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(duì)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(chǎng)力、磁場(chǎng)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(dòng)狀態(tài)相聯(lián)系，這就需要一定的綜合能力。由于學(xué)生對(duì)物理知識(shí)掌握不全，導(dǎo)致綜合分析能力

2、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(dòng)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(gè)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(gè)物體作為一個(gè)整體來分析的方法將研究對(duì)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(duì)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(duì)整體的作用。而不面整體內(nèi)部物體間的相互作用。分析它受到周圍其他物體對(duì)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點(diǎn)3 .受力分析的步驟

3、：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(duì)象一般可以是某個(gè)物體也可以是整體（多個(gè)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(duì)象跟周圍其他物體有幾個(gè)接觸點(diǎn)（面），先對(duì)某個(gè)接觸點(diǎn)（面）分析,若有擠壓，則畫出彈力，若還有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，則再畫出摩擦力。分析完一個(gè)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(chǎng)力：看是否有電、磁場(chǎng)力作用，如有則畫出。（3）驗(yàn)證：a.每一個(gè)力都應(yīng)找到對(duì)應(yīng)的施力物體b.受的力應(yīng)與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)對(duì)應(yīng)

4、。說明：（ 1）只分析研究對(duì)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(duì)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(gè)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(duì)有轉(zhuǎn)動(dòng)效果的物體，則力應(yīng)畫在實(shí)際位置上。（ 5）為了使問題簡(jiǎn)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(dòng)情況（平衡狀態(tài)、加速或減速），當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)情況不同時(shí)，其情況也不同。4.共點(diǎn)力的平衡1）平衡狀態(tài)：對(duì)質(zhì)點(diǎn)是指靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線

5、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的物體是指靜止?fàn)顟B(tài)或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)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F合=03） 平衡條件的推論：二力平衡時(shí)，兩個(gè)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(gè)物體的受力和運(yùn)動(dòng)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(duì)象或過程、狀態(tài)；將某個(gè)研究對(duì)象、某段運(yùn)動(dòng)過程或某個(gè)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(dòng)過程示意圖；（4）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)部某些物體的力和運(yùn)動(dòng)時(shí)，一般可采用整體法運(yùn)用整體法解題的基本步

6、驟是：明確研究的系統(tǒng)和運(yùn)動(dòng)的全過程；0）畫出系統(tǒng)整體的受力圖和運(yùn)動(dòng)全過程的示意圖；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(jiǎn)捷明快【題目】1彈力有、無(wú)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(wú)彈力？法1:例1:如圖所示，判斷接觸面對(duì)球有無(wú)彈力，已知球靜止，接觸面光滑。“假設(shè)法”ab圖11【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(dòng)，所以接觸面對(duì)球沒有彈力；b圖中若撤去斜面，球就不會(huì)停在原位置靜止，所以斜面對(duì)小球有支持力?！窘?/p>

7、析】圖a中接觸面對(duì)球沒有彈力；圖b中斜面對(duì)小球有支持力法2：根據(jù)“物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)”分析彈力。例2:如圖所示，判斷接觸面MO、ON對(duì)球有無(wú)彈力，已知球靜止，接觸面光滑。圖12【審題】圖中球由于受重力，對(duì)水平面ON一定有擠壓，故水平面的彈力，如圖13所示，則球?qū)⒉粫?huì)靜止，所以斜面MO對(duì)球沒ON對(duì)球一定有支持力，假設(shè)還受到斜面有彈力。MO【解析】水平面ON對(duì)球有支持力，斜面MO對(duì)球沒有彈力。再如例1的a圖中，若斜面對(duì)球有彈力，其方向應(yīng)是垂直斜面且指向球，這樣球也不會(huì)處于靜止?fàn)顟B(tài)，所以斜面對(duì)球也沒有彈力作用?！究偨Y(jié)】彈力有、無(wú)的判斷是難點(diǎn)，分析時(shí)常用“假設(shè)法”并結(jié)合“物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)”分析。2.判斷摩擦

8、力的有、無(wú)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(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)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(wú)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沿光滑斜面下滑圖d中物體A靜止a【審題】圖a中物體A靜止，水平方向上無(wú)拉力，所以物體A與接觸面間無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，所以無(wú)摩擦力產(chǎn)生；圖b中物體A沿豎直面下滑時(shí)，對(duì)接觸面無(wú)壓力，所以不論接觸面是否光滑都無(wú)摩擦力產(chǎn)生；圖c中接觸面間光滑,所以無(wú)摩擦力產(chǎn)生；圖d中物體A靜止，由于重力作用，有相對(duì)斜面向下運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，所以有靜摩擦力產(chǎn)生?！窘馕觥繄Da、圖b、圖

9、c中無(wú)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(wú)，應(yīng)依據(jù)摩擦力的產(chǎn)生條件，關(guān)鍵是看有沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。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(duì)運(yùn)動(dòng)方向或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反。但相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)不如相對(duì)運(yùn)動(dòng)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(duì)靜止的物體間能發(fā)生怎樣的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。若能發(fā)生，則這個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向就為原來靜止時(shí)兩物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向。若不能發(fā)生，則物體間無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。例4:如圖19所示為皮帶傳送裝置，甲為主動(dòng)輪，傳動(dòng)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

10、.P、Q兩點(diǎn)的摩擦力方向均與輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反B.P點(diǎn)的摩擦力方向與甲輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，Q點(diǎn)的摩擦力方向與乙輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同C. P點(diǎn)的摩擦力方向與甲輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同，Q點(diǎn)的摩擦力方向與乙輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反D. P、Q兩點(diǎn)的摩擦力方向均與輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同圖19【解析】正確答案為B【總結(jié)】判斷摩擦力的有、無(wú)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(duì)運(yùn)動(dòng)方向或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反，但不一定與物體的運(yùn)動(dòng)方向相反，有時(shí)還與物體的運(yùn)動(dòng)方向相同。例5:如圖112所示，A、B兩物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(dòng)，試分析A、B間的摩擦力及B與水平面間的摩擦力。上B>

11、;F圖112【審題】本題分析摩擦力時(shí)應(yīng)根據(jù)物體所處的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。以A物體為研究對(duì)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(duì)它的靜摩擦力，該力的方向一定沿水平方向，這樣無(wú)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(dòng)狀態(tài)相矛盾，故A物體不受B對(duì)它的靜摩擦力。反過來，B物體也不受A物體對(duì)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(duì)象。因A、B一起勻速運(yùn)動(dòng)，水平方向上合外力為零。水平方向上整體受到向右的拉力F作用，所以水平面對(duì)整體一定有向左的滑動(dòng)摩擦力，而水平面對(duì)整體的滑動(dòng)摩擦力也就是水平面對(duì)B物體的滑動(dòng)摩擦力

12、?！窘馕觥糠治鲆娚希駻勻速運(yùn)動(dòng)，所以A、B間無(wú)靜摩擦力，又因A、B整體勻速運(yùn)動(dòng)，由平衡條件得，物體B受到水平面對(duì)它的滑動(dòng)摩擦力應(yīng)向左?！究偨Y(jié)】靜摩擦力的方向與物體間相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)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(dòng)狀態(tài)”、及牛頓第三定律來分析?；瑒?dòng)摩擦力的方向與物體間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反?！镜湫屠}】物體的受力分析例1:如圖113甲所示，豎直墻壁光滑，分析靜止的木桿受哪幾個(gè)力作用。【審題】首先選取研究對(duì)象一一木桿，其次按順序畫力：重力G一作用在木桿的中點(diǎn)，方向豎直向下；畫彈力。有兩個(gè)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

13、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(huì)向右運(yùn)動(dòng)，所以桿靜止時(shí)有相對(duì)地面向右的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，所以地面對(duì)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(duì)桿向左的摩擦力f。如圖113乙所示乙圖113【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114甲所示，A、B、C疊放于水平地面上，加一水平力F,三物體仍靜止，分析A、B、C的受力情況?！緦忣}】用隔離法分析：先取A為研究對(duì)象：A受向下的重力Ga、B對(duì)A的支持力Nba。假設(shè)B對(duì)A有水

14、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(duì)A沒有摩擦力。取B為研究對(duì)象：B受向下的重力Gb、A對(duì)B的壓力Nab、C對(duì)B的支持力Ncb、水平力F。因B處?kù)o止，水平方向受合力為零，根據(jù)平衡條件，C對(duì)B一定有水平向左的摩擦力fcB。再取C為研究對(duì)象：C受向下的重力Gc、B對(duì)C的壓力Nbc,地面對(duì)C的支持力N,由牛頓第三定律得，B對(duì)C的摩擦力向右，因C處?kù)o止合力為零，根據(jù)平衡條件，地對(duì)C的摩擦力f一定水平向左。【解析】A、B、C三物體的受力如圖圖114乙所示甲乙圖114【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

15、現(xiàn)混亂。同時(shí)應(yīng)根據(jù)牛頓第三定律分析。A對(duì)B的壓力及B對(duì)C的壓力應(yīng)以Nab和Nbc表示，不要用Ga和Gb表示，因中它們跟Ga、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115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GB,外力F,由于F的作用，B和A之間的擠壓，所以A對(duì)B有支持力Nab,假設(shè)A、B接觸面光滑，物體B將相對(duì)A下滑，所以B有相對(duì)A向下的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，B受A向上的靜摩擦力fAB。再隔離A:A受重力Ga,墻對(duì)A的支持力N墻，由牛頓第三定律得，A受到B對(duì)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

16、物體相對(duì)墻將下滑，也就是說A物體相對(duì)墻有向下的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，所以墻對(duì)A有豎直向上的摩擦力f墻?！窘馕觥緼、B受力如圖115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116所示，用兩相同的夾板夾住三個(gè)重為G的物體A、B、C,三個(gè)物體均保持靜止，請(qǐng)分析各個(gè)物體的受力情況.圖116【審題】要分析各物體的受力情況，關(guān)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(duì)它向上的摩擦力，分別為f;水平方向上，受兩側(cè)板對(duì)它的壓力N1、N2。根據(jù)平衡條件得，每一側(cè)受的

17、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A,A物體受重力G,方向豎直向下，板對(duì)它的向上的摩擦力f,大小等于1.5G,A物體要平衡，就必須受到一個(gè)B對(duì)它的向下的摩擦力fBa,根據(jù)平衡條件得，大小應(yīng)等于0.5G,水平方向上，A物體受板對(duì)它的壓力N1和B對(duì)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(duì)它的向上的摩擦力f、B對(duì)它的向下的摩擦力fBc,水平方向上受板對(duì)它的壓力N2、B對(duì)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(duì)它的向上的摩擦力fAb、C對(duì)它的向上的摩擦力fcb,以及水平方向上A對(duì)它的壓力

18、NAb和C對(duì)它的壓力NcB?！窘馕觥緼、B、C受力如圖圖117所示圖117【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整體法確定兩側(cè)的摩擦力，再用隔離法確定單個(gè)物體所受的摩擦力?？傊谶M(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(gè)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(wú)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(dòng)扶梯的水平踏板上，隨扶梯斜向上勻速運(yùn)動(dòng)，如圖所示.以下說法正確的是B.人受到重力、支持力和摩擦力的作用A.人受到重力和支持力的作用D.人受到的合外力方向與速度方向相同C.人受到的合外力不為

19、零【解析】A由于人做勻速運(yùn)動(dòng)，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2kg的物體，處于靜止?fàn)顟B(tài)。若將一個(gè)質(zhì)量為 3kg的物體B豎直向下輕放在A上的一瞬間，則B對(duì)A的壓力大小為(取g=10m/s2)()A.30NB.0NC.15ND.12N3、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(gè)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 ,則A. f1=f2 , N1=N2B . f1=f2 , N1>N2C. f1<f

20、2 , 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77777777777/5、分析A的受力情況6、分析物體在水平面上物體A和B的受力【解析】7、對(duì)下列物體作受力分析7777777777777I起向力加速A是否受到水平面對(duì)它的摩擦力不得而知,不知道水平面是否光滑8、木塊A、B分別重50N和60N,它們與水平地面之間的動(dòng)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(dòng)?，F(xiàn)用F=1N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12.5NB.木塊A所受摩擦力大小是11.5NC.木塊B所受摩擦力大小是9ND.木塊B所受摩擦力大小是7N9、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(dòng)（A、B、C三者相對(duì)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、B的質(zhì)量均為m,A、B之間以及B與水平地面之間的動(dòng)摩擦系數(shù)均為科水平拉力F拉著B物體水平向左勻速運(yùn)動(dòng)（A未脫