§3.4分析物体的受力1.知道物体受力分析的一般顺序.2.理解物体的受力示意图.3.能够比较准确地绘制出物体的受力示意图.4.初步掌握物体受力分析的一般方法,加深对力的概念、常见三种力的认识.1.选取研究对象:受力分析就是要分析受到的力.因此,首先要明确,这是受力分析的着眼点.力学中的研究对象,可以是、物体的一部分或某个作用点.2.分析步骤:选定研究对象后,接着就可以围绕着力学中常见的三种力(重力、、摩擦力)的,逐个确定物体受到哪些力的作用,最后依据物体受到的各个力的,画出受力示意图.3.注意事项:在对物体进行受力分析时要注意防止“漏力”和“添力”现象,按一定的进行受力分析是防止“漏力”的最有效的措施.分析物体受力的顺序一般是先,再,后.4.受力示意图:画物体的受力示意图时,一般我们都把一个物体受到的多个力画在物体的同一个点上.一个物体的各个部分都会受到重力的作用,从效果上可以把这些作用力视作集中于一个点,这一点称为.主题1:生活中的受力情况情景:某商场安装了一部有水平台阶的电动扶梯,扶梯匀速运动.该商场还安装了一部主要用于传输货物的无台阶的电动扶梯,扶梯也是匀速运动.现有一商场工作人员分别乘这两部电动扶梯匀速运动,如图甲、乙所示.问题:该工作人员在这两部电动扶梯上的受力情况是否相同?根据你的生活经验,你认为该工作人员站在这两部电动扶梯上的感受是否相同?主题2:对受力分析的理解问题:阅读教材P77前四个自然段,回答下列问题:(1)在分析物体的受力情况时,这个物体对其他物体的作用力是否要分析在内?(2)我们对物体受力分析的目的是什么?主题3:判断物体最多受几个力的方法问题:因为弹力和摩擦力都是接触力,但当两物体相接触时,两物体之间也可能不存在弹力或摩擦力.如果研究对象和三个物体相接触,那么该物体最多可能受几个弹力,几个摩擦力,几个重力?该物体最多可能受到几个力?主题4:传送带上物体的受力情况问题:阅读教材P79“多学一点:行李箱怎样才能随传送带一起转动”,水平传送带正以速度v匀速转动着,此时将一物体轻轻地放在传送带上,请回答下列问题:(1)在刚放上去的时候,物体的受力情况怎样?物体将做什么运动?(2)在物体和传送带的速度等大以后,物体的受力情况怎样?物体将做匀速运动,为什么?一、判断某个力是否存在例1如图所示,分析在粗糙斜面上匀速下滑的木块的受力情况.有人认为木块受三个力,重力G、弹力N、摩擦力f;也有人认为受四个力,除了上面三个力外,还受到一个“下滑力” F.谁说的对呢?二、分析某物体的受力情况例2如图所示,物体A靠在竖直墙面上,在力F作用下, A、B保持静止.物体B的受力个数为()A. 2B. 3C. 4D. 5变式训练如图所示, a、b为两根相连的轻质弹簧,它们的劲度系数分别为k a=1×103 N/m, k b=2×103N/m,原长分别为x a=6 cm, x b=4 cm.在下端挂一物体G,物体受到的重力为10 N,平衡时()A.弹簧a下端受的拉力为4 N, b下端受的拉力为6 NB.弹簧a下端受的拉力为10 N, b下端受的拉力为10 NC.弹簧a的长度变为7 cm, b的长度变为4.5 cmD.弹簧a的长度变为6.4 cm, b的长度变为4.3 cm三、整体和隔离思想的应用例3如图所示,甲物体在水平外力F的作用下静止在乙物体上,乙物体静止在水平面上.现增大外力F,两物体仍然静止,则下列说法正确的是()A.乙对甲的摩擦力一定增大B.乙对甲的摩擦力方向一定沿斜面向上C.乙对地面的摩擦力一定增大D.乙对地面的压力一定增大1.如图所示,放在水平桌面上的物体,受到一个水平拉力而处于静止状态,则()A.物体受到三个力的作用,其中有一对平衡力B.物体受到三个力的作用,其中有一对作用力与反作用力C.物体受到四个力的作用,其中有两对平衡力D.物体受到四个力的作用,其中有两对作用力与反作用力2.一铁块m被竖直悬挂着的磁性黑板紧紧吸住不动,如图所示,下列说法错误．．的是()A.铁块受到四个力作用,其中有三个力的施力物体均为黑板B.铁块与黑板间在水平方向有两对相互作用力——互相吸引的磁力和互相推斥的弹力C.磁力和弹力是互相平衡的力D.磁力大于弹力,黑板才能吸住铁块不动3.如图所示,水平地面上的物体A,在斜向上的拉力F的作用下,向右做匀速运动,则下列说法中正确的是()A.物体A受到两个力的作用B.物体A受到三个力的作用C.物体A受到四个力的作用D.物体A受到五个力的作用4.对下列四图中的A物体进行受力分析.参考答案参考答案:1.研究对象研究对象某个物体2.弹力产生条件方向3.步骤和顺序重力弹力摩擦力4.重心1.解答:该工作人员在这两部电动扶梯上的受力情况是不相同的,甲图中该工作人员受到重力和支持力两个力作用,乙图中该工作人员受到重力、支持力和摩擦力三个力作用.甲图中该工作人员站在电动扶梯上与站在水平地面上的感受是一样的,而乙图中该工作人员在电动扶梯上与站在斜面上的感受是一样,有一种要沿斜面下滑的感觉.2.解答:(1)对物体进行受力分析时,我们只分析研究对象受到的力,不分析研究对象施加给其他物体的力;(2)任何物体的运动变化,都跟它受到的力的大小、方向有关.对物体受力分析是研究物体运动的基础,是学好力学的先决条件.3.解答:因为研究对象最多和三个物体相接触,故该物体最多受三个弹力、三个摩擦力和一个重力.故该研究对象最多受到7个力.4.解答:(1)在刚放上去的时候,传送带和物体间将发生相对运动,二者之间有滑动摩擦力存在,故物体受摩擦力、重力和传送带对物体的支持力三个力,此时物体将做加速运动.(2)物体和传送带的速度等大以后,传送带和物体相对静止,此时物体受重力和传送带对物体的支持力两个力,物体将做匀速运动.一、判断某个力是否存在例1前者说得对,木块受到三个力作用.【解析】只要分析每个力产生的原因和施力物体,问题就清楚了.重力G产生的原因是地球对木块的吸引,施力物体是地球,方向竖直向下;弹力N产生的原因是斜面与木块的接触处发生了形变,斜面要恢复原状,因而对木块产生一个垂直斜面向上的支持力,施力物体是斜面;摩擦力f产生的原因是木块与斜面接触,且相对于斜面向下滑动,因而斜面对木块产生一个沿斜面向上的摩擦力,施力物体是斜面;至于“下滑力” F,找不到力产生的原因,也找不到施力物体,所以它不是一个单独存在的力.【点拨】某个力是否存在可以从如下两个方面来判断:(1)找出这个力的施力物体,如找不到的话,这个力也是不存在的;(2)找出这个力的产生原因,如找不出,这个力可能就不存在.二、分析某物体的受力情况例2 C【解析】以物体B为研究对象, B受重力G、向上的外力F、A对B的压力N,物体B有相对A上移的运动的趋势,故A对B的静摩擦力f沿斜边向下,如图所示.【点拨】进行受力分析时必须首先确定研究对象,再分析外界对研究对象的作用,本题还可以分析A的受力情况,同学们不妨一试.变式训练BC【解析】物体被弹簧b拉住后处于静止状态,说明弹簧对物体的拉力等于物体所受的重力.将弹簧b作为研究对象,物体拉弹簧b的拉力与弹簧a对弹簧b的拉力是一对平衡力(弹簧为轻质弹簧,即不计其重力),所以弹簧a对弹簧b的拉力等于物体对弹簧b的拉力,大小为10 N,所以两弹簧的拉力均为10 N.由胡克定律可得k a(x a'-x a)=10 N, k b(x b'-x b)=10 N由以上两式和题设中的已知条件可得x a'=7 cm, x b'=4.5 cm.三、整体和隔离思想的应用例3 C【解析】水平外力F作用在甲物体上,甲受到的摩擦力情况未知(可能沿斜面向上,也可能沿斜面向下),则增大F后甲受到的静摩擦力情况无法判断,A、B两项错误;由整体法可知,地面对乙的摩擦力与F等大反向,因此F增大,地面对乙的摩擦力增大,即乙对地面的摩擦力也增大, C项正确;整体分析可知,地面对乙的支持力始终等于系统的总重力,因此乙对地面的压力保持不变, D项错误.【点拨】通常分析外力对系统的作用时,用整体法;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.一、受力分析的基本知识受力分析是研究力学问题的关键,是学好力学的基本功.为了能正确全面地分析物体的受力情况,必须具备一定的基础知识.概括起来有两个方面:1.熟悉各种力的物理含义、产生条件及其特征.2.掌握力与运动之间的一些基本规律.二、受力分析的基本方法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(整体).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.2.隔离研究对象,按顺序找力把研究对象从实际情景中分离出来,按先已知力,再重力,再弹力,然后摩擦力(只有在有弹力的接触面之间才可能有摩擦力),最后逐一分析研究对象所受的力,并画出各力的示意图.三、受力分析的注意点1.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物体,如指不出施力物体,意味着这个力不存在.2.区分力的性质和力的命名,通常受力分析是根据力的性质确定研究对象所受到的力,不能根据力的性质指出某个力后又从力的命名重复这个力.3.结合物理规律的应用,受力分析不能孤立地进行,在许多情况下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.1.C【解析】物体受力情况如图所示,物体处于静止状态,故C选项正确.2.D【解析】通过对铁块进行受力分析可知,铁块受重力、黑板产生的弹力、摩擦力和磁力四个力作用.除了重力以外,其余三个力的施力物体均是黑板,在水平方向上铁块受到两个力作用,即磁力和弹力,这两个力是平衡力,这两个力产生两对相互作用力,即产生铁块与黑板间相互吸引的磁力和相互挤压的弹力,故选项A、B、C说法均正确.3.C【解析】因物体A做匀速运动,物体A一定受到地面的摩擦力.根据摩擦力产生的条件可知,物体A受到地面的支持力作用,所以A物体一定受到拉力F、重力、地面的支持力和摩擦力四个力.4.。
