高三物理阶段复习 3专题 物体的受力分析
高三物理受力分析知识点归纳总结
高三物理受力分析知识点归纳总结高三物理学科的学习对于学生来说十分重要,其中受力分析是物理学中的一个关键内容。
在受力分析中,学生需要正确理解和应用多个概念和原理,以解答与受力相关的问题。
本文将对高三物理受力分析的知识点进行归纳总结,帮助学生更好地掌握这一部分内容。
一、受力的基本概念受力是物体之间相互作用的结果,具有大小、方向和作用点三个基本要素。
受力的大小用力的大小来表示,单位是牛顿(N);受力的方向则通过箭头表示,箭头的指向为受力的方向;受力的作用点指的是受力施加的位置。
二、力的合成与分解力的合成是将多个力合成为一个力的过程,根据平行四边形法则或三角法则可以求得合力的大小和方向。
力的分解则是将一个力分解为两个垂直方向的力的过程,根据三角函数可以求得力的分解后的分力大小。
三、力的平衡力的平衡是指物体上合力为零的状态,物体在力的合成下保持静止或匀速直线运动。
根据力的平衡条件可以解决与平衡相关的问题。
四、摩擦力摩擦力是由物体表面之间的接触而产生的阻碍相对运动的力。
摩擦力分为静摩擦力和动摩擦力两种,根据摩擦力的计算公式可以求解摩擦力的大小。
同时,还需了解静摩擦力和动摩擦力的判定条件。
五、弹力弹力是由弹簧、弹簧秤等具有弹性的物体产生的力,具有大小与伸长量成正比、方向与伸长方向相反的特点。
弹力的大小可以通过胡克定律来计算。
六、斜面上的力当物体放置在斜面上时,重力可以分解为垂直向下的分力和平行于斜面的分力。
根据斜面的倾角和力的平衡条件,可以求解物体在斜面上所受的力。
七、浮力浮力是液体或气体对物体的抗力,大小与物体排开的液体或气体的体积有关。
浮力的大小可以通过阿基米德原理来计算,也可以根据浸没物体受浮力平衡条件来解决问题。
八、牛顿运动定律牛顿运动定律是受力学科的核心内容之一,包括第一定律、第二定律和第三定律。
第一定律也叫惯性定律,指出物体在没有外力作用下保持静止或匀速直线运动;第二定律是力的作用等于物体质量乘以加速度;第三定律是任何两个物体之间的相互作用力大小相等、方向相反。
专题--高中力学(受力分析总结及题型分析)
专题二 受力分析 共点力的平衡一、共点力作用下物体的平衡(受力分析)1、受力分析(1)、受力分析的一般顺序先分析重力,然后分析接触力(弹力、摩擦力),最后分析其他力(电力、磁力、浮力等).所有物体都要进行力分析,不得遗漏。
可以假设为有摩擦力,摩擦力方向一定沿切线(与接触面平行)方向。
2、共点力作用下物体的平衡(1)、平衡状态: 物体处于静止或匀速直线运动的状态.(2)、共点力的平衡条件:任意方向:F 合=0 或者 任意方向建立的坐标⎩⎪⎨⎪⎧F 合x =0F 合y =0 3、共点力平衡的几条重要推论(1)、二力平衡:如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态,这两个力必定大小相等,方向相反. (2)、三力平衡:如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态,其中任意两个力的合力一定与第三个力大小相等,方向相反(作用在一条直线上). (3)、多力平衡:如果物体受多个力作用处于平衡状态,其中任何一个力与其余力的合力大小相等,方向相反(作用在一条直线上).解读:共点力的平衡条件及推论.(1)、物体受力平衡: (比如,静止、匀速直线运动),任何方向建立的坐标系,在坐标轴上均受力平衡(同一条直线上,大小相等,方向相反)。
(2)、例如,物体受三个力作用,且平衡,任意方向建立坐标,其中任意两个力的合力,一定与第三个力在同一条直线上,大小相等,方向相反。
(题2、3)题型分析2.[受力分析和平衡条件的应用]滑滑梯是小孩很喜欢的娱乐活动.如图2所示,一个小孩正在滑梯上匀速下滑,则()A.小孩所受的重力与小孩所受的弹力大小相等图2B.小孩所受的重力与小孩所受的摩擦力大小相等C.小孩所受的弹力和摩擦力的合力与小孩所受的重力大小相等D.小孩所受的重力和弹力的合力与小孩所受的摩擦力大小相等分析:如果物体受三个力平衡,任意两个力的合力,一定与第三个力在同一条直线上,大小相等,方向相反。
CD3.[受力分析和平衡条件的应用]如图3所示,在倾角为θ的斜面上,放着一个质量为m的光滑小球,小球被竖直的木板挡住,则小球对木板的压力大小为()A.mg cos θB.mg tan θ C.mgcos θ D.mgtan θ图3解析:取光滑小球为研究对象,对小球进行受力分析,由于小球是光滑的,因此小球不会受到摩擦力的作用,建立如图所示的直角坐标系,由于小球静止,则有坐标轴上的力平衡。
高三物理总复习(考点解读+教学归纳+分类解析)第二章 第6讲 三种常见的力 物体受力分析(1)
第二章力物体的平衡四年考情根据近四年高考试卷分析可知,“三种常见的力物体受力分析”“力的合成与分解”是本章的重点考查知识点;“力矩有固定转动轴的物体的平衡”是非重点考查知识点;“共点力作用下物体的平衡”是一般考查知识点.①“三种常见物体的力物体受力分析”09-22-计算,由受力分析及牛顿第二定律求接触面的摩擦因数,再由受力分析求力与速度的比值;10-31-计算,由物体的受力分析、力的合成与分解和运动学公式求粗糙斜面上物体摩擦力的大小、方向,地面对斜面支持力的大小再验证动能定理;11-31-计算,对物体进行受力分析,再运用运动学公式计算物体在粗糙平面上的动摩擦因数;12-8-单选,由物体的运动情况对物体进行受力分析.其考查特色为结合受力分析进行动摩擦因数的计算和弹力的计算.题型以计算、单选题为主,难易度以B为主,分值比例3%.②“力的合成与分解”09-22-计算,粗糙斜面上受外力作用的物体的受力分析;10-25-填空,根据对粗糙斜杆上小球的受力分解求力和夹角;12-6-单选,已知合力大小,一个分力的大小及另一个分力的方向,运用平行四边形定则求两个分力;12-20-选择,考查有电场力作用时运用力的合成与分解,比较各物理量的大小关系;12-30-计算,考查根据力的合成与分解与牛顿定律结合求拉力.其考查特色为结合受力分析,考查力的合成与分解.题型涉及选择、填空和计算,难易度以B为主,分值比例4%.③“力矩有固定转动轴的物体的平衡”09-23-计算,考查由力矩平衡定义和匀强电场力的公式及受力分析求电场强度;12-14-单选,根据有转动固定轴平衡的条件,求解悬线拉力.其考查特色侧重考查力矩平衡定义,题型以选择、计算为主,难易度为B,分值比例3%.教案(06)——三种常见的力物体受力分析考点解读考点解读学习水平题目分布力的概念、图示法理解力的概念,会用图示法表示力B重力、弹力、摩擦力理解重力、弹力、摩擦力的产生、大小和方向理解滑动摩擦力和动摩擦因数因数了解静摩擦力 BBA受力分析掌握分析物体受力的方法C09年上海高考第22题10年上海高考第31题11年上海高考第31题12年上海高考第8题教学目标1.理解力的概念.2.掌握重力、弹力、摩擦力的产生、大小和方向.3.掌握受力分析的基本方法和基本技能.教师归纳1.弹力(1)弹力的产生条件弹力的产生条件是两个物体直接接触,并发生弹性形变.(2)弹力的方向①压力、支持力的方向总是垂直于接触面.②绳对物体的拉力总是沿着绳收缩的方向.③杆对物体的弹力不一定沿杆的方向.如果轻直杆只有两个端点受力而处于平衡状态,则轻杆两端对物体的弹力的方向一定沿杆的方向.(3)弹力的大小对有明显形变的弹簧,弹力的大小可以由胡克定律计算.对没有明显形变的物体,如桌面、绳子等物体,弹力大小由物体的受力情况和运动情况共同决定.①胡克定律可表示为(在弹性限度内): F=kx,还可以表示成ΔF=kΔx,即弹簧弹力的改变量和弹簧形变量的改变量成正比.②“硬”弹簧,是指弹簧的k值较大.(同样的力F作用下形变量Δx较小)③几种典型物体模型的弹力特点如下表.项目轻绳轻杆弹簧形变情况伸长忽略不计认为长度不变可伸长可缩短施力与受力情况只能受拉力或施出拉力能受拉或受压,可施出拉力或压力同杆力的方向始终沿绳不一定沿杆沿弹簧方向力的变化可发生突变同绳只能发生渐变2.摩擦力(1)摩擦力产生条件摩擦力的产生条件为:两物体直接接触、相互挤压、接触面粗糙、有相对运动或相对运动的趋势.这四个条件缺一不可.两物体间有弹力是这两物体间有摩擦力的必要条件.(没有弹力不可能有摩擦力)(2)滑动摩擦力大小①在接触力中,必须先分析弹力,再分析摩擦力.②只有滑动摩擦力才能用公式F=μF N,其中的F N表示正压力,不一定等于重力G.(3)静摩擦力大小①必须明确,静摩擦力大小不能用滑动摩擦定律F=μF N计算,只有当静摩擦力达到最大值时,其最大值一般可认为等于滑动摩擦力,既F m=μF N②静摩擦力的大小要根据物体的受力情况和运动情况共同确定,其可能的取值范围是0<F f≤F m(4)摩擦力方向①摩擦力方向和物体间相对运动(或相对运动趋势)的方向相反.②摩擦力的方向和物体的运动方向可能成任意角度.通常情况下摩擦力方向可能和物体运动方向相同(作为动力),可能和物体运动方向相反(作为阻力),可能和物体速度方向垂直(作为匀速圆周运动的向心力).在特殊情况下,可能成任意角度.分类剖析(一)例1【解析】判断弹力的有无,可以采用拆除法:“拆除”与研究对象(受力物体)相接触的物体(如题中的绳或接触面),如果研究对象的运动状态不发生改变,则不受弹力,否则将受到弹力的作用.各图受力如图所示.(二)摩擦力分析例2如图所示,小车向右做初速度为零的匀加速运动,物体恰好沿车后壁匀速下滑.试分析下滑过程中物体所受摩擦力的方向和物体速度方向的关系.【解析】物体受的滑动摩擦力始终和小车的后壁平行,方向竖直向上,而物体相对于地面的速度方向不断改变(竖直分速度大小保持不变,水平分速度逐渐增大),所以摩擦力方向和运动方向间的夹角可能取90°和180°间的任意值.【点评】由上面的分析可知:无明显形变的弹力和静摩擦力都是被动力.就是说:弹力、静摩擦力的大小和方向都无法由公式直接计算得出,而是由物体的受力情况和运动情况共同决定的.例3如图所示,质量为m的物体放在水平放置的钢板C上,与钢板的动摩擦因数为μ.由于受到相对于地面静止的光滑导槽A、B的控制,物体只能沿水平导槽运动.现使钢板以速度v1向右匀速运动,同时用力F拉动物体(方向沿导槽方向)使物体以速度v2沿导槽匀速运动,求拉力F大小.【解析】物体相对钢板具有向左的速度分量v1和侧向的速度分量v2,故相对钢板的合速度v的方向如图所示,滑动摩擦力的方向与v的方向相反.根据平衡条件可得:F=f cosθ=μmgv2v21+v22从上式可以看出:钢板的速度v1越大,拉力F越小.【点评】这道摩擦力计算涉及三维力的计算以及相对运动问题,先判定相对运动从而判定摩擦力方向,再利用力的分解进行计算摩擦力.(三)物体受力分析1.明确研究对象在进行受力分析时,研究对象可以是某一个物体,也可以是保持相对静止的若干个物体.在解决比较复杂的问题时,灵活地选取研究对象可以使问题简洁地得到解决.研究对象确定以后,只分析研究对象以外的物体施予研究对象的力(即研究对象所受的外力),而不分析研究对象施予外界的力.2.按顺序找力先场力(重力、电场力、磁场力),后接触力;接触力中必须先弹力,后摩擦力(只有在有弹力的接触面之间才可能有摩擦力).3.只画性质力,不画效果力画受力图时,只能按力的性质分类画力,不能按作用效果(拉力、压力、向心力等)画力,否则将出现重复.4.需要合成或分解时,必须画出相应的平行四边形(或三角形).在解同一个问题时,分析了合力就不能再分析分力;分析了分力就不能再分析合力,千万不可重复.例4如图(1)M、m,始终保持相对静止,共同沿斜面下滑.B的上表面保持水平,A、B间的动摩擦因数为μ.当B、C共同匀速下滑;当B、C共同加速下滑时,分别求B、C所受的各力.(1)(2)(3)【解析】当B、C共同匀速下滑时,先分析C受的力.这时以C为研究对象,重力G1=mg,B对C的弹力竖直向上,大小N1=mg,由于C在水平方向没有加速度,所以B、C间无摩擦力,即f1=0.再分析B受的力,在分析B与A间的弹力N2和摩擦力f2时,以B、C整体为对象较好,如图(2)所示,A对该整体的弹力和摩擦力就是A对B的弹力N2和摩擦力f2,得到B受4个力作用:重力G2=Mg,C对B的压力竖直向下,大小N1=mg,A对B的弹力N2=(M+m)g cos θ,A对B的摩擦力f2=(M+m)g sinθ.当B、C共同加速下滑时,加速度相同,所以先以B、C整体为对象求A对B的弹力N2、摩擦力f2,并求出a;再以C为对象求B、C间的弹力、摩擦力.如图(3)所示,f2是滑动摩擦力,N2=(M+m)g cosθ,f2=μN2=μ(M+m)g cosθ沿斜面方向用牛顿第二定律:(M+m)g sinθ-μ(M+m)g cosθ=(M+m)a可得a=g(sinθ-μcosθ).B、C间的弹力N1、摩擦力f1则应以C为对象求得.由于C所受合力沿斜面向下,而所受的3个力的方向都在水平或竖直方向.这种情况下,比较简便的方法是以水平、竖直方向建立直角坐标系,分解加速度a.如图(4)所示,分别沿水平、竖直方向用牛顿第二定律:(4)f1=ma cosθ,mg-N1=ma sinθ,可得:f1=mg(sinθ-μcosθ)cosθ,N1=mg(cosθ+μsinθ)cosθ.【点评】由本题可以知道:灵活地选取研究对象可以使问题简化;灵活选定坐标系的方向也可以使计算简化;在物体的受力图的旁边标出物体的速度、加速度的方向,有助于确定摩擦力方向,也有助于用牛顿第二定律建立方程时保证使合力方向和加速度方向相同.(四)例5如图所示,、、是三块相同的砖,质量均为,在水平压力的作用下,紧靠在竖直墙上并处于静止状态,求B砖受几个力?大小、方向如何?【解析】如图所示,先将A、B、C三块砖作为研究对象,整体受重力3mg、墙壁对整体的静摩擦力f静、墙壁对整体的支持力N、外力F,共4个力;竖直方向f静=3mg,水平方向N=F.再以A为研究对象,A受重力mg、墙壁对A的静摩擦力f静=3mg、墙壁对A的弹力N、B对A的压力N BA、B对A的静摩擦力f BA,f静=mg+f BA,f BA=2mg;A受到5个力作用.再以B为研究对象,B受重力mg、A对B的弹力N AB、A对B的静摩擦力f AB、C对B的压力N CB、C对B的静摩擦力f CB,f AB=mg+f CB,f CB=mg;所以B受5个力作用.对以C为研究对象,C受重力mg、B对C的摩擦力f BC、B对C弹力N BC及外力F作用,共4个力.例6如图所示,物体、相对静止,共同沿斜面匀速下滑,试分析、的受力情况,并指出A所受力的大小、方向.【解析】对A受力分析:A受到竖直向下的重力m A g、B物体对A物体竖直向上的支持力N BA.注意:A、B之间无静摩擦力.对B受力分析:B受到重力m B g、斜面对B的支持力N、A对B的压力N AB、斜面对B的滑动摩擦力f.注意:不要忘记A对B的压力N AB.。
高中物理受力分析专题
专题受力分析一、受力分析1、定义:把某个特定的物体在某个特定的物理环境中所受到的力一个不漏,一个不重地找出来,并画出定性的受力示意图。
对物体进行正确地受力分析,是解决好力学问题的关键。
2、分析步骤:(1)确定研究对象—可以是某个物体也可以是整体。
(2)按顺序画力①.先画重力和已知力②.再画接触力—(弹力和摩擦力):看研究对象跟周围其他物体有几个接触点(面),先对某个接触点(面)分析,若有挤压,则画出弹力,若还有相对运动或相对运动的趋势,则再画出摩擦力。
分析完一个接触点(面)后,再依次分析其他的接触点(面)。
③.再画其他力(3)验证:①.每一个力都应找到对应的施力物体②.受的力应与物体的运动状态对应。
总之,在进行受力分析时一定要按次序画出物体实际受的各个力,为解决这一难点可记忆以下受力口诀:,地球周围受重力、绕物一周找弹力、考虑有无摩擦力、其他外力细分析、合力分力不重复、只画受力抛施力3、注意:(1)只分析研究对象受的根据性质命名的实际力(如:重力、弹力、摩擦力等),不画它对别的物体的作用力。
(2)合力和分力不能同时作为物体所受的力。
(3)每一个力都应找到施力物体,防止“漏力”和“添力”。
(4)可看成质点的物体,力的作用点可画在重心上,对有转动效果的物体,则力应画在实际位置上。
(5)为了使问题简化,常忽略某些次要的力。
如物体速度不大时的空气阻力、物体在空气中所受的浮力等。
(6)分析物体受力时,除了考虑它与周围物体的作用外,还要考虑物体的运动情况(平衡状态、加速或减速),当物体的运动情况不同时,其情况也不同。
二、隔离法与整体法1、整体法:以几个物体构成的整个系统为研究对象进行求解的方法。
在许多问题中用整体法比较方便,但整体法不能求解系统的内力。
2、隔离法:把系统分成若干部分并隔离开来,分别以每一部分为研究对象进行受力分析,分别列出方程,再联立求解的方法。
3、通常在分析外力对系统作用时,用整体法;在分析系统内各物体之间的相互作用时,用隔离法。
高三物理复习课件 受力分析
选用 研究系统外的物体对 研究系统内物体之 原则 系统整体的作用力 间的相互作用力
(2)受力分析时除了常规方法以外,还常用到假设法 在受力分析时,若不能确定某力是否存在,可先对 其作出存在或不存在的假设,然后再就该力存在与否对 物体运动状态影响的不同来判断该力是否存在.
•不习惯读书进修的人,常会自满于现状,觉得没有什么事情需要学习,于是他们不进则退2022年4月16日星期六2022/4/162022/4/162022/4/16 •读书,永远不恨其晚。晚比永远不读强。2022年4月2022/4/162022/4/162022/4/164/16/2022 •正确的略读可使人用很少的时间接触大量的文献,并挑选出有意义的部分。2022/4/162022/4/16April 16, 2022 •书籍是屹立在时间的汪洋大海中的灯塔。
(mCmD)g
答案:AD
(多选)如图所示,在斜面上,木块 A
与 B 的接触面是水平的,绳子呈水状态,
两木块均保持静止.则关于木块 A 和木块 B
可能的受力个数分别为( )
A.2 个和 4 个
B.3 个和 4 个
C.4 个和 4 个
D.4 个和 5 个 答案:ACD
分析:1.若绳子的拉力为零
Ff
F AB F A
力图,通常只画出物体实际受到的力, 不要把按效果命名的分力或合力分析进 去,受力图完成后再进行力的合成或分 解.
(4)区分内力与外力:对几个物 体的整体进行受力分析时,这几个物体 间的作用力为内力,不能在受力图中出 现;当把某一物体单独隔离分析时,原 内力变成外力,要在受力分析图中画出
如图所示,A、B、C、D 是四个完全相同的木块, 在图甲中,水平力 F 作用于 B 上,A、B 处于静止状态, 图乙中,竖直弹簧作用于 D 上 ,C、D 处于静止状态, 则关于 A、B、C、D 的受力情况,下列说法不正确的是( )
高三物理受力分析的知识点解析
高三物理受力分析的知识点解析
高三物理受力分析的知识点解析
学习物体的物体受力前我们必须先认识高中物理物体的平衡及平衡条件
对于质点而言,若该质点在力的作用下保持静止或匀速直线运动,即加速度为零,则称为平衡,欲使质点平衡须有F=0。
若将各力正交分解则有:FX=0,FY=0 。
对于刚体而言,平衡意味着,没有平动加速度即=0,也没有转动加速度即 =0(静止或匀逮转动),此时应有:F=0,M=0。
这里应该指出的是物体在三个力(非平行力)作用下平衡时,据F =0可以引伸得出以下结论:
① 三个力必共点。
② 这三个力矢量组成封闭三角形。
③ 任何两个力的'合力必定与第三个力等值反向。
对物体受力的分析及步骤
(一)高中物理受力分析要点:
1、明确研究对象
2、分析物体或结点受力的个数和方向,如果是连结体或重叠体,则用隔离法
3、作图时力较大的力线亦相应长些
4、每个力标出相应的符号(有力必有名),用英文字母表示。
高考物理第一轮复习 力学中的三种常见力物体受力分析一 人教版
高考物理第一轮复习力学中的三种常见力物体受力分析一人教版第一章力物体的平衡●考点目标定位知识点要求程度1.力是物体间的相互作用,是物体发生形变和物体运动状态变Ⅱ化的原因.力是矢量,力的合成与分解.2.重力,重心. Ⅱ3.形变和弹力,胡克定律. Ⅱ4.静摩擦,最大静摩擦力. Ⅰ5.滑动摩擦,滑动摩擦定律. Ⅱ6.共点力作用下的物体的平衡. Ⅱ说明:(1)在地球表面附近,可以认为重力近似等于万有引力.(2)不要求知道静摩擦因数.●复习方略指南本章内容是力学的基础知识.力是贯穿于整个物理学的重要概念,对物体进行受力分析是解决力学问题的基础和关键.力在合成与分解时所遵守的平行四边形定则,也是所有的矢量都遵守的普遍法则.平衡条件(F合=0)更是广泛应用于力、热、电等各部分内容的题目求解之中.近几年的高考针对本章内容单独命题的情况较少,主要是与其他内容(牛顿定律、动量、功和能、电磁学等)结合起来进行考查.摩擦力、力的合成与分解都是高考的热点内容.本章知识内容可分成两个单元组织复习:(Ⅰ)力学中的三种常见力;物体受力分析.(Ⅱ)力的合成与分解;共点力作用下的物体的平衡.第Ⅰ单元力学中的三种常见力·物体受力分析●知识梳理一、力的概念1.(1)力是物体和物体间的相互作用,力不能脱离物体而独立存在.(2)力的作用效果:使物体发生形变或使物体运动状态发生变化.(3)力是矢量.大小、方向、作用点是力的三要素.(4)力的单位:牛顿(N).2.力的分类:(1)重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力、核力等是按力的性质分类的.(2)压力、支持力、动力、阻力、向心力、回复力等是按力的效果分类的.二、力学中的三种常见力1.重力产生原因:地球的吸引.大小:G=mg.在地球上不同位置,同一物体的重力大小略有不同.方向:竖直向下.重心:重力的“等效作用点”.重心相对物体的位置由物体的形状和质量分布决定.质量分布均匀、形状规则的物体的重心在物体的几何中心.2.弹力:直接接触的物体间由于发生弹性形变而产生的力.产生条件:(1)两物体直接接触;(2)物体发生弹性形变.弹力的方向:(1)压力、支持力的方向总是垂直于接触面,指向被压或被支持的物体.(2)绳的拉力方向总是沿着绳指向绳收缩的方向.弹力的大小:(1)弹簧在弹性限度内弹力的大小遵循胡克定律:F=kx;(2)一般情况下应根据物体的运动状态,利用牛顿定律或平衡条件来计算.3.摩擦力:相互接触的物体间发生相对运动或有相对运动趋势时,在接触面处产生的阻碍物体间相对运动或相对运动趋势的力. (1)静摩擦力 产生条件:两物体①直接接触;②相互挤压;③接触面不光滑;④有相对运动的趋势. 方向:静摩擦力的方向沿着接触面的切线,与相对滑动趋势的方向相反.大小:静摩擦力的大小可在0与最大静摩擦力F max 之间变化,即0<F ≤F max .静摩擦力的大小与压力大小无关,由物体的运动状态和物体所受的其他力决定,可根据牛顿第二定律或平衡条件求静摩擦力的大小.(2)滑动摩擦力产生条件:两物体①直接接触;②相互挤压;③接触面不光滑;④有相对运动.方向:沿着接触面的切线与相对运动的方向相反.大小:F f =μF N .三、物体受力分析对物体进行受力分析是解决力学问题的基础,是研究力学问题的重要方法.受力分析的步骤是:1.根据题意选取研究对象.选取研究对象的原则是要使对问题的研究尽量简便.研究对象可以是单个物体或物体的某一部分,也可以是由几个物体组成的系统.2.把研究对象从周围的物体中隔离出来.为防止漏掉某个力,要养成按一般步骤分析受力的好习惯.一般应先分析重力;然后环绕物体一周,找出跟研究对象接触的物体,并逐个分析这些物体对研究对象的弹力和摩擦力;最后再分析其他场力(电场力、磁场力等).3.每分析一个力,都要想一想它的施力物体是谁,这样可以避免分析出某些不存在的力.如竖直上抛的物体并不受向上的推力,而刹车后靠惯性滑行的汽车也不受向前的“冲力”.4.画完受力图后要进行定性检验,看一看根据你画的受力图,物体能否处于题目中所给的运动状态.O图1-1-15.对物体受力分析时应注意以下几点:(1)不要把研究对象所受的力与它对其他物体的作用力相混淆;(2)对于作用在物体上的每一个力,都必须明确它的来源,不能无中生有;(3)分析的是物体受到哪些“性质力”(按性质分类的力),不要把“效果力”与“性质力”混淆重复分析.例如,有人认为在竖直面内做圆周运动的物体运动至最高点时(图1-1-1)受三个力的作用:重力、绳的拉力和向心力.实际上这个向心力是重力与绳拉力的合力,是“效果力”,不属于单独某一性质的力,不能重复分析.●疑难突破1.重力是由于地面附近的物体受到地球的吸引而产生的,但并不是地球对物体的引力.因为此引力除产生重力外,还要提供物体随地球自转所需的向心力.因物体在地球上不同纬度处随地球自转所需向心力大小不同,故同一物体在地球上不同纬度处重力大小不同.特别提示除两极外,物体所受的重力是地球对物体万有引力的一个分力.不过由于物体随地球自转所需要的向心力远小于万有引力,一般情况下,可不考虑地球的自转效应,此时可认为地球对物体的万有引力等于物体所受的重力,即G 2RMm =mg . 2.弹力产生的条件是“接触且有弹性形变”.若物体间虽然接触但无拉伸或挤压,则并无弹力产生.但由于弹性形变一般很小,难于观察,因而判断弹力是否存在常需采用“反证法”,由已知运动状态和其他条件,利用平衡条件或牛顿运动定律分析推理.例如,要判断图1-1-2中静止在水平面上的球是否受到斜面对它的弹力作用,可先假设有弹力F N 2存在,则此球在水平方向所受合力不为零,必加速运动,与所给静止状态矛盾,说明此球与斜面间虽接触,但并不挤压,并不存在弹力F 2N . F F N N 12G图1-1-2特别提示两物体直接接触仅是产生弹力的必要条件,而不是产生弹力的充要条件.3.静摩擦力大小、方向的确定是本单元的难点.判断物体间有无静摩擦力及确定静摩擦力方向时常用的方法是:(1)假设法.即假设接触面光滑,看物体是否会发生相对运动;若发生相对运动,则说明物体原来虽相对静止却有相对运动的趋势.且假设接触面光滑后物体发生相对运动的方向即为原来相对运动趋势的方向,从而确定静摩擦力的方向.(2)根据物体所处的运动状态,应用力学规律判定.如图1-1-3中物块A 和B 在外力F 作用下一起沿水平面向右以加速度a 做匀加速直线运动时,若A 的质量为m ,则很容易确定A 受的静摩擦力大小为ma ,方向水平向右.FAB图1-1-34.深刻领会“相对”二字的含义,正确理解摩擦力的概念.(1)静摩擦力产生在相对静止(有相对运动趋势)的两物体间,但这两个物体不一定静止,它们可能一起运动,所以,受静摩擦力作用的物体不一定静止.滑动摩擦力产生在相对滑动的两物体之间,但受到滑动摩擦力作用的物体可能是静止的.(2)摩擦力的方向一定与相对运动的方向相反,或与相对运动趋势的方向相反,但摩擦力的方向不一定与物体的运动方向相反.摩擦力的方向与物体的运动方向可能相同,充当动力,对物体做正功.例如,在运行的传送带上放一初速为零的工件A (如图1-1-4),则在工件A 未达到与传送带速度相等前,A 相对传送带向左滑动,但相对地仍为向右运动,所以工件所受滑动摩擦力的方向与工件的运动方向是一致的.此滑动摩擦力是动力,对工件做正功.摩擦力的方向可能与物体的运动方向相反,充当阻力,对物体做负功.摩擦力的方向还可能与运动方向垂直(例如静摩擦力提供向心力),等等,总之摩擦力的方向与物体的运动方向没有确定的关系.左右A图1-1-4特别提示(1)静摩擦力中的“静”指的是相对静止,滑动摩擦力中的“滑动”指的也是相对滑动,其中应以摩擦力的施力物体为参考系.(2)摩擦力一定与相对运动方向相反或与相对运动趋势的方向相反,阻碍物体间的相对滑动.但摩擦力的方向和物体的运动方向没有确定的关系.5.摩擦力与弹力的关系(1)产生摩擦力的条件是在产生弹力的条件基础上,增加了接触面不光滑和物体间有相对运动或相对运动趋势.因此,若两物体间有弹力产生,不一定产生摩擦力,但若两物体间有摩擦力产生,必有弹力产生.(2)在同一接触面上产生的弹力和摩擦力的方向相互垂直.(3)滑动摩擦力大小与同一接触面上的弹力(压力)大小成正比:F f =μF N ,而静摩擦力(除最大静摩擦力外)大小与压力无关.●典例剖析【例1】 如图1-1-5所示,小车上固定着一根弯成β角的曲杆,杆的另一端固定一个质量为m 的球.试分析下列情况下杆对球的弹力的大小和方向:(1)小车静止;(2)小车以加速度a 水平向右运动. ♌ 图1-1-5剖析:(1)小车静止时,球受到两个力的作用:重力和杆的弹力,根据平衡条件知,杆对球的弹力大小等于球的重力,方向竖直向上.(2)选小球为研究对象.小车以加速度a 向右运动时,小球所受重力和杆的弹力的合力一定水平向右,此时,弹力F 的方向一定指向右上方,只有这样,才能保证小球在竖直方向上保持平衡,水平方向上具有向右的加速度.假设小球所受弹力方向与竖直方向的夹角为θ(如图1-1-6),根据牛顿第二定律有F sin θ=ma ,F cos θ=mg .F❑a图1-1-6解得F =m 22a g ,tan θ=ga . 说明:杆可以发生拉伸形变、压缩形变、弯曲形变,所以,杆产生的弹力方向可能沿杆,也可能不沿杆.深化拓展(1)小车如何运动时,弹力的方向才沿杆的方向?(2)试比较一下绳、杆、弹簧的弹力方向,它们各有何特点?简答:(1)当小车水平向右的加速度为a =g tan β时,弹力的方向沿杆.(2)绳只能发生拉伸形变,故绳只能产生沿绳长方向的拉力;弹簧可以发生拉伸形变,也可以发生压缩形变,故弹簧可以产生沿弹簧方向的拉力,也可以产生沿弹簧方向的支持力;杆既可以发生拉伸形变,也可以发生压缩形变,还可以发生弯曲形变,故杆可产生沿杆方向的拉力和支持力,也可以产生不沿杆方向的弹力.【例2】 有一半径r 为0.2 m 的圆柱体绕竖直轴OO ′以角速度ω=9 rad/s 匀速转动,今用水平力F 把质量为1 kg 的物体A 压在圆柱体的侧面,由于受挡板上竖直的光滑槽的作用,物体A 在水平方向上不能随圆柱体转动,而以v 0=2.4 m/s 的速率匀速下滑,如图1-1-7所示.若物体A 与圆柱体间的动摩擦因数μ为0.25,试求水平推力F 的大小.(g 取10 m/s 2)A O O '挡板F 图1-1-7剖析:如图1-1-8所示,在垂直于圆柱面的方向上有:F N =FF O F fG v vv 1 01图1-1-8物体相对于圆柱面的速度为v ,则v =2220r v ω+=222.094.2)(⨯+m/s=3 m/s物体所受摩擦力的方向跟v 的方向相反,由物体的平衡条件得,F f cos α=mg又F f =μF Ncos α=v v 0=34.2=0.8 故F =αμcos mg =8.025.0101⨯⨯ N=50 N. 说明:判断滑动摩擦力的方向时,要特别注意滑动摩擦力的方向与物体相对于施加摩擦力的物体的运动方向相反,不一定与物体的运动方向相反.深化拓展如图1-1-9所示,质量为m 的物体放在水平放置的钢板C 上,与钢板的动摩擦因数为μ,由于光滑导槽A 、B 的控制,物体只能沿水平导槽运动.现使钢板以速度v 1向右运动,同时用力F 沿导槽的方向拉动物体使物体以速度v 2沿导槽运动,则F 的大小为A BCv v 12 图1-1-9 A.等于μmgB.大于μmgC.小于μmgD.不能确定答案:C 【例3】 把一重为G 的物体,用一个水平的推力F =kt (k 为恒量,t 为时间)压在竖直的足够高的平整的墙上(图1-1-10).从t =0开始物体所受的摩擦力F f 随t 的变化关系是图1-1-11中的哪一个F图1-1-10A B C D F F F F G G G G t ttt ff f fO O O O图1-1-11 剖析:选物体为研究对象,按重力、弹力、摩擦力等顺序画出物体的受力情况示意图如图1-1-12所示,在确认无误后分析摩擦力随时间的变化情况:物体在竖直方向上只受重力G 和摩擦力F f 的作用.由于F 从零开始均匀增大,所以物体整个过程的大体运动情况应该是:先加速下滑,再减速下滑、最后静止不动.在解题过程中,要掌握“先粗后细”的原则.开始一段时间F f <G ,物体加速下滑.当F f =G 时,物体速度达到最大值,之后F f >G ,物体向下做减速运动,直至速度减为零. FF F fN G图1-1-12在整个运动过程中,摩擦力为滑动摩擦力,其大小为F f =μF N =μF =μkt ,即F f 与t 成正比,是过原点的直线.当物体速度减为零之后,滑动摩擦变为静摩擦,其大小由平衡条件可知F f =G ,所以物体静止后的图线为平行于t 轴的线段.故本题正确答案为B.注意:从滑动摩擦力变为静摩擦力时摩擦力大小的突变.说明:要注意静摩擦力和滑动摩擦力跟压力关系的不同:滑动摩擦力跟压力成正比,静摩擦力(除最大静摩擦力外)的大小跟压力无关.深化拓展如图1-1-13所示,在水平桌面上放一木块,用从零开始逐渐均匀增大的水平拉力F 拉着木块沿桌面运动,则木块所受到的摩擦力F f 随拉力F 变化的图象(图1-1-14)正确的是(最大静摩擦力大于滑动摩擦力)F图1-1-13A B C D F F FFF F F F f f f fOO O O图1-1-14 解析:当木块不受拉力时(F =0),桌面对木块没有摩擦力(F f =0).当木块受到的水平拉力F 较小时,木块仍保持静止,但有向右运动的趋势,桌面对木块产生静摩擦力,其大小与F 相等,方向相反.随着水平拉力F 不断增大,木块向右运动的趋势增强,桌面对木块的静摩擦力也相应增大,直到水平拉力F 足够大时,木块开始滑动,桌面对木块的静摩擦力达最大值F m .在这个过程中,由木块水平方向二力平衡条件知,桌面对木块的静摩擦力F f 始终与拉力F 等值反向,即随着F 的增大而增大.木块滑动后,桌面对它的阻碍作用是滑动摩擦力,F f =μF N =μG ,它小于最大静摩擦力,并且在木块继续滑动的过程中保持不变.答案: D●教师下载中心教学点睛1.学生通过高一、高二阶段的学习,对力的概念已有了一定的理解和认识,在复习中应注意引导学生回顾学过的各种具体的力,通过归纳概括,并联系牛顿第三定律,使学生进一步认识到:力是物体间的相互作用,这种相互作用遵循牛顿第三定律.力的名称虽然繁多,但可以按照力的性质或效果对其进行科学的分类,从而使繁乱的知识系统化、条理化.2.对重力,要让学生体会为什么说“重力是由于地球的吸引而使物体受到的力”,而不说“重力是地球对物体的万有引力”.对此问题,既要使学生认识到物体的重力和地球对物体的万有引力之间有差异,还要让学生知道这种差异很小,一般情况下皆可认为mg ≈G 2地R Mm.3.第Ⅰ单元中的重点和难点均是摩擦力,尤其是静摩擦力的大小和方向.[疑难突破]中用了较大的篇幅介绍了判断物体间有无静摩擦力及确定静摩擦力方向时常用的方法.4.对物体受力分析是解决力学问题的基础和关键.通过复习,使学生理解“隔离法”的目的和益处,通过训练使学生形成按程序分析受力的定势.受力分析的例题和练习题也不必局限于力学范围,也可涉及一些电磁学的受力分析问题,这样能使学生的视野更开阔些,对问题的理解也会更深刻些.在[典例剖析]中,通过例3练习受力分析的方法同时巩固静摩擦力的概念;通过例2深化对摩擦力产生条件的理解,巩固摩擦力的分析方法;通过例1说明不同模型发生形变的特点不同,强调杆产生的弹力可以沿杆,也可以不沿杆;通过例4说明静摩擦力和滑动摩擦力与压力的关系的不同,帮助学生理解它们的区别.拓展题例【例1】 (1)均匀长棒一端搁在地面上,另一端用细线系在天花板上,如图所示.若细线竖直,试分析棒的受力情况.(2)若悬线不竖直,棒的受力情况可能如何?(3)若水平面光滑,悬线可能不竖直吗?答案:(1)取棒为研究对象,它只受三个力的作用,其中重力G 竖直向下,支持力F N 垂直于地面竖直向上,绳子拉力F T 沿绳竖直向上.如图所示. F TNG 虽然地面不光滑,棒并不受静摩擦力的作用.因为重力G 、支持力F N 和拉力F T 均沿竖直方向,所以棒在水平方向上没有运动趋势,也就不受静摩擦力了.(2)若悬线不竖直,棒受四个力作用:重力、支持力、线的拉力和摩擦力.(3)若水平光滑,悬线一定竖直.【例2】 某人推着自行车前进时,地面对前轮的摩擦力为F 1,对后轮的摩擦力为F 2;该人骑着自行车前进时,地面对前轮的摩擦力为F 3,对后轮的摩擦力为F 4.下列说法中正确的是A.F 1与车前进方向相同B.F 2与车前进方向相同C.F 3与车前进方向相同D.F 4与车前进方向相同解析:推车前进时,两轮在推力作用下与地面接触处都有相对地面向前滑的趋势,故均受向后的摩擦力;骑车前进时,后轮是主动轮,在它与地面接触处有相对地面向后滑的趋势,故受向前的摩擦力,前轮是从动轮,它在与地面接触处有相对于地面向前滑的趋势,故受向后的摩擦力.选项D 正确.答案:D【例3】 如图所示,在两块木板中间夹着一个50 N 的木块A ,左右两边对木板的压力F 均为150 N ,木板和木块间的动摩擦因数为0.2.如果想从下面把此木块拉出来,需要多大的力?如果想从上面把它拉出来,需要多大的力?AFF 解析:用最小的力拉动物体,使物体匀速运动,此时物体处于平衡状态,故可用力的平衡条件解决问题.从下面把木块拉出来,这时摩擦力F f 向上,左右两侧各等于F f =0.2×150 N=30 N ,G +F 1=2F f ,F 1=2F f -G =2×30 N -50 N=10 N.从上面把木块拉出来,这时摩擦力向下,左右两侧各等于F f =30 N. F =150N F =150F F F f fG 1A O F F F F F f f G 2A O F 2=G +2F f =50 N+2×30 N=110 N.答案:10 N 110 N【例4】 用劲度系数k =490 N/m 的轻质弹簧,沿水平桌面水平拉一木板使它做匀速直线运动,弹簧的长度l 1=12 cm.若在木板上加上一个质量m =5 kg 的铁块,仍用原弹簧拉住它沿水平桌面做匀速运动,弹簧的长度l 2=14 cm.则木板与水平桌面间的动摩擦因数μ为多少?(g 取9.8 N/kg )解析:根据胡克定律和平衡条件得k (l 1-l 0)=μMgk (l 2-l 0)=μ(M +m )g联立解得μ=0.2.答案:0.2。
高考物理一轮复习 4. 常见的三种力受力分析精品资料
取夺市安慰阳光实验学校第二章相互作用4. 常见的三种力、受力分析1、高考解读真题品析知识:受力分析例1. (北京卷)18.如图所示,将质量为m的滑块放在倾角为θ的固定斜面上滑块与斜面之间的动摩擦因数为μ。
若滑块与斜面之间的最大静摩擦力合滑动摩擦力大小相等,重力加速度为g,则A.将滑块由静止释放,如果μ>tanθ,滑块将下滑B.给滑块沿斜面向下的初速度,如果μ<tanθ,滑块将减速下滑C.用平行于斜面向上的力拉滑块向上匀速滑动,如果μ=tanθ,拉力大小应是2mgsinθD.用平行于斜面向下的力拉滑块向下匀速滑动,如果μ=tanθ,拉力大小应是mgsinθ解析:AB选项:对处于斜面上的物块受力分析,要使物块沿斜面下滑则mgsin θ>μmgcosθ,AB错。
C选项:若要使物块在平行于斜面向上的拉力F的作用下沿斜面匀速上滑,由平衡条件有:F-mgsinθ-μmgcosθ=0故F= mgsinθ+μmgcosθ,若μ=tanθ,则mgsinθ=μmgcosθ,即F=2mgsinθ,C正确。
D选项:若要使物块在平行于斜面向下的拉力F作用下沿斜面向下匀速滑动,由平衡条件有:F+mgsinθ-μmgcosθ=0 则 F=μmgcosθ- mgsinθ若μ=tan θ,则mgsinθ=μmgcosθ,即F=0,D错误。
答案:C点评:正确的受力分析是分析物体的运动情景的基础。
热点关注知识:受力分析中整体法的应用例2.(海南物理)3.两刚性球 a和b的质量分别为am和b m、直径分别为ad个b d(a d>b d)。
将a、b球依次放入一竖直放置、内径为的平底圆筒内,如图所示。
设a、b两球静止时对圆筒侧面的压力大小分别为1f和2f,筒底所受的压力大小为F已知重力加速度大小为g。
若所以接触都是光滑的,则A.()a b12F m m g f f=+=B.()a12bF m m g f f=+≠C.()a12a bm g F m m g f f<<+=D.()a a12,bm g F m m g f f<<+≠解析:对ab整体分析有平衡条件就可以得到答案答案:A点评:受力分析的步骤:1.明确研究对象(选整体或者隔离)2.受力分析(顺序:重力、弹力、摩擦力、其他力)3.列举方程求解2、知识网络考点1.力1. 概念:力是物体之间的相互作用。
高三物理专题受力分析------整体法和隔离法
高三物理专题受力分析------整体法和隔离法一、静力学中的整体与隔离通常在分析外力对系统的作用时,用整体法;在分析系统内各物体(各部分)间相互作用时,用隔离法.解题中应遵循“先整体、后隔离”的原则。
【例1】在粗糙水平面上有一个三角形木块a,在它的两个粗糙斜面上分别放有质量为m1和m2的两个木块b和c,如图所示,已知m1>m2,三木块均处于静止,则粗糙地面对于三角形木块()A.有摩擦力作用,摩擦力的方向水平向右 B.有摩擦力作用,摩擦力的方向水平向左C.有摩擦力作用,但摩擦力的方向不能确定 D.没有摩擦力的作用【解析】由于三物体均静止,故可将三物体视为一个物体,它静止于水平面上,必无摩擦力作用,故选D.【点评】本题若以三角形木块a为研究对象,分析b和c对它的弹力和摩擦力,再求其合力来求解,则把问题复杂化了.此题可扩展为b、c两个物体均匀速下滑,想一想,应选什么?【例2】有一个直角支架 AOB,AO水平放置,表面粗糙,OB竖直向下,表面光滑,AO上套有小环P,OB上套有小环 Q,两环质量均为m,两环间由一根质量可忽略、不可伸展的细绳相连,并在某一位置平衡,如图。
现将P环向左移一小段距离,两环再次达到平衡,那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较,AO杆对P环的支持力N和细绳上的拉力T的变化情况是()A.N不变,T变大 B.N不变,T变小 C.N变大,T变大 D.N变大,T变小【解析】隔离法:设PQ与OA的夹角为α,对P有:mg+Tsinα=N对Q有:Tsinα=mg所以 N=2mg, T=mg/sinα故N不变,T变大.答案为B整体法:选P、Q整体为研究对象,在竖直方向上受到的合外力为零,直接可得N=2mg,再选P或Q中任一为研究对象,受力分析可求出T=mg/sinα【点评】为使解答简便,选取研究对象时,一般优先考虑整体,若不能解答,再隔离考虑.【例3】如图所示,设A重10N,B重20N,A、B间的动摩擦因数为0.1,B与地面的摩擦因数为0.2.问:(1)至少对B向左施多大的力,才能使A、B发生相对滑动?(2)若A、B间μ1=0.4,B与地间μ2=0.l,则F多大才能产生相对滑动?【解析】(1)设A、B恰好滑动,则B对地也要恰好滑动,选A、B 为研究对象,受力如图,由平衡条件得:F=f B+2T选A为研究对象,由平衡条件有T=f A f A=0.1×10=1N f B=0.2×30=6N F=8N。
高三物理第三章 专题强化 三种性质的力及物体的受力分析 - 无答案
专题强化三种性质的力及物体的受力分析[学科素养与目标要求]科学思维:1.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.2.进一步熟练掌握静摩擦力、滑动摩擦力方向的判定方法和大小的计算方法.3.学会对物体进行受力分析的方法.一、弹力的判断和计算1.弹力的判断(1)弹力有无的判断“三法”.①条件法:根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹力.此方法多用来判断形变较明显的情况.②假设法:对形变不明显的情况,可假设两个物体间弹力不存在,看物体能否保持原有的状态.③状态法:根据物体的运动状态,利用牛顿第二定律(第四章学习)或共点力平衡条件判断弹力是否存在.(2)弹力方向的确定.2.弹力的计算(1)对有明显形变的弹簧、橡皮条等物体,弹力的大小可以由胡克定律F=kx计算.(2)对于难以观察的微小形变,可以根据物体的受力情况和运动情况,运用物体平衡条件来确定弹力大小.例1在图1中画出物体A所受弹力的示意图(已知图中物体A均处于静止状态,各接触面都是光滑的).图1例2三个质量均为1 kg的相同木块a、b、c和两个劲度系数均为500 N/m的相同轻弹簧p、q用轻绳连接,如图2所示,其中a放在光滑水平桌面上.开始时p弹簧处于原长,木块都处于静止状态.现用水平力F缓慢地向左拉p弹簧的左端,直到c木块刚好离开水平地面为止,g取10 m/s2.该过程p弹簧的左端向左移动的距离是()图2A.4 cm B.6 cm C.8 cm D.10 cm二、摩擦力的分析与计算1.静摩擦力有无的判断方法(1)条件法:根据摩擦力产生的条件判断.(2)假设法:假设接触面光滑,若物体原来的运动状态改变,说明存在摩擦力;否则,不存在摩擦力.(3)状态法:由物体所处的状态分析,若物体静止或做匀速运动,根据初中学过的二力平衡的知识判断是否存在摩擦力.(4)力的相互作用法:当一物体所受摩擦力方向不易判断时,可根据与之相互作用的另一物体所受摩擦力情况和相互作用力等大反向的特点进行判定.2.摩擦力大小的计算(1)静摩擦力的大小①静摩擦力的大小通常要通过受力情况和平衡条件进行计算,随着产生运动趋势的外力的变化而变化.②最大静摩擦力F fmax的值略大于滑动摩擦力,高中阶段为了计算方便,往往认为最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力.(2)滑动摩擦力的大小计算公式:F=μF N公式中F N为接触面受到的正压力,与物体的重力G是两种性质的力,大小和方向不一定与重力相同.F与物体是否匀速运动、运动速度的大小、接触面积的大小无关,只与μ和F N 有关.例3如图3所示,一辆汽车在平直公路上向右运动,车上有一木箱,试判断下列情况中木箱所受的摩擦力及摩擦力的方向.图3(1)汽车由静止加速运动时(木箱和车无相对滑动);(2)汽车刹车时(木箱和车无相对滑动);(3)汽车匀速运动时(木箱和车无相对滑动);(4)汽车刹车,木箱在车上向前滑动时;(5)汽车在匀速运动过程中突然加速,木箱在车上滑动时.例4(2019·河北师大附中期中)把一个重为G的物体,用一个水平力F=kt(k为恒量,t 为时间)压在竖直的足够高的平整的墙上,如图4所示,从t=0开始物体所受的摩擦力F f随t的变化关系是()图4三、物体的受力分析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.例5(多选)如图5所示,有三个物体叠放在一起,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()图5A.B对A有摩擦力作用B.B受到A、C的摩擦力作用C.B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针对训练1(2019·上杭一中期中)对以下小球或木块受力分析正确的是()A.两小球靠在一起静止于光滑水平面上B.木块静止于斜面上C.小球用绳拴挂于竖直光滑墙壁上静止D.小球在光滑水平面上向右匀速运动针对训练2(2019·济南一中期中)我国的高铁技术在世界上处于领先地位,高铁(如图6甲所示)在行驶过程中非常平稳,放在桌上的水杯几乎感觉不到晃动.图乙为高铁车厢示意图,A、B两物块相互接触地放在车厢里的水平桌面上,两物块与桌面间的动摩擦因数相同,A的质量比B的质量大,车厢在平直的铁轨上向右做匀速直线运动,A、B相对于桌面始终保持静止,下列说法正确的是()图6A.A受到2个力的作用B.B受到3个力的作用C.A受到桌面对它向右的摩擦力D.B受到A对它向右的弹力1.(弹力的分析)(2019·湖南师大附中高一上学期期末)下列各图中P、Q两球均处于静止状态,两球之间不存在弹力的是(所有接触面都是光滑的)()2.(摩擦力的分析与计算)(2019·济南一中期中)如图7所示,A、B、C三个物体质量相等,它们与传送带间的动摩擦因数也相同.三个物体随传送带一起匀速运动,运动方向如图中箭头所示.则下列说法正确的是()图7A.A物体受到的摩擦力方向向右B.三个物体中只有A物体受到的摩擦力是零C.B受到的摩擦力沿斜面向下D.B、C受到的摩擦力方向相反3.(摩擦力的分析与计算)如图8所示,物体A的质量为1 kg,置于水平地面上,物体与地面间的动摩擦因数μ=0.2,从t=0开始,物体以一定的初速度v0向右滑行的同时,受到一个水平向左、大小恒为F0=1 N的作用力,则反映物体受到的摩擦力F f随时间变化的图象正确的是(取向右为正方向,g取10 m/s2)()图84.(物体的受力分析)(2019·泰安一中期中)如图9所示,物体A、B、C叠放在水平桌面上,力F作用在物体C上后,各物体仍保持静止状态,那么以下说法正确的是()图9A.A受的各个摩擦力的合力不为零B.A、B、C三个物体组成的整体所受摩擦力为零C.C不受摩擦力作用D.B不受摩擦力作用一、选择题1.静止的车厢顶部用细线竖直悬挂一小球,如图1所示,小球下方与一光滑斜面接触.关于小球的受力,下列说法正确的是()图1A.细线对它一定有拉力作用B.细线对它可能没有拉力作用C.斜面对它可能有支持力作用D.斜面对它一定有支持力作用2.(2019·黑龙江省实验中学期中)如图2所示,物体A分别与水平面、竖直墙面以及物体B紧密接触,所有接触面均光滑,A、B均静止,则()图2A.物体A受三个弹力作用B.物体A受两个弹力作用C.物体B受两个弹力作用D.物体A和物体B均只受一个弹力作用3.(2019·泰安一中期中)如图3所示,物体A和B均处于静止状态,重力分别为13 N和7 N,不计弹簧测力计和细线的重力,不考虑一切摩擦,则弹簧测力计的读数是()图3A.6 N B.7 N C.13 N D.20 N4.(2018·长沙一中高一月考)如图4所示,容器内盛满水,器壁AB呈倾斜状,有一个小物块P 处于图示位置,并保持静止状态,则关于小物块P的受力情况,下列判断正确的是()图4A.P可能只受一个力B.P可能只受三个力C.P不可能只受两个力D.P不是受到两个力就是受到四个力5.(2018·山东师大附中高一期中)如图5所示,倾角为30°、重为80 N的斜面体静止在水平面上,一根弹性轻杆的一端垂直固定在斜面体上,杆的另一端固定一个重为2 N的小球,小球处于静止状态时,下列说法正确的是()图5A.斜面体有向左运动的趋势B.地面对斜面体的支持力为80 NC.小球对弹性轻杆的作用力大小为2 N,方向竖直向下D.弹性轻杆对小球的作用力大小为2 N,方向垂直斜面向上6.如图6所示,一人站在自动扶梯的水平踏板上,随扶梯斜向上匀速运动,以下说法正确的是()图6A.人受到重力和支持力的作用B.人受到重力、支持力和向右的摩擦力的作用C.人受到重力、支持力和向左的摩擦力的作用D.人受到重力、支持力和与速度方向相同的摩擦力的作用7.如图7所示,在粗糙水平面上有两个质量分别为m1和m2的木块1和2,它们用一根原长为l 、劲度系数为k 的水平轻弹簧连接,两木块与地面之间的动摩擦因数均为μ,重力加速度为g .现用一水平力F 向右拉木块1,当两木块一起匀速运动时,两木块之间的距离为( )图7A .l +μm 1g kB .l +μ(m 1+m 2)gkC .l +μm 2g kD .l +μm 1m 2gk (m 1+m 2)8.(多选)(2019·黑龙江省实验中学期中)放在水平地面上的物体M 上表面有一物体m ,m 与M 之间有一处于拉长状态的弹簧,整个装置处于静止状态,如图8所示,则关于M 和m 受力情况的判断,正确的是( )图8A .m 受到向左的摩擦力B .M 受到m 对它向左的摩擦力C .地面对M 的摩擦力方向向右D .地面对M 不存在摩擦力作用9.(2019·华中师大一附中期中)如图9所示,质量为m 的木块在质量为M 的长木板上,受到向右的拉力F 的作用而向右滑行,长木板处于静止状态,已知木块与木板间的动摩擦因数为μ1,木板与地面间的动摩擦因数为μ2.下列说法正确的是( )图9A .木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ2mgB .木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ2(m +M )gC .木板受到地面的摩擦力的大小一定等于FD .木板受到木块的摩擦力大小一定是μ1mg10.(多选)如图10是某小组同学为研究动摩擦因数所设计的实验装置.其中A 为一质量为M的长直木板,B为木板上放置的质量为m的木块,Q为木块右端连接的一水平弹簧测力计.实验时用水平力将A从B的下方抽出,通过Q的读数即可测出动摩擦因数.若实验条件较为理想,则()图10A.只有将木板A匀速抽出才能从Q上读取稳定读数B.将木板A加速、减速或匀速抽出均能从Q上读取稳定读数C.通过该方法可测得A与B之间的动摩擦因数D.通过该方法可测得A与地面之间的动摩擦因数二、非选择题11.画出图11(1)~(5)中静止物体A的受力示意图.图1112.(2019·长郡中学高一上学期期末)如图12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=0.25,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,求:图12(1)当F=25 N时,木块受到的摩擦力大小;(2)当F=10 N时,木块受到的摩擦力大小.13.如图13所示,A物体重力为20 N,B物体重力为10 N,力F竖直向下,A与水平面间的动摩擦因数μ=0.4,其余摩擦不计,A与定滑轮间的细线水平,求:图13(1)①、②两种情况下物体A受什么摩擦力?大小如何?(假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)①F=0时,由静止释放B物体;②F=10 N时,由静止释放B物体;(2)若要使A匀速运动,所加力F的大小是多少?14.(2019·泰安一中期中)如图14所示,物体A重40 N,物体B重20 N,A与地面间的动摩擦因数μ1=0.2,物体A、B用细绳通过光滑的定滑轮相连,当作用在物体A上的水平力F=24 N时,恰能将A匀速拉出.(g=10 m/s2)求:图14(1)地面对物体A的摩擦力大小;(2)A、B接触面间的动摩擦因数μ2.。
高三物理受力分析图
例1.分析A 物体的受力:例2.分析物体在水平面上物体A 的受力:例3. 分析物体A 在斜面上的受力情况:例4. 分析竖直面上A 的受力:例5分析A 、B 两物体受力情况 :课后作业: 1、 分析下列物体A 的受力:(均静止)2、 图中下列各物体的受力分析是否正确:(A 静止)(A 向下运动,斜面不光滑)(光滑小球)(光滑小球)(A 静止) F(A 匀速下滑)F F (A 静止)F 1B(A 静止)C (A 、B α BA(光滑小球)物体随皮带向上匀速运动物体沿斜面上滑A A物体静止3、用劲度系数为k=490N/m的水平弹簧拉一木板沿水平面匀速滑行时,弹簧长为12cm,若在木板上放一质量为5kg的物体,用同一弹簧水平拉动木板匀速向右滑行时,弹簧长为14cm,求木板与水平面间的动摩擦因数为多少?三)巩固练习:1.分析下列各图中棒的受力情况。
2.如图所示,光滑斜面上有两个叠放的物体A和B。
A跟光滑竖直墙壁接触,两物体均保持静止。
分析A的受力情况。
3.各图中A物体都保持静止,画出A的受力分析图.4.下列图中的A物体都静止不动,且接触面光滑,试对A进行受力分析.5.如图中的杆AB靠在表面光滑的半球C上而处于静止状态,分析AB杆受力情况.1题图6.如上右图所示,A 、B 、C 、D 四个相同的物块被两竖直板M 、N 夹住处于静止状态,试做出A 、B 、C 、D 各物体的受力分析图.7.受力分析(分析下面物体A所受的力)例5 在图2-2-1中,a 、b (a 、b 均处于静止状态)间一定有弹力的是( )以上A 处于静止状态A 沿着墙向上运动A 沿着水平面向右运动A 沿着斜面向上运动图2-2-1 A B CD。
高三物理复习专项 受力分析例题_仅答案
受力分析例题参考答案1、答案:、B解析:、根据受力分析的顺序,有重力,支持力,绳子拉力,共3个力。
根据整体法可以判断,没有水平方摩擦力,否则绳子不会保持竖直2、答案:、B解析:、当绳对A的拉力等于A的重力时,A、B之间没有弹力,也一定没有摩擦力,此时地面对B的支持力等于B的重力,因此选项A、D错误.当绳对A的拉力为零时,由力的平衡知,A应受重力、弹力和B对A的摩擦力共三个力的作用,选项B正确.由整体法可知,地面对B的摩擦力一定为零,选项C错误3、答案:、C解析:、A、B两物体保持静止,通过整体法可知整体受力为总重力,竖直向上力F(不存在墙对A的静摩擦力,因为不存在支持力)。
对A而言,A受到重力,B对A的支持力,B对A的沿斜面斜向上的静摩擦力,因此A受到3个作用力4、答案:、B解析:、对m1受力分析,如图所示,则:m2g=m1g cos 30°m3g=m1g cos 60°,B正确.5、答案:、C解析:、以两球和弹簧A组成的整体为研究对象,受力分析如图所示,由合成法知当C弹簧与B弹簧垂直时,弹簧C施加的拉力最小,由几何关系知F T B∶F T C=4∶3.6、答案:、C解析:、P、Q一起沿斜面匀速下滑时,由于木板P上表面光滑,滑块Q受到重力、P的支持力和弹簧沿斜面向上的弹力.根据牛顿第三定律,物体Q必对物体P有压力,同时弹簧对P也一定有向下的弹力,因而木板P受到重力、斜面的支持力、斜面的摩擦力、Q的压力和弹簧沿斜面向下的弹力,所以选项C正确。
7、答案:BD解析:、以A、B整体为研究对象,由平衡条件可知,在水平方向上F cos 30°=μF N,在竖直方向上(m A+m B)g=F sin 30°+F N,联立解得μ=√3/5,所以D正确;以B为研究对象,由平衡条件可知,水平方向上F T cos θ=F cos 30°,竖直方向上F T sin θ+F sin 30°=m B g,联立解得θ=30°,B正确.8、答案:、B解析:、对石块1受力分析,1受到石块3的弹力N2,石块2的弹力N1,以及重力。
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【典例2】(2012·温州高一检测)光滑圆柱体固定于水平地面, AB为一重为G的均匀直棒,A端放在地上,C点压在柱面上,AB棒 处于静止,请画出直棒AB所受各个作用力的示意图。
【思路点拨】解答本题时应把握以下三点: (1)确定研究对象。 (2)有哪些物体与研究对象发生作用。 (3)确定各物体对研究对象的作用力并画受力示意图。
(4)必须注意,在一些较复杂的问题中,受力分析不能孤立地 进行,往往要根据研究对象的运动状态,结合相应的物理规律, 才能最后作出正确的判断。
【知识点拨】 受力分析常见的错误及其防范
(1)多画力:研究对象不明确,错将其他物体受到的力画入。 防止多画力的有效措施是每个力都找到其施力物体,因为找不 到施力物体的力是不存在的。 (2)少画力:少画力往往由受力分析过程混乱导致,因此受力 分析时要做到:一是严格按照顺序进行分析,即按“一重、二 弹、三摩擦、再其他”的顺序分析;二是分析弹力和摩擦力时 所有接触点都要分析到。 (3)错画力:即把力的方向画错。防范办法是要按各力方向的 规律作图。
(3)牢记力不能脱离物体而存在。每一个力都有一个明确的施 力者,如果找不出施力者,意味着这个力不存在。在实际问题 中,往往有某些力一眼就能看出来,比较容易确定,如已知的 外界作用力不明显,常难以判断。因此, 可选择容易判断的力为突破口,考查物体在它们的作用下对关 联物可能产生的影响,从而依次确定其他各个力。
【典例1】用大小为100 N的握力握住一个重为40 N 的瓶子,瓶子竖直始终处于静止状态。已知手掌与瓶 子间动摩擦因数μ=0.5,则( ) A.瓶子受到的摩擦力大小为50 N B.瓶子受到的摩擦力大小为40 N C.当握力进一步增大时,瓶子受到的摩擦力将成正比增大 D.当握力持续减小时,瓶子受到的摩擦力大小将持续减小
变时所产生的力 变的外力方向相反
F=kx
接触面
摩擦力
在相互挤压的物体 间,接触面粗糙的 与接触面相切,与物体 前提下,物体发生 的相对运动方向或相对 相对运动或有相对 运动趋势的方向相反 运动趋势时产生的 力
F=μFN 0<F静≤Fmax
接触面
【知识点拨】 弹力方向的两点说明
(1)绳只能产生拉力,不能产生支持力,且轻绳弹力的方向一 定沿绳指向绳收缩的方向。 (2)杆既能产生拉力,也能产生支持力,弹力的方向可能沿杆, 也可能不沿杆。
2. 隔离法 隔离法是指对物理问题中的单个物体或单个过程进行分析、研 究的方法。在力学中,就是把要分析的物体从相关的物体体系 中隔离出来,作为研究对象,只分析该研究对象以外的物体对 该对象的作用力,不考虑研究对象对其他物体的作用力。 隔离法的优点:容易看清单个物体的受力情况或单个过程的运 动情形,问题处理起来比较方便、简单,便于初学者使用。在 分析系统内各物体(或一个物体的各个部分)间的相互作用时用 隔离法。
答案:AB的受力示意图如图所示:
【规律方法】 受力分析记忆口诀
受力分析很重要,施力物体须找到,先重力,再接触,其他外 力莫漏掉。
整体法与隔离法 1.整体法 整体法是指对物理问题中的整个系统或整个过程进行分析、研 究的方法。在力学中,就是把几个物体视为一个整体,作为研 究对象,受力分析时,只分析这一整体对象之外的物体对整体 的作用力(外力),不考虑整体内部之间的相互作用力(内力)。 整体法的优点:通过整体法分析物理问题,可以弄清系统的整 体受力情况和全过程的受力情况,从整体上揭示事物的本质和 变化规律,从而避开了中间环节的繁琐推算,能够灵活地解决 问题。通常在分析外力对系统的作用时,用整体法。
【解析】(1)明确研究对象是均匀直棒,把AB隔离出来,单独 画出。 (2)在示意图上画出AB的重力G。 (3)环绕AB一周,找出其他物体与AB的接触处:直棒与地面在 A处相接触、与圆柱体在C处相接触。一共有两处与外界接触。 (4)在C处,由于圆柱体是光滑的,所以直棒AB在C处受到过C 点垂直于AB向上的支持力FN1作用;在A处,受地面竖直向上 的支持力FN2;假设地面光滑,直棒AB可向左滑动,所以地面 给直棒A端一个向右的摩擦力Ff作用。
3.受力分析的技巧 (1)通常只画根据性质命名的力,不要把按效果分解的分力或 合成的合力分析进来。合力与分力不得同时参与计算分析。 (2)区分内力和外力,对几个物体组成的整体进行受力分析时, 这几个物体间的作用力为内力,不能在受力图中出现;当隔离 某一物体分析时,原来的内力变成了外力,要画在受力图上。
(3)力的作用效果:①使物体产生形变;②改变物体的运动状 态。 (4)力的三要素:大小、方向、作用点。 (5)力的表示方法:力的图示和力的示意图。
2.三种基本作用力
力的名称
力的产生
由于地球的吸引使 重力 物体所受到的力
力的方向 竖直向下
力的大小
力的作用 点
G=mg
重心
弹力
与接触面垂直,与作用
物体发生弹性形 在物体上使物体发生形 弹簧的弹力
物体的受力分析 1.物体的受力分析 把研究对象(指定物体)在某个特定的物理环境中受到的所有力 都分析出来,并画出研究对象所受力的示意图,这个过程就是 受力分析。
2.受力分析的基本步骤
选研究对象
明确要分析的物体
按顺序分析
先重力,后接触力(弹力、摩擦力),再其他力
检验分析结果 根据受力分析图,结合题意检验是否“多力”或“少力”
【思路点拨】解答本题时应把握以下两点: (1)明确所分析的是滑动摩擦力还是静摩擦力; (2)区别求解两种摩擦力的方法。
【解析】选B。当手握静止的瓶子时,手对瓶子产生的是静摩 擦力,此时手对瓶子的摩擦力与瓶子重力相等,即静摩擦力等 于40 N,A错B正确;当握力进一步增大时,瓶子仍静止,故 手对瓶子的摩擦力仍等于瓶子重力;当握力减小时,最大静摩擦 力会跟着减小,开始瓶子仍静止,此时仍为静摩擦力,其大小仍 等于40 N,选项C、D错误。
专题:物体的受力分析
1 课堂导学·探究 2 分层达标·训练
力的定义及三种基本作用力 1.力 (1)定义:力是物体与物体之间的相互作用。 (2)力的基本特征。 ①物质性:力不能离开物体而独立存在。 ②相互性:施力物体同时也是受力物体,受力物体同时也是施 力物体。 ③矢量性:力不仅有大小,而且有方向。