物体，由力的作用的相互性知，B对A的摩擦力一定与A对B的摩擦力反向，故B受到A的摩擦力水平向左，故C正确；对A、B整体分析，由于AB一起向左匀速运动，则地面对B的摩擦力一定为滑动摩擦力，且水平向右，故D错误．]
达标检测
1．BC 2.A 3.AD
4.。