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简单的受力分析专题

物体受力分析
回答以下几个问题:
①我们学过的常见的力有哪些?
②什么叫合力?怎样求合力?
③什么叫力的平衡?物体处于平衡时受到的力有何特点?
一、重力、支持力、压力、摩擦力的三要素比较
二、受力分析
把研究对象受到的所有力用力的示意图表示出来的过程,叫受力分析。

一般按以下步骤来做:
①明确研究对象(受力物);
②有重力先画重力(只要物体在地球表面附近,无论物体与地球是否接触,都要受重力作用);
③分析与研究对象所接触的物体,看它是否对研究对象有力的作用(如提、拉、挤、压、支持、推、摩擦),以确定是否受:支持力、压力、拉力、推力、摩擦力等;
④检查一下各力是否有施力物体。

例:某同学用20牛的力推放在水平地面上的重40牛的物体A,物体A没有被推动,问物体对A的摩擦力是()
A、0牛
B、20牛
C、40牛
D、60牛
分析:⑴由于摩擦力作用在A物体上,A为研究对象;
⑵分析A受哪些力的作用(顺序是:先重力,后弹力,再考虑摩擦力):
重力,地面对A的支持力,向前的推力,向后的摩擦力;
⑶由于A物体静止:竖直方向上G与N平衡;水平方向上,F与f平衡,故有f=F=20
牛。

答案B
例:分析下列A物体,静止时所受力的示意图.
例:如图所示,物体A放在匀速运行的水平传送带上,试画出A物体的受力示意图.
物体受力分析在初中阶段可分为受1个、2个、3个、4个力的情况,下面分别归纳讨论。

三、常见的受力分析情景(一个物体)
(1)物体只受一个力的情景
①正在竖直向上运动的小石块,若不考虑空气阻力,试分析小石块在上升、下落时的受力情况。

上升下落
②如图所示,是手榴弹在空中运动时的轨迹,在不计空气阻力的情况下,试分析手榴弹在图中三个不同位置时的受力情况。

(2)物体受两个力的情景
①正在竖直向上运动的小石块,若考虑空气阻力,试分析小石块在上升、下落时的受力情况。

②在弹簧测力计下挂一个金属块,如图,金属块受几个力?
③一个木块漂浮在水面上,木块受几个力的作用?
①题图②题图③题图
例:在①中,若小石块重力10N,空气阻力为2N,则小石块上升时受到的力的合力为N,小石块下落时受到的力的合力为N。

例:如图1,立方体木块漂浮在盛有某中液体的容器内,木块有1/3体积露出液面。

如木块密度ρ=0.6×103 kg/m3,边长L=0.1m,求这种液体的密度。

图1 图2 图3
练习:如图1,用10N的力将桶提在手中静止不动,画出桶受到的力的示意图。

练习:如图2,将两端开口的玻璃管下端管口用薄塑料片堵住,然后竖直插入水中24cm 深处。

保持玻璃管在水中深度不变,向观众缓缓倒入某中液体。

当该液面高出水面6cm时,塑料片刚好下沉,则该液体的密度是多少?(塑料片质量不计,g取10N/kg)
(3)物体受三个力的情景
①一个实心正方体金属块,用弹簧测力计和细绳吊着浸入盛水的容器中,如图1,此时金属块受几个力的作用?
②在足球场上向前滚动的足球,如图2,它受到几个力的作用?
③重6N的木球用细线系在底面积为500cm2的圆柱形容器底部,如图3。

当容器中倒入足够的水使木球浸没时, 木球受几个力的作用?
④如图4,小球受几个力的作用?
图1 图2 图3 图4
例:一个实心金属正方体,体积为1.2×10-3 m3,重10N。

用细绳吊着
浸入盛水的容器中,有1/3的体积露出水面,此时容器中水面高度为30
厘米(如图13)。

求:
(1)物体受到的浮力;(2)水对容器底部的压强;(3)绳子的拉力;
(4)剪断绳子后,物体最终是沉在水底、悬浮在水中还是漂浮在水面?
(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
练习:如图1,一根轻质杠杆,A端细线下所挂50N的重物静止在水平地面上。

当在B点加竖直向下的力F=30N作用时,杠杆恰能在水平位置处于平衡状态,此时细绳竖直。


知OA=15cm,OB=5cm,则重物对水平地面的压力为()
A.80N
B.60N
C.40N
D.20N
图1 图2 图3
练习:如图2,将一个体积为1×10-3 m3,重6N的木球用细线系在底面积为500cm2的圆柱形容器底部。

当容器中倒入足够的水使木球浸没时(g=10N/kg),求:(1)木球浸没在水中受到的浮力为多大?(2)细线对木块的拉力为多大?
练习:如图3,将两端开口的玻璃管下端管口用薄塑料片堵住,然后竖直插入水中24cm 深处。

保持玻璃管在水中深度不变,向观众缓缓倒入某中液体。

当该液面高出水面6cm时,塑料片刚好下沉,则该液体的密度是多少?(塑料片质量为30g,面积为5cm2,g取10N/kg)
(4)物体受到四个力的情景
①一个物体在水平拉力作用下,在水平面上向左作匀速运动,如图1分析物体的受力情况。

图1 图2 图3
②如图2所示,用水平推力F将物体m挤压在竖直墙壁上处于静止状态,则物体m受到()
A.重力、水平推力及墙壁对它的支持力
B.重力、水平推力、墙壁对它的支持力及向上的摩擦力
C.重力及墙壁对它的摩擦力
D.水平推力及墙壁对它的支持力
③.如图3,若滑轮有一定的重力,滑轮受到几个力的作用?
例:在图2中,若物体的重力为2N,外力F为10N,则物体受到的摩擦力为N。

例:在图3中,物体的重力为6N,滑轮重力为2N,则向上的拉力为N。

练习:如图所示,用F=6N的水平向右的拉力匀速拉动物块A时,物块B静止不动,此时弹簧测力计的示数为4N,则物块B所受摩擦力的大小为()
A.6N,向左
B.4N,向右
C. 6N, 向右
D. 4N, 向左
四、两个物体时的受力分析
例:如图所示,物体A、B在力F作用下一起以相同速度沿F方向匀速运动,关于物体A 所受的摩擦力,下列说法正确的是()
A.甲、乙两图中A均受摩擦力,且方向均与F相同
B.甲、乙两图中A均受摩擦力,且方向均与F相反
C.甲、乙两图中A物体均不受摩擦力
D.甲图中A不受摩擦力,乙图中A受摩擦力,方向和F相同
解析:因两物体均做匀速直线运动,故受力平衡,根据共点力平衡条件可判断摩擦力的有无及方向:
①甲中A做匀速直线运动,而甲中A物体不受外力,故甲中A没有相对于B的运动趋势,故甲中A不受摩擦力;
②乙中A也是平衡状态,但A的重力使A有一沿斜面下滑的趋势,故B对A有向上摩擦力,故A受F方向相同的摩擦力;
点评:静摩擦力的有无及方向判断是摩擦力中的重点,一般是根据共点力的平衡或牛顿第二定律进行分析;必要时可以采用假设法.
五、小结
练习:如图是苹果下落时的频闪照片,在不计空气阻力的情况下,试分析①苹果在下落时的受力情况;②若考虑空气阻力,试分析苹果在下落时的受力情况。

练习:如图是美国轰炸伊拉克的精确制导导弹,正在飞向巴格达.请在图中作导弹的受力示意图。

练习:立方体木块漂浮在底面积为4×10-2m2的盛水容器内。

木块密度ρ=0.6×103kg/m3,边长L=0.1m,容器内水的深度h1=0.2m,本块下表面距水面h2=0.06m。

求:①木块下表面受到水的压强;②木块受到的浮力;③根据用中所给条件,请你再求出一个物理量。

(g=10N/kg)
练习:如图所示,在自动化生产线上,常用传送带传送工件。

如图6所示,一个工件与传送带一起以0.3m/s的速度水平向右匀速运动,不计空气阻力,请在图中画出工件受力的示意图。

练习:如图1所示的滑轮组,不计拉线质量及滑轮转动摩擦。

重物G=150N,每一个滑轮重20N。

当绳自由端拉力F竖直向上大小为30N时,重物对地面的压力是多少N。

图1 图2 图3 图4
练习:如图2所示,物体A重20N,滑轮重1N,绳重不计,弹簧秤示数为25N,则物体B的重为_________N。

练习:如图3所示实验装置,甲重16N,乙重12N,静止时不计弹簧测力计自重,则弹簧测力计的示数是()
A、16N
B、12N
C、28N
D、4N
练习:如图4所示,质量为0.5 kg的圆环沿竖直放在地面上的直杆匀速下滑,则圆环受到的摩擦力为_______地面对直杆的支持力(已知直杆重20N)为________(g取10N/kg)。

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