高中物理人教版第三章受力分析（學(xué)生版）

高中物理人教版（2019）必修第一冊第三章受力分析【問題查找】【診斷1】如圖1所示，一小球用兩根輕繩掛于天花板上，球靜止，繩1傾斜，繩2恰好豎直，則小球所受的作用力有()圖1A．1個 B．2個C．3個 D．4個【診斷2】（多選）如圖2所示，物體A、B疊放在水平面上，水平力F作用在A上，使二者一起向左做勻速直線運動，下列說法正確的是()圖2A．A、B之間無摩擦力B．A受到的摩擦力水平向右C．B受到A的摩擦力水平向左D．地面對B的摩擦力為靜摩擦力，水平向右【診斷3】如圖3所示，用水平力F將木塊壓在豎直墻壁上，已知木塊重力G＝6N，木塊與墻壁間的動摩擦因數(shù)μ＝0.25，求：圖3(1)當(dāng)F＝25N時，木塊不動，木塊受到的摩擦力為多大？(2)當(dāng)F增大為30N時，木塊仍靜止，木塊受到的摩擦力為多大？(3)當(dāng)F＝10N時木塊沿墻面下滑，此時木塊受到的摩擦力為多大？(4)當(dāng)F＝6N時，木塊受到的摩擦力為多大？【診斷4】如圖4所示，直角三棱柱A放在水平地面上，光滑球B放在三棱柱和光滑豎直墻壁之間，A和B都處于靜止?fàn)顟B(tài)，試分別畫出A和B的受力示意圖．圖4【要點精講】目標(biāo)1彈力的有無和方向一鐵塊放在海綿上，鐵塊和海綿都發(fā)生了形變，從而在它們之間產(chǎn)生了彈力，如圖所示．海綿對鐵塊的支持力是如何產(chǎn)生的？方向怎樣？鐵塊對海綿的壓力是怎樣產(chǎn)生的？方向怎樣？【診斷1】如圖1所示，一小球用兩根輕繩掛于天花板上，球靜止，繩1傾斜，繩2恰好豎直，則小球所受的作用力有()圖1A．1個 B．2個C．3個 D．4個說明：判斷彈力是否存在的方法——假設(shè)法1．假設(shè)無彈力：將與研究對象接觸的另一物體去掉，即假設(shè)不存在彈力，看研究對象在該位置是否保持原來的狀態(tài)．2．假設(shè)有彈力：就是假設(shè)與研究對象接觸的物體對研究對象施加了彈力，畫出假設(shè)狀態(tài)下的受力分析圖，判斷受力情況與存在狀態(tài)是否矛盾，若矛盾，則不存在彈力，若不矛盾，則此彈力存在．3.特殊物體的彈力方向判定：對于繩子而言，其所受彈力必然與繩子在同一線；但是桿不一樣，桿可以朝任何方向。目標(biāo)二靜摩擦力的有無和方向【診斷2】（多選）如圖2所示，物體A、B疊放在水平面上，水平力F作用在A上，使二者一起向左做勻速直線運動，下列說法正確的是()圖2A．A、B之間無摩擦力B．A受到的摩擦力水平向右C．B受到A的摩擦力水平向左D．地面對B的摩擦力為靜摩擦力，水平向右說明：靜摩擦力有無及方向的判斷方法1．平衡條件法當(dāng)相互接觸的兩物體處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運動狀態(tài)時，可根據(jù)二力平衡條件判斷靜摩擦力的存在與否及其方向．2．假設(shè)法利用假設(shè)法進(jìn)行判斷時，可按以下思路進(jìn)行分析：目標(biāo)3掌握靜摩擦力、滑動摩擦力方向的判定和大小的計算方法【診斷3】如圖3所示，用水平力F將木塊壓在豎直墻壁上，已知木塊重力G＝6N，木塊與墻壁間的動摩擦因數(shù)μ＝0.25，求：圖3(1)當(dāng)F＝25N時，木塊不動，木塊受到的摩擦力為多大？(2)當(dāng)F增大為30N時，木塊仍靜止，木塊受到的摩擦力為多大？(3)當(dāng)F＝10N時木塊沿墻面下滑，此時木塊受到的摩擦力為多大？(4)當(dāng)F＝6N時，木塊受到的摩擦力為多大？說明：摩擦力大小的計算，應(yīng)先分析是靜摩擦力還是滑動摩擦力．1．靜摩擦力靜摩擦力在0<F≤Fmax內(nèi)隨外力的變化而變化，一般根據(jù)平衡條件求解．2．滑動摩擦力(1)根據(jù)F＝μFN進(jìn)行計算，其中FN為接觸面受到的正壓力．(2)根據(jù)平衡條件．目標(biāo)4學(xué)會對物體進(jìn)行受力分析的方法【診斷4】如圖4所示，直角三棱柱A放在水平地面上，光滑球B放在三棱柱和光滑豎直墻壁之間，A和B都處于靜止?fàn)顟B(tài)，試分別畫出A和B的受力示意圖．圖4說明：受力分析的一般步驟1．明確研究對象，即首先確定我們要分析哪個物體的受力情況，研究對象可以是單個物體(質(zhì)點、結(jié)點)，也可以是兩個(或多個)物體組成的整體；2．隔離分析：將研究對象從周圍物體中隔離出來，分析周圍有哪些物體對它施加了力的作用；3．按重力、彈力、摩擦力、其他力的順序，依據(jù)各力的方向，畫出各力的示意圖．【查漏補缺】1.如圖5所示，將一個鋼球分別放在量杯、口大底小的普通茶杯和三角燒杯中，鋼球與各容器的底部和側(cè)壁相接觸，處于靜止?fàn)顟B(tài)．若鋼球和各容器的接觸面都是光滑的，各容器的底面均水平，則以下說法中正確的是()圖5A．各容器的側(cè)壁對鋼球均無彈力作用B．各容器的側(cè)壁對鋼球均有彈力作用C．量杯的側(cè)壁對鋼球無彈力作用，其余兩種容器的側(cè)壁對鋼球均有彈力作用D．口大底小的普通茶杯的側(cè)壁對鋼球有彈力作用，其余兩種容器的側(cè)壁對鋼球均無彈力作用2．如圖6所示是工廠傳輸貨物的裝置，物體A在皮帶的帶動下，以速度v沿直線勻速向右運動，物體A受到幾個力的作用()圖6A．1個 B．2個C．3個 D．4個3．畫出圖(1)～(4)中靜止物體A的受力示意圖(注意：圖中球形物體的接觸面光滑)．4．如圖7所示，物體A重40N，物體B重20N，A與B、A與地面間的動摩擦因數(shù)相同，物體B用水平細(xì)繩系住，當(dāng)水平力F＝32N時，才能將A勻速拉出，求接觸面間的動摩擦因數(shù)．【梳理優(yōu)化】查漏補缺1．如圖1所示，斜面靜置于水平粗糙地面上，斜面與豎直墻之間放置一表面光滑的鐵球，斜面傾角為θ，球的半徑為R，球與斜面接觸點為A，與豎直墻的接觸點為B.球心是O，球處于靜止?fàn)顟B(tài)，則()圖1A．豎直墻對鐵球的彈力過B點從B點指向O點B．斜面對鐵球的彈力豎直向上C．斜面對鐵球的彈力過A點從A點指向O點D．豎直墻壁對鐵球沒有彈力2.（多選）如圖3所示，用力F拉疊放在一起的兩物體A、B，但沒有拉動，兩物體仍然靜止，則()圖3A．B受三個力 B．B受兩個力C．A受五個力 D．A受六個力3.如圖9所示，在粗糙的水平地面上有質(zhì)量為m的物體A，連接在一勁度系數(shù)為k的輕彈簧上，物體與地面之間的動摩擦因數(shù)為μ，現(xiàn)用一水平力F向右拉彈簧(彈簧未拉動前處于原長)，使物體A做勻速直線運動，則彈簧伸長的長度為(重力加速度為g)()圖9A.eq\f(k,F) B.eq\f(mg,k)C.eq\f(k,μmg) D.eq\f(μmg,k)4.如圖6所示，木箱A中放一個光滑的鐵球B，它們一起靜止于斜面上，如果對鐵球B(不包括木箱A)進(jìn)行受力分析，則鐵球B受力個數(shù)為()圖6A．3個 B．4個C．2個 D．1個舉一反三1.如圖2所示，一根彈性桿的一端固定在傾角為30°的斜面上，桿的另一端固定一個重為2N的小球，小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，則彈性桿對小球的彈力()圖2A．大小為2N，方向平行于斜面向上B．大小為1N，方向平行于斜面向上C．大小為2N，方向垂直于斜面向上D．大小為2N，方向豎直向上2.（多選）如圖4所示，皮帶運輸機正在把貨物從低處勻速運往高處，運送過程中貨物與傳送帶保持相對靜止，則下列說法正確的是()圖4A．貨物具有相對傳送帶向上的運動趨勢B．貨物具有相對傳送帶向下的運動趨勢C．貨物受傳送帶的摩擦力沿傳送帶向上D．傳送帶沒有給貨物摩擦力作用3.如圖11所示，不光滑的水平面上并列放置兩物塊A和B.已知水平面對A的最大靜摩擦力為4N，水平面對B的最大靜摩擦力為2N，當(dāng)用F＝3N的水平力從左側(cè)推A時，物體A、B受的摩擦力分別為FfA、FfB，則()圖11A．FfA＝1N，F(xiàn)fB＝2NB．FfA＝3N，F(xiàn)fB＝0C．FfA＝4N，F(xiàn)fB＝2ND．因動摩擦因數(shù)和A、B的質(zhì)量未知，故無法計算4.（多選）如圖7所示，A、B兩物體均靜止，關(guān)于B物體的受力情況，下列敘述正確的是()圖7A．可能受到三個力，也可能受到四個力B．一定受到四個力的作用C．必受到地面的靜摩擦力作用D．必受到地面的支持力作用方法技巧與總結(jié)1．彈力有無的判斷方法(1)有明顯形變時可根據(jù)彈力產(chǎn)生的條件判斷；(2)無明顯形變時可根據(jù)假設(shè)法判斷．2．靜摩擦力有無及方向的判斷方法(1)平衡條件法；(2)假設(shè)法．3．摩擦力的計算(1)靜摩擦力：根據(jù)平衡條件求解．(2)滑動摩擦力：根據(jù)F＝μFN進(jìn)行計算．4．受力分析的步驟(1)明確研究對象；(2)合理隔離；(3)按由易到難的順序(先重力，再彈力、摩擦力，最后其他力)畫出受力示意圖.【強化鞏固】1.在下列各圖中，A、B之間一定有彈力的是()2.如圖5所示，在水平桌面上放一木塊，用從零開始逐漸增大的水平拉力F拉著木塊沿桌面運動，則木塊所受的摩擦力Ff隨拉力F變化的圖象正確的是()圖53.如圖8所示，在水平拉力F作用下，B、C兩球均處于靜止?fàn)顟B(tài)，AB繩豎直，則C球受幾個力的作用？畫出C球的受力示意圖．圖84.如圖12所示，一個質(zhì)量為M＝2kg的物體放在粗糙水平面上，物體與水平面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2，用一條質(zhì)量不計的細(xì)繩繞過定滑輪和一只質(zhì)量為m0＝0.1kg的小桶相連，已知：M受到的最大靜摩擦力Fmax＝4.5N，細(xì)繩水平，滑輪上的摩擦不計，g取10N/kg，求在以下情況中，M受到的摩擦力的大?。畧D12(1)只掛m0處于靜止?fàn)顟B(tài)時；(2)只掛m0但在M上再放一個M′＝3kg的物體時；(3)只在桶內(nèi)加入m1＝0.33kg的砂子時；(4)只在桶內(nèi)加入m2＝0.5kg的砂子時．【課后練習(xí)】第一天作業(yè)1.如圖所示，與小球接觸的面都是光滑的，則小球靜止時受到兩個彈力的是（）A．B．C．D．2.（多選）如圖5所示，有一重力不計的方形容器，被水平力F壓在豎直的墻面上處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)緩慢地向容器內(nèi)注水，直到將容器剛好盛滿為止，在此過程中容器始終保持靜止，則下列說法中正確的是()圖5A．容器受到的摩擦力不變B．容器受到的摩擦力逐漸增大C．水平力F可能不變D．水平力F必須逐漸增大3.重為50N的物體，在粗糙水平面上向右運動，物體與水平面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2，同時物體還受到一個大小為10N、方向水平向左的拉力F作用，如圖10所示，則水平面對物體的摩擦力的大小和方向是()圖10A．10N，水平向左 B．20N，水平向左C．10N，水平向右 D．20N，水平向右4.如圖9所示，一重為40N的木塊原來靜止在水平桌面上，某瞬間在水平方向上同時受到兩個方向相反的力F1、F2的作用，其中F1＝13N，F(xiàn)2＝6N．已知木塊與桌面間的動摩擦因數(shù)為0.2，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，求：圖9(1)木塊所受的摩擦力的大小和方向；(2)當(dāng)只將F1撤去時，木塊受到的摩擦力的大小和方向；(3)若撤去的力不是F1而是F2，求木塊受到的摩擦力的大小和方向．第二天作業(yè)1.如圖所示，物體靜止在固定的斜面上，則對物體的受力分析，下列正確的是（）A．重力、支持力、壓力B．重力、支持力、摩擦力C．重力、下滑力、支持力、摩擦力D．重力、下滑力、支持力、壓力、摩擦力2.一小球在墻角處挨著豎直墻壁靜止在水平地板上，下列所給出的小球受力示意圖，正確的是（）A．B．C．D．3.如圖所示，小球用一豎直細(xì)線懸掛且與下方斜面有接觸，下列說法正確的是（）A．小球受到重力、繩子拉