高中物理受力分析专讲
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相互作用(二)受力分析专题特殊法判断。
4.如何防止“多力”或“丢力”(1) 防止“多力”的有效途径是找出力的施力物体,若某力有施力物体则它实际存在,无施力物体则它不存在。
另外合力与分力不要重复分析。
(2) 按正确的顺序(即一重、二弹、三摩擦、四其他)进行受力分析是保证不“丢力”的有效措施。
冲上粗糙的【典例2】如图所示,A、B两个物体的1 kg,现在它们在拉力对A、B分别画出完整的受力分析。
、B之间的摩擦力大小为多少。
B.3只分析外力。
【典例5】倾角θ=37°,质量知识点二正交分解法1. 力分解为两个相互垂直的分力的方法称为正交分解法。
例如将力F沿x和y两个方向分解,如图所示,则F x=F cos θF y=F sin θ多的力,也就是说需要向两坐标轴上投影分解的力少一些。
这样一来,计算也就方便一些,可以就是将物理问题的某些研究对象或某些过程、状态从系统或全过程中隔离出来进行研究的方知识点三【典例探究】【典例=5 N,f2=0,f3=5 N=5 N,f2=5 N,f3=0=0,f=5 N,f=5 N现行高考要求,物体受到往往是三个共点力问题,利】用绳是其它-1先减小,后增大 B.F 先减小后增大(B)F1个力中其中两个力是绳的拉力,由于是同一根点位置固定,A 端缓慢左移时,答案与解析1.【答案】A2.【答案】(1) 见规范解答图 (2) 0 (3) 4 N【解析】(1) 以A 为研究对象,A 受到重力、支持力作用;以B 为研究对象,B 受到重力、支持力、压力、拉力、地面对B 的滑动摩擦力作用;如图。
(2) 对A :由二力平衡可知A 、B 之间的摩擦力为0。
(3) 以A 、B 整体为研究对象,由于两物体一起做匀速直线运动,所以受力如图,水平方向上由二力平衡得拉力等于滑动摩擦力,即F =F f =μB 地F N B ,而F N B =G B +G A ,所以F =0.2×(1×10+1×10) N=4 N 。
受力分析、物体的平衡1.隔离法:将某物体从周围物体中隔离出来,单独分析该物体所受到的各个力,称为隔离法。
隔离法的原则:把相连结的各个物体看成一个整体,如果要分析的是整体内物体间的相互作用力(即内力),就要把跟该力有关的某物体隔离出来。
当然,对隔离出来的物体而言,它受到的各个力就应视为外力了。
2.整体法:把相互连结的几个物体视为一个整体(系统),从而分析整体外的物体对整体中各个物体的作用力(外力),称为整体法。
整体法的基本原则:(1)当整体中各物体具有相同的加速度(加速度不相同的问题,中学阶段不建议采用整体法)或都处于平衡状态(即a =0)时,命题要研究的是外力,而非内力时,选整体为研究对象。
(2)整体法要分析的是外力,而不是分析整体中各物体间的相互作用力(内力)。
(3)整体法的运用原则是先避开次要矛盾(未知的内力)突出主要矛盾(要研究的外力)这样一种辨证的思想。
3.整体法、隔离法的交替运用对于连结体问题,多数情况既要分析外力,又要分析内力,这时我们可以采取先整体(解决外力)后隔离(解决内力)的交叉运用方法,当然个别情况也可先隔离(由已知内力解决未知外力)再整体的相反运用顺序。
考点二:共点力作用下物体的平衡1.平衡状态一个物体在力的作用下保持静止或匀速直线运动状态,就说这个物体处于平衡状态.如光滑水平面上做匀速直线滑动的物块、沿斜面匀速直线下滑的木箱、天花板上悬挂的吊灯等,这些物体都处于平衡状态.2.共点力的平衡条件 在共点力作用下物体的平衡条件是合力为零,即0F =合。
3.平衡条件的推论(1)如果物体在两个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,为一对平衡力。
(2)如果物体在三个力的作用下处于平衡状态,其中任意两个力的合力一定与第三个力大小相等、方向相反。
(3)如果物体受多个力作用而处于平衡状态,其中任何一个力与其他力的合力大小相等、方向相反。
(4)当物体处于平衡状态时,沿任意方向物体所受的合力均为零。
高中物理重要知识点:受力分析详细讲解物体受力分析的基本步骤(1)首先要确定研究对象,可以把它从周围物体中隔离出来,只分析它所受的力,不考虑研究对象对周围物体的作用力;(2)一般应先分析场力(重力、电场力、磁场力等);再分析弹力。
绕研究对象—周,找出研究对象跟其它物体有几个接触面(点),由几个接触面(点)就有可能受几个弹力。
然后在分析这些接触面(点)与研究对象之间是否有挤压,若有,则画出弹力。
最后再分析摩擦力。
根据摩擦力的产生条件,有弹力的地方就有可能受摩擦力。
然后再根据接触面是否粗糙、与研究对象之间是否有相对运动或相对运动趋势,画出摩擦力(3)根据物体的运动或运动趋势及物体周围的其它物体的分布情况,分析待定力,并画出研究对象的受力图;(4)根据力的概念、平动方程和转动方程(其特例为平动平衡方程和转动平衡方程)来检验所分析的全部力的合力和合力矩是否满足题中给定物体的运动状态。
若不满足,则一定有遗漏或多添了的力等毛病,必须重新进行分析。
物体受力分析时应注意的几个问题1.有时为了使问题简化,出现一些暗示的提法,如“轻绳”、“轻杆”表示不考虑绳与杆的重力;如“光滑面”示意不考虑摩擦力。
2.弹力表现出的形式是多种多样的,平常说的“压力”、“支持力”、“拉力”、“推力”、“张力”等实际上都是弹力.两个物体相接触是产生弹力的必要条件,但不是充分条件,也就是相接触不一定都产生弹力.接触而无弹力的情况是存在的。
3.两个物体的接触面之间有弹力时才可能有摩擦力.如果接触面是粗糙的,到底有没有摩擦力?如果有摩擦力,方向又如何?这也要由研究对象受到的其它力与运动状态来确定.例如,放在倾角为θ的粗糙斜面上的物体A,当用一个沿着斜面向上的力F作用时,物体A处于静止状态,问物体A受几个力?从一般的受力分析方法可知A一定受重力G、斜面支持力N和拉力F,但静摩擦力可能沿斜面向下,可能沿斜面向上,也可能恰好是零,这需要分析物体A与斜面之间的相对运动趋势及其方向才能确定。
直线运动受力分析(一)【考点归纳】一、受力分析1.把指定物体(研究对象)在特定的物理情景中受到的所有外力全找出来,并画出受力图的过程。
2.一般步骤(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,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很快得到解决。
研究对象确定以后,只分析研究对象所受的外力,而不分析研究对象对外的力。
(2)按顺序找力先分析场力(重力),后分析接触力;接触力中必须先弹力,后摩擦力。
(3)只画性质力,不画效果力画受力图时,按力的性质分类画力,不按作用效果(拉力、压力、向心力等)画力,否则将出现重复。
(4)需要合成或分解时,画出相应的平行四边形。
在解同一个问题时,分析了合力就不能再分析分力;分析了分力就不能再分析合力。
3.在进行受力分析时,应注意:(1)防止“漏力”和“添力”.按正确顺序进行受力分析是防止“漏力”的有效措施.注意寻找施力物体,这是防止“添力”的措施之一,找不出施力物体,则这个力一定不存在.(2)深刻理解“确定研究对象”的含义,题目要求分析B物体受力,那么B物体对其他物体的力就不是B 所受的力.(3)画受力图时,力的作用点可沿作用线移动.4.主要考查的几种力二、整体法与隔离法在进行受力分析时,第一步就是选取研究对象。
选取的研究对象可以是一个物体(质点),也可以是由几个物体组成的整体(质点组)。
1.隔离法:将某物体从周围物体中隔离出来,单独分析该物体所受到的各个力,称为隔离法。
2.隔离法的原则:把相连结的各个物体看成一个整体,如果要分析的是整体内物体间的相互作用力(即内力),就要把跟该力有关的某物体隔离出来。
当然,对隔离出来的物体而言,它受到的各个力就应视为外力了。
3.整体法:把相互连结的几个物体视为一个整体(系统),从而分析整体外的物体对整体中各个物体的作用力(外力),称为整体法。
4.整体法的基本原则:(1)当整体中各物体具有相同的加速度或都处于平衡状态(即a=0)时,命题要研究的是外力,而非内力时,选整体为研究对象。
完整)高中物理受力分析受力分析专题一、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:1) 沿水平草地滚动的足球:受到垂直向上的重力,施力物体为地球;受到滚动阻力,施力物体为草地。
2) 在力F作用下静止水平面上的物体球:受到垂直向上的重力,施力物体为地球;受到水平向右的力F,施力物体为外力源。
3) 在光滑水平面上向右运动的物体球:不受到任何力的作用。
4) 在力F作用下行使在路面上小车:受到垂直向上的重力,施力物体为地球;受到水平向右的力F,施力物体为外力源。
2.对下列各种情况下的物体A进行受力分析:1) 沿斜面下滚的小球:受到垂直向上的重力,施力物体为地球;受到斜面的支持力,施力物体为斜面;受到滚动阻力,施力物体为斜面。
2) 沿斜面上滑的物体A(接触面不光滑):受到垂直向上的重力,施力物体为地球;受到斜面的支持力,施力物体为斜面;受到摩擦力,施力物体为斜面。
3) 静止在斜面上的物体:受到垂直向上的重力,施力物体为地球;受到斜面的支持力,施力物体为斜面。
4) 在力F作用下静止在斜面上的物体的物块A:受到垂直向上的重力,施力物体为地球;受到斜面的支持力,施力物体为斜面;受到水平向右的力F,施力物体为外力源。
5) 各接触面均光滑的在斜面上的物体的物块A:受到垂直向上的重力,施力物体为地球;受到斜面的支持力,施力物体为斜面。
6) 沿传送带匀速上滑的物体A:受到垂直向上的重力,施力物体为地球;受到传送带的支持力,施力物体为传送带;受到摩擦力,施力物体为传送带。
二、静力学中的整体与隔离在分析外力对系统的作用时,使用整体法;在分析系统内各物体(各部分)间相互作用时,使用隔离法。
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。
高中物理重要知识点:受力分析详细讲解高中物理学习中,受力分析是非常重要的一部分,它是研究物体运动状态的基础,是物理学中的一个非常基础和重要的知识点。
受力分析内容涵盖很广泛,包括了牛顿三定律、惯性系和非惯性系、仪器误差与精度等知识,是高中物理中不可避免的重点难点之一。
首先,我们需要了解一下牛顿三定律。
牛顿三定律是物理学中最为基础的定律之一,它阐明了物体如何作用力、相互作用力以及物体如何产生反作用力的知识。
牛顿三定律的三个基本原则是:1.移动物体在静止物体上产生的作用力与静止物体在移动物体上产生的反作用力大小相等、方向相反。
2.两个物体之间互相作用时,相互作用的两个力大小相等、方向相反。
3.物体之间相互作用时,它们各自的作用力,即反作用力互相作用时线性方向一致但大小相等、方向相反,它们的结果可以看作互相抵消。
牛顿三定律的实际应用非常广泛,例如用于汽车刹车、人类的运动等现象的研究。
其次,我们需要了解惯性系和非惯性系的概念。
惯性系是指物理学中的一种特殊情况下的参照系,其中物体受到的外力不会影响其运动状态。
而非惯性系则是一种特殊情况下的参照系,在这种情况下,物体可能会感受到一些与我们常规想象不同的力,如离心力、科里奥利力等。
对于物理学的研究者来说,在进行物体的运动研究的时候,需要明确区分惯性系与非惯性系,并根据不同的参考系分别进行物体的运动分析。
最后是仪器误差与精度的问题。
在实际的物理实验过程中,仪器的误差和精度是不可避免的。
其中,误差包括系统误差和随机误差两种类型,系统误差指在实验过程中由于仪器本身存在问题所引发的误差,而随机误差则是由于实验人员自身的因素所带来的误差。
而精度是指实验结果的精确程度,其精度水平越高,说明误差的程度越小,反之则说明误差程度越大。
在进行物理学的实验过程中,准确地评估误差和精度对于得到正确的实验结果和对该结果进行深度分析至关重要。
总之,受力分析是高中物理学学习中的重要知识点之一,涵盖了牛顿三定律、惯性系、非惯性系以及仪器误差和精度等知识。
受力分析专题二、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1. 对下列各种情况下的物体A 、B 进行受力分析,在下列情况下接触面均不光滑.2.对下列各种情况下的A 、B 进行受力分析(各接触面均不光滑)5、分析下列物体所受的力(竖直面光滑,水平面粗糙)(1)沿水平草地滚动的平面上的物体球(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(6)沿粗糙的天花板向右运动的物体 F>GV (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5 AA A1)A静止在竖直v(2)A(5)静止在竖直墙面轻上的物体A (1)A 、B 同时同速向右行使向(2)A 、B 同时同速向右行使向(11)小球静止时的结点(10)小球静止时的结(4)静止在竖直墙面轻上的物体A(7)光滑小球 (3)A 、B 静止FA BαB A (4)均静止(5)均静止(6)均静止(7)均静止(8)静止(9)静止五、课后作业:1、分析各物体的受力情况(1)随传送带一起匀速运动的物体(2)随传送带一起由静止向右起动物体(3)向上运输的物体 (4)向下运输的物体 (5)空中飞行的足球(6) A(7) 放在斜面上相对斜面静止和向上运动、向下运动的物块(8)静止的球(9)人用水平力拉绳,使他与木块一起向右做匀速运动分析人和木块的受力2、如图所示,分析电梯上的人受力。
受力分析 共点力的平衡1.如图1所示,竖直放置的轻弹簧一端固定在地面上,另一端与斜面体P 连接,P 的斜面与固定挡板MN 接触且处于静止状态,则斜面体P 此刻所受的外力个数有可能为 ( )A.2个B.3个C.4个D.5个BA刚踏上电梯的瞬间的人 (1)随电梯匀速 上升上升的人AA解析:若斜面体P 受到的弹簧弹力F 等于其重力mg ,则MN 对P 没有力的作用,如图(a )所示,P 受到2个力,A 对;若弹簧弹力大于P 的重力,则MN 对P 有压力F N ,只有压力F N 则P 不能平衡,一定存在向右的力,只能是MN 对P 的摩擦力F f ,因此P 此时受到4个力,如图(b )所示,C 对.答案:AC2.(2008·山东高考)用轻弹簧竖直悬挂质量为m 的物体,静止时弹簧伸长量为L.现用该弹簧沿斜面方向拉住质量为2m 的物体,系统静止时弹簧伸长量也为L.斜面倾角为30°,如图2所示.则物体所受摩擦力 ( )A.等于零B.大小为12mg ,方向沿斜面向下C.大小为32mg ,方向沿斜面向上D.大小为mg ,方向沿斜面向上解析:由题意可知,kL =mg ,物体在斜面上静止时,设受到向上的静摩擦力F f ,由平衡条件得kL +F f =2mg sin θ,可得出F f =0,故选A. 答案:A3.(2009·海南高考)两刚性球a 和b 的质量分别为m a 和m b ,直径分别为d a 和d b (d a >d b ).将a 、b 球依次放入一竖直放置、内径为d(d a <d <d a +d b )的平底圆筒内,如图3所示。
设a 、b 两球静止时对圆筒侧面的压力大小分别为F N 1和F N 2,筒底所受的压力大小为 F.已知重力加速度大小为g 。
若所有接触都是光滑的,则 ( )A.F =(m a +m b )g ,F N 1=F N 2B.F =(m a +m b )g ,F N1≠F N2C.m a g <F <(m a +m b )g ,F N1=F N2D.m a g <F <(m a +m b )g ,F N1≠F N2解析:对a 和b 整体受力分析如图所示,由平衡条件可知,F =(m a +m b )g ,F N 1=F N 2,故A 正确。
4.(2010·淄博模拟)如图4所示,物块A 放在倾斜的木板上,已知木板的倾角α分别为30°和45°时物块所受摩擦力的大小恰好相同,则物块和木板间的动摩擦因子为 ( )A.12B.32C.22D.52解析:由题意可以推断出,当倾角α=30°时,物体受到的摩擦力是静摩擦力,大小为F f1=mg sin 30°,当α=45°时,物体受到的摩擦力为滑动摩擦力,大小为F f2=μF N =μmg cos 45°,由F f1=F f2得μ=22.C 项正确. 答案:C5.(2010·黄冈月考)如图5所示,质量为m 的两个球A 、B 固定在杆的两端,将其放入光滑的半圆形碗中,杆的长度等于碗的半径,当杆与碗的竖直半径垂直时,两球刚好能平衡,则杆对小球的作用力为 ( )A.33mg B.233mg C.32mg D.2mg 解析:由已知条件知,A 、B 间的杆一定水平,对其中一个小球受力分析,由共点力的平衡知识可得,杆的作用力为F =mg tan 30°=33mg ,故选项A 正确. 答案:A 6.(2010·湖南师大附中模拟)如图6所示,A 、B 两木块放在水平面上,它们之间用细线相连,两次连接情况中细线倾斜方向不同但倾角一样,两木块与水平面间的动摩擦因子相同.先后用水平力F 1和F 2拉着A 、B 一起匀速运动,则 ( )A.F1≠F2B.F1=F2C.F T1>F T2D.F T1=F T2解析:取A、B为整体分析可知,F1=F2=μ (m A+m B)g.隔离A物体,应用平衡条件可得F T1sinθ=μ (m A g-F T1cosθ),F T2sinθ=μ (m A g+F T2cosθ).比较可得F T2>F T1.故只有B正确. 答案:B7.(2010·湖南省三十二校联考)如图7所示,质量为m的物体用细绳栓住放在水平粗糙传送带上,物体距传送带左端距离为L,稳定时绳与水平方向的夹角为θ,当传送带分别以v1、v2的速度做逆时针转动时(v1<v2),绳中的拉力分别为F1、F2;若剪断细绳时,物体到达左端的时间分别为t1、t2,则下列说法正确的是()A.F1<F2B.F1=F2C.t1>t2D.t1<t2解析:剪断绳之前,两种情况下物块所受的都是滑动摩擦力,而滑动摩擦力与相对运动的速度大小无关,则两种情况下物体受力相同,A错误B正确.剪断绳之后,物体有可能在滑动摩擦力作用下一直做匀加速运动,此情况下运动时间应相同,C、D皆错误.答案:B8.如图8所示,固定在水平面上的斜面倾角为θ,长方体木块A的质量为M,其PQ面上钉着一枚小钉子,质量为m的小球B通过一细线与小钉子相连接,细线与斜面垂直,木块与斜面间的动摩擦因子为μ,以下说法正确的是()A.若木块匀速下滑,则小球对木块的压力为零B.若木块匀速下滑,则小球对木块的压力为mg sinθC.若木块匀加速下滑,则小球对木块的压力为零D.若木块匀加速下滑,则小球对木块的压力为μmg cosθ解:当木块匀速下滑时,对小球受力分析可求得小球对木块的压力为mg sinθ,B正确;当木块匀加速下滑时,将小球和木块看做一个整体,根据牛顿第二定律可得a=g sinθ-μg cosθ,选小球为研究对象,可求得小球对木块的压力为μmg cosθ,D正确.答案:BD9.(2010·山东省日照市调研)如图9所示,倾角为θ的斜面体C置于水平面上,B置于斜面上,通过细绳跨过光滑的定滑轮与A相连接,连接B的一段细绳与斜面平行,A、B、C都处于静止状态.则()A.B受到C的摩擦力一定不为零B.C受到水平面的摩擦力一定为零C.不论B、C间摩擦力大小、方向如何,水平面对C的摩擦力方向一定向左D.水平面对C的支持力与B、C的总重力大小相等解析:隔离B可知当m A g=m B g sinθ时,B与C之间无摩擦,A错误;将B、C作为一个整体时,由A对B的拉力在水平与竖直两方向上的分力知C正确B错误,而水平面对C的支持力应比B、C的总重力小,D错误. 答案:C10.(2009·北京高考)如图10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子为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()A.将滑块由静止释放,如果μ>tanθ,滑块将下滑B.给滑块沿斜面向下的初速度,如果μ<tanθ,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=tanθ,拉力大小应是2mg sinθD.用平行于斜面向下的力拉滑块向下匀速滑动,如果μ=tanθ,拉力大小应是mg sinθ解析:由μ=tanθ条件可知μmg cosθ=mg sinθ,即滑动摩擦力等于重力沿斜面向下的分力,在沿斜面向上的拉力作用下滑块匀速上滑,滑块沿斜面方向合力为零,即拉力F拉=mg sinθ+μmg cosθ=2mg sinθ.C项正确.答案:C11.如图11所示,在倾角为θ的粗糙斜面上,有一个质量为m的物体被水平力F推着静止于斜面上,已知物体与斜面间的动摩擦因子为μ,且μ<tanθ,若物体恰好不下滑,则推力F为多少?若物体恰好不上滑,则推力F为多少?(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)解析:因为μ<tanθ,F=0时,物体不能静止在斜面上.当物体恰好不下滑时,受力如图甲所示,有mg sinθ=F cosθ+F f,F f=μF N,F N=mg cosθ+F sinθ,解得F=sinθ-μcosθμsinθ+cosθmg,当物体恰好不上滑时,受力如图乙所示,有μcosθ+sinθcosθ-μsinθmg.mg sinθ+F f=F cosθ,F f=μF N,F N=mg cosθ+F sinθ,解得F=12.所受重力G1=8 N的砝码悬挂在绳P A和PB的结点上.P A偏离竖直方向37°角,PB在水平方向,且连在所受重力为G2=100 N的木块上,木块静止于倾角为37°的斜面上,如图12所示,试求:(1)木块与斜面间的摩擦力;(2)木块所受斜面的弹力.解析:如图甲所示分析P点受力,由平衡条件可得:F A cos37°=G1,F A sin37°=F B ,可解得:F B=6 N,再分析G2的受力情况如图乙所示.由物体的平衡条件可得:F f=G2 sin37°+F B′cos37°F N+F B′ sin37°=G2 cos37°,F B′=F B 可求得:F f=64.8 N ,F N=76.4 N.答案:(1)64.8 N,方向沿斜面向上(2)76.4 N,垂直斜面向上电梯圆环上拉东西侧拉东西9.如图1—14甲所示,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。