物体的受力分析

物体的受力分析

一、受力分析的意义:力是改变物体运动状态的原因，要了解物体的运动，就必须对它的受力情况进行分析。

二、受力分析的基础

1、正确掌握分析力的四个判据:条件判据、方向判据、性质判据、效果判据。

2、严格遵守：先重力→再弹力→后摩擦力→其它力→正确画出受力示意图的顺序

3、正确掌握科学的思维方法和技巧(隔离法、整体法、假设法、极限法等)

（一）弹力的有无及方向判断和大小计算专题

1．弹力有无的判断“四法”

(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，若运动状态不变，则此处不存在弹力；若运动状态改变，则此处一定有弹力。

(3)状态法：根据物体的运动状态，利用牛顿第二定律或共点力平衡条件判断弹力是否存在。

(4)替换法：可以将硬的、形变不明显的施力物体用软的、易产生明显形变的物体来替换，看

能否发生形态的变化，若发生形变，则此处一定有弹力。

2．弹力方向的确定

(1)若接触面之一为平面，则弹力一定垂直于该平面．

(2)若接触面之一为球面，则弹力一定过球心．

(3)若接触面为曲面，则弹力一定垂直于曲面的过接触点的切面．

(4)若接触处之一为直线，则弹力一定垂直于该直线

3理想模型中的弹力比较：

①轻绳：质量不计、松软、不可伸长的绳，绳中各处的张力大小相等；轻绳对物体只能产生拉力，不能产生压力；物体的运动状态改变的瞬间，拉力可以发生突变． ②轻杆：质量不计、不可伸长和压缩的杆；轻杆既能对物体产生压力，又能产生拉力，弹力方向不一定沿杆的方向；物体的运动状态改变的瞬间，拉力可以发生突变． ③弹性轻弹簧：质量不计、弹力与中心轴线重合，指向弹簧恢复原状方向．对物体能产生拉力，或压力；物体的运动状态改变的瞬间，拉力不能发生突变．

例1：如图所示，将甲图中与小球接触的斜面去掉，小球无法在原位

置保持静止，而把乙图中的斜面去掉，小球仍静止，故甲球受斜面的

弹力，乙球不受斜面的弹力

例2. 在下左图中，A 、B 两球间一定有弹力作用的是( B )

例3. 在下右图中倾角为α的固定斜面上，两木块A 和B 间用轻杆相连，木A 的质量为m 1, 其与斜面的动摩擦因数为μ1；木块B 的质量为m 2, 其与斜面的动摩擦因数为μ2, 分析当两木块共同沿斜面下滑时轻杆的受力，此时轻杆受拉力还是压力？（12μμ=无弹力，12μμ<杆受拉力，12μμ>杆受压力）

例4.如图1所示，四个完全相同的弹簧都处于水平位置，它们的右端皆受到大小为F 的拉力作用，而左端的情况各不相同：①中弹簧的左端固定在墙上，②中弹簧的左端受大小也为F 的拉力作用，③中弹簧的左端拴一小物块，物块在光滑的桌面上滑动，④中弹簧的左端拴一小物块，物块在有摩擦的桌面上滑动．若认为弹簧的质量都为零，以1234L L L L 、、、依次表示四个弹簧的伸长量，则

( D )

A 、21L L >

B ．43L L >

C 、13L L >

D ．24L L = 例5.(2017.新课标Ⅲ)17．一根轻质弹性绳的两端分

别固定在水平天花板上相距 80cm 的两点上，弹性

绳的原长也为 80cm 。将一 钩码挂在弹性绳的中点，平衡时弹性绳的总长度为 100cm ；再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同 一点，则弹性绳的总长度变为( B )（弹性绳的伸长始终处于弹性限度内）

A ．86cm

B ． 92cm

C ． 98cm

D ．104cm

例5、如图所示，将两个相同的木块a 、b 置于固定在水平面上的粗糙斜面上，a 、b 中间用一轻弹簧连接，b 的右端用平行于斜面的细绳与固定在斜面上的挡板相连．开始时a 、b 均静止，弹簧处于压缩状态，细绳上有拉力，下列说法正确的是（ BC ）

A. 细绳剪断瞬间，a 所受摩擦力也立刻发生变化

B. 细绳剪断瞬间，b 所受摩擦力可能为零

C. a 所受的摩擦力一定不为零

D. b 所受的摩擦力一定不为零

要点二 弹力的分析与计算

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，运用物体平衡条件或牛顿第二定律来确定弹力大小。

[例1] 如图2­1­5所示为位于水平面上的小车，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为θ，在斜杆的下端固定有质量为m 的小球。下列关于斜杆对小球的作用力F 的判断中，正确的是( CD )

A ．小车静止时，F ＝mgsin θ，方向沿杆向上

B ．小车静止时，F ＝mgcos θ，方向垂直于杆向上

C ．小车向右匀速运动时，一定有F ＝mg ，方向竖直向上

D ．小车向右匀加速运动时，一定有F ＞mg ，方向一定沿杆向上

例2. 如图2­1­8所示，水平轻杆的一端固定在墙上，轻绳与竖直方向

的夹角为37°，小球的重力为12 N ，轻绳的拉力为10 N ，水平轻弹簧的

拉力为9 N ，求轻杆对小球的作用力。（5N 、与竖直方向夹角为α＝37°）

例3、如图所示，在剪断OB 绳子的瞬间，绳子OA

及弹簧的拉力各是多小？小球的加速度各是多少？

（小球的质量为m ，绳子或弹簧与竖直方向的夹角

为θ）

练习

1.如图2­1­7所示，一重为10 N 的球固定在支杆AB 的上端，用一段绳子

水平拉球，使杆发生弯曲，已知绳的拉力为7.5 N ，则AB 杆对球的作用力

( D )

A ．大小为7.5 N

B ．大小为10 N

C ．方向与水平方向成53°角斜向右下方

D ．方向与水平方向成53°角斜向左上方