高一物理 物体的受力分析课件 新人教版
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学科教师辅导讲义学员编号:1 年级:高一年级课时数:3课时学员姓名:辅导科目:物理学科教师:授课类型T同步(摩擦力) T同步(物体的受力分析) T同步(力的合成) 授课日期及时段教学内容T同步——摩擦力同步知识梳理一.静摩擦力1.定义:两个物体之间只有相对运动的趋势,而没有相对运动时产生的摩擦力叫做静摩擦力.2.静摩擦力产生的条件(1)物体相互接触且相互挤压.(2)接触面粗糙.(3)两物体间相对静止但有相对运动趋势.注意两物体是“相对静止”,并不是静止.3.静摩擦力的方向总是沿着接触面,并且跟物体间相对运动趋势的方向相反.注意:(1)与“相对运动趋势的方向相反”,并不是与“运动方向”相反.(2)静摩擦力的效果是阻碍物体间的相对运动趋势,并不是阻碍物体的运动.4.静摩擦力的大小(1)静摩擦力的大小总随迫使物体发生相对运动的外力的变化而变化,与正压力大小无关(填“有关”或“无关”).(2)静摩擦力有一个最大值,即最大静摩擦力F max,静摩擦力的范围是0<F≤F max.(3)静摩擦力的大小一般根据平衡条件求解.如图3中水平力F=1N、2N、3N时物块没有运动,静摩擦力大小分别为1N、2N、3N.①与运动方向无直接关系,可与运动方向同向,也可与运动方向反向或者成某一夹角;②与接触面相切;③与同一接触面上的弹力方向垂直与相对运动趋势方向相反与相对运动方向相反同步题型分析例1关于摩擦力的产生,下列说法中正确的是()A.相互压紧的粗糙物体间一定有摩擦力B.有相对运动或有相对运动趋势的物体间一定有摩擦力C.相互压紧并运动的物体间一定有摩擦力作用D.只有相互压紧和发生相对运动(或有相对运动趋势)的物体间才可能有摩擦力的作用答案D例2如图所示,有一重力不计的方形容器,被水平力F压在竖直的墙面上处于静止状态,现缓慢地向容器内注水,直到将容器刚好盛满为止,在此过程中容器始终保持静止,则下列说法中正确的是()A.容器受到的摩擦力不变B.容器受到的摩擦力逐渐增大C.水平力F可能不变D.水平力F必须逐渐增大答案BC例3装修工人在搬运材料时施加一个水平拉力将其从水平台面上拖出,如图所示,则在匀速拖出的过程中()A.材料与平台之间的接触面积逐渐减小,摩擦力逐渐减小B.材料与平台之间的接触面积逐渐减小,拉力逐渐减小C.平台对材料的支持力逐渐减小,摩擦力逐渐减小D.材料与平台之间的动摩擦因数不变,支持力也不变,因而工人拉力也不变答案D课堂达标检测1.(静摩擦力)置于水平地面上的物体在沿水平方向的拉力作用下,仍处于静止,则物体所受静摩擦力的大小() A.与压力成正比B.等于水平拉力C.小于滑动摩擦力D.在物体上叠放另一物体,该物体受到的静摩擦力不变答案BD2.(静摩擦力)用手握住瓶子,使瓶子在竖直方向悬空静止,如图8所示.关于瓶子所受的摩擦力,下列说法正确的是()A.握力越大,摩擦力越大B.只要瓶子不动,摩擦力的大小就与握力的大小无关C.如果握力加倍,则摩擦力的方向由向下变成向上D.手越干越粗糙,摩擦力越大答案B3.(滑动摩擦力的理解)以下关于滑动摩擦力的说法中,正确的是()A.滑动摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反B.滑动摩擦力总是阻碍物体的运动C.滑动摩擦力的方向总是与物体的相对运动方向相反D.两个相互接触的物体发生相对滑动时,它们都要受到滑动摩擦力的作用答案C1.关于静摩擦力,下列说法中正确的是()A.两个表面粗糙的物体,只要直接接触就会产生静摩擦力B.静摩擦力总是阻碍物体的运动C.静摩擦力的方向跟物体间相对运动趋势的方向相反D.两个物体之间的静摩擦力总是一个定值答案C2.如图1所示,两块木板紧紧夹住木块,一直保持静止,木块重为30N,木块与木板间的动摩擦因数为0.2.若左右,则它们的大小关系为(砖块各面的粗糙程度相T同步——物体的受力分析同步知识梳理一.弹力有无的判定判断弹力是否存在的方法——假设法1.假设无弹力:将与研究对象接触的另一物体去掉,即假设不存在弹力,看研究对象在该位置是否保持原来的状态.2.假设有弹力:就是假设与研究对象接触的物体对研究对象施加了弹力,画出假设状态下的受力分析图,判断受力情况与存在状态是否矛盾,若矛盾,则不存在弹力,若不矛盾,则此弹力存在.二.静摩擦力有无及方向的判断静摩擦力有无及方向的判断方法1.平衡条件法当相互接触的两物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,可根据二力平衡条件判断静摩擦力的存在与否及其方向.2.假设法利用假设法进行判断时,可按以下思路进行分析:三.摩擦力的计算摩擦力大小的计算,应先分析是静摩擦力还是滑动摩擦力.1.静摩擦力静摩擦力在0<F≤F max内随外力的变化而变化,一般根据平衡条件求解.2.滑动摩擦力(1)根据F=μF N进行计算,其中F N为接触面受到的正压力.(2)根据平衡条件.四.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.五.课堂小结1.弹力有无的判断方法(1)有明显形变时可根据弹力产生的条件判断;(2)无明显形变时可根据假设法判断.2.静摩擦力有无及方向的判断方法(1)平衡条件法;(2)假设法.3.摩擦力的计算(1)静摩擦力:根据平衡条件求解.(2)滑动摩擦力:根据F=μF N进行计算.4.受力分析的步骤(1)明确研究对象;(2)合理隔离;(3)按由易到难的顺序(先重力,再弹力、摩擦力,最后其他力)画出受力示意图.同步题型分析例1如图1所示,一小球用两根轻绳挂于天花板上,球静止,绳1倾斜,绳2恰好竖直,则小球所受的作用力有() A.1个B.2个C.3个D.4个答案B例2如图2所示,物体A、B叠放在水平面上,水平力F作用在A上,使二者一起向左做匀速直线运动,下列说法正确的是()A.A、B之间无摩擦力B.A受到的摩擦力水平向右C.B受到A的摩擦力水平向左D.地面对B的摩擦力为静摩擦力,水平向右1.(弹力有无的判断)如图5所示,将一个钢球分别放在量杯、口大底小的普通茶杯和三角烧杯中,钢球与各容器的底部和侧壁相接触,处于静止状态.若钢球和各容器的接触面都是光滑的,各容器的底面均水平,则以下说法中正确的是()A.各容器的侧壁对钢球均无弹力作用B.各容器的侧壁对钢球均有弹力作用C.量杯的侧壁对钢球无弹力作用,其余两种容器的侧壁对钢球均有弹力作用D.口大底小的普通茶杯的侧壁对钢球有弹力作用,其余两种容器的侧壁对钢球均无弹力作用答案A2.(静摩擦力有无及方向的判断)如图6所示是工厂传输货物的装置,物体A在皮带的带动下,以速度v沿直线匀速向右运动,物体A受到几个力的作用()A.1个B.2个C.3个D.4个答案B课堂达标检测1.如图1所示,斜面静置于水平粗糙地面上,斜面与竖直墙之间放置一表面光滑的铁球,斜面倾角为θ,球的半径为R,球与斜面接触点为A,与竖直墙的接触点为B.球心是O,球处于静止状态,则()A.竖直墙对铁球的弹力过B点从B点指向O点B.斜面对铁球的弹力竖直向上C.斜面对铁球的弹力过A点从A点指向O点D.竖直墙壁对铁球没有弹力答案AC2.在下列各图中,A、B之间一定有弹力的是()答案B3.如图2所示,一根弹性杆的一端固定在倾角为30°的斜面上,杆的另一端固定一个重为2N的小球,小球处于静止状态,则弹性杆对小球的弹力()A.大小为2N,方向平行于斜面向上B.大小为1N,方向平行于斜面向上C.大小为2N,方向垂直于斜面向上D.大小为2N,方向竖直向上答案D4.如图3所示,用力F拉叠放在一起的两物体A、B,但没有拉动,两物体仍然静止,则()A.B受三个力B.B受两个力C.A受五个力D.A受六个力答案BC5.如图4所示,皮带运输机正在把货物从低处匀速运往高处,运送过程中货物与传送带保持相对静止,则下列说法正确的是()A.货物具有相对传送带向上的运动趋势B.货物具有相对传送带向下的运动趋势C.货物受传送带的摩擦力沿传送带向上D.传送带没有给货物摩擦力作用答案BC6.如图5所示,在水平桌面上放一木块,用从零开始逐渐增大的水平拉力F拉着木块沿桌面运动,则木块所受的摩擦力F f随拉力F变化的图象正确的是()答案D7.如图6所示,木箱A中放一个光滑的铁球B,它们一起静止于斜面上,如果对铁球B(不包括木箱A)进行受力分析,则铁球B受力个数为()A.3个B.4个C.2个D.1个答案A8.如图7所示,A、B两物体均静止,关于B物体的受力情况,下列叙述正确的是()A.可能受到三个力,也可能受到四个力B.一定受到四个力的作用C.必受到地面的静摩擦力作用D.必受到地面的支持力作用答案BCD10.如图9所示,在粗糙的水平地面上有质量为m 的物体A ,连接在一劲度系数为k 的轻弹簧上,物体与地面之间的动摩擦因数为μ,现用一水平力F 向右拉弹簧(弹簧未拉动前处于原长),使物体A 做匀速直线运动,则弹簧伸长的长度为(重力加速度为g )( )A.k FB.mg kC.k μmgD.μmg k答案 D11.重为50N 的物体,在粗糙水平面上向右运动,物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.2,同时物体还受到一个大小为10N 、方向水平向左的拉力F 作用,如图10所示,则水平面对物体的摩擦力的大小和方向是( )A .10N ,水平向左B .20N ,水平向左C .10N ,水平向右D .20N ,水平向右 答案 A12.如图11所示,不光滑的水平面上并列放置两物块A 和B .已知水平面对A 的最大静摩擦力为4N ,水平面对B 的最大静摩擦力为2N ,当用F =3N 的水平力从左侧推A 时,物体A 、B 受的摩擦力分别为F f A 、F f B ,则( )A .F f A =1 N ,F fB =2 N B .F f A =3 N ,F f B =0C .F f A =4 N ,F f B =2 ND .因动摩擦因数和A 、B 的质量未知,故无法计算 答案 BT同步——力的合成同步知识梳理一.力的合成1.合力与分力(1)定义:如果一个力F产生的效果跟原来几个力的共同效果相同,我们就称F为那几个力的合力,原来的几个力叫做分力.(2)合力与分力的相互关系①等效性:合力与分力产生的效果相同,可以等效替代.②同体性:各个分力是作用在同一物体上的.作用在不同物体上的力不能求合力.2.力的合成(1)定义:求几个力的合力的过程叫做力的合成.(2)力的合成遵守平行四边形定则.(如图所示)3.合力与两分力的大小关系两分力大小不变时,合力F随夹角α的增大而减小,随α的减小而增大.(1)F的最大值:当α=0时,F max=F1+F2;(2)F的最小值:当α=180°时,F min=|F1-F2|;(3)合力大小的范围:|F1-F2|≤F≤F1+F2.注意合力F既可以大于、也可以等于或小于原来的任意一个分力.二.求合力大小的方法1.图解法2.计算法可以根据平行四边形定则作出力的示意图,然后由几何关系求解对角线,其长度即为合力大小. (1)相互垂直的两个力的合成(即α=90°):F 合=F 21+F 22,F 合与F 1的夹角的正切值tan β=F 2F 1,如图所示.(2)两个等大的力的合成:平行四边形为菱形,利用其对角线互相垂直平分的特点可解得F 合=2F cos α2,如图所示.若α=120°,则合力大小等于分力大小(如图6所示).三.共点力及其平衡1.共点力:如果几个力共同作用在同一点上,或者虽不作用在同一点上,但它们的延长线交于一点,这样的一组叫做共点力.力的合成的平行四边形定则,只适用于共点力.2.平衡状态:物体处于静止或匀速直线运动的状态.物体处于平衡状态时F 合=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:①物体在三个共点力作用下处于平衡状态时,任意两个力的合力与第三个力等大反向.②三个力可以构成首尾相连的矢量三角形.(3)多力平衡:物体受N 个共点力作用下处于平衡状态时,其中任意一个力与剩余N -1个力的合力一定等大反向.例1 关于两个大小不变的共点力F 1、F 2与其合力F 的关系,下列说法中正确的是( ) A .F 大小随F 1、F 2间夹角的增大而增大 B .F 大小随F 1、F 2间夹角的增大而减小 C .F 大小一定比任何一个合力都大 D .F 大小不能小于F 1、F 2中最小者 答案 B例2 在电线杆的两侧常用钢丝绳把它固定在地上,如图7所示.如果钢丝绳与地面的夹角∠A =∠B =60°,每条钢丝绳的拉力都是300N ,分别用作图法和计算法求两根钢丝绳作用在电线杆上的合力.(计算结果小数点后保留一位有效数字)例3 如图8所示,两根等长的轻绳将日光灯悬挂在天花板上,两绳与竖直方向的夹角都为45°,日光灯保持水平,所受重力为G .则( )A .两绳对日光灯拉力的合力大小为GB .两绳的拉力和重力不是共点力C .两绳的拉力大小分别为22G 和22G D .两绳的拉力大小分别为G 2和G2答案 AC同步题型分析课堂达标检测1.(合力与分力的关系)两个共点力的大小分别为F1=15N,F2=8N,它们的合力大小不可能...等于()A.9N B.25N C.8N D.21N答案B2.(求合力的方法)水平横梁一端A插在墙壁内,另一端装有一小滑轮B.一轻绳的一端C固定于墙壁上,另一端跨过滑轮后悬挂一质量为m=10kg的重物,∠CBA=30°,如图9所示,则滑轮受到绳子的作用力大小为(g取10N/kg)() A.50NB.503NC.100ND.1003N答案C4.(共点力及其平衡)下列四幅图展示了某同学做引体向上运动前的四种抓杠姿势,其中手臂受力最小的是()答案B1.大小不变的F1、F2两个共点力的合力为F,则有()A.合力F一定大于任一个分力B.合力F的大小既可能等于F1,也可能等于F2C.合力有可能小于任一个分力D.在0~180°的范围内,合力F的大小随F1、F2间夹角的增大而减小答案BCD2.两个大小和方向都确定的共点力,其合力的()A.大小和方向都确定B.大小确定,方向不确定C.大小不确定,方向确定D.大小和方向都不确定答案A3.已知两个力的合力为18N,则这两个力的大小不可能...是()A.8 N、7 N B.10 N、20 NC.18 N、18 N D.20 N、28 N答案A4.三个共点力的大小分别为F1=5N,F2=10N,F3=20N,则它们的合力()A.不会大于35N B.最小值为5NC.可能为0D.可能为20N答案ABD5.如图1所示,一个物体由绕过定滑轮的绳拉着,分别用图中所示的三种情况拉住,在这三种情况下,若绳的张力分别为F1、F2、F3,轴心对定滑轮的支持力分别为F N1、F N2、F N3.滑轮的摩擦、质量均不计,则()A.F N1>F N2>F N3B.F N1=F N2=F N3C.F1=F2=F3D.F1<F2<F3答案AC6.如图2所示为两个共点力的合力F的大小随两分力的夹角θ变化的图象,则这两个分力的大小分别为() A.1N和4NB.2N和3NC.1N和5ND.2N和4N答案B7.两个大小相等的共点力F1、F2,当它们之间的夹角为90°时合力的大小为20N,则当它们之间夹角为120°时,合力的大小为()A.40 N B.10 2 N C.20 2 N D.10 3 N答案B8.设有三个力同时作用在质点P上,它们的大小和方向相当于正六边形的两条边和一条对角线,如图3所示,这三个力中最小的力的大小为F,则这三个力的合力等于()A.3F B.4F C.5F D.6F答案A9.关于共点力,下列说法中正确的是( )A .作用在一个物体上的两个力,如果大小相等,方向相反,则这两个力一定是共点力B .作用在一个物体上的两个力,如果是一对平衡力,则这两个力是共点力C .作用在一个物体上的几个力,如果它们的作用点在同一点上,则这几个力是共点力D .作用在一个物体上的几个力,如果它们的作用线交于同一点,则这几个力是共点力 答案 BCD10.小娟、小明两人共提一桶水匀速前行,如图4所示,已知两人手臂上的拉力大小相等且为F ,两人手臂间的夹角为θ,水和水桶的总重力为G ,则下列说法中正确的是( ) A .当θ为120°时,F =G B .不管θ为何值,F =G2C .当θ=0时,F =G2D .θ越大,F 越小 答案 AC11.运动员在进行吊环比赛时,先双手撑住吊环,然后身体下移,双臂缓慢张开到如图5所示位置,则在两手之间的距离增大过程中,吊环的两根绳的拉力F T (两根绳拉力大小相等)及它们的合力F 的大小变化情况为( ) A .F T 增大,F 不变B .F T 增大,F 增大C .F T 增大,F 减小D .F T 减小,F 不变 答案 A12.如图6所示,物体M 在斜向右下方的推力F 作用下,在水平地面上恰好做匀速运动,则推力F 和物体M 受到的摩擦力的合力方向( )A .竖直向下B .竖直向上C .斜向下偏左D .斜向下偏右 答案 A。