人教版高一4.9專題：受力分析整體隔離傳送帶

1、4.94.9 受力分析受力分析 整體法隔離法整體法隔離法 傳送傳送帶帶主講人：劉杰主講人：劉杰 1.1.受力分析受力分析受力分析的一般步驟：受力分析的一般步驟：一、明確研究對象：即明確分析哪個物體的受力情況。一、明確研究對象：即明確分析哪個物體的受力情況。二、按順序分析物體所受的力：二、按順序分析物體所受的力： 一重一重 二彈二彈 三摩擦三摩擦 四其他四其他A1 1）不要找該物體施加給其它物體的力。）不要找該物體施加給其它物體的力。研究對象是研究對象是A A，只分析其他物體對，只分析其他物體對A A的作用力。的作用力。2 2）不要把作用在其它物體上的力錯誤的認(rèn)）不要把作用在其它物體上的力錯誤的

2、認(rèn)為通過為通過“力的傳遞力的傳遞”作用在研究對象上。作用在研究對象上。三、正確畫出物體受力示意圖：不要求嚴(yán)格按照三、正確畫出物體受力示意圖：不要求嚴(yán)格按照要求要求 畫出每個力的大小，但是方向必須準(zhǔn)確。畫出每個力的大小，但是方向必須準(zhǔn)確。四、檢查：防止錯畫力、多畫力、漏畫力。四、檢查：防止錯畫力、多畫力、漏畫力。受力分析的注意事項(xiàng)：一、只分析研究對象所受的力，不分析研究對象一、只分析研究對象所受的力，不分析研究對象對其他物體所施的力。對其他物體所施的力。二、只分析根據(jù)性質(zhì)命名的力：重力、彈力、摩二、只分析根據(jù)性質(zhì)命名的力：重力、彈力、摩擦力、分子力、電磁力、核力。擦力、分子力、電磁力、核力。三、

3、合力與分力不能同時分析。三、合力與分力不能同時分析。受力分析的方法：1、方法整體法：以整個系統(tǒng)為研究對象進(jìn)行受力分析整體法：以整個系統(tǒng)為研究對象進(jìn)行受力分析隔離法：將所確定的研究對象從周圍物體中隔離隔離法：將所確定的研究對象從周圍物體中隔離 出來進(jìn)行分析出來進(jìn)行分析2、選擇隔離法：研究系統(tǒng)（連接體）內(nèi)物體之間的作用隔離法：研究系統(tǒng)（連接體）內(nèi)物體之間的作用 及運(yùn)動情況及運(yùn)動情況整體法：不涉及系統(tǒng)內(nèi)部某物體的力和運(yùn)動時整體法：不涉及系統(tǒng)內(nèi)部某物體的力和運(yùn)動時 一重一重 二彈二彈 三摩擦三摩擦 四其他四其他例1：分別畫出A、B、C的三個物體所受的力。ABCA對于物體A：FAGAB對于物體B：FBG

4、BC對于物體C：FCGCFA FB 一重一重 二彈二彈 三摩擦三摩擦 四其他四其他例例：在水平桌面上疊放著木塊在水平桌面上疊放著木塊P P和和Q Q，水平力，水平力F F推動兩個木塊做推動兩個木塊做勻速直線運(yùn)動，則勻速直線運(yùn)動，則P P和和Q Q的受力的受力情況。情況。VPQFPGPF1QfGQF1 FF2 一重一重 二彈二彈 三摩擦三摩擦 四其他四其他例：分析木塊和斜面的受力情況。例：分析木塊和斜面的受力情況。MmGmF1F2GMF1 FF2 【例例】物體沿粗糙的斜面向上滑，分析其受力情況物體沿粗糙的斜面向上滑，分析其受力情況如果是如果是沿粗糙的斜面向下滑，其受力情況有什么不同呢？沿粗糙的斜

5、面向下滑，其受力情況有什么不同呢？v 一重一重 二彈二彈 三摩擦三摩擦 四其他四其他例例4：兩個物體：兩個物體A 和和B，質(zhì)量分別為，質(zhì)量分別為M和和m，如圖，如圖所示，所示，A靜止在水平地面上，不計摩擦，繩對靜止在水平地面上，不計摩擦，繩對A的的作用力的大小與地面對作用力的大小與地面對A的作用力的大小分別是？的作用力的大小分別是？對B：GBF對A：GANF例例5 5：畫出靜止的：畫出靜止的A A物體受力示意圖：物體受力示意圖：GFNf 一重一重 二彈二彈 三摩擦三摩擦 四其他四其他 一重一重 二彈二彈 三摩擦三摩擦 四其他四其他例例6 6：A A物體都靜止，分析各物體受力情況。物體都靜止，分

6、析各物體受力情況。 一重一重 二彈二彈 三摩擦三摩擦 四其他四其他G1G2F1F2F2 N例：質(zhì)量均為例：質(zhì)量均為m，求，求1,2之間的摩擦力。之間的摩擦力。FF1432整體法：整體法：14324mgff122mgff32f=2mgf+f32=2mgf32=0N例例1 1如圖所示，豎直放置的輕彈簧一端固如圖所示，豎直放置的輕彈簧一端固定在地面上，另一端與斜面體定在地面上，另一端與斜面體P P連接，連接，P P與斜與斜放的固定擋板放的固定擋板MNMN接觸，且處于靜止?fàn)顟B(tài)，則接觸，且處于靜止?fàn)顟B(tài)，則斜面體斜面體P P此刻受到外力個數(shù)可能為此刻受到外力個數(shù)可能為( )( )A.2A.2個個B.3B.

7、3個個C.4C.4個個D.5D.5個個MPNA CA C例例2 2如圖所示，水平地面上的物體如圖所示，水平地面上的物體A A，在斜向上的拉力，在斜向上的拉力F F作用下，作用下，向右做勻速運(yùn)動，由此可以判斷（向右做勻速運(yùn)動，由此可以判斷（ ）A.A.物體物體A A可能只受到三個力的作用可能只受到三個力的作用B.B.物體物體A A一定受到了四個力的作用一定受到了四個力的作用C.C.物體物體A A受到的滑動摩擦力大小為受到的滑動摩擦力大小為FcosFcosD.D.物體物體A A對水平地面的壓力大小一定為對水平地面的壓力大小一定為FsinFsinFB CB C4.4.在斜面上疊放著在斜面上疊放著A

8、A、B B兩物體，若在兩物體，若在B B物體物體上加一水平方向的推力上加一水平方向的推力F F，兩物體均靜止，兩物體均靜止，則則B B物體受力個數(shù)為物體受力個數(shù)為 ( ) ( ) A.A.一定是一定是6 6個個 B.B.可能是可能是4 4個個 C.C.可能是可能是5 5個個 D.D.可能是可能是6 6個個ABFCDAL L型木板型木板P P（上表面光滑）放在固定斜面上，輕質(zhì)彈（上表面光滑）放在固定斜面上，輕質(zhì)彈簧一端固定在木板上，另一端與置于木板上表面的簧一端固定在木板上，另一端與置于木板上表面的滑塊滑塊Q Q相連，如圖所示，若相連，如圖所示，若P P、Q Q一起沿斜面勻速下滑，一起沿斜面勻速

9、下滑，不計空氣阻力。則木板不計空氣阻力。則木板P P的受力個數(shù)為（的受力個數(shù)為（ ）PQA.3B.4C.5D.6C例例1.如圖所示，將某均勻的長方體鋸成如圖所示，將某均勻的長方體鋸成A、B兩塊后，放在水平桌面上并對放在一起，兩塊后，放在水平桌面上并對放在一起，現(xiàn)用水平力現(xiàn)用水平力F推推B物體，使物體，使A、B整體保持矩形沿整體保持矩形沿F方向勻速運(yùn)動，則（方向勻速運(yùn)動，則（ ）A.物體物體A在水平方向上受兩個力作用在水平方向上受兩個力作用,且合力為零且合力為零B.物體物體A在水平方向上受三個力作用在水平方向上受三個力作用,且合力為零且合力為零C.B對對A的作用力方向與的作用力方向與F相同相同D

10、.B對對A的壓力大小等于桌面對的壓力大小等于桌面對A的摩擦力的摩擦力600ABFBC6. 在粗糙水平面上放著一個三角形木塊在粗糙水平面上放著一個三角形木塊abc，在它的兩個粗糙斜面上分別放有質(zhì)量為，在它的兩個粗糙斜面上分別放有質(zhì)量為m1和和m2的兩個物體，的兩個物體，m1m2，若兩物體分別以若兩物體分別以v1和和v2沿斜面向下做勻速運(yùn)沿斜面向下做勻速運(yùn)動，且動，且v1v2,三角形木塊保持靜止?fàn)顟B(tài)，則粗糙水平面對三角形木塊三角形木塊保持靜止?fàn)顟B(tài)，則粗糙水平面對三角形木塊 ( ) A. 摩擦力的方向水平向右摩擦力的方向水平向右B. 摩擦力的方向水平向左摩擦力的方向水平向左C. 摩擦力的方向不能確定

11、摩擦力的方向不能確定D.以上結(jié)論都不對以上結(jié)論都不對D Dm1m2abcv1v2搬運(yùn)工用磚卡搬磚時，磚卡對磚的水平作用力為搬運(yùn)工用磚卡搬磚時，磚卡對磚的水平作用力為F F，如圖所示，每塊，如圖所示，每塊磚的質(zhì)量為磚的質(zhì)量為m m，設(shè)所有接觸面間的動摩擦因數(shù)均為，設(shè)所有接觸面間的動摩擦因數(shù)均為，則第二塊磚對，則第二塊磚對第三塊磚的摩擦力大小為第三塊磚的摩擦力大小為( )( ) A A B B C C F F D D 2 2mgmg 5F2m gA A物體受力分析注意事項(xiàng)物體受力分析注意事項(xiàng)（1 1）確定研究對象，并與其它物體隔離）確定研究對象，并與其它物體隔離（2 2）其它物體受到的力不能畫）其

12、它物體受到的力不能畫（3 3）只畫實(shí)際受到的，合成或分解得到的力不能當(dāng)作）只畫實(shí)際受到的，合成或分解得到的力不能當(dāng)作實(shí)際受到的力實(shí)際受到的力（4 4）本書只研究共點(diǎn)力的情況，所以受力分析時，都）本書只研究共點(diǎn)力的情況，所以受力分析時，都應(yīng)把他們當(dāng)作一個點(diǎn)（質(zhì)點(diǎn)）來處理，所有力的作用點(diǎn)應(yīng)把他們當(dāng)作一個點(diǎn)（質(zhì)點(diǎn)）來處理，所有力的作用點(diǎn)都是同一點(diǎn)都是同一點(diǎn)優(yōu)先考慮整體法優(yōu)先考慮整體法合理選擇隔離對象合理選擇隔離對象整體法與隔離法的交替使用整體法與隔離法的交替使用遇到連接體（即多個物體）時遇到連接體（即多個物體）時結(jié)合牛頓第二定律根據(jù)力產(chǎn)生的效果進(jìn)行受力結(jié)合牛頓第二定律根據(jù)力產(chǎn)生的效果進(jìn)行受力分析分析

13、力的作用效果是使物體形變或產(chǎn)生加速度，所力的作用效果是使物體形變或產(chǎn)生加速度，所以我們既可以根據(jù)力的產(chǎn)生條件進(jìn)行受力分析，也以我們既可以根據(jù)力的產(chǎn)生條件進(jìn)行受力分析，也可以根據(jù)力的作用效果進(jìn)行受力分析，也就是根據(jù)可以根據(jù)力的作用效果進(jìn)行受力分析，也就是根據(jù)物體的平衡條件和牛頓第二定律進(jìn)行受力分析物體的平衡條件和牛頓第二定律進(jìn)行受力分析例例1.水平臺面上放著一個互成水平臺面上放著一個互成1200角的支架角的支架ABC，質(zhì)量，質(zhì)量為為m的光滑球放在支架上靜止不動，當(dāng)支架以加速度的光滑球放在支架上靜止不動，當(dāng)支架以加速度a豎豎直向下加速運(yùn)動時，關(guān)于球的受力分析正確的是：直向下加速運(yùn)動時，關(guān)于球的受力

14、分析正確的是：A.球可能受球可能受3個力作用個力作用 B.球一定受球一定受3個力作用個力作用C.球可能受球可能受2個力作用個力作用 D.球可能受球可能受1個力作用個力作用BCC DC DAv隨電梯勻速上升隨電梯勻速上升GN分析物體的受力情況分析物體的受力情況 如圖所示，電梯上的人。如圖所示，電梯上的人。 剛踏上電梯的瞬間剛踏上電梯的瞬間vGNf0分析物體的受力情況分析物體的受力情況 a例例2. 底座底座A上有一根直立長桿，其總質(zhì)量為上有一根直立長桿，其總質(zhì)量為M，桿上套有質(zhì)量為桿上套有質(zhì)量為m的環(huán)的環(huán)B， 它與桿有摩擦，設(shè)它與桿有摩擦，設(shè)摩擦力的大小恒定。當(dāng)環(huán)從底座以初速度摩擦力的大小恒定。當(dāng)

15、環(huán)從底座以初速度v向向上飛起時，底座保持靜止，環(huán)的加速度大小為上飛起時，底座保持靜止，環(huán)的加速度大小為a，求環(huán)在升起過程中，底座對水平面的壓力，求環(huán)在升起過程中，底座對水平面的壓力分別是多大？分別是多大？ v本講小結(jié)本講小結(jié)2.2.整體法與隔離法整體法與隔離法主講人：劉杰主講人：劉杰 整體法是指當(dāng)連接體內(nèi)的物體之間沒有相對整體法是指當(dāng)連接體內(nèi)的物體之間沒有相對運(yùn)動運(yùn)動( (即有共同加速度即有共同加速度) )時，可把此物體組作時，可把此物體組作為一個整體對象考慮，分析其受力情況，整為一個整體對象考慮，分析其受力情況，整體運(yùn)用牛頓第二定律列式求解體運(yùn)用牛頓第二定律列式求解( (當(dāng)然，當(dāng)連當(dāng)然，當(dāng)連

16、接體內(nèi)的物體之間有相對運(yùn)動時，仍可整體接體內(nèi)的物體之間有相對運(yùn)動時，仍可整體運(yùn)用牛頓第二定律求解運(yùn)用牛頓第二定律求解) )隔離法是指在求解隔離法是指在求解連接體內(nèi)各個物體之間的相互作用力連接體內(nèi)各個物體之間的相互作用力( (如相互如相互間的壓力或相互間的摩擦力等間的壓力或相互間的摩擦力等) )時，可以把其時，可以把其中一個物體從連接體中中一個物體從連接體中“單獨(dú)單獨(dú)”隔離出來，隔離出來，進(jìn)行受力分析的方法進(jìn)行受力分析的方法 整體法與隔離法在較為復(fù)雜的問整體法與隔離法在較為復(fù)雜的問題中常常需要有機(jī)地結(jié)合起來聯(lián)題中常常需要有機(jī)地結(jié)合起來聯(lián)合、交叉運(yùn)用，這將會更快捷有合、交叉運(yùn)用，這將會更快捷有效效

17、B 質(zhì)量分別為質(zhì)量分別為m m1 1、m m2 2、m m3 3、m m4 4的四個物體彼的四個物體彼此用輕繩連接，放在光滑的桌面上，拉力此用輕繩連接，放在光滑的桌面上，拉力F F1 1、F F2 2分別水平地加在分別水平地加在m m1 1、m m4 4上，如圖所上，如圖所示求物體系的加速度示求物體系的加速度a a和連接和連接m m2 2、m m3 3輕輕繩的張力繩的張力T T.(.(F F1 1F F2 2) ) 如右圖所示，質(zhì)量為如右圖所示，質(zhì)量為m m的物塊放在傾角為的物塊放在傾角為的斜面的斜面上，斜面體的質(zhì)量為上，斜面體的質(zhì)量為M M，斜面與物塊無摩擦，地面，斜面與物塊無摩擦，地面光滑

18、，現(xiàn)對斜面施一個水平推力光滑，現(xiàn)對斜面施一個水平推力F F，要使物體相對，要使物體相對斜面靜止，力斜面靜止，力F F應(yīng)多大？應(yīng)多大？(mM)gtan. 如右圖所示一只質(zhì)量為如右圖所示一只質(zhì)量為m m的貓，抓住用繩的貓，抓住用繩吊在天花板上的質(zhì)量為吊在天花板上的質(zhì)量為M M的垂直桿子當(dāng)?shù)拇怪睏U子當(dāng)懸繩突然斷裂時，小貓急速沿桿豎直向上懸繩突然斷裂時，小貓急速沿桿豎直向上爬，以保持它離地面的高度不變則桿下爬，以保持它離地面的高度不變則桿下降的加速度為降的加速度為() 將質(zhì)量為將質(zhì)量為m的小球用輕質(zhì)細(xì)的小球用輕質(zhì)細(xì)繩拴在質(zhì)量為繩拴在質(zhì)量為M的傾角為的傾角為的的楔形木塊楔形木塊B上，如右圖所上，如右圖所

19、示已知示已知B的傾斜面光滑，底的傾斜面光滑，底面與水平地面之間的摩擦因面與水平地面之間的摩擦因數(shù)為數(shù)為.(1)(1)若對若對B B施加向右的水平拉力，使施加向右的水平拉力，使B B向右運(yùn)動，而向右運(yùn)動，而A A不離開不離開B B的斜面，的斜面，這個拉力不得超過多少？這個拉力不得超過多少？(2)(2)若對若對B B施以向左的水平推力，使施以向左的水平推力，使B B向左運(yùn)動，而向左運(yùn)動，而A A不致在不致在B B上移動，上移動，這個推力不得超過多少？這個推力不得超過多少？ 解析：這是一道有臨界狀態(tài)的問題解析：這是一道有臨界狀態(tài)的問題的題，的題，(1)(1)若拉力若拉力F F太大，太大，B B的加速

20、度的加速度大，使大，使A A脫離，當(dāng)恰好不脫離時拉力脫離，當(dāng)恰好不脫離時拉力為為F F1 1則有圖則有圖(1)(1) 圖(1) 對小球：對小球：mgmgcotcotmama圖圖(2) 規(guī)律總結(jié)：某種物理現(xiàn)象轉(zhuǎn)化為另一種物理現(xiàn)象的規(guī)律總結(jié)：某種物理現(xiàn)象轉(zhuǎn)化為另一種物理現(xiàn)象的轉(zhuǎn)折狀態(tài)叫做臨界狀態(tài)臨界狀態(tài)又可理解為轉(zhuǎn)折狀態(tài)叫做臨界狀態(tài)臨界狀態(tài)又可理解為“恰好出現(xiàn)恰好出現(xiàn)”與與“恰好不出現(xiàn)恰好不出現(xiàn)”的交界狀態(tài)的交界狀態(tài)處理臨界狀態(tài)的基本方法和步驟是：處理臨界狀態(tài)的基本方法和步驟是：分析兩種物理現(xiàn)象及其與臨界值相關(guān)的條件：分析兩種物理現(xiàn)象及其與臨界值相關(guān)的條件：用假設(shè)法求出臨界值；用假設(shè)法求出臨界值；

21、比較所給條件與臨界值的關(guān)系，確定物理現(xiàn)象，比較所給條件與臨界值的關(guān)系，確定物理現(xiàn)象，然后求解然后求解 如右圖所示，在勁度系數(shù)為如右圖所示，在勁度系數(shù)為k k的彈簧下端掛一質(zhì)量為的彈簧下端掛一質(zhì)量為m m的物的物體，物體下有一托盤，用托盤體，物體下有一托盤，用托盤托著物體使彈簧恰好處于原長，托著物體使彈簧恰好處于原長，然后使托盤以加速度然后使托盤以加速度a a豎直向豎直向下做勻加速直線運(yùn)動下做勻加速直線運(yùn)動( (a a g g) )，試求托盤向下運(yùn)動多長時間能試求托盤向下運(yùn)動多長時間能與物體脫離？與物體脫離？ 解析：在物體與托盤脫離前，物體受重力，彈解析：在物體與托盤脫離前，物體受重力，彈簧拉力

22、和托盤支持力的作用，隨著托盤向下運(yùn)簧拉力和托盤支持力的作用，隨著托盤向下運(yùn)動，彈簧的拉力增大，托盤支持力減小，但仍動，彈簧的拉力增大，托盤支持力減小，但仍維持合外力不變，加速度不變，物體隨托盤一維持合外力不變，加速度不變，物體隨托盤一起向下勻加速運(yùn)動當(dāng)托盤運(yùn)動至使支持力為起向下勻加速運(yùn)動當(dāng)托盤運(yùn)動至使支持力為零后，彈簧拉力的增大將使物體的加速度開始零后，彈簧拉力的增大將使物體的加速度開始小于小于a a，物體與托盤脫離，所以物體與托盤脫離，物體與托盤脫離，所以物體與托盤脫離的條件是支持力的條件是支持力F FN N0 0，設(shè)此時彈簧伸長了，設(shè)此時彈簧伸長了x x，物體隨托盤一起運(yùn)動的時間為物體隨托

23、盤一起運(yùn)動的時間為t t，由牛頓第二定，由牛頓第二定律得律得1 1如圖所示，光滑水平面上放置質(zhì)量分別是為如圖所示，光滑水平面上放置質(zhì)量分別是為m,m,2 2m m的的A A、B B兩個物體，兩個物體，A A、B B間的最大靜摩擦力為間的最大靜摩擦力為mgmg，現(xiàn)用水平拉力現(xiàn)用水平拉力F F拉拉B B、使、使A A、B B以同一加速度運(yùn)動，以同一加速度運(yùn)動，則拉力則拉力F F的最大值為的最大值為( () )A AmgmgB B2 2mgmgC C3 3mgmg D D4 4mgmg答案：C 2 2如右圖所示，跨過定滑輪的細(xì)繩的一端掛一如右圖所示，跨過定滑輪的細(xì)繩的一端掛一吊板，另一端被吊板上的人拉住，已知人的質(zhì)量吊板，另一端被吊板上的人拉住，已知人的質(zhì)量為為70kg70kg，吊板的質(zhì)量為，吊板的質(zhì)量為10kg10kg，繩及定滑輪的質(zhì)量、，繩及定滑輪的質(zhì)量、滑輪的摩擦均可不計，取重力加速度滑輪的摩擦均可不計，取重力加速度g g10m/s10m/s2 2. .當(dāng)人以當(dāng)人以440N440N的力拉繩時，人與吊板的加速度和人的力拉繩時，人與吊板的加速度和人對吊板的壓力分別為多少？對吊板的壓力分別為多少？答案：答案：a a1.0m/s1.0m/s2 2F FN N330N330N解析：以人和吊板組成的整體為研究對象，人