習(xí)題課2　物體的受力分析

1、習(xí)題課2物體的受力分析學(xué)習(xí)目標(biāo)1.進(jìn)一步熟練判定彈力的方向，能根據(jù)平衡法、假設(shè)法判定彈力的有無(wú)及方向.2.進(jìn)一步熟練掌握靜摩擦力、滑動(dòng)摩擦力的有無(wú)和方向判定，掌握其大小計(jì)算方法.3.學(xué)會(huì)對(duì)物體進(jìn)行受力分析的方法合 作 探 究·攻 重 難彈力的大小和方向1判斷彈力方向時(shí)應(yīng)注意以下4點(diǎn)(1)繩中的彈力一定沿著繩且指向繩收縮的方向；(2)彈簧中的彈力方向與形變方向相反；(3)輕桿可以拉物體也可以支撐物體，輕桿的彈力方向可能沿著桿也可能不沿桿；(4)球面接觸時(shí)，彈力方向與球面的切平面垂直，彈力的作用線必過(guò)球心2彈力大小的計(jì)算方法(1)彈簧的彈力大?。河煤硕蒄kx來(lái)計(jì)算，公式Fkx可作為胡

2、克定律的推論使用(2)處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物體的彈力大?。河梦矬w的平衡條件來(lái)計(jì)算如圖1所示，一勁度系數(shù)為k2的彈簧豎直地放在桌面上，上面壓一質(zhì)量為m的物體，另一勁度系數(shù)為k1的彈簧豎直地放在物體上面，其下端與物體的上表面連接在一起，兩個(gè)彈簧的質(zhì)量都不計(jì)要想使物體在靜止時(shí)下面彈簧承受的壓力減小為原來(lái)的，應(yīng)將上面彈簧的上端A豎直提高一段距離d，則d應(yīng)為多大？圖1思路點(diǎn)撥：彈簧的上端豎直上移之前和之后物體均處于平衡狀態(tài)彈簧的上端豎直上移的距離等于上面彈簧的伸長(zhǎng)量與下面彈簧減少的壓縮量之和【解析】物體處于平衡狀態(tài)，在豎直方向上所受的合外力為零當(dāng)上面的彈簧沒(méi)有作用力時(shí)，下面彈簧對(duì)物體的支持力

3、等于物體的重力，所以下面彈簧的壓縮量為x1當(dāng)上面彈簧提起時(shí)，下面彈簧的彈力減小為物體重力的，設(shè)此時(shí)彈簧的壓縮量為x2，則k2x2，得x2下面彈簧兩次壓縮量之差為xx1x2這說(shuō)明物體要上升x.當(dāng)提起A端時(shí)，上面彈簧的伸長(zhǎng)量為x3，產(chǎn)生的彈力大小為k1x3，所以x3A端上移的距離等于下面彈簧減少的壓縮量與上面彈簧伸長(zhǎng)量之和所以dxx3.【答案】針對(duì)訓(xùn)練1畫(huà)出圖中處于靜止?fàn)顟B(tài)的物體A受到的重力和彈力(圖中墻壁豎直，所有接觸面均光滑)(1)(2) (3)(4)【解析】各物體所受彈力如圖所示：(1)(2)(3)(4)【答案】見(jiàn)解析摩擦力的大小和方向1.判斷摩擦力方向應(yīng)注意以下4點(diǎn)(1)在判斷摩擦力方向時(shí)

4、，弄清物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向是關(guān)鍵(2)相對(duì)運(yùn)動(dòng)(趨勢(shì))是指受力物體相對(duì)于所接觸的物體的運(yùn)動(dòng)(趨勢(shì))，不一定是相對(duì)于地面的運(yùn)動(dòng)(3)摩擦力的方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)(趨勢(shì))方向相反，不是與運(yùn)動(dòng)方向相反(4)具體判斷時(shí)，可靈活運(yùn)用假設(shè)法、二力平衡法或反推法講行2摩擦力大小的計(jì)算方法(1)計(jì)算摩擦力時(shí)，應(yīng)先判斷是靜摩擦力還是滑動(dòng)摩擦力(2)滑動(dòng)摩擦力用公式FfFN求解，靜摩擦力的大小只能根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和物體的受力情況來(lái)求解如果物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，或做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，可利用二力平衡條件求解靜摩擦力(3)計(jì)算靜摩擦力時(shí)，還要注意理解靜摩擦力與最大靜摩擦力的區(qū)別(4)正壓力相同時(shí)，最大靜摩擦力比滑動(dòng)摩

5、擦力略大，如不加說(shuō)明，可以認(rèn)為最大靜摩擦力近似等于滑動(dòng)摩擦力，因此最大靜摩擦力也可由公式FmaxFN求得如圖2所示，一個(gè)M2 kg的物體放在0.2的粗糙水平面上，用一條質(zhì)量不計(jì)的細(xì)繩繞過(guò)定滑輪和一個(gè)m00.1 kg的小桶相連已知M的最大靜摩擦力Fm4.5 N，滑輪上的摩擦不計(jì)，g10 N/kg，求在以下情況中，M受到的摩擦力的大小圖2(1)只掛m0，處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)；(2)只掛m0，但在M上再放一個(gè)M3 kg的物體時(shí)；(3)只在桶內(nèi)加入m10.33 kg的砂子時(shí)；(4)只在桶內(nèi)加入m20.5 kg的砂子時(shí)思路點(diǎn)撥：根據(jù)M所受繩的拉力與最大靜摩擦力的大小關(guān)系判斷M是處于靜止?fàn)顟B(tài)還是運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變M的

6、質(zhì)量的同時(shí)會(huì)改變M所受的最大靜摩擦力【解析】(1)因?yàn)閙0g1 N<Fm，M處于靜止?fàn)顟B(tài)，所以受靜摩擦力作用，由二力平衡得Ff1m0g1 N.(2)在M上再放一個(gè)M3 kg的物體，M仍靜止，故受靜摩擦力Ff2Ff1m0g1 N.(3)因?yàn)?m0m1)g4.3 N<Fm，故M處于靜止?fàn)顟B(tài)，所受靜摩擦力Ff3(m0m1)g4.3 N.(4)因?yàn)?m0m2)g6 N>Fm，故物體M運(yùn)動(dòng)，受到滑動(dòng)摩擦力作用，由公式知Ff4FNMg4 N.【答案】見(jiàn)解析有關(guān)摩擦力問(wèn)題的兩點(diǎn)提醒(1)注意區(qū)分滑動(dòng)摩擦力與靜摩擦力，并要注意摩擦力的方向(2)注意滑動(dòng)摩擦力的計(jì)算公式FfFN，特別需要注意對(duì)

7、產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦力的兩個(gè)物體之間的正壓力FN的分析，不要草率地認(rèn)為正壓力FN的大小就是某個(gè)物體的重力大小針對(duì)訓(xùn)練2(多選)如圖3所示，有三個(gè)相同的物體疊放在一起，置于粗糙的水平地面上，現(xiàn)用水平力F作用在B上，三個(gè)物體仍然靜止，下列說(shuō)法中正確的是() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：84082098】圖3AB對(duì)A有摩擦力作用BB受到A、C的摩擦力作用CB只受到C的摩擦力作用D地面對(duì)C有摩擦力作用，大小等于FCD假設(shè)B對(duì)A有摩擦力作用，則A受力不能平衡，與題給條件不符，所以B對(duì)A無(wú)摩擦力作用，A錯(cuò)誤根據(jù)力的相互性可知，A對(duì)B也無(wú)摩擦力作用，B錯(cuò)誤假設(shè)C對(duì)B無(wú)摩擦力作用，則B在水平方向上只受力F作用，不可能保持靜止，與題給條

8、件不符，故B受到C的摩擦力作用由于A、B、C是保持靜止的，那么地面給C的摩擦力大小為F，方向向左，所以選項(xiàng)C、D正確物體的受力分析受力分析的一般步驟：1明確研究對(duì)象，即首先確定我們要分析哪個(gè)物體的受力情況，研究對(duì)象可以是單個(gè)物體(質(zhì)點(diǎn)、結(jié)點(diǎn))，也可以是兩個(gè)(或多個(gè))物體組成的整體2隔離分析：將研究對(duì)象從周?chē)矬w中隔離出來(lái)，分析周?chē)心男┪矬w對(duì)它施加了力的作用3按重力、彈力、摩擦力、其他力的順序，依據(jù)各力的方向，畫(huà)出各力的示意圖如圖4所示，固定斜面上有一光滑小球，分別與一豎直輕彈簧P和一平行斜面的輕彈簧Q連接著，小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，則關(guān)于小球所受力的個(gè)數(shù)不可能的是()圖4A1B2C3 D4A設(shè)斜面

9、傾角為，小球質(zhì)量為m，假設(shè)輕彈簧P對(duì)小球的拉力大小恰好等于mg，則小球受二力平衡；假設(shè)輕彈簧Q對(duì)小球的拉力等于mgsin ，小球受到重力、彈簧Q的拉力和斜面的支持力作用，三力平衡；如果兩個(gè)彈簧對(duì)小球都施加了拉力，那么除了重力，小球只有再受到斜面的支持力才能保證小球受力平衡，即四力平衡；小球只受單個(gè)力的作用，合力不可能為零，小球不可能處于靜止?fàn)顟B(tài)假設(shè)法判斷力是否存在在未知某力是否存在時(shí)，可先對(duì)其作出存在或不存在的假設(shè)，然后再就該力存在與不存在對(duì)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否產(chǎn)生影響來(lái)判斷該力是否存在針對(duì)訓(xùn)練3如圖5所示，水平地面上堆放著原木關(guān)于原木P在支撐點(diǎn)M、N處受力的方向，下列說(shuō)法正確的是()圖5AM處受

10、到的支持力豎直向上BN處受到的支持力豎直向上CM處受到的靜摩擦力沿MN方向DN處受到的靜摩擦力沿水平方向A彈力的方向與接觸面切線垂直，M處支持力方向與地面垂直，即豎直向上，所以選項(xiàng)A正確；N處的支持力方向垂直MN向上，所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤；摩擦力方向與接觸面切線平行，所以選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤隨 堂 自 測(cè)·即 時(shí) 達(dá) 標(biāo)(教師獨(dú)具)1如圖6所示，長(zhǎng)方體木塊擱在光滑方形槽中，則長(zhǎng)方體木塊除重力外還受到彈力的個(gè)數(shù)是()圖6A1個(gè)B2個(gè)C3個(gè) D4個(gè)C長(zhǎng)方體木塊擱在光滑方形槽中，與槽接觸的地方三處，并且都有相互作用，故長(zhǎng)方體木塊除重力外還受到彈力的個(gè)數(shù)是3個(gè)，故C正確2如圖7所示，汽車(chē)B在水平路面上以

11、相對(duì)于地面的速度v1向右運(yùn)動(dòng)，車(chē)上的貨物A以相對(duì)于地面的速度v2向右運(yùn)動(dòng)下列判斷正確的是()圖7A若v1<v2，貨物A受到了汽車(chē)B所施加的向右的滑動(dòng)摩擦力B若v1<v2，汽車(chē)B受到了貨物A所施加的向右的滑動(dòng)摩擦力C若v1>v2，貨物A受到了汽車(chē)B所施加的向左的滑動(dòng)摩擦力D若v1>v2，汽車(chē)B受到了貨物A所施加的向右的滑動(dòng)摩擦力B若v1<v2時(shí)，貨物A相對(duì)汽車(chē)B向右滑動(dòng)，貨物A受到汽車(chē)B所施加的向左的滑動(dòng)摩擦力，汽車(chē)B受到貨物A所施加的向右的滑動(dòng)摩擦力，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；若v1>v2時(shí)，貨物A相對(duì)汽車(chē)B向左滑動(dòng)，受到汽車(chē)B所施加的向右的滑動(dòng)摩擦力，汽車(chē)B受到

12、貨物A所施加的向左的滑動(dòng)摩擦力，故選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤3如圖8所示，水平傳送帶上放一物體，當(dāng)傳送帶向右以速度v勻速傳動(dòng)時(shí)，物體在輕彈簧水平拉力的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量為x；當(dāng)傳送帶向右的速度變?yōu)?v時(shí)，物體處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量為x.則關(guān)于彈簧前、后的伸長(zhǎng)量，下列說(shuō)法中正確的是()圖8A彈簧伸長(zhǎng)量將減小，即xxB彈簧伸長(zhǎng)量將增加，即xxC彈簧伸長(zhǎng)量不變，即xxD無(wú)法比較x和x的大小C兩種情況下m相對(duì)于傳送帶均向左勻速運(yùn)動(dòng)，m均受傳送帶向右的滑動(dòng)摩擦力，其大小均為Ffmg，根據(jù)二力平衡的條件F1F2Ffmg，即kxkx，故xx，正確的選項(xiàng)為C.4(多選)如圖9所示，A、B兩物體的重力

13、分別是GA3 N，GB4 NA用細(xì)線懸掛在頂板上，B放在水平面上，A、B間輕彈簧的彈力F2 N，則細(xì)線中的張力FT及地面對(duì)B的支持力FN的可能值分別是()圖9A5 N和6 NB5 N和2 NC1 N和6 ND1 N和2 NBC如果彈簧處于被拉伸的狀態(tài)，它將有收縮到原狀的趨勢(shì)，會(huì)向下拉A，向上提B，則對(duì)物體A、B，有FTGAF5 N，F(xiàn)NGBF2 N，選項(xiàng)B正確；如果彈簧處于被壓縮的狀態(tài)，它將有向兩端伸長(zhǎng)恢復(fù)原狀的趨勢(shì)，會(huì)向上推A，向下壓B，則FTGAF1 N，F(xiàn)NGBF6 N，選項(xiàng)C正確5如圖10所示，在水平地面上有三個(gè)質(zhì)量分別為m1、m2、m3的木塊1、2、3，木塊1和2、2和3間分別用一原長(zhǎng)為L(zhǎng)、勁度系數(shù)為k的輕彈簧