(完整word版)高中物理必修一受力分析
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鑫达捷ABCF高中物理学习材料(24)受力分析一、选择题(每小题6分,共36分。
每个小题有1个或多个选项正确,全选对得6分,漏选得3分,错选或不选不得分)1.(多选)如图所示,质量为m的木块被水平推力F压着,静止在竖直墙壁上,当推力的大小增大到2F时,则【】A.木块所受墙面的弹力增大到原来的2倍B.木块所受墙面的摩擦力增大到原来的2倍C.木块所受墙面的摩擦力不变D.木块对墙面的摩擦力方向向下2.如图所示,一根均质木棒,靠在固定的光滑圆球上处于静止状态,则木棒所受到的作用力是【】A.重力、地面和球给它的弹力B.重力、地面给它的静摩擦力C.重力、地面给它的静摩擦力和球给它的支持力D.重力、地面和球给它的支持力以及地面给它的静摩擦力3.如图所示,物体A和B一起沿斜面匀速下滑,则物体A受到的力是【】A.重力,B对A的支持力 B.重力,B对A的支持力、下滑力C.重力,B对A的支持力、摩擦力D.重力,B对A的支持力、摩擦力、下滑力4.如图所示,物体A、B、C叠放在水平桌面上,水平力F作用在C物体上,使A、B、C以共同速度向右匀速运动,那么关于各物体受力的说法正确的是【】A.A受6个力,B受2个力,C受4个力B.A受5个力,B受3个力,C受3个力C.A受5个力,B受2个力,C受4个力AFvB CFmD.A受4个力,B受3个力,C受4个力5.(多选)如图,斜面C受到水平力F,物体B的上表面水平,A、B、C均静止,则下列说法正确的是【】A.物体A可能受到3个力的作用B.物体B一定受到4个力的作用C.物体A一定受到2个力的作用D.物体C和物体B之间可能没有摩擦力6.三个相同的物体叠放在水平面上,B物体受到水平拉力的作用,但三个物体都处于静止状态,如图所示,下列判断正确的是【】A.各个接触面都是粗糙的 B.A与B的接触面可能是光滑的C.C与水平面的接触面可能是光滑的D.B与C、C与水平面的接触面一定是粗糙的二、画出下列图中A物体的受力示意图。
一、第三章 相互作用——力易错题培优(难)1.如图所示,光滑半球形容器固定在水平面上,O 为球心,一质量为m 的小滑块,在水平力F 的作用下从半球形容器最低点缓慢移近最高点.设小滑块所受支持力为N ,则下列判断正确的是( )A .F 缓慢增大B .F 缓慢减小C .N 不变D .N 缓慢减小【答案】A【解析】【分析】【详解】 对物体进行受力分析:物体受重力mg 、支持力F N 、水平力F .已知小滑块从半球形容器最低点缓慢移近最高点,我们可以看成小滑块每一个状态都是平衡状态.根据平衡条件,应用力的合成得出:G F tan θ=N G F sin θ=,由于小滑块从半球形容器最低点缓慢移近最高点,所以θ减小,tanθ减小,sinθ减小.根据以上表达式可以发现F 增大,F N 增大.故选A.【点睛】物体的动态平衡依然为高考命题热点,解决物体的平衡问题,一是要认清物体平衡状态的特征和受力环境是分析平衡问题的关键;二是要学会利用力学平衡的结论(比如:合成法、正交分解法、效果分解法、三角形法、假设法等)来解答;三是要养成迅速处理矢量计算和辨析图形几何关系的能力.2.如图所示,水平直杆OP 右端固定于竖直墙上的O 点,长为2L m =的轻绳一端固定于直杆P 点,另一端固定于墙上O 点正下方的Q 点,OP 长为 1.2d m =,重为8N 的钩码由光滑挂钩挂在轻绳上处于静止状态,则轻绳的弹力大小为( )A .10NB .8NC .6ND .5N【答案】D【解析】【分析】 根据几何关系得到两边绳子与竖直方向的夹角,再根据竖直方向的平衡条件列方程求解.【详解】设挂钩所在处为N 点,延长PN 交墙于M 点,如图所示:同一条绳子拉力相等,根据对称性可知两边的绳子与竖直方向的夹角相等,设为α,则根据几何关系可知NQ =MN ,即PM 等于绳长;根据几何关系可得:1.2sin 0.62PO PM α===,则α=37°,根据平衡条件可得:2T cos α=mg ,解得:T =5N ,故D 正确,A 、B 、C 错误.故选D.【点睛】 本题主要是考查了共点力的平衡问题,解答此类问题的一般步骤是:确定研究对象、进行受力分析、然后建立平衡方程进行解答.3.在一半径为R 、质量为m 的乒乓球内注入质量为M 的水,但未将乒乓球注满,用水平“U ”形槽将其支撑住,保持静止状态,其截面如图所示。
受力分析专题一、典型例题1.分析满足下列条件的各个物体所受的力,并指出各个力的施力物体.2.对下列各种情况下的物体A 进行受力分析二、静力学中的整体与隔离通常在分析外力对系统的作用时,用整体法;在分析系统内各物体(各部分)间相互作用时,用隔离法.解题中应遵循“先整体、后隔离”的原则。
【例1】 在粗糙水平面上有一个三角形木块a ,在它的两个粗糙斜面上分别放有质量为m1和m2的两个木块b 和c ,如图所示,已知m1>m2,三木块均处于静止,则粗糙地面对于三角形木块( )A .有摩擦力作用,摩擦力的方向水平向右B .有摩擦力作用,摩擦力的方向水平向左C .有摩擦力作用,但摩擦力的方向不能确定(1)沿水平草地滚动的足球平面上的物体球(3)在光滑水平面上向右运动的物体球(4)在力F 作用下行使在路面上小车 (2)沿斜面上滑的物体A(接触面光滑)(1)沿斜面下滚的小球,接触面不光滑. (3)静止在斜面上的物体 (4)在力F 作用下静止在斜面上的物体(5)各接触面均光滑A 的物块AD .没有摩擦力的作用【解析】由于三物体均静止,故可将三物体视为一个物体,它静止于水平面上,必无摩擦力作用,故选D .【点评】本题若以三角形木块a 为研究对象,分析b 和c 对它的弹力和摩擦力,再求其合力来求解,则把问题复杂化了.此题可扩展为b 、c 两个物体均匀速下滑,想一想,应选什么?【例2】有一个直角支架 AOB ,AO 水平放置,表面粗糙,OB 竖直向下,表面光滑,AO 上套有小环P ,OB 上套有小环 Q ,两环质量均为m ,两环间由一根质量可忽略、不可伸展的细绳相连,并在某一位置平衡,如图。
现将P 环向左移一小段距离,两环再次达到平衡,那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较,AO 杆对P 环的支持力N和细绳上的拉力T 的变化情况是( ) A .N 不变,T 变大 B .N 不变,T 变小 C .N 变大,T 变大 D .N 变大,T 变小【解析】隔离法:设PQ 与OA 的夹角为α,对P 有: mg +Tsinα=N对Q 有:Tsinα=mg所以 N=2mg , T=mg/sinα 故N 不变,T 变大.答案为B整体法:选P 、Q 整体为研究对象,在竖直方向上受到的合外力为零,直接可得N=2mg ,再选P 或Q 中任一为研究对象,受力分析可求出T=mg/sinα【点评】为使解答简便,选取研究对象时,一般优先考虑整体,若不能解答,再隔离考虑. 【例3】如图所示,设A 重10N ,B 重20N ,A 、B 间的动摩擦因数为0.1,B 与地面的摩擦因数为0.2.问:(1)至少对B 向左施多大的力,才能使A 、B 发生相对滑动?(2)若A 、B 间μ1=0.4,B 与地间μ2=0.l ,则F 多大才能产生相对滑动?【解析】(1)设A 、B 恰好滑动,则B 对地也要恰好滑动,选A 、B 为研究对象,受力如图,由平衡条件得:F=f B +2T 选A 为研究对象,由平衡条件有T=f A f A =0.1×10=1N f B =0.2×30=6N F=8N 。
物体受力分析一:受力分析的重要性正确的对物体进行受力分析,是解决力学问题的前提和关键之一,因此对物体进行受力分析时,一定要注意"准确"。
要做到这一点就要对受力分析的有关知识、力的判据、受力分析步骤以及受力分析时的注意事项有一定的理解。
二:受力分析的基本知识和方法1力的图示是用一根带箭头的线段直观地表示一个力,线段的长度表示力的大小,箭头的指向表示力的方向,箭头或箭尾通常用来表示力的作用点,一般将物体所受各力都看作是作用在物体上的共点力。
2、在画图分析物体受力情况时,有时并不需要精确画出力的大小,只要把力的方向画正确,并大概画出力的大小即可,这样的力图称为力的示意图。
例题1用一轻绳将小球P系于光滑墙壁上的0点,在墙壁和球P之间夹有一矩形物块Q,如图所示, 在P、Q均处于静止状态的情况下,下列相关说法正确的是小球P受4个力若0点下移,Q受到的静摩擦力将增大若0点上移,绳子的拉力将变小答案BD解析本题考查受力分析知识,意在考查学生对平衡状态下的物体进行受力分析的能力。
对P和Q受力分析可知,P受重力、绳子拉力、Q对P的弹力、Q对P的摩擦力,Q受重力、墙壁的弹力、P对Q的弹力、P对Q的摩擦力,因此选项A错误,B正确;分析Q的受力可知,若0 点下移,Q处于静止状态,受到的静摩擦力等于重力不变,选项C错误;对P受力分析可知若0 点上移,绳子的拉力将变小,选项D正确;所以答案选BDb分析:1、确定研究对象,即据题意弄清我们需要对哪个物体进行受力分析。
2、采用隔离法分析其他物体对研究对象的作用力。
3、按照先重力,然后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的弹力和摩擦力,最后分析其他场力(如电场力,磁场力等)。
4、画物体受力图,没有特殊要求,则画示意图即可。
总结注意受力分析的方法1、研究表明物体(对象)会受到力的作用(通常同时会受到多个力的作用)。
2、受力分析就是要我们准确地分析出物体(对象)所受的力,并且能用力的示意图(受力图)表示出来。
物体的受力分析 受力分析就是分析物体的受力, 受力分析是研究力学问题的基础, 是研究力学问题的关键。
受力分析的依据是各种力的产生条件及方向特点一.几种常见力的产生条件及方向特点。
1.重力重力是由于地球对物体的吸引而使物体受到的力, 只要物体在地球上, 物体就会受到重力。
重力不是地球对物体的引力。
重力与万有引力的关系是高中物理的一个小难点。
重力的方向: 竖直向下。
2.弹力弹力的产生条件是接触且发生弹性形变。
判断弹力有无的方法: 假设法和运动状态分析法。
弹力的方向与施力物体形变的方向相反, 与施力物体恢复形变的方向相同。
弹力的方向的判断:面面接触垂直于面, 点面接触垂直于面, 点线接触垂直于线。
【例1】如图1—1所示, 判断接触面对球有无弹力, 已知球静止, 接触面光滑。
图a 中接触面对球 无 弹力;图b 中斜面对小球 有 支持力。
【例2】如图1—2所示, 判断接触面MO 、ON 对球有无弹力, 已知球静止, 接触面光滑。
水平面ON 对球 有 支持力, 斜面MO 对球 无 弹力。
【例3】如图1—4所示, 画出物体A 所受的弹力。
a 图中物体A 静止在斜面上。
b 图中杆A 静止在光滑的半圆形的碗中。
c 图中A 球光滑, O 为圆心, O '为重心。
【例4】如图1—6所示, 小车上固定着一根弯成α角的曲杆, 杆的另一端固定一个质量为m 的球, 试分析下列情况下杆对球的弹力的大小和方向: (1)小车静止;3.摩擦力摩擦力的产生条件为: (1)两物体相互接触, 且接触面粗糙;(2)接触面间有挤压;(3)有相对运动图1—1a b 图1—2 图1—4a b c或相对运动趋势。
摩擦力的方向为与接触面相切, 与相对运动方向或相对运动趋势方向相反。
判断摩擦力有无和方向的方法: 假设法、运动状态分析法、牛顿第三定律分析法。
【例5】如图1—8所示, 判断下列几种情况下物体A 与接触面间有、无摩擦力。
图a 中物体A 静止。
高中物理学习材料1.5 物体的受力分析【【教教学学目目标标】】正确掌握物体的受力分析方法;【【重重点点难难点点】】物体受力分析的方法和步骤【教学方法】讲练结合【教学用具】【【教教学学过过程程】】一一、、受受力力分分析析的的基基本本步步骤骤::1、选取研究对象:选取研究对象的原则是要使对问题的研究处理尽量简便,研究对象可以是单个物体或物体的某一部分,也可以是由几个物体组成的系统。
2、隔离研究对象:把研究对象从周围的环境中隔离出来,只分析周围物体对选定对象的作用力。
3、受力分析的顺序:先场力,再接触力。
(1)场力:重力、电场力、磁场力(2)接触力:先弹力,再摩擦力。
(3)其它力。
4、画受力图时,力的作用点可沿作用线移动,若是共点力,作用点一般画在重心上。
5、检查:检查是否多力、少力、错力。
检查“不少一个力”的方法是:按先重力、后弹力,再摩擦力的顺序,逐一分析检查。
另外,弹力和摩擦力是接触力,分析物体与周围哪些物体有接触,有几处接触,就可以预计可能有几个弹力和几个摩擦力。
检查“不多一个力”的方法是:①分析物体受哪些“性质力”时(按性质命名的力),不要把“效果力”与“性质力”混淆重复分析。
②确定某一个力是否存在时,就找该力的施力物体,根据力的物质性可知,没有施力物体的力是不存在的。
③根据弹力和摩擦力产生的条件,进一步判断在接触处是否一定有弹力和摩擦力产生。
④不要把物体所施给另外物体的力,当作物体所受的力。
检查“每个力方向不错”的方法是:严格按照各力的方向特点作图。
即重力的方向竖直向下,弹力的方向垂直接触面指向受力物体,摩擦力方向与接触面相切,与相对运动或相对运动趋势方向相反。
二二、、受受力力分分析析时时应应注注意意的的问问题题1、要防止“遗漏力”、“添加力”和“错判力”①遗漏力的主要表现为:a 、弹力分析不全,如分析叠放在水平面上的静止物体受力时,常将叠放在下面的物体所受的竖直向下的弹力(压力)遗漏。
b 、静摩擦力被忽视,如置于水平传送带上随传送带一起做变速运动的物体,没有考虑其所受的静摩擦力。
高一物理必修1 受力分析【学习目标】掌握受力分析的步骤,养成良好的受力分析习惯,并能正确的规范的画出受力分析图。
【自主学习】一、摩擦力1.定义:相互接触的物体间发生 时,在接触面处产生的阻碍 的力.2.产生条件:两物体 .这四个条件缺一不可.两物体间有弹力是这两物体间有摩擦力的必要条件(没有弹力不可能有摩擦力).3.滑动摩擦力大小:滑动摩擦力;其 中F N 是压力,μ为动摩擦因数 ,无单位. 说明:⑴在接触力中,必须先分析弹力,再分析摩擦力. ⑵只有滑动摩擦力才能用公式F=μF N ,其中的F N 表示正压力,不一定等于重力G. 例1.如图所示,用跟水平方向成α角的推力F 推重量为G 的木块沿天花板向右运动,木块和天花板间的动摩擦因数为μ,求木块所受的摩擦力大小.解:由竖直方向合力为零可得F N =Fsin α-G , 因此有:f =μ(Fsin α-G)4.静摩擦力大小⑴必须明确,静摩擦力大小不能用滑动摩擦定律F f =μF N 计算,只有当静摩擦力达到最大值时,其最大值一般可认为等于滑动摩擦力,即F m =μF N⑵静摩擦力:静摩擦力是一种 力,与物体的受力和运动情况有关.求解静摩擦力的方法是用力的平衡条件或牛顿运动定律.即静摩擦力的大小要根据物体的受力情况和运动情况共同确定,其可能的取值范围是 0<F f ≤F m例2.如图所示,A 、B 为两个相同木块,A 、B 间最大静摩擦力F m =5N ,水平面光滑.拉力F 至少多大,A 、B 才会相对滑动?解:A 、B 间刚好发生相对滑动时,A 、B 间的相对运动状态处于一个临界状态,既可以认为发生了相对滑动,摩擦力是滑动摩擦力,其大小等于最大静摩擦力5N ,也可以认为还没有发生相对滑动,因此A 、B 的加速度仍然相等。
分别以A 和整体为对象,运用牛顿第二定律,可得拉力大小至少为F=10N(研究物理问题经常会遇到临界状态.物体处于临界状态时,可以认为同时具有两个状态下的所有性质)5.摩擦力方向⑴摩擦力方向和物体间 的方向相反. ⑵摩擦力的方向和物体的运动方向可能成任意角度.通常情况下摩擦力方向可能和物体运动方向相同(作为动力),可能和物体运动方向相反(作为阻力),可能和物体速度方向垂直(作为匀速圆周运动的向心力).在特殊情况下,可能成任意角度.1例3.小车向右做初速为零的匀加速运动,质量为m 的物体恰好沿车后壁匀速下滑.求物体下滑过程中所受摩擦力和弹力的大小,并分析物体所受摩擦力的方向和物体速度方向的关系.解:竖直方向:f=mg ;水平方向:N=ma物体受的滑动摩擦力始终和小车的后壁平行,方向竖直向上,而物体的运动轨迹为抛物线,相对于地面的速度方向不断改变(竖直分速度大小保持不变,水平分速度逐渐增大),所以摩擦力方向和运动方向间的夹角可能取90°和180°间的任意值.由例2和例3的分析可知:无明显形变的弹力和静摩擦力都是被动力.就是说:弹力、静摩擦力的大小和方向都无法由公式直接计算得出,而是由物体的受力情况和运动情况共同决定的.6.作用效果:阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势,但对物体来说,摩擦力可以是动力,也可以是阻力.7.发生范围:①滑动摩擦力发生在两个相对运动的物体间,但静止的物体也可以受滑动摩擦力; ②静摩擦力发生在两个相对静止的物体间,但运动的物体也可以受静摩擦力.8.规律方法总结(1)静摩擦力方向的判断①假设法:即假设接触面光滑,看物体是否会发生相对运动;若发生相对运动,则说明物体原来的静止是有运动趋势的静止.且假设接触面光滑后物体发生的相对运动方向即为原来相对运动趋势的方向,从而确定静摩擦力的方向.②根据物体所处的运动状态,应用力学规律判断.如图所示物块A 和B 在外力F 作用下一起沿水平面向右以加速度a 做匀加速直线运动时,若A 的质量为m ,则很容易确定A 所受的静摩擦力大小为ma ,方向水平向右.③在分析静摩擦力方向时,应注意整体法和隔离法相结合.如图所示,在力F 作用下,A 、B 两物体皆静止,试分析A 所受的静摩擦力(2)摩擦力大小计算①分清摩擦力的种类:是静摩擦力还是滑动摩擦力.②滑动摩擦力由F f =μF N 公式计算.最关键的是对相互挤压力F N 的分析,它跟研究物体在垂直于接触面方向的力密切相关,也跟研究物体在该方向上的运动状态有关.特别是后者,最容易被人所忽视.注意F N 变,则F f 也变的动态关系.③静摩擦力:最大静摩擦力是物体将发生相对运动这一临界状态时的摩擦力,它只在这一状态下才表现出来.它的数值跟正压力成正比,一般可认为等于滑动摩擦力.静摩擦力的大小、方向都跟产生相对运动趋势的外力密切相关,但跟接触面相互挤压力无直接关系.因而静摩擦力具有大小、方向的可变性,即静摩擦力是一种被动力,与物体的受力和运动情况有关.求解静摩擦力的方法是用力的平衡条件或牛顿运动定律.即静摩擦力的大小要根据物体的受力情况和运动情况共同确定,其可能的取值范围是 0<F f ≤F m二、物体受力分析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。
物理(必修一)——知识考点考点一:时刻与时间间隔的关系时间间隔能展示运动的一个过程,时刻只能显示运动的一个瞬间。
对一些关于时间间隔和时刻的表述,能够正确理解。
如:第4s末、4s时、第5s初……均为时刻;4s内、第4s、第2s至第4s内……均为时间间隔。
区别:时刻在时间轴上表示一点,时间间隔在时间轴上表示一段。
考点二:路程与位移的关系位移表示位置变化,用由初位置到末位置的有向线段表示,是矢量。
路程是运动轨迹的长度,是标量。
只有当物体做单向直线运动时,位移的大小..。
..等于路程。
一般情况下,路程≥位移的大小考点五:运动图象的理解及应用由于图象能直观地表示出物理过程和各物理量之间的关系,所以在解题的过程中被广泛应用。
在运动学中,经常用到的有x -t 图象和v —t 图象。
1. 理解图象的含义:(1)x -t 图象是描述位移随时间的变化规律 (2)v —t 图象是描述速度随时间的变化规律 2. 明确图象斜率的含义:(1) x -t 图象中,图线的斜率表示速度 (2) v —t 图象中,图线的斜率表示加速度考点一:匀变速直线运动的基本公式和推理1. 基本公式:(1) 速度—时间关系式:at v v +=0 (2) 位移—时间关系式:2021at t v x += (3) 位移—速度关系式:ax v v 2202=-三个公式中的物理量只要知道任意三个,就可求出其余两个。
利用公式解题时注意:x 、v 、a 为矢量及正、负号所代表的是方向的不同。
解题时要有正方向的规定。
2. 常用推论:(1) 平均速度公式:()v v v +=021(2) 一段时间中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度:()v v v v t +==0221(3) 一段位移的中间位置的瞬时速度:22202v v v x +=(4) 任意两个连续相等的时间间隔(T )内位移之差为常数(逐差相等):()2aT n m x x x n m -=-=∆考点二:对运动图象的理解及应用1. 研究运动图象:(1) 从图象识别物体的运动性质(2) 能认识图象的截距(即图象与纵轴或横轴的交点坐标)的意义 (3) 能认识图象的斜率(即图象与横轴夹角的正切值)的意义 (4) 能认识图象与坐标轴所围面积的物理意义 (5) 能说明图象上任一点的物理意义2.x-t图象和v—t图象的比较:如图所示是形状一样的图线在x-t图象和v—t图象中,考点三:追及和相遇问题1.“追及”、“相遇”的特征:“追及”的主要条件是:两个物体在追赶过程中处在同一位置。
受力解析及连接体专题一、受力解析的步骤:重力→ 弹力→ 摩擦力→ 其余力1、下边各图的接触面均圆滑,试对静止的小球受力解析:F图 1图2图3图5图6图7 2、下边各图的接触面均粗拙,对物体受力解析vvFF图 9图 10图 11物体处于静止vF图 14图 13物体处于静止(请画出物体受力可能存在的全部状况)图15物体刚轻放在传达带图 16物体随传达带一同图 17做匀速直线运动物体刚放在传达带上图 4图 8图 12物体静止在斜面上图18物体随传达带一同做匀速直线运动二、整体法和间隔法的应用1、连接体:当两个或两个以上的物体经过绳、杆、弹簧相连,或多个物体直接叠放在一同的系统2、办理方法——整体法与间隔法系统运动状态相同整体法问题不波及物体间的内力使用原则系统各物体运动状态不一样样样间隔法问题波及物体间的内力3、连接体题型:( 1)、连接体整体运动状态相同:(这种问题可以采纳整体法求解)【例 1.】如图 2-1,质量为 2 m 的物块 A 与水平川面的摩擦可忽视不计,质量为m 的物块 B 与地面的动摩擦因数为μ,在已知水平推力 F 的作用下, A、B 做加快运动, A 对 B 的作用力为 ____________.F 2m m A B图 21【练1】、 A 、 B两物体靠在一同,放在圆滑水平面上,它们的质量分别为m A3kg ,m B6kg ,今用水平力F A6N 推A,用水平力F B3N 拉B,A 、B间的作使劲有多大?F A F BA B【练 2】、以以以下图,质量为M 的斜面 A 置于粗拙水平川面上,动摩擦因数为,物体B 与斜面间无摩擦。
在水平向左的推力 F 作用下, A 与 B 一同做匀加快直线运动,二者无相对滑动。
已知斜面的倾角为,物体 B 的质量为m,则它们的加快度 a 及推力 F 的大小为(C)A. a g sin , F (M m)g (sin )B FθAB.a g cos, F(M m) g cosC.a g tan, F(M m)g (tan )D.a g cot, F(M m)g【练 3】以以以下图,质量为m2 的物体2 放在正沿平直轨道向右行驶的车厢底板上,并用竖直细绳经过圆滑定滑轮连接质量为m1的物体,与物体 1 相连接的绳与竖直方向成角,则()A. 车厢的加快度为g sinm1 gB. 绳对物体 1 的拉力为cosC. 底板对物体 2 的支持力为( m2m1 )gD.物体2所受底板的摩擦力为m2g tan( 2)、连接体整体内部各部分有不一样样样的加快度:(不可以用整体法来定量解析)【例 2】以以以下图,一个箱子放在水平川面上,箱内有一固定的竖直杆,在杆上套有一个环,箱和杆的总质量为M ,环的质量为m。
专题四.受力分析◎知识梳理受力分析就是把研究对象在给定物理环境中所受到的力全部找出来,并画出相应受力图。
1.受力分析的依据(1)依据各种力的产生条件和性质特点,每种力的产生条件提供了其存在的可能性,由于力的产生原因不同,形成不同性质的力,这些力又可归结为场力和接触力,接触力(弹力和摩擦力)的确定是难点,两物体直接接触是产生弹力、摩擦力的必要条件,弹力产生原因是物体发生形变,而摩擦力的产生,除物体间相互挤压外,还要发生相对运动或相对运动趋势。
(2)依据作用力和反作用力同时存在,受力物体和施力物体同时存在。
一方面物体所受的每个力都有施力物体和它的反作用力,找不到施力物体的力和没有反作用力的力是不存在的;另一方面,依据作用力和反作用力的关系,可灵活变换研究对象,由作用力判断出反作用力。
(3)依据物体所处的运动状态:有些力存在与否或者力的方向较难确定,要根据物体的运动状态,利用物体的平衡条件或牛顿运动定律判断。
2.受力分析的程序(1)根据题意选取研究的对象.选取研究对霖豹原慰是要使对留题懿研穷尽量藩侵j研究对象可以是单个物体或物体的某一部分,也可以是由几个物体组成的系统.(2)把研究对象从周围的物体中隔离出来,为防止漏掉某个力,要养成按一般步骤分析的好习惯.一般应先分析重力;然后环绕物体一周,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的弹力和摩擦力;最后再分析其他场力(电场力、磁场力)等.(3)每分析一个力,都要想一想它的施力物体是谁,这样可以避免分析出某些不存在的力.如竖直上抛的物体并不受向上的推力,而刹车后靠惯性滑行的汽车也不受向前的“冲力”.(4)画完受力图后要进行定性检验,看一看根据你画的受力图,物体能否处于题目中所给的运动状态.3.受力分析的注意事项(1)只分析研究对象所受的力,不分析研究对象对其他物体所施的力.(2)只分析根据性质命名的力.(3)每分析一个力,都应找出施力物体.(4)合力和分力不能同时作为物体所受的力.4.受力分析的常用方法:隔离法和整体法(1).隔离法为了弄清系统(连接体)内某个物体的受力和运动情况,一般可采用隔离法.运用隔离法解题的基本步骤是:○1明确研究对象或过程、状态;○2将某个研究对象、某段运动过程或某个状态从全过程中隔离出来;○3画出某状态下的受力图或运动过程示意图;○4选用适当的物理规律列方程求解.(2).整体法当只涉及研究系统而不涉及系统内部某些物体的力和运动时,一般可采用整体法.运用整体法解题的基本步骤是:○1明确研究的系统和运动的全过程;○2画出系统整体的受力图和运动全过程的示意图;○3选用适当的物理规律列方程求解.隔离法和整体法常常交叉运用,从而优化解题思路和方法,使解题简捷明快.◎例题评析【例9】如图所示,斜面小车M静止在光滑水平面上,一边紧贴墙壁。
物体的受力分析受力分析就是分析物体的受力,受力分析是研究力学问题的基础,是研究力学问题的关键。
受力分析的依据是各种力的产生条件及方向特点一.几种常见力的产生条件及方向特点。
1.重力重力是由于地球对物体的吸引而使物体受到的力,只要物体在地球上,物体就会受到重力。
重力不是地球对物体的引力。
重力与万有引力的关系是高中物理的一个小难点。
重力的方向:竖直向下。
2.弹力弹力的产生条件是接触且发生弹性形变。
判断弹力有无的方法:假设法和运动状态分析法。
弹力的方向与施力物体形变的方向相反,与施力物体恢复形变的方向相同。
弹力的方向的判断:面面接触垂直于面,点面接触垂直于面,点线接触垂直于线。
【例1】如图1—1所示,判断接触面对球有无弹力,已知球静止,接触面光滑。
图a中接触面对球无弹力;图b中斜面对小球有支持力。
【例2】如图1—2所示,判断接触面MO、ON对球有无弹力,已知球静止,接触面光滑。
水平面ON 对球有支持力,斜面MO对球无弹力。
【例3】如图1—4所示,画出物体A 所受的弹力。
a图中物体A静止在斜面上。
b图中杆A静止在光滑的半圆形的碗中。
c图中A球光滑,O为圆心,O'为重心。
【例4】如图1—6所示,小车上固定着一根弯成α角的曲杆,杆的另一端固定一个质量为m的球,试分析下列情况下杆对球的弹力的大小和方向:(1)小车静止;3.摩擦力摩擦力的产生条件为:(1)两物体相互接触,且接触面粗糙;(2)接触面间有挤压;(3)有相对运动图1—1a b图1—2图1—4a b c或相对运动趋势。
摩擦力的方向为与接触面相切,与相对运动方向或相对运动趋势方向相反。
判断摩擦力有无和方向的方法:假设法、运动状态分析法、牛顿第三定律分析法。
【例5】如图1—8所示,判断下列几种情况下物体A与接触面间有、无摩擦力。
图a中物体A静止。
图b中物体A沿竖直面下滑,接触面粗糙。
图c中物体A沿光滑斜面下滑。
图d 中物体A静止。
图a中无摩擦力产生,图b中无摩擦力产生,图c中无摩擦力产生,图d 中有摩擦力产生。
【例6】如图1—9所示为皮带传送装置,甲为主动轮,传动过程中皮带不打滑,P、Q分别为两轮边缘上的两点,下列说法正确的是:( B )A.P、Q两点的摩擦力方向均与轮转动方向相反B.P点的摩擦力方向与甲轮的转动方向相反,Q点的摩擦力方向与乙轮的转动方向相同C.P点的摩擦力方向与甲轮的转动方向相同,Q点的摩擦力方向与乙轮的转动方向相反D.P、Q两点的摩擦力方向均与轮转动方向相同【例7】如图1—10所示,物体A叠放在物体B上,B上使它们一起运动,试分析两物体受到的静摩擦力的方向。
【例8】如图1—12所示,A、B两物体竖直叠放在水平面上,今用水平力F拉物体,两物体一起匀速运动,试分析A、B间的摩擦力及B与水平面间的摩擦力。
顺口溜:分析对象先隔离,已知各力画上面。
接触点、面要找全,推拉挤压弹力显。
糙面滑动动摩擦,欲动未动静摩现。
隔离体上力画全,不多不少展笑颜。
图1—8图1—9图1—10图1—12二. 受力分析的步骤:(1)确定所研究的物体,然后找出周围有哪些物体对它产生作用.采用隔离法分析其他物体对研究对象的作用力,不要找该物体施于其它物体的力,譬如所研究的物体叫A,那么就应该找出“甲对A”和“乙对A”及“丙对A”的力……而“A对甲”或“A对乙”等的力就不是A所受的力.也不要把作用在其它物体上的力错误地认为通过“力的传递”作用在研究对象上.(2)要养成按步骤分析的习惯.a.先画重力:作用点画在物体的重心.b.次画已知力触点(面),对每个接触点(面)若有挤压,则画出弹力,若还有相对运动或趋势,则画出摩擦力.要熟记:弹力的方向一定与接触面或接触点的切面垂直,摩擦力的方向一定沿着接触面与物体相对运动(或趋势)方向相反。
分析完一个接触点(面)后再依次分析其他的接触点(面).d.再画其他场力:看是否有电、磁场力作用,如有则画出场力.顺口溜:一重、二弹、三摩擦、再其它。
(3)受力分析的注意事项:初学者对物体进行受力分析时,往往不是“少力”就是“多力”,因此在进行受力分析时应注意以下几点:(1) 只分析研究对象所受的力,不分析研究对象对其他物体所施加的力。
(2) 每分析一个力,都应找到施力物体,若没有施力物体,则该力一定不存在.这是防止“多力”的有效措施之一。
检查一下画出的每个力能否找出它的施力物体,特别是检查一下分析的结果,能否使对象与题目所给的运动状态(静止或加速)相一致,否则,必然发生了多力或漏力现象.(3) 合力和分力不能同时作为物体受到的力。
(4)只分析根据力的性质命名的力(如重力、弹力、摩擦力),不分析根据效果命名的力(如下滑力、上升力等)。
【例9】如图1—13所示,竖直墙壁光滑,分析静止的木杆受哪几个力作用。
三.受力分析的方法:整体法和隔离法。
整体法隔离法概念将几个物体作为一个整体来分析的方法将研究对象与周围物体分隔开的方法选用原则研究系统外的物体对系统整体的作用力研究系统内物体之间的相互作用力注意问题分析整体周围其他物体对整体的作用。
而不画整体内部物体间的相互作用。
分析它受到周围其他物体对它的作用力【例10】如图1—14所示,A、B、C叠放于水平地面上,加一水平力F,三物体仍静止,分析A、B、C的受力情况。
【总结】用隔离法分析物体受力时应将研究的物体单独拿出来,不要都画在一起,以免出现混乱。
隔离法分析物体受力时要特别注意牛顿第三定律分析法的使用。
给每个力起好名字。
【例11】如图1—15所示,物体A、B静止,画出A、B的受力图。
【例12】如图1—16所示,用两相同的夹板夹住三个重为G 的物体A 、B 、C ,三个物体均保持静止,请分析各个物体的受力情况.【例13】如图1—18所示,放置在水平地面上的直角劈M 上有一个质量为m 的物体,若m 在其上匀速下滑,M仍保持静止,那么正确的说法是( AC )A.M对地面的压力等于(M+m )gB.M对地面的压力大于(M+m )gC.地面对M没有摩擦力D.地面对M有向左的摩擦力 四.常见错误(1)多画力。
a.研究对象不明,错将其他物体受到的力画入。
b.虚构力,将不存在的力画入。
c.将合力和分力重复画入。
要防止多画力。
第一,彻底隔离研究对象。
第二,每画一个力要心中默念受力物体和施力物体。
(2) 少画力。
少画力往往是由受力分析过程混乱所致,因此: a.要严格按顺序分析。
b.分析弹力和摩擦力时,所有接触点都要分析到。
(3) 错画力。
即把力的方向画错。
图1—16 图1—18五.正交分析法列平衡方程将物体受到的各个力向两个相互垂直的方向上分解,然后列出两个平衡方程。
六精题精练。
1、如图所示,质量分别为m1、m2的两个物体通过轻弹簧连接,在力F的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动(m1在地面,m2在空中),力F与水平方向成θ角。
则m1所受支持力N和摩擦力f正确的是( AC )A.N=m1g+m2g-FsinθB.N=m1g+m2g-FcosθC.FcosθD.Fsinθ2、重G=5N的木块在水平压力F作用下,静止在竖直墙面上,则木块所受的静摩擦力f = N ;若木块与墙面间的动摩擦因数为μ=0.4,则当压力F N= N时木块可沿墙面匀速下滑。
3、如图(1)人和木板的质量分别为m和M,不计滑轮质量及滑轮与绳之间的摩擦,保持系统静止时,求人对绳子的拉力T 2=?4、如图所示,物体B叠放在物体A上,水平地面光滑,外力F作用于物体A上,便它们一起运动,试分析两物体受到的,静摩擦力的方向。
5、如图所示,将质量为m的滑块放在倾角为θ的固定斜面上。
滑块与斜面之间的动摩擦因数为μ。
若滑块与斜面之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力大小相等,重力加速度为g,则( C ) (A)将滑块由静止释放,如果μ>ta nθ,滑块将下滑(B)给滑块沿斜面向下的初速度,如果μ<ta nθ,滑块将减速下滑(C)用平行于斜面向上的力拉滑块向上匀速滑动,如果μ=t a nθ,拉力大小应是2mgsinθ(D)用平行于斜面向下的力拉滑块向下匀速滑动,如果μ=t a nθ,拉力大小应是mgsinθA、B对斜面上的滑块受力分析,受重力、支持力、摩擦力,要使物块沿斜面下滑,则mgsinθ>μmgcos θ,故μ<tanθ,故AB错误;C、若要使物块在平行于斜面向上的拉力F的作用下沿斜面匀速上滑,由平衡条件有:F-mgsinθ-μmgcosθ=0故F=mgsinθ+μmgcosθ,若μ=tanθ,则mgsinθ=μmgcosθ,即F=2mgsinθ.故C正确;D、若要使物块在平行于斜面向下的拉力F作用下沿斜面向下匀速滑动,由平衡条件有:F+mgsinθ-μmgcosθ=0则 F=μmgcosθ-mgsinθ,由于F>0,则有μ>tanθ.故D错误.故选C6、如图,将物体Q缓慢向右移动一点,P、Q始终平衡,物体Q所受的力中,增大的是( BC )A.绳子所给的拉力B.地面所给的支持力C.地面所给的摩擦力D.以上各力均不增大7、如图所示,物体m与斜面体M一起静止在水平面上。
若将斜面的倾角θ稍微增大一些,且物体m仍静止在斜面上,则(AB )A.斜面体对物体的支持力变小B.斜面体对物体的摩擦力变大C.水平面与斜面体间的摩擦力变大D.水平面与斜面体间的摩擦力变小8、如图2所示,用细绳连接用同种材料制成的a和b两个物体。
它们恰能沿斜面向下作匀速运动,且绳子刚好伸直,关于a、b的受力情况( C )A.a受3个力,b受4个力B.a受4个力,b受3个力C.a、b 均受3个力D.a、b 均受4个力9、如图,质量为m的物体置于倾角为θ的固定斜面上,物体与斜面之间的动摩擦因数为μ,先用平行于斜面的推力F1作用于物体上,能使其能沿斜面匀速上滑,若改用水平推力F2作用于物体上,也能使物体沿斜面匀速上滑,则两次力之比F1:F2等于( B )A. cosθ+μsinθB. cosθ-μsinθC.1+μtanθD. 1-μtanθ10、建筑工人用图所示的定滑轮装置运送建筑材料。
质量为70.0kg的工人站在地面上,通过定滑轮将20.0kg的建筑材料以0.500m/s2的加速度拉升,忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦,则工人对地面的压力大小为(g取lOm/s2) ( B )A.510 N B.490 NC.890 N D.910 N11、如图所示。
用轻质细线把两个质量未知的小球悬挂起来,今对于球a持续施加一个向左偏下300的恒力,并对小球b持续施加一个向右偏上300的同样大的恒力,最后达到平衡,则表示平衡状态的图可能是:12、如图所示,两块同样的条形磁场A 、B ,它们的质量均为m ,将它们竖直叠放在水平桌面上,用弹簧秤通过一根细线竖直向上拉磁铁A ,若弹簧秤上的读数为m g ,则B 与A 的弹力F 1及桌面对B 的弹力F 2分别为:A.mg F F ==21,0B.0,21==F mg FC.mg F F <>21,0D.mg F F =>21,011、如图所示,绳OA 、OB 等长以点固定不动,在手持B 点沿圆弧向C 点运动的过程中,绳OB 的张力将:A.由大变小B.由小变大C.先变小后变大D.先变大后变小七、强化练习题1.置于水平面上的物体,在水平方向的拉力作用下向前运动.当拉力增大时,物体的运动速度也随之变大,则该物体所受的滑动摩擦力将( )A .增大B .不变C .减小D .无法确定2.粗糙的水平面上叠放着A 和B 两个物体,A 和B 间的接触面也是粗糙的,如果用水平力F 拉B ,而B 仍保持静止,则此时( )A .B 和地面间的静摩擦力等于F ,B 和A 间的静摩擦力也等于F . B .B 和地面间的静摩擦力等于F ,B 和A 间的静摩擦力等于零.C .B 和地面间的静摩擦力等于零,B 和A 间的静摩擦力也等于零.D .B 和地面间的静摩擦力等于零,B 和A 间的静摩擦力等于F .3.重为100N 的物体在水平面上向右运动,同时受到一个向左的5N 的水平拉力作用,若物体和水平面间的动摩擦因数为0.1,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 .5N ,水平向右C .15N ,水平向左D .5N ,水平向左 4.关于产生摩擦力的条件,下列说法正确的是( )A .相互压紧的粗糙物体间总有摩擦力的作用B .相对运动的物体间总有摩擦力的作用C .只有相互压紧和相对运动的物体间才有摩擦力的作用D .只有相互压紧和发生相对或有相对运动趋势的不光滑的物体间才有摩擦力的作用 5.关于摩擦力的下列说法中,正确的是( )A .摩擦力的方向一定与正压力方向垂直 ;B .摩擦力的方向一定与运动方向相反C .摩擦力的方向可能与接触面垂直;D .物体受到的外力发生变化时,它受到的摩擦力也一定改变 6.关于动摩擦因数下列说法正确的是( )A.任何物体间动摩擦因数都相同B.物体越重时,动摩擦因数越大C.动摩擦因数与物体运动状态有关,物体运动越快时动摩擦因数越大D.动摩擦因数是由制成物体的材料决定的,与物体间的压力和其运动状态无关7.下列说法中正确的是()A.物体越重,使它滑动时它受到的摩擦力越大,所以摩擦力与物重成正比B.由公式μ= F/N可知,动摩擦因数与滑动摩擦力成正比与正压力成反比C.摩擦力的方向总是与物体的相对运动方向相反;D.摩擦力总是对物体运动起阻碍作用。