高中物理專題分析受力分析

1、高中物理專題分析受力分析種類產(chǎn)生條件方向大小特點有質(zhì)量的兩個物體之間重心（重心不一定在物體上）沿兩物體中心連線向里萬有引力重力物體在地球表面及附近總是豎直向下跟水平面垂直1.普遍性2.相互性3.宏觀性一高中物理中常見的幾種力重力是萬有引力的一個分力物體在赤道時物體在兩極時如果不考慮地球自轉，物體在地球表面及其附近時，可認為萬有引力等于重力。星球的解體問題種類產(chǎn)生條件方向大小特點1. 兩個物體直接接觸，2.發(fā)生彈性形變。2.輕繩：沿繩且離開受力物體1.彈簧的彈力F=kx 2.牛頓定律或平衡條件計算彈力3.輕桿：桿對物體的彈力不一定沿桿的方向1.接觸面：垂直于接觸面，跟形變方向相反彈力和靜摩擦力是

2、被動力，它們由主動力和物體的運動狀態(tài)（加速度）共同決定。通常用平衡條件或牛頓運動定律判斷方向和求解大小。摩擦力滑動摩擦力靜摩擦力1.接觸面粗糙2.相互接觸3.發(fā)生彈性形變有相對運動趨勢有相對運動1.與彈力方向垂直2.與接觸面相切與相對運動方向相反與相對運動趨勢方向相反兩個有關兩個無關牛頓定律或平衡條件計算0m2，若兩物體分別以v1和v2沿斜面向下做勻速運動，且v1v2,三角形木塊保持靜止狀態(tài)，則粗糙水平面對三角形木塊 A. 摩擦力的方向水平向右B. 摩擦力的方向水平向左C. 摩擦力的方向不能確定D. 以上結論都不對Dm1m2abcM+2mgN解2：由于三角形木塊和斜面上的兩物體加速度均相等，可

3、以把它們看成一個整體，豎直方向受到重力（M+m1+m2）g和支持力N作用處于平衡狀態(tài)，水平方向無任何滑動趨勢，因此不受地面的摩擦力作用.如果連接體中各部分的加速度相同，并且不涉及到物體之間的相互作用力時，優(yōu)先考慮選用“整體法”m1m2abcv1v2解1：隔離法.2.（2008年海南物理卷2）如圖，質(zhì)量為M的楔形物塊靜置在水平地面上，其斜面的傾角為斜面上有一質(zhì)量為m的小物塊，小物塊與斜面之間存在摩擦用恒力F沿斜面向上拉小物塊，使之勻速上滑在小物塊運動的過程中，楔形物塊始終保持靜止地面對楔形物塊的支持力為（ ）mMFA.(Mm)g B.(Mm)gFC.(Mm)gFsin D.(Mm)gFsinD解

4、析:對整體進行受力分析，豎直方向由平衡條件：(M+m)gFNf優(yōu)先考慮“整體法”3.（2010年山東理綜卷17） 如圖所示，質(zhì)量分別為m1、m2兩個物體通過輕彈簧連接，在力F的作用下一起沿水平方向做勻速直線運動（m1在地面，m2在空中），力F與水平方向成 角。則m1所受支持力N和摩擦力f正確的是（ ）A. B. C. D. 【解析】選整體為研究對象，根據(jù)平衡條件得A C 本題考查的是受力分析和物體的平衡問題，靈活選擇研究對象是快速、正確解答此題的關鍵。體會“整體法和隔離法”的基本物理思想。fFm1m2N19.（2009年海南物理卷3）兩剛性球a和b的質(zhì)量分別為ma和mb 、直徑分別為da個db

5、(da db)。將a、b球依次放入一豎直放置、內(nèi)徑為的平底圓筒內(nèi)，如圖所示。設a、b兩球靜止時對圓筒側面的壓力大小分別為f1和f2，筒底所受的壓力大小為F已知重力加速度大小為g。若所有接觸都是光滑的，則 （ ）AF=(ma+mb)g f1=f2 BF=(ma+mb)g f1f2CmagF(ma+mb)g f1=f2 DmagF(ma+mb)g f1f2A4. 底座A上有一根直立長桿，其總質(zhì)量為M，桿上套有質(zhì)量為m的環(huán)B， 它與桿有摩擦，設摩擦力的大小恒定。當環(huán)從底座以初速度v向上飛起時，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分別是多大？ v解1：環(huán)向上做勻減速運

6、動，底座連同直桿靜止mgfa環(huán)v底座MgNf 因此底座對水平地面的壓力解2：對環(huán)桿（連同底座）為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律得因此底座對水平地面的壓力5.（06年全國理綜卷）如圖所示，位于水平桌面上的物塊P，由跨過定滑輪的輕繩與物塊Q相連，從滑輪到P和到Q的兩段繩都是水平的。已知Q與P之間以及P與桌面之間的動摩擦因數(shù)都是，兩物塊的質(zhì)量都是m，滑輪的質(zhì) 量、滑輪軸上的摩擦都不計，若用一水平向右的力F拉P使它做勻速運動，則F的大小為（ ）A 4mg B 3mg C 2mg D mg解析：選整體為研究對象，有F=2T+2mg,選Q為研究對象，有T=mg，因此有F=4mg。因此選項A正確。FQPA解題感

7、悟：1.研究對象：整體法和隔離法相結合，本題用隔離法也不復雜；2.受力分析：對研究對象正確受力分析是解題的關鍵，如本題中，Q對P沒有壓力，但是由于Q的存在增大了P對地面的壓力；3.連接體問題的本質(zhì)： Q和P之間存在相互作用的滑動摩擦力mg。6.（2008年四川延考卷24） 平面上有一帶圓弧形凸起的長方形木塊A，木塊A上的物體B用繞過凸起的輕繩與物體C相連， B與凸起之間的繩是水平的。用一水平向左的拉力F作用在物體B上，恰使物體A、B、C保持相對靜止，如圖。已知物體A、B、C、的質(zhì)量均為m，重力加速度為g，不計所有的摩擦，則拉力F應為多大？解析：設繩中張力為T，A、B、C共同的加速度為a，由牛頓

8、運動定律，對A、B、C 組成的整體有對B有對C有聯(lián)立式解出整體法和隔離法相結合CABF解：以物體和繩整體為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律得：7. 用質(zhì)量為m、長度為L的質(zhì)量均勻分布的繩（下垂度不計）沿著光滑水平面拉動質(zhì)量為M的物體，在繩的一端所施加的水平拉力為F, 求繩中各處張力的大小。FmM以物體和靠近物體x長的繩為研究對象，同理：聯(lián)立以上兩式解出繩中靠近物體x長處的張力大小連接體問題的“連接”的本質(zhì)是物體之間相互聯(lián)系的相互作用力（不一定相互接觸）連接體問題求解的關鍵是靈活選擇研究對象，對研究對象認真受力分析和運動分析按順序分析物體受到的性質(zhì)力，防止漏力和添力 受力分析的一般順序是先主動力（萬有

9、引力包括重力、電場力），后被動力（洛倫茲力、彈力、摩擦力）；被動力中，先洛倫茲力（與物體的速度有關），后接觸力（彈力和摩擦力，與物體的加速度密切相關）；接觸力中先彈力，后摩擦力（彈力是產(chǎn)生摩擦力的必要條件）。彈力看接觸物體，彈力的個數(shù)小于等于接觸物體的個數(shù)，摩擦力看接觸面摩擦力的個數(shù)小于等于接觸面的個數(shù)對裝有動力機械的物體，還要考慮是否有牽引力；物體在液體或空氣中，還要同時考慮是否受浮力和流體阻力；求固體或液體封閉氣體的壓強，對研究對象進行受力分析時，注意不要漏掉內(nèi)、外氣體的壓力。按順序受力分析，能有效防止“漏力”。 對研究對象進行受力分析，只分析研究對象受到的性質(zhì)力，不分析效果力，千萬不能加

10、上“向心力”、“回復力”等效果力。浮力是物體的上下兩個表面的壓力差產(chǎn)生的效果力。浮力和流體壓力不能重復多算.另外慣性不是力，每個力都應有施力物體。有效防止“添力”。1.在斜面上疊放著A、B兩物體，若在B物體上加一水平方向的推力F，兩物體均靜止，則B物體受力個數(shù)為（ ） A.一定是6個 B.可能是4個 C.可能是5個 D.可能是6個ABFABFmBgN1fABN2解：對物體B（結合A）進行受力分析.它一定受到mBg、N1、N2、F、fAB這五個力的作用B物體處于平衡狀態(tài)，所受合外力為零，由于不能確定Fcos與mgsin+fAB的大小，因此斜面對B物體可能有靜摩擦力（方向可能沿斜面向上或向下），也

11、可能沒有靜摩擦力靜摩擦力具有良好的適應環(huán)境的能力，其大小和方向都隨著外界條件（主動力和運動狀態(tài)）的變化而變化，被稱為“千變魔女”C D 2有一密度為1、棱長為a的正方體放在盛有密度為2的液體容器底部，它與容器底部緊密接觸，如圖所示，若液體深度為h,液體上方大氣壓強為P0，則正方體對容器底部的壓力大小為多少？hGNF浮力是物體的上下兩個表面的壓力的合力（壓力差），本題中，只有正方體的上表面受到水的壓力浮力是一個效果力，浮力和流體壓力不能重復多算解：對正方體進行受力分析，根據(jù)平衡條件得其中3.（2008年江蘇卷物理3）一質(zhì)量為M的探空氣球在勻速下降,若氣球所受浮力F始終保持不變，氣球在運動過程中所

12、受阻力僅與速率有關，重力加速度為g.現(xiàn)欲使該氣球以同樣速率勻速上升,則需從氣球吊籃中減少的質(zhì)量為（ ）A氣球勻速下降時氣球勻速上升時解：設氣球所受空氣阻力為按比例認真畫出物體的受力分析圖根據(jù)受力分析按比例畫出物體的受力分析圖，解決問題需要合成或分解時，必須畫出相應的平行四邊形（或三角形），注意實線、虛線和箭頭這些細節(jié)。在受力分析圖旁標明相關角度和加速度有向線段 4.（2009江蘇物理卷2）用一根長1m的輕質(zhì)細繩將一副質(zhì)量為1kg的畫框對稱懸掛在墻壁上，已知繩能承受的最大張力為10N，為使繩不斷裂，畫框上兩個掛釘?shù)拈g距最大為（ 取g=10m/s2 ）（ ）AA. B C D13.（2009年山東

13、理綜卷16）如圖所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O為球心，一質(zhì)量為m的小滑塊，在水平力F的作用下靜止P點。設滑塊所受支持力為FN。OF與水平方向的夾角為0。下列關系正確的是（ ）A. F=mg/tanF=mgtanFN=mg/tanD. FN=mgtanmgFFNA2如圖所示，固定在水平面上的光滑半球，球心O的正上方固定一個小定滑輪，細繩一端拴一小球，小球置于半球面上的A點，另一端繞過定滑輪。今緩慢拉繩使小球從A點滑到半球頂點，則此過程中，小球對半球的壓力FN及細繩的拉力FT大小變化情況是（ ）AFN變大，F(xiàn)T變大 BFN變小，F(xiàn)T變大CFN不變，F(xiàn)T變小 DFN變大，F(xiàn)T變小解析：小球每

14、一時刻都處于平衡狀態(tài)，作出小球的受力分析示意圖，根據(jù)平衡條件，由矢量三角形和幾何三角形相似，可得DFNFTGORh可知選項D正確。方法1：結合假設法根據(jù)力產(chǎn)生的條件進行受力分析3. 受力分析的方法方法2：結合牛頓第二定律根據(jù)力產(chǎn)生的效果進行受力分析方法3：結合牛頓第三定律，靈活選擇轉化研究對象，根據(jù)力產(chǎn)生的條件及其效果進行受力分析方法1：結合假設法根據(jù)力產(chǎn)生的條件進行受力分析例1一個長直螺旋管中通有正弦交流電，把一個粒子沿管的軸線射入管中，則粒子將在管中做（ ）A. 勻速圓周運動 B. 簡諧運動C. 勻加速直線運動D. 勻速直線運動D洛倫茲力產(chǎn)生的條件是運動電荷在磁場中，并且運動方向和磁場方向

15、不平行。可從洛倫茲力的公式來記憶，公式中的各個量均不為零才存在洛倫茲力。6.（2009年浙江理綜卷14）如圖所示，質(zhì)量為m的等邊三棱柱靜止在水平放置的斜面上。已知三棱柱與斜面之間的動摩擦因數(shù)為，斜面的傾角為300，則斜面對三棱柱的支持力與摩擦力的大小分別為 （ ）A1.（08年武漢市調(diào)研試題） 某同學騎自行車前進時，地面對后輪的摩擦力為F1，對前輪的摩擦力為F2；推自行車前進時，地面對后輪的摩擦力為F1，對前輪的摩擦力為F2。則下列說法正確的是（ ）AF2和F2的方向均向后BF1和F1的方向均向前CF1和F1的方向均向后DF1的方向向前，F(xiàn)1的方向向后解析：自行車的后輪是主動輪，是由人提供動力

16、轉動的；自行車的前輪是從動輪，是由鏈條帶動而轉動的用假設法判斷自行車后輪和前輪與地面接觸點相對于地面的運動趨勢方向。從而確定靜摩擦力的方向。 A D思考：汽車的牽引力和摩擦阻力的本質(zhì)是什么？。2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P連接，P與斜放的固定擋板MN接觸，且處于靜止狀態(tài)，則斜面體P此刻受到外力個數(shù)可能為（ ）A.2個B.3個C.4個D.5個MPN解：假設去掉擋板MN，如果斜面體P仍保持靜止狀態(tài)，則斜面體只受到重力和彈簧對它的支持力兩個力的作用，擋板對斜面體沒有壓力，當然擋板對斜面體也沒有靜摩擦力如果斜面體向上加速運動，則斜面體除受到重力和彈簧的支持力外，還受到擋

17、板對它的壓力，根據(jù)平衡條件可知，斜面體一定會受到擋板對它的沿斜面向下的靜摩擦力作用，斜面體受到四個力的作用利用假設法分析彈力和靜摩擦力彈力和靜摩擦力是被動力，它與主動力和物體的運動狀態(tài)有關A C方法2：結合牛頓第二定律根據(jù)力產(chǎn)生的效果進行受力分析1.（2010年浙江理綜卷14） 如圖所示，A、B兩物體疊放在一起，以相同的初速度上拋（不計空氣阻力）。下列說法正確的是 （）A. 在上升和下降過程中A對B的壓力一定為零B. 上升過程中A對B的壓力大于A對物體受到的重力C. 下降過程中A對B的壓力大于A物體受到的重力D. 在上升和下降過程中A對B的壓力等于A物體受到的重力A解析：以A、B整體為研究對象

18、：僅受重力，由牛頓第二定律知加速度為g，方向豎直向下。以A為研究對象：因加速度為g，方向豎直向下，故由牛頓第二定律知A所受合力為A的重力，所以A僅受重力作用。BAv物體在重力場中做拋體運動時，如果不計空氣阻力，只受重力，加速度為豎直向下的重力加速度，物體處于完全失重狀態(tài)，物體之間的相互作用力為零。2. 水平臺面上放著一個互成1200角的支架ABC，質(zhì)量為m的光滑球放在支架上靜止不動，當支架以加速度a豎直向下加速運動時，關于球的受力分析正確的是：A.球可能受3個力作用 B.球一定受3個力作用C.球可能受2個力作用 D.球可能受1個力作用ABC解：支架以加速度a向下加速運動，a可能小于g,則球受到

19、重力和BC板的支持力兩個力；a也可能大于或等于g，則球只受到重力一個力C D由于加速度a的大小不能確定，從而有多種可能，容易漏選，特別注意的是AB對球始終沒有作用力例5一質(zhì)量為m的木塊，放在傾角為的傳送帶上，隨帶一起向下做勻加速運動，加速度為a，試求物體所按的摩擦力Ff m解：假設物體受到傳送帶的摩擦力為Ff沿斜面向下，根據(jù)牛頓第二定律mgsin+Ff=ma 討論（1）傳送帶的加速度a=gsin，可得Ff=0，物體不受摩擦力作用；（2）若傳送帶的加速度agsin，可得Ff= ma-mgsingsin，可得Ff= ma-mgsin0物體受到的摩擦力沿斜面向下，大小為ma-mgsin。又如木桿一端

20、固定作為圓心，另一端固定小球，使小球在豎直平面內(nèi)做變速圓周運動，求小球到最高點時桿對小球的彈力，可先假定桿對小球的作用力方向向上或向下，根據(jù)計算結果的正負再判定是假定方向還是跟假定方向相反。1水平地面上的物體A，在斜向上的拉力F作用下，向右做勻速運動，由此可以判斷A.物體A可能只受到三個力的作用B.物體A一定受到了四個力的作用C.物體A受到的滑動摩擦力大小為FcosD.物體A對水平地面的壓力大小一定為FsinF解：根據(jù)物體做勻速運動，可知物體必受滑動摩擦力。B CFmgNFxFyf本題受力分析的次序是先摩擦力后彈力。彈力是產(chǎn)生摩擦力的必要條件解：以A為研究對象，A受mg重力和其它土豆的作用F，

21、而產(chǎn)生水平向右的加速度。得D正確。 mgmaF2. 如圖，有一箱裝得很滿的土豆，以一定的初速度在動摩擦因數(shù)為的水平地面上向左做勻減速運動，不計其他外力及空氣阻力，則中間一質(zhì)量為m的土豆A受到其他土豆對它的作用力大小應是A. mg B. mg C. D.A連接體問題的解題策略整體法求加速度，隔離法求相互作用力根據(jù)力的互成和分解思想，我們把其它土豆對A的作用力看成一個力，結合運動狀態(tài)根據(jù)牛頓第二定律求解2.（2009年天津物理卷1）物塊靜止在固定的斜面上，分別按圖示的方向對物塊施加大小相等的力F，A中F垂直于斜面向上。B中F垂直于斜面向下，C中F豎直向上，D中F豎直向下，施力后物塊仍然靜止，則物塊

22、所受的靜摩擦力增大的是 （ ）D2. 一航天探測器完成對月球的探測任務后，在離開月球的過程中，由靜止開始沿著與月球表面成一傾斜角的直線飛行，先加速運動，再勻速運動。探測器通過噴氣而獲得推動力。以下關于噴氣方向的描述中正確的是（ ）A.探測器加速運動時，沿直線向后噴氣 B.探測器加速運動時，豎直向下噴氣C.探測器勻速運動時，豎直向下噴氣 D.探測器勻速運動時，不需要噴氣解析：探測器沿直線加速運動時，所受合力F合方向與運動方向相同，而重力方向豎直向下，由平行四邊形定則知推力方向必須斜向上方，因此噴氣方向斜向下方。勻速運動時，所受合力為零，因此推力方向必須豎直向上，噴氣方向豎直向下。選CFFGGvF

23、合vvaC明確火箭、飛船等航天器動力的來源問題3（2008年寧夏理綜卷10）一有固定斜面的小車在水平面上做直線運動，小球通過細繩與車頂相連。小球某時刻正處于圖示狀態(tài)。設斜面對小球的支持力為N，細繩對小球的拉力為T，關于此時刻小球的受力情況，下列說法正確的是（ ）A.若小車向左運動，N可能為零B.若小車向左運動，T可能為零C.若小車向右運動，N不可能為零D.若小車向右運動，T不可能為零左右A B 解析: “小球某時刻正處于圖示狀態(tài)”說明小球和小車相對靜止，其加速度相等。從四個選項中“N可能為零”“T可能為零”討論問題可以以這兩個狀態(tài)為突破口入手分析。對小球受力分析，當N為零時，小球的合外力水平向

24、右，加速度向右，故小車可能向右加速運動或向左減速運動，A對C錯；當T為零時，小球的合外力水平向左，加速度向左，故小車可能向右減速運動或向左加速運動，B對D錯。本題也可用極限分析法來分析。4.（2010年安徽理綜卷19）L型木板P（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滑塊Q相連，如圖所示。若P、Q一起沿斜面勻速下滑，不計空氣阻力。則木板P的受力個數(shù)為（ ）A 3 B4 C5 D6 PQ【解析】P、Q一起沿斜面勻速下滑時，由于木板P上表面光滑，滑塊Q受到重力、P的支持力和彈簧沿斜面向上的彈力。木板P受到重力、斜面的支持力、斜面的摩擦力、Q的壓力和彈簧沿斜面

25、向下的彈力，所以選項C正確。C 5兩傾斜的滑桿上分別套A、B兩圓環(huán)，兩環(huán)上分別用細線懸吊著兩物體，如圖所示。當它們都沿滑桿向下滑動時，A的懸線與桿垂直，B的懸線豎直向下，則（ ）AA環(huán)與桿無摩擦力BB環(huán)與桿無摩擦力CA環(huán)作的是勻速運動DB環(huán)作的是勻速運動A D“整體法”和“隔離法”相結合，根據(jù)運動狀態(tài)結合平衡條件或牛頓第二定律進行受力分析。整體B:張力和重力都在豎直方向，故其水平方向加速度為零，因此整體的加速度一定為零，否則就會存在水平方向的加速度分量。整系統(tǒng)一定在做勻速運動。所以B環(huán)與桿一定存在著滑動摩擦力。AAA:BB例8一平行板電容器板長為L，兩板間距離為d，將其傾斜放置，如圖所示，兩板

26、間形成一勻強電場.現(xiàn)有一質(zhì)量為m、帶電量為+q的油滴以初速度v0自左側下板邊緣處水平進入兩板之間，沿水平方向運動并且恰從右側上板邊緣處離開電場，那么，兩板之間的電勢差為多大？ ABCDv0qU/d解：對帶電油滴受力分析，根據(jù)物體做直線運動的條件得ABCDv0mgF聯(lián)立兩式解出兩板之間的電勢差5（2010海南物理卷5）如右圖，水平地面上有一楔形物塊 ，其斜面上有一小物塊b，b與平行于斜面的細繩的一端相連，細繩的另一端固定在斜面上a與b之間光滑，a和b以共同速度在地面軌道的光滑段向左運動當它們剛運行至軌道的粗糙段時（ ）A繩的張力減小，b對a的正壓力減小B繩的張力增加，斜面對b的支持力增加 C繩的

27、張力減小，地面對a的支持力增加D繩的張力增加，地面對a的支持力減小a b 右左CB C例9. 如圖所示，a帶正電，b為不帶電的絕緣體，地面上方存在垂直紙面向里的勻強磁場，現(xiàn)用水平恒力拉b，時a、b一起無相對滑動地向左加速運動，則 （ ）FabBFabBN1f1vaqvBA. a對b的壓力不變 B. a對b的壓力變大C. a、b間的摩擦力變小 D. a、b間的摩擦力不變解：對整體受力分析，根據(jù)牛頓第二定律得對整物體a受力分析，根據(jù)牛頓第二定律得FabBN2f2qvB如果研究對象甲受到物體乙的作用力不便分析時，可以轉化研究對象研究物體甲，研究已對甲的反作用力因為根據(jù)牛頓第三定律，物體間的作用力和反作用力等大、反向、共線，我們可以通過轉化研究對象通過分析反作用力，從而確定作用力方法3：結合牛頓第三定律，靈活選擇轉化研究對象，根據(jù)力產(chǎn)生的條件及其效果進行受力分析1.（2010年江蘇物理卷3）如圖所示，置于水平地面的三腳架上固定著一質(zhì)量為m的照相機，三腳架的三根輕質(zhì)支架等長，與豎直方向均成300角，則每根支架中承受的壓力大小（ ）