2019精选教育版 第3章 34 分析物体的受力.doc

3.4分析物体的受力
方向、
[先填空]
1.重心：一个物体各部分都会受到重力的作用，从作用效果上，可以把这些作用力视作集中作用于一点，这一点称为重心.
2.重心的分布
(1)质量分布均匀、规则的物体，重心就在其几何中心.
(2)质量分布不均匀的物体，其重心的位置与物体的形状和质量分布有关，并且它既可以在物体内部，也可以在物体外部.
[再判断]
(1)重心就是地球对物体引力的作用点.(×)
(2)重心就是物体的几何中心.(×)
(3)重心可能不在物体上.(√)
[后思考]
如果你按如图3-4-1所示的姿势坐在椅子上，把上身挺直，不向前倾，手也不扶在椅子上而是空悬着，两小腿竖直，不把脚放到椅子底下，请你试试能否站起来，并对结果分析原因.
图3-4-1
【提示】一个物体，只有它的重力作用线没有超出它的底面范围时，才能保持平衡.如果我们按题目要求那样坐着，我们的重心会在身体内靠近腰腹部的地方，重力的作用线不通过两脚或两脚之间.要想站起来，人的重力的作用线一定要通过两脚或两脚之间，现在身体不前倾，脚也不后移，不能满足人站起来的
条件，故不可能站起来.
[合作探讨]
苹果从树上下落，静止释放的物体竖直下落，抛出的物体会落回地面，水会从高处流向低处，请思考以下问题：
图3-4-2
探讨1：这些司空见惯的现象受什么样的共同规律支配呢？
【提示】因为这些物体都受到重力作用，而重力的方向是竖直向下的，所以这些物体总要下落.
探讨2：苹果的重心位置是否会随着其下落高度的变化而变化？
【提示】重心的位置不随物体运动状态的改变而改变.
[核心点击]
1.重力的大小和方向
(1)在同一地点，重力的大小与质量成正比.
(2)在不同地点，某一物体的重力的大小与物体所处的纬度位置有关，在纬度越高的位置，所受重力越大；其重力的大小还与物体的海拔高度有关，在同一地点，位置越高，重力越小.
(3)重力的大小与物体的运动状态无关，与物体是否受其他力无关.
(4)重力的方向总是竖直向下，竖直向下不是垂直于支撑面向下，也不是指向地心.
2.对重心的理解
(1)重心的意义：重心是物体所受重力的作用点，任何物体都有重心，且只有一个重心.
(2)重心的位置
①质量分布均匀的物体，重心位置只跟物体的形状有关.
若物体的形状是中心对称的，对称中心就是重心.如：我们用的直尺、铅球、魔方等实心物体，以及篮球、排球等空心物体，它们的重心都在几何中心.
而轴对称的碗、碟等，它们的重心在对称轴上.它们的重心可用二力平衡的方法找到.
②质量分布不均匀的物体，重心的位置由物体的形状和质量分布共同决定，可以用“支撑法”或“悬挂法”确定.
1.(多选)在地球上，关于重力，下列说法中正确的是()
【导学号：43212059】
A.重力就是地球对物体的吸引力，其方向一定指向地心
B.重力的方向就是物体自由下落的方向
C.重力的大小可以用弹簧测力计或杆秤直接测出
D.在不同地点，同一物体所受的重力可能不同
【解析】重力是由于地球对物体的吸引产生的，但由于地球自转的影响，通常情况下重力只是地球对物体的引力的一部分，重力的方向竖直向下但并不一定指向地心，选项A错误.将物体由静止开始释放，只在重力作用下物体自由下落，所以重力的方向就是物体自由下落的方向，选项B正确.杆秤称量的是物体的质量而非重力，选项C错误.由公式G＝mg可知，重力G的大小由质量m和重力加速度g共同决定，由于不同地点g值可能不同，因此在不同地点，同一物体所受的重力可能不同，选项D正确.
【答案】BD
2.关于重力和重心，下列说法正确的是()
A.当物体漂浮在水面上时重力会减小
B.放置在水平面上的物体对水平面的压力就是物体的重力
C.物体的重心位置总是在物体的几何中心上
D.物体的重心位置可能随物体形状的变化而改变
【解析】重力来源于地球对物体的引力，与物体是否漂浮在水面上无关，A错误.放置在水平面上的物体对水平面的压力是弹力，是由于物体形变引起的，B错误.重心位置取决于物体的形状和质量分布情况，只有形状规则，质量分布均匀的物体，重心才在物体的几何中心上，C错误，D正确.
【答案】 D
物体的受力分析
[先填空]
1.受力分析及意义
(1)任何物体的运动变化，都跟它受到的力的大小、方向有关.
(2)受力分析就是要分析研究对象受到的力.
2.受力分析的步骤
(1)明确研究对象，可以是某个物体、物体的一部分或某个作用点.
(2)按照先重力、再弹力、后摩擦力、最后其它力的顺序，逐个确定物体受到哪些力的作用；
(3)依据物体受到的各个力的方向，画出受力示意图.
[再判断]
(1)在物体运动的方向上一定有力的作用.(×)
(2)有的力可以没有施力物体.(×)
(3)两个物体不接触但可能有相互作用力.(√)
[后思考]
如图3-4-3所示是滑雪运动员沿斜坡下滑的过程，有人说运动员受到了下滑力的作用，你认为这种说法对吗？
图3-4-3
【提示】这种说法不对.运动员沿斜坡下滑时受到竖直向下的重力、垂直斜坡向上的支持力和沿斜坡向上的摩擦力的作用.并不存在所谓的下滑力.
[合作探讨]
探讨1：运动员将铅球斜向上推出，铅球飞向远处，在铅球运动的过程中除受到重力(不计空气阻力)外还会受到推力、“冲力”等的作用吗？
【提示】由于铅球已离开手，与手之间不存在作用，因此不受推力；力是物体间的相互作用，不存在“冲力”，铅球之所以向前运动，是由于惯性的原因.
探讨2：百米决赛中运动员通过终点后到停下来的过程中，受到哪些力的作用？
【提示】运动员受到重力作用；由于和地面之间挤压，地面对运动员有一
向上的支持力；因为运动员的脚相对于地面有向前运动的趋势，地面对运动员还有向后的静摩擦力.
[核心点击]
1.受力分析的一般顺序
一般先分析重力；再分析弹力，环绕物体一周，找出跟研究对象接触的物体，并逐个分析这些物体对研究对象是否有弹力作用；然后分析摩擦力，对凡有弹力作用处逐一进行分析；最后是其他力.
2.受力分析的步骤
3.受力分析常用的方法
(1)整体法与隔离法
外界作用时，应用整体分析法，可使问题简单明了，而不必考虑内力的作用.②当涉及的物理问题是物体间的作用时，要应用隔离分析法，这时系统中物体间相互作用的内力就会变为各个独立物体的外力.
(2)假设法：在受力分析时，若不能确定某力是否存在，可先对其作出存在或不存在的情况假设，然后再就该力存在与否对物体运动状态影响的不同来判断该力是否存在.
4.如图3-4-4所示，甲、乙两物体叠放在水平面上，用水平力F拉物体乙，它们仍保持静止状态，甲、乙接触面也为水平，则乙物体受力的个数为()
【导学号：43212060】
图3-4-4
A.3个
B.4个
C.5个
D.6个
【解析】与物体发生相互作用的有地球、水平桌面及甲物体；则乙物体受重力、桌面的支持力、甲对乙的压力及水平力F；因在拉力作用下，物体乙相对于地面有相对运动的趋势，故乙受地面对物体乙的摩擦力；而甲与乙无相对运动趋势，故甲对乙没有摩擦力；故乙受五个力；故选C.
【答案】 C
5.如图3-4-5，质量为m的物体A以一定的初速度v沿粗糙斜面上滑，物体A在上滑过程中受到的力有()
【导学号：43212061】
图3-4-5
A.向上的冲力、重力、斜面的支持力、沿斜面向下的摩擦力
B.重力、斜面的支持力、下滑力
C.重力、对斜面的正压力、沿斜面向下的摩擦力
D.重力、斜面的支持力、沿斜面向下的摩擦力
【解析】A受到的力只有重力、斜面对它的支持力和
摩擦力，各力的方向如图所示，D正确.冲力因无施力物体而
不存在，A错.不存在下滑力，B错.对斜面的压力为斜面受
到的力，C错.
【答案】 D
6.如图3-4-6所示，竖直双线悬吊着的斜梁质量为M，其上放有一质量为m 的物体.试分析斜梁受哪几个力的作用，并画出受力分析图.
【导学号：43212062】
图3-4-6
【解析】以斜梁为研究对象，将斜梁从周围环境中隔离出来，按顺序分析它所受到的力.
(1)重力Mg，方向竖直向下.
(2)看斜梁与其他物体的接触点(或面).两根线与斜梁的接触点处有
线的拉力T1、T2，方向沿线的方向竖直向上；物体与斜梁的接触面处
有物体对斜梁的压力N，方向垂直于斜梁向下.
(3)物体有下滑的趋势，故斜梁受到物体对它斜向下的静摩擦力f的作用.
在这五个力作用下斜梁处于平衡状态，如图所示为其受力分析图.
【答案】见解析图
判断力是否存在的方法
1.依据力的产生条件：根据各种性质的力产生的条件进行判断，如弹力产生的条件是相互接触且发生弹性形变；摩擦力产生的条件是相互接触、有弹力且有相对运动或相对运动趋势.
2.依据作用力和反作用力的关系：利用作用力和反作用力的关系来检验力是否存在，因为研究对象所受的每个力都有施力物体或反作用力，找不到施力物体或没有反作用力的力是不存在的.
3.依据物体所处的运动状态：力的作用效果与物体的运动状态之间有着相互制约的关系.对有些力是否存在，或力的方向难以确定时，可依据物体所处的运动状态，运用物体的平衡条件或牛顿运动定律来判断.。