第三章相互作用习题课3.1

探究一
探究二
探究三
知识归纳 1.摩擦力与弹力的存在关系 两物体间有摩擦力时,必有弹力;而两物体间有弹力时,不一定有 摩擦力。 2.静摩擦力的方向判定两法 (1)假设法:假设接触面是光滑的,判断物体将向哪个方向滑动,从 而确定相对运动趋势的方向,进而判断出静摩擦力的方向。 (2)状态法:当物体受力处于平衡状态时,根据二力平衡,判断出静 摩擦力的方向。
探究一
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典例剖析 【例3】 如图所示,直角三棱柱A放在水平地面上,光滑球B放在 三棱柱和光滑竖直墙壁之间,A和B都处于静止状态,试分别画出A和 B的受力示意图。
探究一
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解析 隔离A为研究对象,它受到重力、B对它的压力、地面支持 力和地面对它的摩擦力,如图甲所示。
甲 再以B为研究对象,它受到重力mg、三棱柱对它的支持力FAB、墙 壁对它的弹力FN'的作用,如图乙所示。
习题课:物体的受力分析
核心素养培养目标 核心素养形成脉络 1.熟练判定弹力方向,能 根据平衡法、假设法确定 弹力的有无和方向。 2.熟练判断静摩擦力、滑 动摩擦力的有无和方向。 3.知道受力分析一般步 骤,学会对物体进行受力 分析的方法。
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弹力的有无及方向判断 情景导引 在下列各图中,A、B之间一定有弹力的是哪个图?
答案 三
受力示意图见解析图
1
2
3
3.画出图(1)~(4)中物体A的受力示意图。
1
2
3
答案
探Baidu Nhomakorabea一
探究二
探究三
(1)在判断摩擦力的有无及方向时,要首先明确物体间相对运动或 相对运动趋势的方向。 (2)在分析静摩擦力时,要结合物体的运动状态,利用假设法来分 析判断。
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典例剖析 【例2】 如图所示,有三个相同的物体叠放在一起,置于粗糙的水 平地面上,现用水平力F作用在B上,三个物体仍然静止,下列说法中 正确的是( ) A.B对A有摩擦力作用 B.B受到A、C的摩擦力作用 C.B只受到C的摩擦力作用 D.地面对C有摩擦力作用,大小等于F 解析 假设B对A有摩擦力作用,则A受力不能平衡,与题给条件不 符,所以B对A无摩擦力作用,A错误。根据力的相互性可知,A对B也 无摩擦力作用,B错误。假设C对B无摩擦力作用,则B在水平方向上 只受力F作用,不可能保持静止,与题给条件不符,故B受到C的摩擦 力作用。由于A、B、C是保持静止的,那么地面给C的摩擦力大小 为F,方向向左,所以选项C、D正确。 答案 CD
要点提示 两物体间产生弹力的条件除了相互接触外,还要相互 挤压产生弹性形变。丙、丁图中A、B间虽有相互接触,但不一定 相互挤压,故甲、乙两图中的小球A、B间一定有弹力。
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知识归纳 1.条件判断法:对于形变比较明显的情况,根据弹力产生的条件判 断。 2.假设法:对于形变不明显的情况 (1)假设无弹力:将与研究对象接触的另一物体去掉,若研究对象 能保持原来的状态则说明物体间无弹力作用;否则,有弹力作用。 (2)假设有弹力:假设研究对象受弹力,画出假设状态下的受力分 析图,判断受力情况与所处状态是否矛盾,若矛盾,则不存在弹力;若 不矛盾,则存在弹力。
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3.弹力方向的判定方法: (1)根据形变的方向判断。物体所受弹力方向与施力物体形变的 方向相反。 (2)根据不同类型弹力的方向特点判断。支持力和压力总是垂直 于接触面指向被支持或被压的物体,绳的拉力总是沿绳指向绳收缩 的方向。
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典例剖析 【例1】 图中小球处于静止状态,小球与各接触面都光滑,试画出 小球所受弹力的示意图。
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变式训练2 某运动员在100 m决赛途中的两个瞬间如图所示,其 中图甲、乙分别表示运动员前脚刚好触地和后脚刚好离开地面。 用F1、F2分别表示运动员在两个瞬间所受到的摩擦力,则关于F1、 F2的方向,以下说法正确的是( ) A.F1向后,F2向后 B.F1向前,F2向前 C.F1向前,F2向后 D.F1向后,F2向前 解析 奔跑过程中脚与地面接触时,脚与地面相对静止,受到静摩 擦力。题图甲中,脚用力后蹬,相对地面有向后滑的趋势,受到向前 的静摩擦力,F1向前,图乙中脚接触地面时有相对地面向前滑的趋 势,受到的静摩擦力向后,F2向后。 答案 C
答案 见解析图
1
2
3
1.如图所示,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 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 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正确;对A、B整体分析,由于A、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 BC
1
2
3
2.如图所示,在水平拉力F作用下,B、C两球均处于静止状态,AB绳 竖直,则C球受几个力的作用?画出C球的受力示意图。
解析 先分析B球的受力情况如图所示,B受重力GB及AB绳的拉力 FAB,BC绳无拉力。再分析C球的受力情况如图所示,C受重力GC、 AC绳的拉力FAC及水平拉力F共三个力作用。
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解析 因为各接触面间的形变属于微小形变,所以采用假设法来 判断小球所受弹力情况。假设小球与斜面间无弹力,将各图中的斜 面或平面去掉,小球运动情况如图。
甲 乙 丙 丁 小球运动,受斜面的弹力 小球运动,受两个斜面的弹力 小球静止,不受斜面的弹力 小球运动,受两个平面的弹力
答案
探究一
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物体的受力分析 情景导引 请画出静止在斜面上的物体所受力的示意图。
要点提示 物体受重力G、斜面的支持力FN和斜面的摩擦力Ff,画 出如图所示受力图。
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知识归纳 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
探究二
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变式训练1分析图中物体A的受力情况,并画出受力示意图。
答案
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摩擦力有无及方向判断 情景导引 用力按住毛刷(毛较长)在水平桌面上向左滑动,观察刷毛的弯曲 方向。
(1)运动过程中,刷毛弯曲的原因是什么? (2)毛刷相对于桌面向哪个方向运动?桌面对毛刷水平方向的作 用力与两者相对运动方向有何关系? 要点提示 (1)刷毛向右弯曲是因为受到水平向右的滑动摩擦力 的作用。(2)此实验中毛刷相对于水平桌面向左运动,桌面对毛刷的 作用力是滑动摩擦力,其方向与毛刷“相对桌面运动”的方向相反,即 水平向右。
答案 见解析
乙
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变式训练3如图所示,水平地面上的L形木板M上放着小木块m,M 与m间有一处于压缩状态的弹簧,整个装置处于静止状态。试在图 中画出长木板的受力示意图。
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探究三
解析 将小木块和木板、弹簧看作一个整体,整体处于静止状态, 在水平方向上没有运动趋势,所以不受地面给的摩擦力,对小木块 受力分析,小木块受到重力、支持力、弹簧的弹力、木板给的摩擦 力,所以木板受到小木块给的摩擦力、重力、支持力、弹簧的弹力、 小木块对木板的压力,共5个力作用。