高中物理受力分析

4. 底座A上有一根直立长杆，其总质量为M，杆上 套有质量为m的环B， 它与杆有摩擦，设摩擦力 的大小恒定。当环从底座以初速度v向上飞起时， 底座保持静止，环的加速度大小为a，求环在升起 过程中，底座对水平面的压力分别是多大？ 解1：环向上做匀减速运 动，底座连同直杆静止
v
N
v
mg f ma ①
三．物体的受力分析
1.受力分析的内涵
分析研究对象所受到的研究对象以外的物体 对它的作用力（外力），而不分析研究对象对研 究对象以外的物体施加的力，也不分析研究对象 内部各部分之间的相互作用力．（内力）
2.受力分析的程序
⑴灵活选择明确研究对象，整体法和隔离法相结合
⑵按顺序分析物体受到的性质力，防止漏力和添力
2. 如图所示，一物块m从某曲面上的Q点自由滑下， 通过一粗糙静止的传送带后，落到地面P点，若传送带 的皮带轮沿逆时针方向转动起来，使传送带也随之转 动，再把该物块放到Q点自由滑下，那么（ A ） A.它仍能落在P点 Q B.它将落在P点的左边 C.它将落在P点的右边 D.无法判断落点，因为 它可能落不到地面上来 P
Mg N f ' ②
环
f mg
a
底 座
f’
f f'③
N N' ④
Mg
因此底座对水平地面的压力
N ' (M m) g ma

解2：对环杆（连同底座）为研究对象，根据牛顿第二定律得．
(M m) g N M 0 ma 因此底座对水平地面的压力 N ' N ( M m) g m a
F合＝ma 1 ma 2

F合x＝ma 1x ma 2x F合y＝ma 1 y ma 2y
1. 在粗糙水平面上放着一个三角形木块abc，在它的两个粗糙 斜面上分别放有质量为m1和m2的两个物体，m1>m2，β＞α， 若两物体分别以v1和v2沿斜面向下做匀速运动，且v1>v2,三角形 木块保持静止状态，则粗糙水平面对三角形木块 A. 摩擦力的方向水平向右 a B. 摩擦力的方向水平向左 C. 摩擦力的方向不能确定 b c N D. 以上结论都不对 解1：隔离法. a 解2：由于三角形木块和斜面上的两物体加 速度均相等，可以把它们看成一个整体， b c 竖直方向受到重力（M+m1+m2）g和支持力 N作用处于平衡状态，水平方向无任何滑动 趋势，因此不受地面的摩擦力作用. M+2mg
优先考虑 F sin N (M m) g (M+m)g “整体法” N (M m) g F sin
解析:对整体进行受力分析， 竖直方向由平衡条件：
3.（2010年山东理综卷17） 如图所示，质量分别为 m1、m2两个物体通过轻弹簧连接，在力F的作用下一 起沿水平方向做匀速直线运动（m1在地面，m2在空 中），力F与水平方向成 角。则m1所受支持力N和摩 擦力f正确的是（ A C ） F A. N m1 g m2 g F sin B. N m1 g m2 g F cos C. f F cos
D
如果连接体中各部分的加速度相同，并且不涉及到物体之间 的相互作用力时，优先考虑选用“整体法”．
2.（2008年海南物理卷2）如图，质量为M的楔形物块静 置在水平地面上，其斜面的倾角为θ．斜面上有一质量 为m的小物块，小物块与斜面之间存在摩擦．用恒力F沿 斜面向上拉小物块，使之匀速上滑．在小物块运动的过 程中，楔形物块始终保持静止．地面对楔形物块的支持 力为（ D ） F A.(M＋m)g M B.(M＋m)g－F θ C.(M＋m)g＋Fsinθ N F D.(M＋m)g－Fsinθ f θ
6.（2008年四川延考卷24） 平面上有一带圆弧形 凸起的长方形木块A，木块A上的物体B用绕过凸起 的轻绳与物体C相连， B与凸起之间的绳是水平的。 用一水平向左的拉力F作用在物体B上，恰使物体A、 B、C保持相对静止，如图。已知物体A、B、C、的 质量均为m，重力加速度为g，不计所有的摩擦，则 拉力F应为多大？
5.（06年全国理综卷Ⅱ）如图所示，位于水平桌面上 的物块P，由跨过定滑轮的轻绳与物块Q相连，从滑 轮到P和到Q的两段绳都是水平的。已知Q与P之间以 及P与桌面之间的动摩擦因数都是μ，两物块的质量都 是m，滑轮的质 量、滑轮轴上的摩擦都不计，若用一 水平向右的力F拉P使它做匀速运动，则F的大小为 （ A ） Q A 4μmg B 3μmg P F C 2μmg D μmg
⑵按顺序分析物体受到的性质力，防止漏力和添力
受力分析的一般顺序是先主动力（万有引力包括重力、 电场力），后被动力（洛伦兹力、弹力、摩擦力）；被动力 中，先洛伦兹力（与物体的速度有关），后接触力（弹力和 摩擦力，与物体的加速度密切相关）；接触力中先弹力，后 摩擦力（弹力是产生摩擦力的必要条件）。弹力看接触物体， 弹力的个数小于等于接触物体的个数，摩擦力看接触面．摩 擦力的个数小于等于接触面的个数．对装有动力机械的物体， 还要考虑是否有牵引力；物体在液体或空气中，还要同时考 虑是否受浮力和流体阻力；求固体或液体封闭气体的压强， 对研究对象进行受力分析时，注意不要漏掉内、外气体的压 力。按顺序受力分析，能有效防止“漏力”。
解：传送带不动或逆时针转动时，工件相对传送带的运动方 向均向右，工件受到的滑动摩擦力的方向均向左，滑动摩擦 力的大小均等于μmg，工件在传送带上的运动性质完全相同， 从A到B一直做相同的匀减速运动．到达皮带右端的速度相同， 此后做平抛运动的水平位移相同． 传送带问题关键是 摩擦力的分析． 对于摩擦力，先看 种类，后看规律．
解析：选整体为研究对象，有F=2T+2μmg,选Q为研究对象， 有T=μmg，因此有F=4μmg。因此选项A正确。
解题感悟：1.研究对象：整体法和隔离法相结合，本题用隔离法也不复杂； 2.受力分析：对研究对象正确受力分析是解题的关键，如本题中，Q对P没 有压力，但是由于Q的存在增大了P对地面的压力；3.连接体问题的本质： Q和P之间存在相互作用的滑动摩擦力μmg。
解析：设绳中张力为T，A、B、 C共同的加速度为a，由牛顿运 动定律，对A、B、C 组成的整 体有 F 3ma ① 对B有
F
B
A C
F T ma ② 2 2 2 对C有 T (mg) (ma) ③ 3 联立①②③式解出 a g F 3mg 3
整体法和隔 离法相结合
7. 用质量为m、长度为L的质量均匀 分布的绳（下垂度不计）沿着光滑水 平面拉动质量为M的物体，在绳的一 端所施加的水平拉力为F, 求绳中各处 张力的大小。
解：对物体B（结合A）进行受力分析.它 一定受到mBg、N1、N2、F、fAB这五个力 的作用．B物体处于平衡状态，所受合 外力为零，由于不能确定Fcosα与 mgsinα+fAB的大小，因此斜面对B物体可 能有静摩擦力（方向可能沿斜面向上或 向下），也可能没有静摩擦力．
有相 对运 动趋 势 有相 对运 动
与相对 0<f≤fm 1.与 运动趋 牛顿定律 弹力 势方向 或平衡条 方向 相反 件计算 垂直
2.与 与相对 接触 运动方 面相 两个有关 向相反 切
f N
两个无关
1.如图所示，小车上固定着一根弯成α角的轻杆， 杆的另一端固定一个质量为m的小球，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水平向右加速运动。
⑶按比例认真画出物体的受力分析图
⑴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。
求各部分加速度相同的联接体中的加速度或合 外力时，优先考虑“整体法”；如果还要求物体间 的作用力，再用“隔离法”．
当各部分加速度不同时,一般采用“隔离法”． 也可以采用“整体法”解题．
对研究对象进行受力分析，只分析研究对象受到的性质 力，不分析效果力，千万不能加上“向心力”、“回复力” 等效果力。浮力是物体的上下两个表面的压力差产生的效果 力。浮力和流体压力不能重复多算.另外惯性不是力，每个力 都应有施力物体。有效防止“添力”。
1.在斜面上叠放着A、B两物体， 若在B物体上加一水平方向的推 力F，两物体均静止，则B物体受 力个数为（ C D ） A.一定是6个 B.可能是4个 C.可能是5个 D.可能是6个
重力是万有引力的一个分力 Mm 2 物体在赤道时 G mg m R 星球的解体问题 1 2 R 如果不考虑地球自转，物体 物体在两极时 Mm 在地球表面及其附近时，可 G 2 mg 2 认为万有引力等于重力。 R
种类
产生条件
方向
1.接触面：垂直于 接触面，跟形变方 向相反
大小
特点
弹力和静摩 擦力是被动 力，它们由 主动力和物 体的运动状 态（加速度） 共同决定。 通常用平衡 条件或牛顿 运动定律判 断方向和求 解大小。
专题分析：受力分析
一．高中物理中常见的几种力
特点 1.普遍性 万有 有质量的两 沿两物体中 m1m2 F G 2 2.相互性 个物体之间 心连线向里 引力 r 3.宏观性 重 物体在地球 总是竖直向下 G m g 重心（重心 不一定在物 表面及附近 跟水平面垂直 力
体上）
种类
产生条件
方向
大小
3.（1995年全国物理卷）一木块放在水平桌面上在水平 方向共受到F1、F2和摩擦力三个力的作用，木块处于静 止状态，其中，F1=10N，F2 =2N，若撤去力F1，则木 块在水平方向受到的合力为 （ D ） A. 10N，方向向左 F1 =10N F2 =2N B. 6N，方向向右 C. 2N，方向向左 D. 0
解：原来物块受到的静摩擦力为8N，小于等于最大静摩擦力， 若撤去力F1 ，外力等于2N，所以此时仍然静止，静摩擦力为 2N，则木块在水平方向受到的合力为0。 结合平衡条件根据力产生的效果分析静摩擦力的大小和方向．