第7讲三种作用力和受力分析

第7讲三种作用力和受力分析知识归纳知识点1、受力分析1、物体受力分析方法：⑴、受力分析的顺序：先找重力，再弹力，然后摩擦力，最后分析其它力。

2、隔离法与整体法⑴、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。

⑵、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。

⑶、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。

有时在解答一个问题时要多次选取研究对象，需要整体法与隔离法交叉使用。

知识点2，对弹力的理解1．弹力存在的判定(1)弹力是否存在，对于形变明显的情况，可利用形变直接判断．(2)对于形变不明显的情况，可用“_________”判定，就是假设与研究对象接触的物体施加了弹力(或者没施加弹力)．画出假设状态下的受力示意图，判断受力情况与原有状态是否矛盾．若矛盾，说明假设不正确，则两者间无弹力(或者有弹力)；若不矛盾，说明假设正确．2．几种常见弹力方向的确定(1)弹簧两端的弹力方向，与弹簧中心轴线相重合，指向弹簧________________的方向．(2)轻绳对物体的弹力方向，沿绳指向绳____的方向．(3)面与面接触时弹力的方向，垂直于接触面并指向_______物体．(4)点与面接触时弹力的方向，过接触点垂直于接触面(或接触面的切面)并指向_________物体．(5)球与面接触时弹力的方向，在接触点与_______的连线上，并指向受力物体．(6)球与球相接触时弹力的方向，垂直于过接触点的__________，并指向受力物体．(7)轻杆两端受到拉伸或挤压时会出现弹性拉力或压力，拉力或压力的方向沿________方向．因为此时只有轻杆两端受力，在这两个力作用下杆处于平衡，则这两个力必共线，即沿____的方向．当杆受力较复杂时，杆中弹力的方向要具体问题具体分析．知识点3，对摩擦力的理解1．静摩擦力(1)运动的物体______受静摩擦力．(2)静摩擦力可以是阻力，也可以是动力．(3)静摩擦力的方向可以与运动方向相同，也可以与运动方向相反，但一定跟_______的方向相反．(4)静摩擦力的大小和方向具有可变性，要具体情况具体分析．2．滑动摩擦力(1)静止的物体________受滑动摩擦力． (2)滑动摩擦力可以是阻力，也可以是动力．(3)滑动摩擦力的方向可以与运动方向______，也可以与运动方向________，要注意运动方向与相对运动方向的区别．(4)滑动摩擦力F ＝μF N ，F 随F N 变化而变化.典例分析一、受力分析1．分析物体A 、B 的受力2．分析物体A 、B 的受力AA 沿着水平面向右运动A B A 、B 都静止AA 静止BA FA 、B 都静止FB A 分析A 、B 所受地面的摩擦力A α （A 静止）A αFv（A 向下运动，斜面不光滑）Ａ A 静止 α（绳竖直、光滑）AAA 沿着斜面向上运动A v沿电梯匀速上升的人αB A α （光滑小球）A二、关于弹力方向的分析例1 画出图1(1)～(7)中静止物体A所受力的示意图(注意图中球形物体的接触面光滑)．图1三、关于摩擦力的分析例1 如图2所示，一辆汽车在平直公路上，车上有一木箱，试判断下列情况中，木箱所受摩擦力的方向以及摩擦力是动力还是阻力．(1)汽车由静止加速运动时(木箱和车面间无相对滑动)；图2(2)汽车刹车时(二者无相对滑动)；(3)汽车匀速运动时(二者无相对滑动)；(4)汽车刹车，木箱在车上向前滑动时；(5)汽车突然加速，木箱在车上滑动时．例2 见解析解析(1)木箱随汽车一起由静止加速运动时，假设二者的接触面是光滑的，则汽车加速时，木箱会保持原有静止状态，因此它将相对于汽车向后滑动，而实际木箱没有滑动，有相对于汽车向后滑动的趋势，所以，木箱受到向前的静摩擦力．因为静摩擦力的方向与木箱运动方向相同，是动力．(2)汽车刹车时，速度减小，假设木箱与汽车的接触面是光滑的，则木箱将相对汽车向前滑动，而实际木箱没有滑动，但有相对汽车向前滑动的趋势，所以木箱受到向后的静摩擦力．因为静摩擦力的方向与木箱运动方向相反，是阻力．(3)木箱随汽车一起匀速运动时，二者无相对滑动，木箱受到重力和支持力，假设木箱再受到汽车的水平向前的摩擦力，由二力平衡条件可知：竖直方向上支持力与重力抵消，但水平方向上没有力与摩擦力抵消，这样物体不能保持平衡，故假设不正确，所以木箱不受摩擦力作用．(4)汽车刹车，木箱在车上向前滑动时，木箱和汽车之间有相对运动，且相对汽车向前滑动，故木箱受到向后的滑动摩擦力，因为滑动摩擦力的方向与木箱运动方向相反，是阻力．(5)汽车突然加速，木箱在车上滑动时，木箱和汽车之间有相对运动，且相对汽车向后滑动，故木箱受到向前的滑动摩擦力．因为滑动摩擦力的方向与木箱运动方向相同，是动力．变变式训练1 水平的皮带传输装置如图3所示，皮带的速度保持不变，物体被轻轻地放在A端皮带上，开始时物体在皮带上滑动，当它到达位置C后滑动停止，以后就随皮带一起匀速运动，直至传送到目的地B端，在传输过程中，该物体受摩擦力情况是( )A．在AC段受水平向左的滑动摩擦力B．在AC段受水平向右的滑动摩擦力C．在CB段不受静摩擦力图3D．在CB段受水平向右的静摩擦力式训练1 BC [选项A把“滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动”误解为“总是阻碍物体运动”；选项D没有从静摩擦力产生的条件入手分析物体是否受到静摩擦力，而是凭生活经验臆断物体受到一静摩擦力，以为物体向右的运动需要力来维持．选项A、D都是因为对摩擦力的概念理解不深造成的错误．]变式训练2 B例2 有三个相同的物体叠放在一起，置于粗糙水平面上，物体之间不光滑，如图4所示．现用一水平力F作用在B物体上，物体仍保持静止，下列说法正确的是( )A．C受到地面的摩擦力大小为F，方向水平向左B．A受到水平向右的摩擦力作用C．B对C的摩擦力方向为水平向右图4D．C和地面间无摩擦力的作用例1 AC [在选项A中，以A、B、C三者的整体为研究对象，此整体在水平方向上受平衡力的作用，因此C受到地面的摩擦力等于拉力F，方向向左，A项正确，D项错误；在选项B中，以A为研究对象，A不受摩擦力，否则A不能平衡，B项错误；选项C中，B对C的摩擦力与C对B的摩擦力大小相等，方向相反．由此可知，B对C的摩擦力大小等于F，方向水平向右，C项正确．]变式训练1 下列关于物体受静摩擦力作用的叙述中，正确的是( ) A．静摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反B．静摩擦力的方向不可能与物体的运动方向相同C．静摩擦力的方向可能与物体的运动方向垂直D．静止的物体所受的静摩擦力一定为零变式训练1 C[静摩擦力的方向总是与物体的相对运动趋势的方向相反，而物体相对运动趋势的方向可能与物体运动的方向相同(例如：与传送带相对静止，随传送带一起加速运动的物体)，也可能与物体运动方向相反(例如：与传送带相对静止，随传送带一起减速运动的物体)，还可能与物体运动方向垂直(例如：随车厢一起做加速运动的车厢后壁上相对于车厢静止的物体，如图所示)．静止的物体所受静摩擦力不一定为零(例如：用力推静止在地面上的木箱但未推动)，故A、B、D项错误，C项正确．]例3 如图5所示，一物体在动摩擦因数μ＝0.2的水平面上向左运动，物体质量为10 kg，它在运动过程中还受到一个水平向右的大小为20 N的拉力作用，则物体受到的摩擦力为( )A．0 NB．20 N，水平向右图5C．40 N，水平向右D．20 N，水平向左图6例2 B [研究摩擦力时：(1)首先要根据实际情况判断、分析究竟是静摩擦力还是滑动摩擦力；(2)如果是滑动摩擦力，就要分析滑动面上压力的大小，用公式计算；(3)如果是静摩擦力，就要分析物体所受到的其他力，根据物体所处的运动状态，通过列力学方程求解．根据滑动摩擦力公式F＝μF N可以得到：摩擦力等于20 N，其方向水平向右．选B.]变式训练2 C [未撤去F1前，木块静止，说明木块所受的静摩擦力大小F静＝F－F2＝8 N，方向向左．也说明了最大静摩擦力F静max≥8 N．当撤去F1后，在1F作用下木块有向左运动的趋势，地面给木块的静摩擦力方向变为向右，因F22＝2 N，小于最大静摩擦力，故木块仍保持静止，因而正确选项为C.]变式训练2 如图6所示，一木块放在水平桌面上，在水平方向共受到三个力的作用，木块处于静止状态．其中F1＝10 N，F2＝2 N，若撤去力F1，则木块在水平方向受到的摩擦力为( )A．8 N，方向向右 B．6 N，方向向右C．2 N，方向向右 D．0例3 质量为2 kg的物体静止在水平地面上，如图7所示，物体与地面间的动摩擦因数为0.5，最大静摩擦力与滑动摩擦力视为相等，给物体一水平推力．(取g＝10 N/kg)图7(1)当推力大小为5 N时，地面对物体的摩擦力是多大？(2)当推力大小为12 N时，地面对物体的摩擦力是多大？例3 (1)5 N (2)10 N解析在地面上，F N＝mg，则滑动摩擦力(最大静摩擦力F max)大小为F max＝μF N＝μmg＝0.5×2×10 N＝10 N.(1)当拉力F＝5 N时，F<F max，物体静止，则由二力平衡知：F静＝F＝5 N.(2)当拉力F＝12 N时，F>F max，物体滑动．则F滑＝μF N＝μmg＝10 N.拓展探究拓展探究(1)物体运动后将推力变为20 N，地面对物体的摩擦力多大？(2)物体运动过程中突然把推力去掉，此时地面对物体的摩擦力多大？(1)10 N. (2)10 N课时作业1．分析A的受力（A静止）（A匀速下滑）2．分析下列杆所受的力(竖直面光滑，水平面粗糙)ＡA沿着墙向上运动FAFA沿粗糙的天花板向右运动的物体 F>GFA V3．如图所示，水平传送带上的物体。

（1）随传送带匀速运动 （2）传送带由静止起动如图，倾斜传送带上的物体（1）向上匀速运输 （2）向下匀速运输4．如图所示，各图中，物体总重力为G ，请分析砖与墙及砖与砖的各接触面间是否有摩擦力存在？如有大小是多少？5．分析A、B 的受力6．A B C （A 、B 一起匀速向右运动）A B（A 静止） α v小球静止时的滑轮 A A A 、B 一起匀速向右运动B AF BA CFFＡ、B 、C 都静止 分析C 所受力c b am 1 m 2 a 、b 、c 都静止分析a 所受力7．关于摩擦力，下列说法中正确的是( )A．两个接触的相对静止的物体间一定有摩擦力B．受静摩擦作用的物体一定是静止的C．滑动摩擦力方向可能与运动方向相同D．物体间正压力一定时，静摩擦力的大小可以变化，但有一个限度8．下列说法中正确的是( )A．两个相互接触的物体之间一定有弹力作用B．一个物体静止在另一个物体的表面上，它们之间一定不存在摩擦力的作用C．两个物体之间如果有弹力的作用，就一定有摩擦力的作用D．两个物体之间如果有摩擦力的作用，就一定有弹力的作用9．如图8所示，用水平力F将同种材料不同质量的物体压到一竖直墙壁上，下列说法正确的是( )A．若物体保持静止，则F越大，物体所受摩擦力越大B．若物体保持静止，则质量越大，物体所受摩擦力越小C．若物体沿墙壁向下滑动，则F越大，物体所受摩擦力越大D．若物体沿墙壁向下滑动，则质量越大，物体所受摩擦力越大图8 10．关于滑动摩擦力，下列说法中正确的是( )A．压力越大，滑动摩擦力越大B．压力不变，动摩擦因数不变，接触面积越大，滑动摩擦力越大C．压力不变，动摩擦因数不变，速度越大，滑动摩擦力越大D．动摩擦因数不变，压力越大，滑动摩擦力越大11．如图6所示，两个相同的长方体A、B，叠放在水平桌面上，今用水平力F拉B而两长方体均保持静止，则针对此情况，下列说法中正确的是( )A．AB间不存在摩擦力作用B．AB间有静摩擦力作用图6C．B与桌面间有静摩擦力作用D．若撤去外力F后，则A与B，B与桌面间都没有摩擦力12．如图7所示，用力F把铁块紧压在竖直墙上不动，那么，当F增大时(设铁块对墙的压力为F N，铁块受墙的摩擦力为F f)，下列说法中正确的是( )A．F N增大，F f不变图7B．F N增大，F f增大C．F N变小，F f不变D．关于F N和F f的变化，以上说法都不正确13．如图8所示，A、B两物体重力都等于10 N，各接触面间的动摩擦因数都等于0.3，同时有F＝1 N的两个水平力分别作用在A和B上，A和B均静止，则地面对B和B对A的摩擦力分别为( )A．6 N,3N B．1 N,1 NC．0,1 N D．0,2 N 图814．如图9所示是主动轮P通过皮带带动从动轮Q的示意图，A与B、C与D分别是皮带与轮缘相互接触的点，则下列判断正确的是( )A．B点相对于A点的运动趋势方向与B点的运动方向相反B．D点相对于C点的运动趋势方向与C点的运动方向相反C．D点所受静摩擦力的方向与D点的运动方向相反D．主动轮受到的摩擦力是阻力，从动轮受到的摩擦力是动力图915．如图10所示，一重为40 N的木块放在水平桌面上，在水平方向上共受三个力即F1、F2和摩擦力作用，木块处于静止．其中F1＝13 N，F2＝6 N．已知木块与地面间的动摩擦因数为μ＝0.2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求：图10(1)物体所受摩擦力的大小和方向；(2)当只将F1撤去时，物体受到的摩擦力的大小和方向；(3)若撤去的力不是F1而是F2，则物体受到的摩擦力大小和方向又如何？。