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物体的受力分析

物体的受力分析一、受力分析的意义:力是改变物体运动状态的原因,要了解物体的运动,就必须对它的受力情况进行分析。

二、受力分析的基础1、正确掌握分析力的四个判据:条件判据、方向判据、性质判据、效果判据。

2、严格遵守:先重力→再弹力→后摩擦力→其它力→正确画出受力示意图的顺序3、正确掌握科学的思维方法和技巧(隔离法、整体法、假设法、极限法等)(一)弹力的有无及方向判断和大小计算专题1.弹力有无的判断“四法”(1)条件法:根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹力。

此方法多用来判断形变较明显的情况。

(2)假设法:对形变不明显的情况,可假设两个物体间弹力不存在,看物体能否保持原有的状态,若运动状态不变,则此处不存在弹力;若运动状态改变,则此处一定有弹力。

(3)状态法:根据物体的运动状态,利用牛顿第二定律或共点力平衡条件判断弹力是否存在。

(4)替换法:可以将硬的、形变不明显的施力物体用软的、易产生明显形变的物体来替换,看能否发生形态的变化,若发生形变,则此处一定有弹力。

2.弹力方向的确定(1)若接触面之一为平面,则弹力一定垂直于该平面.(2)若接触面之一为球面,则弹力一定过球心.(3)若接触面为曲面,则弹力一定垂直于曲面的过接触点的切面.(4)若接触处之一为直线,则弹力一定垂直于该直线3理想模型中的弹力比较:①轻绳:质量不计、松软、不可伸长的绳,绳中各处的张力大小相等;轻绳对物体只能产生拉力,不能产生压力;物体的运动状态改变的瞬间,拉力可以发生突变. ②轻杆:质量不计、不可伸长和压缩的杆;轻杆既能对物体产生压力,又能产生拉力,弹力方向不一定沿杆的方向;物体的运动状态改变的瞬间,拉力可以发生突变. ③弹性轻弹簧:质量不计、弹力与中心轴线重合,指向弹簧恢复原状方向.对物体能产生拉力,或压力;物体的运动状态改变的瞬间,拉力不能发生突变.例1:如图所示,将甲图中与小球接触的斜面去掉,小球无法在原位置保持静止,而把乙图中的斜面去掉,小球仍静止,故甲球受斜面的弹力,乙球不受斜面的弹力例2. 在下左图中,A 、B 两球间一定有弹力作用的是( B )例3. 在下右图中倾角为α的固定斜面上,两木块A 和B 间用轻杆相连,木A 的质量为m 1, 其与斜面的动摩擦因数为μ1;木块B 的质量为m 2, 其与斜面的动摩擦因数为μ2, 分析当两木块共同沿斜面下滑时轻杆的受力,此时轻杆受拉力还是压力?(12μμ=无弹力,12μμ<杆受拉力,12μμ>杆受压力)例4.如图1所示,四个完全相同的弹簧都处于水平位置,它们的右端皆受到大小为F 的拉力作用,而左端的情况各不相同:①中弹簧的左端固定在墙上,②中弹簧的左端受大小也为F 的拉力作用,③中弹簧的左端拴一小物块,物块在光滑的桌面上滑动,④中弹簧的左端拴一小物块,物块在有摩擦的桌面上滑动.若认为弹簧的质量都为零,以1234L L L L 、、、依次表示四个弹簧的伸长量,则( D )A 、21L L >B .43L L >C 、13L L >D .24L L = 例5.(2017.新课标Ⅲ)17.一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距 80cm 的两点上,弹性绳的原长也为 80cm 。

将一 钩码挂在弹性绳的中点,平衡时弹性绳的总长度为 100cm ;再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同 一点,则弹性绳的总长度变为( B )(弹性绳的伸长始终处于弹性限度内)A .86cmB . 92cmC . 98cmD .104cm例5、如图所示,将两个相同的木块a 、b 置于固定在水平面上的粗糙斜面上,a 、b 中间用一轻弹簧连接,b 的右端用平行于斜面的细绳与固定在斜面上的挡板相连.开始时a 、b 均静止,弹簧处于压缩状态,细绳上有拉力,下列说法正确的是( BC )A. 细绳剪断瞬间,a 所受摩擦力也立刻发生变化B. 细绳剪断瞬间,b 所受摩擦力可能为零C. a 所受的摩擦力一定不为零D. b 所受的摩擦力一定不为零要点二 弹力的分析与计算1.对有明显形变的弹簧、橡皮条等物体,弹力的大小可以由胡克定律F =kx 计算。

2.对于难以观察的微小形变,可以根据物体的受力情况和运动情况,运用物体平衡条件或牛顿第二定律来确定弹力大小。

[例1] 如图2­1­5所示为位于水平面上的小车,固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为θ,在斜杆的下端固定有质量为m 的小球。

下列关于斜杆对小球的作用力F 的判断中,正确的是( CD )A .小车静止时,F =mgsin θ,方向沿杆向上B .小车静止时,F =mgcos θ,方向垂直于杆向上C .小车向右匀速运动时,一定有F =mg ,方向竖直向上D .小车向右匀加速运动时,一定有F >mg ,方向一定沿杆向上例2. 如图2­1­8所示,水平轻杆的一端固定在墙上,轻绳与竖直方向的夹角为37°,小球的重力为12 N ,轻绳的拉力为10 N ,水平轻弹簧的拉力为9 N ,求轻杆对小球的作用力。

(5N 、与竖直方向夹角为α=37°)例3、如图所示,在剪断OB 绳子的瞬间,绳子OA及弹簧的拉力各是多小?小球的加速度各是多少?(小球的质量为m ,绳子或弹簧与竖直方向的夹角为θ)练习1.如图2­1­7所示,一重为10 N 的球固定在支杆AB 的上端,用一段绳子水平拉球,使杆发生弯曲,已知绳的拉力为7.5 N ,则AB 杆对球的作用力( D )A .大小为7.5 NB .大小为10 NC .方向与水平方向成53°角斜向右下方D .方向与水平方向成53°角斜向左上方2.(2015•上海八校联考)如图所示,滑轮本身的质量可忽略不计,滑轮轴O 安在一根轻木杆B 上,一根轻绳AC 绕过滑轮,A 端固定在墙上,且绳保持水平,C 端挂一重物,BO 与竖直方向夹角θ=45°,系统保持平衡。

若保持滑轮的位置不变,改变夹角θ的大小,则滑轮受到木杆作用力大小变化情况是( D )A .只有角θ变小,作用力才变大B .只有角θ变大,作用力才变大C .不论角θ变大或变小,作用力都是变大D .不论角θ变大或变小,作用力都不变静摩擦力的有无及方向判断和计算专题要点三、 摩擦力有无及方向判断例1、(条件法、假设法)(2013•上海高考)如图2­2­2,质量mA>mB 的两物体A 、B 叠放在一起,靠着竖直墙面。

让它们由静止释放,在沿粗糙墙面下落过程中,物体B 的受力示意图是( A )例2.(整体法、隔离法、假设法)(2016海南卷,2)如图,在水平桌面上放置一斜面体P ,两长方体物块a 和b 叠放在P 的斜面上,整个系统处于静止状态。

若将a 和b 、b 与P 、P 与桌面之间摩擦力的大小分别用f1、f2和f3表示。

则( C )A .123000f f f =≠≠,,B .123000f f f ≠==,,C .123000f f f ≠≠=,,D .123000f f f ≠≠≠,,例3(反推法、假设法).如图 所示,倾角为θ的斜面体B 放一小物块A ,A 、B 相对地面静止不动,现给A 一沿斜面向上的力F ,A 、B 仍相对地面静止 则下列说法正确的是( BD )A.斜面B 与地面间没有摩擦力B.地面对B 的摩擦力方向一定向左C.A 所受摩擦力一定沿斜面向下D.A 可能受沿斜面向上的摩擦力例4.(假设分析法)如图2­2­4所示,倾角为θ的斜面体C 置于水平地面上,小物体B 置于斜面上,通过细绳跨过光滑的定滑轮与物体A 相连接,连接B 的一段细绳与斜面平行,已知A 、B 、C 都处于静止状态,则( C )A .B 受C 的摩擦力一定不为零 B .C 受地面的摩擦力一定为零C .C 有沿地面向右滑的趋势,一定受到地面向左的摩擦力D .将细绳剪断而B 依然静止在斜面上,此时地面对C 的摩擦力水平向左例5.(状态法)判断下图中物块A 是否受摩擦力,如果受摩擦力,判断摩擦力的方向练习.(2014•广东高考)如图2­2­1所示,水平地面上堆放着原木。

关于原木P 在支撑点M 、N 处受力的方向,下列说法正确的是( A )A .M 处受到的支持力竖直向上B .N 处受到的支持力竖直向上C .M 处受到的静摩擦力沿MN 方向D .N 处受到的静摩擦力沿水平方向要点四 摩擦力大小的计算[典例1] 如图2­2­5所示,在倾角为α的传送带上有质量均为m 的三个木块1、2、3,中间均用原长为L ,劲度系数为k 的轻弹簧连接起来,木块与传送带间的动摩擦因数均为μ,其中木块1被与传送带平行的细线拉住,传送带按图示方向匀速运行,三个木块处于平衡状态,下列结论正确的是( B )A .2、3两木块之间的距离等于()sin cos mg L k αμα++B .2、3两木块之间的距离等于mgcos L k μα+C .1、2两木块之间的距离等于2、3两木块之间的距离D .如果传送带突然加速,相邻两木块之间的距离都将增大[典题2] [多选]如图所示,小车的质量为m 0,人的质量为m ,人用恒力F 拉绳,若人和小车保持相对静止,不计绳和滑轮质量及小车与地面间的摩擦,则小车对人的摩擦力可能是( ACD )A .0 B.00m m F m m -+,方向向右 C. 00m m F m m -+,方向向左 D. 00m m F m m -+,方向向右 [典题3].如图所示,质量为m 1的木块P 在质量为m 2的长木板ab 上滑行,长木板放在水平地面上一直处于静止状态,若ab 与地面间的动摩擦因数为μ1,木块P 与长木板间的动摩擦因数为μ2,则长木板受到地面的摩擦力大小为( B )A .12 m g μB .21m g μ C .112() m m g μ+ D .1221m g m g μμ+要点五 摩擦力的四类突变(一)“静—静”突变物体在摩擦力和其他力的作用下处于静止状态,当作用在物体上的其他力的合力发生变化时,如果物体仍然保持静止状态,则物体受到的静摩擦力的大小和方向将发生突变。

[典例1] 一木块放在水平桌面上,在水平方向共受到三个力即F1、F2和摩擦力的作用,木块处于静止状态,如图2­2­8所示,其中F 1=10 N ,F 2=2 N ,若撤去F1,则木块受到的摩擦力为( C )A .10 N ,方向向左B .6 N ,方向向右C .2 N ,方向向右D .0(二)“静—动”突变物体在摩擦力和其他力作用下处于静止状态,当其他力变化时,如果物体不能保持静止状态,则物体受到的静摩擦力将“突变”成滑动摩擦力。

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