受力分析專題以與練習(xí)

1、專題受力分析引言：高中物理10大難點(diǎn)之一 受力分析一、難點(diǎn)形成原因：1、力是物體間的相互作用。受力分析時(shí)，這種相互作用只能憑著各力的產(chǎn)生條件和方向要求，再加上抽象的思維 想象去畫，不像實(shí)物那么明顯，這對于剛升入高中的學(xué)生來說，多習(xí)慣于直觀形象，缺乏抽象的邏輯思惟，所以形成 了難點(diǎn)。2、有些力的方向比較好判斷，如：重力、電場力、磁場力等，但有些力的方向難以確定。如：彈力、摩擦力等， 雖然發(fā)生在接觸處，但在接觸的地方是否存在、方向如何卻難以把握。3、受力分析時(shí)除了將各力的產(chǎn)生要求、方向的判斷方法熟練掌握外，同時(shí)還要與物體的運(yùn)動狀態(tài)相聯(lián)系，這就需 要一定的綜合能力。由于學(xué)生對物理知識掌握不全，導(dǎo)致綜

2、合分析能力下降，影響了受力分析準(zhǔn)確性和全面性。二、難點(diǎn)突破策略：物體的受力情況決定了物體的運(yùn)動狀態(tài)，正確分析物體的受力，是研究力學(xué)問題的關(guān)鍵。受力分析就是分析物體 受到周圍其它物體的作用。為了保證分析結(jié)果正確，應(yīng)從以下幾個方面突破難點(diǎn)。1. 受力分析的方法： 整體法和隔離法整體法隔離法概念將幾個物體作為一個整體來分析的方法將研究對象與周圍物體分隔開的方法選用原則研究系統(tǒng)外的物體對系統(tǒng)整體的作用力研究系統(tǒng)內(nèi)物體之間的相互作 用力注意問題分析整體周圍其他物體對整體的作 用。而不畫整體內(nèi)部物體間的相互 作用。分析它受到周圍其他物體對它的作用力2. 受力分析的依據(jù)： 各種性質(zhì)力的產(chǎn)生條件及各力方向的特

3、點(diǎn)3. 受力分析的步驟 ：為了在受力分析時(shí)不多分析力，也不漏力，一般情況下按下面的步驟進(jìn)行：（1 ）確定研究對象一般可以是某個物體也可以是整體（多個物體看成整體）。（2 ）按順序畫力a .先畫重力：作用點(diǎn)畫在物體的重心，方向豎直向下。b 次畫已知力（題目中給予的力 F）c.再畫接觸力一（彈力和摩擦力）：看研究對象跟周圍其他物體有 幾個接觸點(diǎn)（面），先對某個接觸點(diǎn)（面）分析, 若有擠壓，則畫出彈力，若還有相對運(yùn)動或相對運(yùn)動的趨勢，則再畫出摩擦力。分析完一個接觸點(diǎn)（面）后，再依次分析其他的接觸點(diǎn)（面）。d 再畫其他場力：看是否有電、磁場力作用，如有則畫出。（3）驗(yàn)證：a .每一個力都應(yīng)找到對應(yīng)的施

4、力物體b.受的力應(yīng)與物體的運(yùn)動狀態(tài)對應(yīng)。說明：（1 ）只分析研究對象受的根據(jù)性質(zhì)命名的實(shí)際力（如：重力、彈力、摩擦力等 ），不畫它對別的物體的作用力。（ 2 ）合力和分力不能同時(shí)作為物體所受的力。（ 3 ）每一個力都應(yīng)找到施力物體，防止“漏力”和“添力”。（4 ）可看成質(zhì)點(diǎn)的物體，力的作用點(diǎn)可畫在重心上，對有轉(zhuǎn)動效果的物體，則力應(yīng)畫在實(shí)際位置上。（ 5 ）為了使問題簡化，常忽略某些次要的力。如物體速度不大時(shí)的空氣阻力、物體在空氣中所受的浮力等。（6 ）分析物體受力時(shí)，除了考慮它與周圍物體的作用外，還要考慮物體的運(yùn)動情況（平衡狀態(tài)、加速或減速 ），當(dāng)物體的運(yùn)動情況不同時(shí)，其情況也不同。4. 共點(diǎn)

5、力的平衡1）平衡狀態(tài)：對質(zhì)點(diǎn)是指靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)，對轉(zhuǎn)動的物體是指靜止?fàn)顟B(tài)或勻速轉(zhuǎn)動狀態(tài)。2）平衡條件：共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件：合力為零，即卩合=03）平衡條件的推論：二力平衡時(shí)，兩個力必等大、反向、共線；【精解】一、受力分析的常用方法以及應(yīng)注意的問題1、常用方法（1）隔離法為了弄清系統(tǒng) （連接體 ）內(nèi)某個物體的受力和運(yùn)動情況，一般可采用隔離法運(yùn)用隔離法解題的基本步驟是：明確研究對象或過程、狀態(tài)；將某個研究對象、某段運(yùn)動過程或某個狀態(tài)從全過程中隔離出來； 畫出某狀態(tài)下的受力圖或運(yùn)動過程示意圖； 選用適當(dāng)?shù)奈锢硪?guī)律列方程求解.（2 ）整體法當(dāng)只涉及研究系統(tǒng)而不涉及系統(tǒng)內(nèi)部某些物體的

6、力和運(yùn)動時(shí)，一般可采用整體法運(yùn)用整體法解題的基本步驟是： 明確研究的系統(tǒng)和運(yùn)動的全過程； 畫出系統(tǒng)整體的受力圖和運(yùn)動全過程的示意圖；3 選用適當(dāng)?shù)奈锢硪?guī)律列方程求解隔離法和整體法常常交叉運(yùn)用，從而優(yōu)化解題思路和方法，使解題簡捷明快【題目】1彈力有、無的判斷彈力的產(chǎn)生條件是接觸且發(fā)生彈性形變。但有的形變明顯，有的不明顯。那么如何判斷相互接觸的物體間有無彈力？法1:“假設(shè)法” 例1:如圖所示，判斷接觸面對球有無彈力，已知球靜止，接觸面光滑。ab圖1 1【審題】在a、b圖中，若撤去細(xì)線，則球都將下滑，故細(xì)線中均有拉力，a圖中若撤去接觸面，球仍能保持原來位置不動，所以接觸面對球沒有彈力；b圖中若撤去斜

7、面，球就不會停在原位置靜止，所以斜面對小球有支持力?！窘馕觥繄Da中接觸面對球沒有彈力；圖 b中斜面對小球有支持力法2 :根據(jù)“物體的運(yùn)動狀態(tài)”分析彈力。例2 :如圖所示，判斷接觸面 MO、ON對球有無彈力，已知球靜止，接觸面光滑?！緦忣}】圖中球由于受重力，對水平面ON 一定有擠壓，故水平面ON對球一定有支持力，假設(shè)還受到斜面MO有彈力。的彈力，如圖1 3所示，則球?qū)⒉粫o止，所以斜面M0對球沒【解析】水平面ON對球有支持力，斜面 MO對球沒有彈力。再如例1的a圖中，若斜面對球有彈力，其方向應(yīng)是垂直斜面且指向球，這樣球也不會處于靜止?fàn)顟B(tài)，所以斜面對球 也沒有彈力作用?！究偨Y(jié)】彈力有、無的判斷是難

8、點(diǎn)，分析時(shí)常用“假設(shè)法”并結(jié)合“物體的運(yùn)動狀態(tài)” 分析。2 判斷摩擦力的有、無摩擦力的產(chǎn)生條件為：（1 ）兩物體相互接觸，且接觸面粗糙；（2 ）接觸面間有擠壓；（3 ）有相對運(yùn)動或相對運(yùn)動趨勢例3 :如圖18所示，判斷下列幾種情況下物體 A與接觸面間有、無摩擦力。圖a中物體A靜止圖b中物體A沿豎直面下滑，接觸面粗糙 圖c中物體A沿光滑斜面下滑d中物體A靜止abc【審題】圖a中物體A靜止，水平方向上無拉力，所以物體A與接觸面間無相對運(yùn)動趨勢，所以無摩擦力產(chǎn)生；圖b中物體A沿豎直面下滑時(shí)，對接觸面無壓力，所以不論接觸面是否光滑都無摩擦力產(chǎn)生；圖c中接觸面間光滑,所以無摩擦力產(chǎn)生；圖 d中物體A靜止

9、，由于重力作用，有相對斜面向下運(yùn)動的趨勢，所以有靜摩擦力產(chǎn)生?！窘馕觥繄Da、圖b、圖c中無摩擦力產(chǎn)生，圖 d有靜摩擦力產(chǎn)生?！究偨Y(jié)】判斷摩擦力的有、無，應(yīng)依據(jù)摩擦力的產(chǎn)生條件，關(guān)鍵是看有沒有相對運(yùn)動或相對運(yùn)動趨勢。3 .摩擦力的方向摩擦力的方向?yàn)榕c接觸面相切，.且與物體間的相對運(yùn)動方向或相對運(yùn)動趨勢的方向相反。但相對運(yùn)動趨勢不如相對運(yùn)動直觀，具有很強(qiáng)的隱蔽性，常用下列方法判斷。法1 : “假設(shè)法”。即假設(shè)接觸面光滑，看原來相對靜止的物體間能發(fā)生怎樣的相對運(yùn)動。若能發(fā)生，則這個相對 運(yùn)動的方向就為原來靜止時(shí)兩物體間的相對運(yùn)動趨勢的方向。若不能發(fā)生，則物體間無相對運(yùn)動趨勢。例4 :如圖19所示為皮

10、帶傳送裝置，甲為主動輪，傳動過程中皮帶不打滑，P、Q分別為兩輪邊緣上的兩點(diǎn)，下列說法正確的是：A . P、Q兩點(diǎn)的摩擦力方向均與輪轉(zhuǎn)動方向相反B . P點(diǎn)的摩擦力方向與甲輪的轉(zhuǎn)動方向相反，Q點(diǎn)的摩擦力方向與乙輪的轉(zhuǎn)動方向相同C . P點(diǎn)的摩擦力方向與甲輪的轉(zhuǎn)動方向相同，Q點(diǎn)的摩擦力方向與乙輪的轉(zhuǎn)動方向相反D . P、Q兩點(diǎn)的摩擦力方向均與輪轉(zhuǎn)動方向相同圖1 9【解析】正確答案為 B【總結(jié)】判斷摩擦力的有、無及摩擦力的方向可采用“假設(shè)法”分析。摩擦力方向與物體間的相對運(yùn)動方向或相 對運(yùn)動趨勢的方向相反，但不一定與物體的運(yùn)動方向相反，有時(shí)還與物體的運(yùn)動方向相同。例5 :如圖1 12所示，A、B兩物

11、體豎直疊放在水平面上，今用水平力F拉物體，兩物體一起勻速運(yùn)動，試分析A、B間的摩擦力及 B與水平面間的摩擦力。丄B > F圖 1 12【審題】本題分析摩擦力時(shí)應(yīng)根據(jù)物體所處的運(yùn)動狀態(tài)。以A物體為研究對象：A物體在豎直方向上受重力和支持力，二者平衡，假設(shè)在水平方向上A受到B對它的靜摩擦力，該力的方向一定沿水平方向，這樣無論靜摩擦力方向向左或向右，都不可能使A物體處于平衡狀態(tài)， 這與題中所給 A物體處于勻速運(yùn)動狀態(tài)相矛盾，故A物體不受B對它的靜摩擦力。反過來， B物體也不受A物體對它的靜摩擦力。分析B物體與水平面間的摩擦力可以 A、B整體為研究對象。因 A、B 一起勻速運(yùn)動，水平方向上合外力

12、為零。 水平方向上整體受到向右的拉力F作用，所以水平面對整體一定有向左的滑動摩擦力，而水平面對整體的滑動摩擦力也就是水平面對B物體的滑動摩擦力?！窘馕觥糠治鲆娚?， 因A勻速運(yùn)動，所以 A、B間無靜摩擦力，又因 A、B整體勻速運(yùn)動，由平衡條件得，物體 B受到水平面對它的滑動摩擦力應(yīng)向左。【總結(jié)】靜摩擦力的方向與物體間相對運(yùn)動趨勢方向相反，判斷時(shí)除了用“假設(shè)法”外，還可以根據(jù)“物體的運(yùn)動狀態(tài)”、及 牛頓第三定律 來分析?；瑒幽Σ亮Φ姆较蚺c物體間相對運(yùn)動的方向相反?！镜湫屠}】物體的受力分析 例1 :如圖1 13甲所示，豎直墻壁光滑，分析靜止的木桿受哪幾個力作用?！緦忣}】首先選取研究對象一一木桿，其

13、次按順序畫力：重力G作用在木桿的中點(diǎn)，方向豎直向下；畫彈 力。有兩個接觸點(diǎn)，墻與桿接觸點(diǎn)屬點(diǎn)面接觸，彈力垂直于墻且指向桿，地與桿的接觸點(diǎn)也屬點(diǎn)面接觸，桿受的彈力 垂直于地面且指向桿；畫摩擦力。豎直墻光滑，墻與桿接觸點(diǎn)沒有摩擦力；假設(shè)地面光滑，桿將會向右運(yùn)動，所以 桿靜止時(shí)有相對地面向右的運(yùn)動趨勢，所以地面對桿有向左的摩擦力?！窘馕觥織U受 重力G、方向豎直向下；彈力 Ni，垂直于墻且指向桿，彈力 N2，垂直于地面且指向桿；地面對桿向 左的摩擦力f。如圖1 13乙所示乙圖 1 13【總結(jié)】受力分析時(shí)應(yīng)按步驟分析，桿受的各力應(yīng)畫在實(shí)際位置上。不要將各力的作用點(diǎn)都移到重心上去。例2 :如圖1 14甲所

14、示，A、E、C疊放于水平地面上，加一水平力F,三物體仍靜止，分析A、E、C的受力情 況。【審題】用隔離法分析：先取A為研究對象：A受向下的重力Ga、E對A的支持力N ba。假設(shè)B對A有水平方向的摩擦力，不論方向水平向左還是向右，都與A處的靜止?fàn)顟B(tài)相矛盾，所以B對A沒有摩擦力。取B為研究對象：B受向下的重力G b、A對B的壓力N ab、C對B的支持力Ncb、水平力F。因B處靜止，水平方向受合力為零，根據(jù)平衡條件，C對B定有水平向左的摩擦力fcb。再取C為研究對象：C受向下的重力Gc、B對C的壓力N bc ,地面對C的支持力N,由牛頓第三定律得，B對C的摩擦力向右，因C處靜止合力為零，根據(jù)平衡條件

15、，地對C的摩擦力f一定水平向左?！窘馕觥緼、B、C三物體的受力如圖圖 1 14乙所示甲乙圖 1 14【總結(jié)】用隔離法分析物體受力分析最常用的方法，分析時(shí)應(yīng)將研究的物體單獨(dú)拿出來，不要都畫在一起，以免出現(xiàn)混亂。同時(shí)應(yīng)根據(jù) 牛頓第三定律 分析。A對B的壓力及B對C的壓力應(yīng)以N ab和Nbc表示，不要用G a和G b表 示，因中它們跟G a、Gb是不同的。此題也可以用先整體后部分，由下向上的方法分析。例3 :如圖1 15甲所示，物體A、B靜止，畫出A、B的受力圖?！緦忣}】用隔離法分析。先 隔離B：B受重力G b,外力F,由于 F的作用，B和A之間的擠壓，所以A對B有 支持力N ab，假設(shè)A、B接觸面

16、光滑，物體 B將相對A下滑，所以B有相對 A向下的運(yùn)動趨勢，B受A向上的靜摩擦 力fAB。再隔離A：A受重力G a,墻對A的支持力N墻，由牛頓第三定律得， A受到B對它的壓力Nba，水平向左，摩 擦力fBA，方向豎直向下。假設(shè)墻是光滑的，A物體相對墻將下滑，也就是說A物體相對墻有向下的運(yùn)動趨勢，所以墻 對A有豎直向上的摩擦力 f墻?！窘馕觥緼、B受力如圖1 15乙所示總結(jié)：此類問題用隔離法分析，應(yīng)注意 A、B間、A與墻間的摩擦力的分析，同時(shí)要根據(jù)牛頓第三定律分析。例4 :如圖1 16所示，用兩相同的夾板夾住三個重為G的物體A、B、C,三個物體均保持靜止，請分析各個物體的受力情況圖 1 16.【

17、審題】.要分析各物體的受力情況,.羌鍵是分析.A、. B間、.B、. C間是否有摩擦力,.所以可用先整體后隔離的方法。. 首先以三物體為一整體。.豎直方向上，.受重力.3G，.豎直向下，.兩板對它向上的摩擦力，.分別為 .f ;水平方向上,.受兩 側(cè)板對它的壓力.N1、. N。.根據(jù)平衡條件得，.每一側(cè)受的 摩擦力大小等于.1.5G .然后再用 隔離法分析.A、. B、. C的受力 情況，.先隔離AA物體受重力.G，.方向豎直向下,.板對它的向上的 摩擦力.f，.大小等于1.5.G.A物體要平 衡,.就必須受到一個.B對它的向下的摩擦力.fBA，根據(jù)平衡條件得，.大小應(yīng)等于0.5. G .水平

18、方向上,A物體受板對它的壓力.N1和B對它的壓力.Nba ；再隔離c,c.物體的受力情況與.A物體類似:豎直方向上受重力.G、.板對它的向上的 摩擦力.f、. B 對它的向下的摩擦力.fBc,.水平方向上受板對它的壓力.N、.B.對它的壓力.Nbc .再隔離B，.豎直方向上.B物體受重力 G、.由牛頓第三定律得,.B受到A對它的向上的摩擦力.fAB、. C對它的向上的摩擦力.fcB 以及水平方向上.A對它的 壓力Nab和C對它的壓力Ncb?！窘馕觥緼、B、C受力如圖圖1 17所示圖 1 17總結(jié).明確各物體所受的摩擦力是解決此類問題的關(guān)鍵,.較好的解決方法是先 隔離法確定單個物體所受的摩擦力。

19、整體法確定兩側(cè)的摩擦力，再用總之，在進(jìn)行受力分析時(shí)一定要按次序畫出物體實(shí)際受的各個力，為解決這一難點(diǎn)可記憶以下受力口訣: 地球周圍受重力繞物一周找彈力 考慮有無摩擦力 其他外力細(xì)分析 合力分力不重復(fù) 只畫受力拋施力【考點(diǎn)精題精煉】1、人站在自動扶梯的水平踏板上，隨扶梯斜向上勻速運(yùn)動，如圖所示.以下說法正確的是 (A. 人受到重力和支持力的作用B. 人受到重力、支持力和摩擦力的作用C. 人受到的合外力不為零D. 人受到的合外力方向與速度方向相同【解析】A由于人做勻速運(yùn)動，所以人所受的合外力為零，水平方向不可能受力的作用2、如圖所示，豎直放置在水平面上的輕質(zhì)彈簧上放著質(zhì)量為體B豎直向下輕放在 A上

20、的一瞬間，則 B對A的壓力大小為A. 30NB. ONC. 15ND. 12N2kg的物體，處于靜止?fàn)顟B(tài)。若將一個質(zhì)量為3kg的物(取 g=10m/s 2)()【解析】D3、如圖所示，斜面固定在水平地面上，先讓物體A沿斜面下滑，恰能勻速.后給A 一個沿斜面向下的力F，讓其加速下滑.設(shè)前后兩次A與斜面間的摩擦力分別為 fl、f2，地面給斜面的支持力分別為N1、N2，貝U(A. f仁f2 , N1=N2C. f1<f2, N1<N2B . f仁f2 , N1>N2D . f1>f2, N1>N2【解析】A4、A物體都靜止，分析A物體的受力情況77777777777/【

21、解析】4FNLA|/A1'打”Gr5、分析A的受力情況AF6、分析物體在水平面上物體A和B的受力【解析】/ y/77/7/V一起1向右加速7、對下列物體作受力分析趣轎靈嚴(yán)力不得而釧8、.木塊A、. B分別重50 N.和60 N ,它們與水平地面之間的動摩擦因數(shù)均為0.25 .;.夾在A、. B之間的輕彈簧被壓縮了 2cm,.彈簧的勁度系數(shù)為 400N/m.系統(tǒng)置于水平地面上靜止不動。.現(xiàn)用.F=1 N的水平拉力作用在木塊.B上:如 圖所示力F作用后（）A.木塊A所受摩擦力大小是12.5 N B.木塊A所受摩擦力大小是 11.5 NC.木塊B所受摩擦力大小是 9 N D.木塊B所受摩擦力大小是 7 N9、 如圖所示,物體A、B、C疊放在水平面上，水平力F作用于C使A、B、C以共同速度向右作勻速直線運(yùn)動（A、B、C三者相對靜止）那么關(guān)于摩擦力的說法正確的是（）A . C受摩擦力為零B . B受摩擦力為零C . A受摩擦力的矢量和為零D . A、B、C作為整體所受摩擦力為零10、 如圖所示，物體 A、E的質(zhì)量均為m, A、B之間以及E與水平地面之間的動摩擦系數(shù)均為水平拉力F拉 著B物體水平向左勻速運(yùn)動（A未脫離物體E的上表面）F的大小應(yīng)為（）A . 2 口 mg