2018高中物理人教必修一课件：3习题课 物体的受力分析
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习题课
物体的受力分析
对摩擦力的分析与计算
• [要点归纳] • 1．对摩擦力的进一步理解 • (1)摩擦力的方向与“相对运动”或“相 对运动趋势”方向相反，但并不一定与物体 的运动方向相反。 • (2)摩擦力阻碍的是物体的“相对运动” 或“相对运动趋势”，并不是阻碍物体的运 动，摩擦力并不都是阻力。
(4)当F＝6 N时，木块受到的摩擦力为多大？
图2
• •
解析 分析木块的受力情况， 如图所示。
•
(1)、(2)木块静止，根据二力平衡，竖直 方向上的静摩擦力等于重力，Ff1＝Ff2＝G＝6 N，与压力大小无关。
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(3)木块沿墙面下滑时，木块与墙壁间的 摩擦力为滑动摩擦力， Ff3＝μFN FN＝F 所以Ff3＝μF＝0.25×10 N＝2.5 N。 (4)当F＝6 N时，木块与墙壁间的摩擦力 也为滑动摩擦力，所以Ff4＝μF＝0.25×6 N＝ 1.5 N 答案 (1)6 N (2)6 N (3)2.5 N (4)1.5 N
对物体受力分析
• [要点归纳] • 1．受力分析 • 分析物体受到哪些力，并将它们以示意图 的形式表示出来，这一过程及方法叫受力分 析。
• 2．受力分析的步骤
• 3．如何防止“多力”或“丢力” • (1)防止“多力”的有效途径是找出力的 施力物体，若某力有施力物体则它实际存 在，无施力物体则它不存在。另外合力与分 力不要重复分析。 • (2)按正确的顺序(即一重、二弹、三摩 擦、四其他)进行受力分析是保证不“丢力” 的有效措施。
• 考向2 摩擦力的计算 • [例2] 如图2所示，用水平力F将木块 压在竖直墙壁上，已知木块重力G＝ 6 N，木块与墙壁间的动摩擦因数μ＝ ，求： • (1)当F＝25 N时，木块静止，木块 (2)当F增大为30 N时，木块仍静止，木块受到的摩擦力为多大？ 受到的摩擦力为多大？
(3)当F＝10 N时，木块沿墙面下滑，此时木块受到的摩擦力为多大？
•
解析 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错误；对A、B整体分析，由于A和B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。 • 答案 B
• 2．摩擦力有无的判断方法
滑动摩 条件判断法：接触面之间有压力，接触面粗糙 擦力 静摩 擦力 且有相对运动
(1)条件判断法：接触面之间有压力，接触面粗
糙且有相对运动趋势 (2)假设法：假设接触面光滑，不存在摩擦力， 如果物体改变原来的运动状态，则存在摩擦力
• 3．摩擦力的计算方法 • (1)静摩擦力：根据平衡知识求解。 • (2)滑动摩擦力：用公式F＝μFN求解。
• [针对训练1] 如图4所示，物体A 靠在竖直墙面上，在力F作用 下，A、B保持静止，物体B的受 力个数为( ) • A．2 B．3 图4 • 解析C若使物体 ．4 A保持静止，物体 D．5 B必对物体A施加一个垂直接触面向上的弹
力，由力的相互性可知，物体A必然对物体 B施加垂直接触面向下的作用力。 再对物体 B受力分析，由于物体 B处于静止状态，则它必然受到重力、力 F 、 物体A对物体B的弹力和摩擦力共四个力的作用，故选C。 答案 C
• [精典示例] • [例3] 倾角为α、质量为M的斜面体静止在水 平桌面上，质量为m的木块静止在斜面体 上。下列结论正确的是( )
图3
• • •
A．木块受到的摩擦力大小是mgcos α B．木块对斜面体的压力大小是mgsin α C．桌面对斜面体的摩擦力大小是mgsin
•
解析 对木块进行受力分析如图甲所示， 由平衡方程得FN＝mgcos α，Ff＝mgsin α，所 以A、B均错误；对斜面体和木块进行整体受 力分析如图乙所示，可得桌面对斜面体的摩 擦力大小是零，桌面对斜面体的支持力大小 是(M＋m)g，故C错误，D正确。
• 4．受力分析的注意事项 • (1)只分析研究对象所受的力，不分析研 究对象对其他物体所施加的力。 • (2)每分析一个力，都应该找到施力物 体，这是防止“多力”的有效措施之一。 • (3)合力和分力不能同时作为物体受到的 力。 • (4)不要把“效果力”和“性质力”混淆 重复分析，通常只分析“性质力”，不分析 “效果力”。 • (5)结合物体的运动状态、利用力的相互 性进行分析也是确保受力分析正确的有效途
•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。
• [要点归纳] • 处理平衡问题的四种方法
方法 合成法 内容 物体受三个共点力的作用而平衡，则任意两个力的合 力一定与第三个力大小相等，方向相反 物体受三个共点力的作用而平衡，将某一个力按力的 效果分解，则其分力和其他两个力满足平衡条件
分解法
正交分 物体受到三个或三个以上力的作用时，将物体所受的 解法 力分解为相互垂直的两组，每组力都满足平衡条件 对受三力作用而平衡的物体，将力的矢量图平移使三 力的三 力组成一个首尾依次相接的矢量三角形，根据正弦定 角形法 理、余弦定理或相似三角形等数学知识求解未知力
• [精典示例] • 考向1 对摩擦力有无及方向的判定 • [例1] 如图1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 ( ) • A．A、B之间无摩擦力 • B．A受到的摩擦力水平向右 图1 • C．B受到A的摩擦力水平向右 • D．地面对B的摩擦力为静摩擦力，水平 向右
•
解析 若使物体A保持静止，物体B必对 物体A施加一个垂直接触面向上的弹力，由 力的相互性可知，物体A必然对物体B施加垂 直接触面向下的作用力。再对物体B受力分 析，由于物体B处于静止状态，则它必然受 到重力、力F、物体A对物体B的弹力和摩擦 力共四个力的作用，故选C。 • 答案 C
共点力平衡问题的处理方法
物体的受力分析
对摩擦力的分析与计算
• [要点归纳] • 1．对摩擦力的进一步理解 • (1)摩擦力的方向与“相对运动”或“相 对运动趋势”方向相反，但并不一定与物体 的运动方向相反。 • (2)摩擦力阻碍的是物体的“相对运动” 或“相对运动趋势”，并不是阻碍物体的运 动，摩擦力并不都是阻力。
(4)当F＝6 N时，木块受到的摩擦力为多大？
图2
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解析 分析木块的受力情况， 如图所示。
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(1)、(2)木块静止，根据二力平衡，竖直 方向上的静摩擦力等于重力，Ff1＝Ff2＝G＝6 N，与压力大小无关。
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(3)木块沿墙面下滑时，木块与墙壁间的 摩擦力为滑动摩擦力， Ff3＝μFN FN＝F 所以Ff3＝μF＝0.25×10 N＝2.5 N。 (4)当F＝6 N时，木块与墙壁间的摩擦力 也为滑动摩擦力，所以Ff4＝μF＝0.25×6 N＝ 1.5 N 答案 (1)6 N (2)6 N (3)2.5 N (4)1.5 N
对物体受力分析
• [要点归纳] • 1．受力分析 • 分析物体受到哪些力，并将它们以示意图 的形式表示出来，这一过程及方法叫受力分 析。
• 2．受力分析的步骤
• 3．如何防止“多力”或“丢力” • (1)防止“多力”的有效途径是找出力的 施力物体，若某力有施力物体则它实际存 在，无施力物体则它不存在。另外合力与分 力不要重复分析。 • (2)按正确的顺序(即一重、二弹、三摩 擦、四其他)进行受力分析是保证不“丢力” 的有效措施。
• 考向2 摩擦力的计算 • [例2] 如图2所示，用水平力F将木块 压在竖直墙壁上，已知木块重力G＝ 6 N，木块与墙壁间的动摩擦因数μ＝ ，求： • (1)当F＝25 N时，木块静止，木块 (2)当F增大为30 N时，木块仍静止，木块受到的摩擦力为多大？ 受到的摩擦力为多大？
(3)当F＝10 N时，木块沿墙面下滑，此时木块受到的摩擦力为多大？
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解析 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错误；对A、B整体分析，由于A和B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。 • 答案 B
• 2．摩擦力有无的判断方法
滑动摩 条件判断法：接触面之间有压力，接触面粗糙 擦力 静摩 擦力 且有相对运动
(1)条件判断法：接触面之间有压力，接触面粗
糙且有相对运动趋势 (2)假设法：假设接触面光滑，不存在摩擦力， 如果物体改变原来的运动状态，则存在摩擦力
• 3．摩擦力的计算方法 • (1)静摩擦力：根据平衡知识求解。 • (2)滑动摩擦力：用公式F＝μFN求解。
• [针对训练1] 如图4所示，物体A 靠在竖直墙面上，在力F作用 下，A、B保持静止，物体B的受 力个数为( ) • A．2 B．3 图4 • 解析C若使物体 ．4 A保持静止，物体 D．5 B必对物体A施加一个垂直接触面向上的弹
力，由力的相互性可知，物体A必然对物体 B施加垂直接触面向下的作用力。 再对物体 B受力分析，由于物体 B处于静止状态，则它必然受到重力、力 F 、 物体A对物体B的弹力和摩擦力共四个力的作用，故选C。 答案 C
• [精典示例] • [例3] 倾角为α、质量为M的斜面体静止在水 平桌面上，质量为m的木块静止在斜面体 上。下列结论正确的是( )
图3
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A．木块受到的摩擦力大小是mgcos α B．木块对斜面体的压力大小是mgsin α C．桌面对斜面体的摩擦力大小是mgsin
•
解析 对木块进行受力分析如图甲所示， 由平衡方程得FN＝mgcos α，Ff＝mgsin α，所 以A、B均错误；对斜面体和木块进行整体受 力分析如图乙所示，可得桌面对斜面体的摩 擦力大小是零，桌面对斜面体的支持力大小 是(M＋m)g，故C错误，D正确。
• 4．受力分析的注意事项 • (1)只分析研究对象所受的力，不分析研 究对象对其他物体所施加的力。 • (2)每分析一个力，都应该找到施力物 体，这是防止“多力”的有效措施之一。 • (3)合力和分力不能同时作为物体受到的 力。 • (4)不要把“效果力”和“性质力”混淆 重复分析，通常只分析“性质力”，不分析 “效果力”。 • (5)结合物体的运动状态、利用力的相互 性进行分析也是确保受力分析正确的有效途
•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。
• [要点归纳] • 处理平衡问题的四种方法
方法 合成法 内容 物体受三个共点力的作用而平衡，则任意两个力的合 力一定与第三个力大小相等，方向相反 物体受三个共点力的作用而平衡，将某一个力按力的 效果分解，则其分力和其他两个力满足平衡条件
分解法
正交分 物体受到三个或三个以上力的作用时，将物体所受的 解法 力分解为相互垂直的两组，每组力都满足平衡条件 对受三力作用而平衡的物体，将力的矢量图平移使三 力的三 力组成一个首尾依次相接的矢量三角形，根据正弦定 角形法 理、余弦定理或相似三角形等数学知识求解未知力
• [精典示例] • 考向1 对摩擦力有无及方向的判定 • [例1] 如图1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 ( ) • A．A、B之间无摩擦力 • B．A受到的摩擦力水平向右 图1 • C．B受到A的摩擦力水平向右 • D．地面对B的摩擦力为静摩擦力，水平 向右
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解析 若使物体A保持静止，物体B必对 物体A施加一个垂直接触面向上的弹力，由 力的相互性可知，物体A必然对物体B施加垂 直接触面向下的作用力。再对物体B受力分 析，由于物体B处于静止状态，则它必然受 到重力、力F、物体A对物体B的弹力和摩擦 力共四个力的作用，故选C。 • 答案 C
共点力平衡问题的处理方法