物理必修1物体的受力分析

例1：子弹从枪口射击后，在跟水平成300仰 角的方向上运动，画出子弹的受力分析图。
有人会说子弹受到高温高压气体施于 子弹向前的力F，这种说法是否正确？
理解力的物质性。 惯性不是力。
v
f
G
例2．如图所示，竖直放置的轻弹簧一端固 M
定在地面上，另一端与斜面体P连接，P与斜 放的固定挡板MN接触，且处于静止状态，
滑动摩擦力；有摩擦力一定有弹力，所以一定有弹力。根据
平衡条件可得：
F cos f ①
Fy
F
N F sin mg ② f f F cos
Nα
Fx
N' N mg F sin
mg
弹力是产生摩擦力的必要条件。有摩擦力一定存在弹力；有弹力不一定
存在摩擦力。本题受力分析的次序先根据物体的平衡条件分析的摩擦力，
例1. 在水平桌面上叠放着木块P和Q，水平力F推动两个木块做
匀速直线运动，如图，下列说法正确的是（ B ） V
A.P受到3个力的作用,Q受4个力的作用 B.P受到2个力的作用,Q受5个力的作用
P
C.P受到3个力的作用,Q受5个力的作用 D.以上说法均不对.
F
Q
解析:
N1
N2
P
f
GP
Q
F
N1’
GQ
思考：如果两个木块一起做加速运动呢？ C
四．用什么方法进行受力分析？
方法1：结合假设法根据力产生的条件进行受力 分析．
只要物体在地球表面及其附近，就一定受到重力作用。跟 物体所处的运动状态无关。
弹力看接触物体之间是否发生弹性形变。对于微小形变可 用假设法分析弹力是否存在。即假设取掉接触物体，看研究对 象的运动状态是否发生变化，如果发生变化说明该接触物体对 研究对象有弹力作用，反之则没有。
F F
运动
F
运动
FV
静止
运动
分析斜面上物体的受力情况 (已知接触面粗
糙）
V
静止 V
减速上滑
加速下滑
F
匀速上滑
θ 光滑球静止在斜面上
θ 光滑球静止在斜面上
θ 光滑球静止在斜面上
θ 光滑球，绳竖直张紧
竖直平面上物体的受力分析
F
F
F
静止
匀速下滑 匀速上滑
静止
简单连接体受力分析
A
B
A
F
B
BA
F
F
C BA
然后分析的弹力。
例3. 如图,木块A放在水平的长木板上,长木板放在光
滑的水平面上.木块跟水平面的弹簧秤相连,弹簧的右
端固定.若用水平向左的恒力以速度V匀速向左拉动
长木板,弹簧秤的示数为F1。则有（ B D ） A.木块受到的静摩擦力等于F1 B.木块受到的滑动摩擦力等于F1 C.若用恒力以2V的速度匀速向左拉动长木板,则弹簧
解析：自行车的后轮是主动轮，是由人提供动力转动的；自
行车的前轮是从动轮，是由链条带动而转动的．当该同学骑
自行车前进时，假设地面光滑，则由于人脚蹬自行车使主动
轮与地面接触处相对于地面向后运动，故地面对后轮的摩擦
力F1向前，而后轮通过车架带动前轮向前平动，因此地面对 前轮的摩擦力F2方向向后。当该同学推自行车前进时，假定 地面光滑，自行车的前后轮均向前平动，地面对后轮的摩擦
任何一个力都不可能脱离物体而单独存在，必须同时与两 个物体相联系，即施力物体和受力物体。
2.力的“相互性”
物体之间力的作用是相互的。受力物体同时也是施力物体， 力总是以成对的方式出现的,这一对力叫做作用力和反作用力， 作用力和反作用力满足牛顿第三定律。在分析几个相互联系 的物体的受力情况时，可从力的相互性考虑。
（2）轻绳弹力的方向总是指向绳收缩的方向；轻杆弹力 的方向由运动状态决定；轻弹簧弹力的方向总是沿 弹簧指向反抗形变的方向。
例3、如图3所示，小车顶端悬挂 一个小球，当小车以加速度a做 匀变速运动时，悬线与竖直方 向成某一固定角θ，若小球质量 为m，求悬线对小球的拉力。
例4、如图4所示，小车上固定一弯折硬杆ABC，杆
摩擦力看接触面:⑴接触面不光滑；⑵弹力是产生摩擦力的 必要条件，接触面间存在弹力；⑶研究对象相对接触物体存在 相对运动或相对运动趋势时,则存在摩擦力.对于是否存在“相对 运动趋势” ，可用假设法来判断。即假定接触面光滑，看研究 对象是否会相对接触物体运动，如发生相对运动运动说明存在 相对运动趋势，且运动方向就是相对运动趋势的方向，静摩擦 力的方向与其相反。
⑶摩擦力看接触面:注意有弹力的接触面如果是不光滑的,并且有 相对运动或相对运动趋势时,则画出摩擦力.摩擦力的个数小于等 于接触面的个数．
5.对画出的受力图进行检验，防止错画力、多画力和 漏画力。
⑴注意寻找施力物体是防止多力的有效措施。养成按步骤分析 力的习惯是防止漏力的有效措施。
⑵分析一下受力分析的结果能否使物体处于题目中所给的运动 状态,否则必然发生了多力或漏力的现象.
四．受力分析按什么程序进行？
1.灵活选择明确研究对象，整体法和隔离法相结合
研究对象可以是某一个物体，也可以是几个物体组成的 系统。如果不涉及物体间的相互作用力，一般考虑“整体 法”；如果涉及物体间的作用力，一般考虑“隔离法”；对 于一些复杂问题需要“整体法”和“隔离法”相结合。
2.明确研究对象所处的运动状态；
第三章 相互作用
专题：物体的受力分析
一．什么叫物体的受力分析？
把研究对象所受到的研究对象以外的物 体对它的所有作用力（外力）找出来，并画 出受力图，这就是受力分析。
1. 受力分析而不是施力分析 2. 分析外力而不是分析内力 3.只分析性质力，不分析效果力
二．受力分析的依据是什么？
1.力的“物质性”
A
例7、如图7所示，质量为1kg的小球
用长0.8m,不可伸长的细线悬挂于
固定点O。现将小球沿圆周拉至右
O
h
上方距最低点1.2m高处后放手。求
小球运动到最低点时细线的张力。 C
图7
例8、如图8所示，质量为m的小球固定于轻质弹簧的一 端，弹簧的另一端固定于O点，将小球拉至A处，弹簧恰 好无形变。由静止释放小球，它运动到O点正下方的B点
F
F
D C BA
F
F
A B
A B C
F A F
B C
水平传送带上的物体
随传送带一起向右匀速运动 物体从静止放到向右匀速运动的传送带上
倾斜传送带上的物体随传送带一起运动
向上匀速运动
向下匀速运动
一、三种模型的相同点
（1）轻绳、轻杆和轻弹簧的“轻”，指的是质量可 以忽略，重力不计.
（2）他们对物体的作用力都是弹力，属于接触力、 被动力。 （3）各处的受力一般认为相同.
例2．如图所示，水平地面上的物体A，在斜向上的拉力F作用下，
向右做匀速运动，由此可以判断 A.物体A可能只受到三个力的作用
BC
F
B.物体A一定受到了四个力的作用
C.物体A受到的滑动摩擦力大小为Fcosα
D.物体A对水平地面的压力大小一定为Fsinα
解：物体做匀速运动，合外力为零，可以判断水平方向必受
的C端固定一质量为m的小球，已知θ恒定，当小
车水平向左做匀加速直线运动时，BC杆对小球的
作D用力方向（
）
A、一定沿杆向上 B、一定竖直向上 C、可能水平向上 D、随加速度a的改变而改变
• 例5如图5所示，小圆环重G，固定的大环半 径为R，轻弹簧原长为L（L<2R),其劲度系 数为K，接触光滑，求小环静止时，弹簧与 竖直方向的夹角。
利用假设法分析弹力和静摩擦力．弹力和静摩擦力是被动 力，它与主动力和物体的运动状态有关．
例3（08年武汉市调研试题） 某同学骑自行车前进时，地面
对后轮的摩擦力为F1，对前轮的摩擦力为F2；推自行车前进
时，地面对后轮的摩擦力为F1′，对前轮的摩擦力为F2′。则
下列说法正确的是（
）
A．F2和F2′的方向均向后 B．F1和F1′的方向均向前 C．F1和F1′的方向均向后 D．F1的方向向前，F1′的方向向后
（4）都可以连接物体。
二、三种模型的不同点
（1）轻 绳 只 能 产 生 拉 力，轻 杆、 轻弹簧能产生拉力和压力
例1：图1中,a、b、c为三个物块，M、N为两
个轻质弹簧，R为跨过光滑定滑轮的轻绳，它们连
接如图所示并处于平衡状态，则A（D
）
A、有可能N处于拉伸状态而M处于压缩状态 B、有可能N处于压缩状态而M处于拉伸状态 C、有可能N处于不伸不缩状态而M处于拉伸 状
0<f≤fm
平衡条 件计算
通常用平 衡条件判 断方向和 求解大小。
f N
两个有关 两个无关
滑动摩擦力大 小可根据 f=μN直接求 解或根据平衡 条件求解
4.力的效果性
力的作用效果是使物体形变或改变物体运动状 态（产生加速度），我们也可以根据力的作用效果 进行受力分析，也就是结合物体的形变或运动状态 根据胡克定律，物体的平衡条件和牛顿第二定律进 行受力分析．比如：处于物体处于平衡状态（静止 或匀速运动）的物体,其合外力为零等。
明确研究对象是平衡态，还是非平衡态。
3.隔离研究对象。
将研究对象从周围的物体中隔离出来，并分析周围有哪 些物体对研究对象施加了力的作用。
4.按顺序分析物体受到的性质力，画出受力分析示意图
⑴重力一定有:作用点在物体的重心.
⑵弹力看四周:看研究对象与跟其他物体有几个接触点(面),某个 点(面)若有挤压,则画出弹力.弹力的个数小于等于接触点（面） 的个数。
θ
·O
图5
（3）轻绳、轻杆的弹力可以突变，弹簧的弹力不 能突变。
例6、如图6所示，一质量为m的物 体系于长度分别为l1、l2的两根 细线上， l1的一端悬挂在天花 板上，与竖直方向夹角为θ ， l2水平拉直，物体处于平衡状态， 现将l2线剪断，求剪断瞬间物体 的加速度。