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1、翰林匯翰林匯翰林匯翰林匯diyizhang 第一章 力 物體的平衡考綱要求1力是物體間的相互作用,是物體發(fā)生形變和物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的原因。力是矢量。力的合成和分解。 2重力是物體在地球表面附近所受到的地球?qū)λ囊?。重心?3形變和彈力,胡克定律。 4靜摩擦,最大靜摩擦力。 5滑動(dòng)摩擦,滑動(dòng)摩擦定律。 6共點(diǎn)力作用下物體的平衡。 力概念定義:力是物體對(duì)物體的作用,不能離開(kāi)施力物體與受力物體而存在。效果:要素:大小、方向、作用點(diǎn)(力的圖示)使物體發(fā)生形變改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分類效果:拉力、動(dòng)力、阻力、支持力、壓力性質(zhì):重力:方向、作用點(diǎn)(關(guān)于重心的位置)彈力:產(chǎn)生條件、方向、大?。ê硕桑┠Σ亮Γ?/p>
2、(靜摩擦與動(dòng)摩擦)產(chǎn)生條件、方向、大小運(yùn)算平行四邊形定則力的合成力的分解|F1F2|F合F1F2知識(shí)網(wǎng)絡(luò):?jiǎn)卧袎K:按照考綱的要求,本章內(nèi)容可以分成三部分,即:力的概念、三個(gè)性質(zhì)力;力的合成和分解;共點(diǎn)力作用下物體的平衡。其中重點(diǎn)是對(duì)摩擦力和彈力的理解、熟練運(yùn)用平行四邊形定則進(jìn)行力的合成和分解。難點(diǎn)是受力分析。1 力的概念 三種性質(zhì)力知識(shí)目標(biāo)一、力1、定義:力是物體對(duì)物體的作用說(shuō)明:定義中的物體是指施力物體和受力物體,定義中的作用是指作用力與反作用力。2、力的性質(zhì)力的物質(zhì)性:力不能離開(kāi)物體單獨(dú)存在。力的相互性:力的作用是相互的。力的矢量性:力是矢量,既有大小也有方向。力的獨(dú)立性:一個(gè)力作用于物
3、體上產(chǎn)生的效果與這個(gè)物體是否同時(shí)受其它力作用無(wú)關(guān)。3、力的分類按性質(zhì)分類:重力、彈力、摩擦力、分子力、電磁力、核力等按效果分類:拉力、壓力、支持力、動(dòng)力、阻力、向心力、回復(fù)力等按研究對(duì)象分類:內(nèi)力和外力。按作用方式分類:重力、電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力等為場(chǎng)力,即非接觸力,彈力、摩擦力為接觸力。說(shuō)明:性質(zhì)不同的力可能有相同的效果,效果不同的力也可能是性質(zhì)相同的。4、力的作用效果:是使物體發(fā)生形變或改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)5、力的三要素是:大小、方向、作用點(diǎn)6、力的圖示:用一根帶箭頭的線段表示力的三要素的方法。7、力的單位:是牛頓,使質(zhì)量為1千克的物體產(chǎn)生1米秒2加速度力的大小為 1牛頓二、重力1、產(chǎn)生:由于地球
4、對(duì)物體的吸引而使物體受到的力叫重力說(shuō)明:重力是由于地球的吸引而產(chǎn)生的力,但它并不就等于地球時(shí)物體的引力重力是地球?qū)ξ矬w的萬(wàn)有引力的一個(gè)分力,另一個(gè)分力提供物體隨地球旋轉(zhuǎn)所需的向心力。由于物體隨地球自轉(zhuǎn)所需向心力很小,所以計(jì)算時(shí)一般可近似地認(rèn)為物體重力的大小等于地球?qū)ξ矬w的引力。2、大?。篏mg (說(shuō)明:物體的重力的大小與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及所處的狀態(tài)都無(wú)關(guān))3、方向:豎直向下(說(shuō)明:不可理解為跟支承面垂直)4、作用點(diǎn):物體的重心5、重心:重心是物體各部分所受重力合力的作用點(diǎn)說(shuō)明:(l)重心可以不在物體上物體的重心與物體的形狀和質(zhì)量分布都有關(guān)系。重心是一個(gè)等效的概念。 (2)有規(guī)則幾何形狀、質(zhì)量均勻
5、的物體,其重心在它的幾何中心質(zhì)量分布不均勻的物體,其重心隨物體的形狀和質(zhì)量分布的不同而不同。 (3)薄物體的重心可用懸掛法求得 三、彈力1、定義:直接接觸的物體間由于發(fā)生彈性形變而產(chǎn)生的力2、產(chǎn)生條件:直接接觸,有彈性形變。3、方向:彈力的方向與施力物體的形變方向相反,作用在迫使物體發(fā)生形變的物體上。說(shuō)明:壓力、支持力的方向總是垂直于接觸面(若是曲面則垂直過(guò)接觸點(diǎn)的切面)指向被壓或被支持的物體。繩的拉力方向總是沿繩指向繩收縮的方向。桿一端受的彈力方向不一定沿桿的方向。4、大?。簭椈稍趶椥韵薅葍?nèi),遵從胡克定律力F=kX。一根張緊的輕繩上的張力大小處處相等。非彈簧類的彈力是形變量越大,彈力越大,一
6、般應(yīng)根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),利用平衡條件或牛頓定律來(lái)計(jì)算。四、摩擦力1、定義:當(dāng)一個(gè)物體在另一個(gè)物體的表面上相對(duì)運(yùn)動(dòng)或有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)時(shí),受到的阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力,叫摩擦力,可分為靜摩擦力和動(dòng)摩擦力。2、產(chǎn)生條件:接觸面粗糙;相互接觸的物體間有彈力;接觸面間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。說(shuō)明:三個(gè)條件缺一不可,特別要注意“相對(duì)”的理解3、摩擦力的方向:靜摩擦力的方向總跟接觸面相切,并與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反。動(dòng)摩擦力的方向總跟接觸面相切,并與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反。4、摩擦力的大?。红o摩擦力的大小與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的強(qiáng)弱有關(guān),趨勢(shì)越強(qiáng),靜摩擦力越大,但不能超過(guò)最大靜摩擦力,即0ffm ,具體大小可由物
7、體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)結(jié)合動(dòng)力學(xué)規(guī)律求解。 滑動(dòng)摩擦力的大小fN 。說(shuō)明:滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面的大小、物體運(yùn)動(dòng)的速度和加速度無(wú)關(guān),只由動(dòng)摩擦因數(shù)和正壓力兩個(gè)因素決定,而動(dòng)摩擦因數(shù)由兩接觸面材料的性質(zhì)和粗糙程度有關(guān)規(guī)律方法 1、對(duì)重力的正確認(rèn)識(shí)重力實(shí)際上是物體與地球間的萬(wàn)有引力的一部分(另一部分為物體繞地球旋轉(zhuǎn)所需要的向心力)重力是非接觸力。非特別說(shuō)明,凡地球上的物體均受到重力。重力的大?。?Gmg ,g為當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?g9.8m/s2,且隨緯度和離地面的高度而變。(赤道上最小,兩極最大;離地面越高,g越小。在地球表面近似有:【例1】關(guān)于重力的說(shuō)法正確的是(C)A物體重力的大小與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)
8、,當(dāng)物體處于超重狀態(tài)時(shí)重力大,當(dāng)物體處于失重狀態(tài)時(shí),物體的重力小。B重力的方向跟支承面垂直 C重力的作用點(diǎn)是物體的重心D重力的方向是垂直向下 解析:物體無(wú)論是處于超重或失重狀態(tài),其重力不變,只是視重發(fā)生了變化,物體的重力隨在地球上的緯度變化而變化,所以 A錯(cuò)重力的方向是豎直向下,不可說(shuō)為垂直向下,垂直往往給人們一種暗示,與支承面垂直,重力的方向不一定很支承面垂直,如斜面上的物體所受重力就不跟支承面垂直所以DB錯(cuò)重心是重力的作用點(diǎn),所以c對(duì)【例2】下面關(guān)于重力、重心的說(shuō)法中正確的是( )A風(fēng)箏升空后,越升越高,其重心也升高B質(zhì)量分布均勻、形狀規(guī)則的物體的重心一定在物體上C舞蹈演員在做各種優(yōu)美動(dòng)作
9、的時(shí),其重心位置不斷變化D重力的方向總是垂直于地面解析:實(shí)際上,一個(gè)物體的各個(gè)部分都受到重力,重心的說(shuō)法是從宏觀上研究重力對(duì)物體的作用效果時(shí)而引入的一個(gè)概念,重心是指一個(gè)點(diǎn)(重力的作用點(diǎn))。由此可知,重心的具體位置應(yīng)該由物體的形狀和質(zhì)量分布情況決定,也就是說(shuō)只要物體的形狀和質(zhì)量分布情況不變,重心與物體的空間位置關(guān)系就保持不變。重心可能在物體外,也可能在物體內(nèi),對(duì)具有規(guī)則集合形狀質(zhì)量均勻分布的物體,重心在物體的幾何中心上。物體位置升高,其重心也跟著升高,根據(jù)以上分析可以判斷選項(xiàng)A、C是正確的,選項(xiàng)B是錯(cuò)誤的。重力的方向是“豎直向下”的,要注意“豎直向下”與“垂直于地面”并不完全相同,所以選項(xiàng)D的
10、說(shuō)法是錯(cuò)誤的。 【例3】一人站在體重計(jì)上稱體重,保持立正姿勢(shì)稱得體重為G,當(dāng)其緩慢地把一條腿平直伸出臺(tái)面,體重計(jì)指針?lè)€(wěn)定后讀數(shù)為G/,則( C ) AGG/ BGG/ C、GG/ D無(wú)法判定【錯(cuò)因分析】以為人的一條腿伸出臺(tái)面,壓在臺(tái)面上的力將減少,錯(cuò)選A;以為人腿伸出后人將用力保持身體平衡,易錯(cuò)選B,無(wú)從下手分析該題易選D。解:人平直伸出腿后,身體重心所在的豎直線必過(guò)與臺(tái)面接觸的腳,即重心仍在臺(tái)面內(nèi)。重心是重力的作用點(diǎn),故應(yīng)選C。2、彈力方向的判斷方法(1)根據(jù)物體的形變方向判斷:彈力方向與物體形變方向相反,作用在迫使這個(gè)物體形變的那個(gè)物體上。彈簧兩端的彈力方向是與彈簧中心軸線相重合,指向彈簧
11、恢復(fù)原狀方向;輕繩的彈力方向沿繩收縮的方向,離開(kāi)受力物體;面與面,點(diǎn)與面接觸時(shí),彈力方向垂直于面(若是曲面則垂直于切面),且指向受力物體球面與球面的彈力沿半徑方向,且指向受力物體輕桿的彈力可沿桿的方向,也可不沿桿的方向。(2)根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)情況。利用平行條件或動(dòng)力學(xué)規(guī)律判斷【例4】如圖所示中的球和棒均光滑,試分析它們受到的彈力。P1CD乙甲甲AB甲丙說(shuō)明:分析彈力:找接觸面(或接觸點(diǎn))判斷是否有擠壓(假設(shè)法)判斷彈力的方向【例5】如圖所示,小車上固定著一根彎成角的輕桿,桿的另一端固定一個(gè)質(zhì)量為m的小球,試分析下列情況下桿對(duì)球的彈力的大小和方向:小車靜止;小車以加速度a水平向右加速運(yùn)動(dòng).小車以加
12、速度a水平向左加速運(yùn)動(dòng)?答案:(mg,豎直向上;,與豎直方向夾角;,與豎直方向夾角;)3、彈簧彈力的計(jì)算與應(yīng)用【例6】如圖,兩木塊的的質(zhì)量分別是m1和 m2,兩輕彈簧的勁度系數(shù)分別為k1和k2,上面的木塊壓上面的彈簧上,整個(gè)系處于平衡狀態(tài),現(xiàn)緩慢向上提上面的木塊直到它剛離開(kāi)上面的彈簧,在這個(gè)過(guò)程中,下面的木塊移動(dòng)的距離為:( C )解析:對(duì)下面的彈簧,初態(tài)的彈力為F=(m1+m2)g,末態(tài)的彈力為F/=m2g,故x=F/k2=m1g/k2。說(shuō)明:研究的彈簧是下面的,勁度系數(shù)為k2,力的變化是m1g。4、摩擦力方向的判斷與應(yīng)用【例7】如圖所示,小車的質(zhì)量為M人的質(zhì)量為m,人用恒力 F拉繩,若人和
13、車保持相對(duì)靜止不計(jì)繩和滑輪質(zhì)量、車與地面的摩擦,則車對(duì)人的摩擦力可能是( )A、0 ;B、F,方向向右;C、F,方向向左;DF,方向向右解析:由于車與人相對(duì)靜止,則兩者加速度相同,即a=2F/(M+m),若車對(duì)人的摩擦力向右,人對(duì)車的摩擦力向左,則對(duì)人:F-f=ma,對(duì)車:F+f=Ma,必須Mm。則D正確;若車對(duì)人的摩擦力向左,人對(duì)車的摩擦力向右,則對(duì)人:F+f=ma,對(duì)車:F-f=Ma,必須Mm。則C正確;說(shuō)明:摩擦力的方向的判定:“摩擦力的方向與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反”是判定摩擦力方向的依據(jù),步驟為:選研究對(duì)象(即受摩擦力作用的物體);選跟研究對(duì)象接觸的物體為參照物。找出研究
14、對(duì)象相對(duì)參照物的速度方向或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向摩擦力的方向與相對(duì)速度或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反(假設(shè)法判斷同樣是十分有效的方法)5、摩擦力大小的計(jì)算與應(yīng)用【例8】如圖所示,水平面上兩物體 ml、m2經(jīng)一細(xì)繩相連,在水平力F的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài),則連結(jié)兩物體繩中的張力可能為(ABC ) A零;BF/2; CF;D大于F 解析:當(dāng)m2與平面間的摩擦力與F平衡時(shí),繩中的張力為零,所以A對(duì);當(dāng)m2與平面間的最大靜摩擦力等于F/2時(shí),則繩中張力為F/2,所以B對(duì),當(dāng)m2與平面間沒(méi)有摩擦力時(shí),則繩中張力為F,所以C對(duì),繩中張力不會(huì)大于F,因而D錯(cuò) 答案:ABC 點(diǎn)評(píng):要正確解答該題,必須對(duì)靜摩擦力,最大靜摩擦力有深
15、刻正確的理解【例9】如圖所示,傳送帶與水平面的夾角為370并以10m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)著,在傳送帶的A端輕輕放一小物體,若已知物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為=0.5,AB間距離S=16m,則小物體從A端運(yùn)動(dòng)到B端所需的時(shí)間為:(1)傳送帶順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)?(2)傳送帶逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)?A、2.8s;B、2.0s;C、2.1s;D、4.0s;【分析與解】(1)對(duì)物體受力分析如圖,沿皮帶所在的斜面方向有a=gsin370-gcos370=2m/s2,因物體沿皮帶向下運(yùn)動(dòng)而皮帶向上運(yùn)動(dòng),所以整個(gè)過(guò)程物體對(duì)地勻加速運(yùn)動(dòng)16m,據(jù)s=at2得t=4.0s,D選項(xiàng)正確。(2)當(dāng)物體下滑速度小于傳送帶時(shí),物體的加
16、速度為a1,(此時(shí)滑動(dòng)摩擦力沿斜面向下)則:a1=gsin370gcos370=100.60.5100.8=10米/秒2 t1=v/a1=10/10=1米,S1=a1t12=1012=5米當(dāng)物體下滑速度大于傳送帶V=10米/秒 時(shí),物體的加速度為a2(此時(shí)f沿斜面向上)則:a2=gsin370gcos370=100.60.5100.8=2米/秒2S2=vt2a2t2=(a1t1)t2a2t22=101t22t22=165=11 即:10t2+t22=11 解得:t2=1秒(t2=-11秒舍去)所以,t=t1+t2=1+1=2秒,B選項(xiàng)正確。拓展與思考:皮帶不傳時(shí)與哪種情況類似?皮帶逆時(shí)針轉(zhuǎn)時(shí),
17、若=0.8,物體從A到B需多長(zhǎng)時(shí)間?求上述(1)、(2)過(guò)程中產(chǎn)生的熱量?注意:在計(jì)算摩擦力的大小之前,必須首先分析物體的運(yùn)動(dòng)的情況,判明是滑動(dòng)摩擦,還是靜摩擦,若是滑動(dòng)摩擦,可用 f=N計(jì)算但要注意N是接觸面的正壓力,并不總是等于物體的重力。若是靜摩擦一般應(yīng)根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)情況(靜止、勻速運(yùn)動(dòng)或加速運(yùn)動(dòng)),利用平衡條件或運(yùn)動(dòng)定律求解。 最大靜摩擦力(1)大?。篺m=0N,(2)最大靜摩擦力與物體運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)無(wú)關(guān),而只跟0N有關(guān),它比滑動(dòng)摩擦力略大一些,在許多問(wèn)題的處理過(guò)程中往往將其大小等于滑動(dòng)摩擦力試題展示一、選擇題(每小題5分,共40分)1.關(guān)于物體所受的重力,以下說(shuō)法中正確的是A.物體只有在地
18、面靜止時(shí)才受到重力作用B.物體在自由下落時(shí)所受的重力小于物體在靜止時(shí)所受到的重力C.物體在向上拋出時(shí)受到的重力大于物體在靜止時(shí)所受到的重力D.同一物體在同一地點(diǎn),不論其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如何,它所受到的重力都是一樣大2.關(guān)于相互接觸的兩物體之間的彈力和摩擦力,下列說(shuō)法正確的是A.有摩擦力一定有彈力B.摩擦力的大小與彈力成正比C.有彈力一定有摩擦力D.彈力是動(dòng)力,摩擦力是阻力3.如圖111所示,兩根相同的輕彈簧S1、S2,勁度系數(shù)皆為k=4102N/m,懸掛的重物的質(zhì)量分別為m1=2 kg和m2=4 kg.若不計(jì)彈簧質(zhì)量,取g=10 m/s2,則平衡時(shí)彈簧S1、S2的伸長(zhǎng)量分別為A. 5 cm,10 cm
19、B.10 cm,5 cm C.15 cm,10 cmD. 10 cm,15 cm4.(2002年高考江蘇試題)如圖112所示,物體a、b和c疊放在水平桌面上,水平力為Fb=5 N,F(xiàn)c=10 N分別作用于物體b、c上,a、b和c仍保持靜止.以Ff1、Ff2、Ff3分別表示a與b、b與c、c與桌面的靜摩擦力的大小,則A.Ff1=5 N, Ff2=0, Ff3=5 NB. Ff1=5 N, Ff2=5 N, Ff3=0C. Ff1=0, Ff2=5 N, Ff3=5 ND. Ff1=0, Ff2=10 N, Ff3=5 N5.一鐵塊m被豎直懸掛著的磁性黑板緊緊吸住不動(dòng),如圖所示,下列哪一說(shuō)法是錯(cuò)誤
20、的A.鐵塊受到四個(gè)力作用,其中有三個(gè)力的施力物體是黑板B.鐵塊與黑板間在水平方向有兩對(duì)相互作用力互相吸引的磁力和互相推斥的彈力C.磁力和彈力是互相平衡的力D.磁力大于彈力,黑板才能吸住鐵塊不動(dòng)6.(2001年3+X理科綜合試題)如圖114所示,在一粗糙水平面上有兩個(gè)質(zhì)量分別為m1和m2的木塊1和2,中間用一原長(zhǎng)為L(zhǎng),勁度系數(shù)為k的輕彈簧連結(jié)起來(lái),木塊與地面間的滑動(dòng)摩擦因數(shù)為.現(xiàn)用一水平力向右拉木塊2,當(dāng)兩木塊一起勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)兩木塊之間的距離是A.L+m1gB.L+ (m1+m2)g C.L+m2gD.L+ ()g7.如圖所示,質(zhì)量為m的工件置于水平放置的鋼板C上,二者間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,由于光滑導(dǎo)
21、槽A、B的控制,工件只能沿水平導(dǎo)槽運(yùn)動(dòng),現(xiàn)在使鋼板以速度v1向右運(yùn)動(dòng),同時(shí)用力F拉動(dòng)工件(F方向與導(dǎo)槽平行)使其以速度v2沿導(dǎo)槽運(yùn)動(dòng),則F的大小為A.等于mgB.大于mgC.小于mgD.不能確定8.如圖116所示,兩木塊的質(zhì)量分別為m1和m2,兩輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)分別為k1和k2,上面木塊壓在上面的彈簧上(但不拴接),整個(gè)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài).現(xiàn)緩慢向上提上面的木塊,直到它剛離開(kāi)上面彈簧.在這過(guò)程中下面木塊移動(dòng)的距離為A.B. C. D. 二、填空題9.有一批記者乘飛機(jī)從上海來(lái)到西藏旅游,他們托運(yùn)的行李與在上海時(shí)比較,行李的質(zhì)量將_.(填“變大”“不變”或“變小”);所受的重力的大小將_.(填“變
22、大”“不變”或“變小”).10.用一根橡皮筋將一物塊豎直懸掛,此時(shí)橡皮筋伸長(zhǎng)了x1,然后用同一根橡皮筋沿水平方向拉同一物體在水平桌面上做勻速直線運(yùn)動(dòng),此時(shí)橡皮筋伸長(zhǎng)了x2,那么此物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)=_.11.如圖所示,一勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的半徑為R的圓筒,角速度為,邊緣固定一光滑的豎直桿(豎直桿不隨圓筒轉(zhuǎn)動(dòng)).用力將質(zhì)量為m的滑塊壓在圓筒上讓其沿桿勻速下滑,速度為v,則物塊受到的摩擦力為_(kāi),支持力為_(kāi).12.如圖所示,將一質(zhì)量為m的物體放在斜面上,并沿斜面向上施加一個(gè)拉力T,為了使物體能在斜面上保持靜止,所加拉力T的最小值為T1,最大值為T2,則物體受到的最大靜摩擦力的大小為_(kāi).三、計(jì)算題13.質(zhì)
23、量為2 kg的物體放在水平地板上,用一輕彈簧水平拉該物體,當(dāng)物體剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí),彈簧伸長(zhǎng)了3 cm,當(dāng)拉著物體前進(jìn)時(shí),彈簧伸長(zhǎng)2 cm,已知彈簧的勁度系數(shù)為k= 200 N/m(g=10 N/kg),求:(1)物體所受的最大靜摩擦力為多少?(2)物體和地板間的動(dòng)摩擦因數(shù).14.如圖119所示,一勁度系數(shù)為k1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k2的彈簧豎直放在物體上面,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).要使下面彈簧的彈力減為原來(lái)的時(shí),應(yīng)將上面彈簧的上端A豎直向上提高多少?答案一、1.D 2.A 3.C 4.C 5.D 6.A 7.C 8.C二、9
24、.不變;變小10.x2/x1 11.mg/v;mgR/v. 12.(T2-T1)/2三、13.(1)根據(jù)胡克定律,F(xiàn)=kx,當(dāng)彈簧伸長(zhǎng)3 cm時(shí),彈簧的拉力為6 N;彈簧伸長(zhǎng)2 cm時(shí),彈簧的拉力為4 N.再由平衡的知識(shí),可得物體所受的最大靜摩擦力為6 N.(2)滑動(dòng)摩擦力為Ff=4 N,正壓力FN=G=20 N,所以動(dòng)摩擦因數(shù)=Ff/FN=0.214.彈簧最初的壓縮量設(shè)為x0則x0=當(dāng)下面的彈簧被壓縮x1時(shí),上面的彈簧伸長(zhǎng)了x2,則x1= x2=A端上移的高度為x=(x0-x1)+x2=當(dāng)下面的彈簧被拉長(zhǎng)x1時(shí),上面的彈簧伸長(zhǎng)了x2,則x1=x1 x2=A端上移的高度為x=(x0+x1)+x
25、2=2 力的合成與分解知識(shí)目標(biāo)一合力與分力1、一個(gè)力如果它產(chǎn)生的效果跟幾個(gè)力共同作用所產(chǎn)生的效果相同,這個(gè)力就叫做那幾個(gè)力的合力,那幾個(gè)力就叫做這個(gè)力的分力2、合力與它的分力是力的效果上的一種等效替代關(guān)系。二力的合成與分解1、求幾個(gè)力的合力叫力的合成,求一個(gè)力的分力叫力的分解2、運(yùn)算法則:(1)平行四邊形法則:求兩個(gè)互成角度的共點(diǎn)力F1,F(xiàn)2的合力,可以把F1,F(xiàn)2的線段作為鄰邊作平行四邊形,它的對(duì)角線即表示合力的大小和方向;(2)三角形法則:求兩個(gè)互成角度的共點(diǎn)力F1,F(xiàn)2的合力,可以把F1,F(xiàn)2首尾相接地畫(huà)出來(lái),把F1,F(xiàn)2的另外兩端連接起來(lái),則此連線就表示合力F的大小和方向;(3)共點(diǎn)的
26、兩個(gè)力F1,F(xiàn)2的合力F的大小,與它們的夾角有關(guān),越大,合力越小;越小,合力越大,合力可能比分力大,也可能比分力小,F(xiàn)1與F2同向時(shí)合力最大,F(xiàn)1與F2反向時(shí)合力最小,合力大小的取值范圍是 | F1F2|F(F1F2)(4)三個(gè)力或三個(gè)以上的力的合力范圍在一定的條件下可以是:0F| F1+F2Fn|三力的分解計(jì)算力的分解是力的合成的逆運(yùn)算,同樣遵守平行四邊形法則,兩個(gè)分力的合力是唯一確定的,而一個(gè)已知力可以分解為大小、方向不同的分力,即一個(gè)力的兩個(gè)分力不是唯一的,要確定一個(gè)力的兩個(gè)分力,應(yīng)根據(jù)具體條件進(jìn)行。1、 按力產(chǎn)生的效果進(jìn)行分解2、 按問(wèn)題的需要進(jìn)行分解具體問(wèn)題的條件有:已確定兩個(gè)分力的
27、大小,可求得分力的方向。已確定兩個(gè)分力的方向,可求得分力的大小。已確定一個(gè)分力的大小和方向,可求得另上個(gè)分力的大小和方向。已確定一個(gè)分力的大小和另一個(gè)分力的方向,可求得一個(gè)分力的大小和另一個(gè)分力的方向。四、正交分解法物體受到多個(gè)力作用時(shí)求其合力,可將各個(gè)力沿兩個(gè)相互垂直的方向直行正交分解,然后再分別沿這兩個(gè)方向求出合力,正交分解法是處理多個(gè)力作用用問(wèn)題的基本方法,步驟為:正確選擇直角坐標(biāo)系,一般選共點(diǎn)力的作用點(diǎn)為原點(diǎn),水平方向或物體運(yùn)動(dòng)的加速度方向?yàn)閄軸,使盡量多的力在坐標(biāo)軸上。正交分解各力,即分別將各力投影在坐標(biāo)軸上,分別求出坐標(biāo)軸上各力投影的合力。Fx=F1xF2xFnx Fy=F1yF2
28、yFny共點(diǎn)力合力的大小為F=,合力方向與X軸夾角規(guī)律方法1、基本規(guī)律與方法的應(yīng)用【例1】?jī)蓚€(gè)力的合力與這兩個(gè)力的關(guān)系,下列說(shuō)法中正確的是:( CD )A、 合力比這兩個(gè)力都大B、 合力至少比兩個(gè)力中較小的力大C、 合力可能比這兩個(gè)力都小D、 合力可能比這兩個(gè)力都大解析:(1)公式法:由合力公式F=得 當(dāng)=00時(shí),F(xiàn)=F1F2;當(dāng)=1800時(shí),F(xiàn)=|F1F2|;當(dāng)=900時(shí),F(xiàn)=;當(dāng)=1200且F1=F2時(shí),F(xiàn)=F1=F2可見(jiàn)合力可能比任何一個(gè)分力都大,也可能比任何一個(gè)分力都小,也可能等于每一個(gè)分力(2)圖象法:由三角形定則知,合力與分力的關(guān)系實(shí)際上是三角形的一個(gè)邊與其它兩個(gè)邊的關(guān)系。由兩邊之
29、和大于第三邊,兩邊之差小于第三邊,同時(shí)考慮到兩個(gè)分力同向或反向的情況,合力的取值范圍為| F1F2|F(F1F2),故答案為CD【例2】施用一動(dòng)滑輪將一物體提起來(lái),不計(jì)滑輪與繩的質(zhì)量及其間的摩擦力,則(BCD) A總可以省力一半; B最大省力一半; C拉力可能大于被提物體的重量; D拉力可能等于被提物體的重量; 解析:如圖121所示,當(dāng)拉力沿豎直方向時(shí)省力一半,當(dāng)沿2的方向上提時(shí)拉力肯定大于物體重力一半所以A錯(cuò)B對(duì),當(dāng)兩繩間夾角等于1200時(shí)拉力等于物體重量,所以D對(duì),當(dāng)夾角大于1200時(shí),拉力大于物體重量,所以c對(duì)ABva說(shuō)明:力是矢量,它的加減不是簡(jiǎn)單的代數(shù)加減;不共線的兩個(gè)共點(diǎn)力與它們的
30、合力構(gòu)成三角形,利用正、余弦定理,三角形幾何知識(shí)來(lái)分析相關(guān)問(wèn)題,直觀簡(jiǎn)捷!【例3】 A的質(zhì)量是m,A、B始終相對(duì)靜止,共同沿水平面向右運(yùn)動(dòng)。當(dāng)a1=0時(shí)和a2=0.75g時(shí),B對(duì)A的作用力FB各多大? GFBF解:一定要審清題:B對(duì)A的作用力FB是B對(duì)A的支持力和摩擦力的合力。而A所受重力G=mg和FB的合力是F=ma。 當(dāng)a1=0時(shí),G與 FB二力平衡,所以FB大小為mg,方向豎直向上。 當(dāng)a2=0.75g時(shí),用平行四邊形定則作圖:先畫(huà)出重力(包括大小和方向),再畫(huà)出A所受合力F的大小和方向,再根據(jù)平行四邊形定則畫(huà)出FB。由已知可得FB的大小FB=1.25mg,方向與豎直方向成37o角斜向右
31、上方。2、 用圖象法求合力與分力F1F2F3F4F5【例4】設(shè)有五個(gè)力同時(shí)作用在質(zhì)點(diǎn)P,它們的大小和方向相當(dāng)于正六邊形的兩條邊和三條對(duì)角線,如圖所示,這五個(gè)力中的最小力的大小為F,則這五個(gè)力的合力等于()A、3F B、4F C、5F D、6F 解析:由正六邊形的特點(diǎn)可知,當(dāng)最小的力為F時(shí),最大的力為2F,不難推出F1與F4合力大小為F3,即2F,方向也與F3相同,F(xiàn)2與F5的合力大小為F3,即2F,方向也與F3相同,故最后合力為6F。用力的三角形法則也可得出同樣的結(jié)論。3、用三角形法則分析力的動(dòng)態(tài)變化【例5】如圖所示,將一個(gè)重物用兩根等長(zhǎng)的細(xì)繩OA、OB懸掛在半圓形的架子上,在保持重物位置不動(dòng)
32、的前提下,B點(diǎn)固定不動(dòng),懸點(diǎn)A由位置C向位置D移動(dòng),直至水平,在這個(gè)過(guò)程中,兩繩的拉力如何變化?解析:根據(jù)力的作用效果,把F分解,其實(shí)質(zhì)是合力的大小方向都不變,一個(gè)分力的方向不變,另一個(gè)分力的大小方向都在變化,由圖中不不看出:OB繩子中的拉力不斷增大,而OA繩中的拉力先減小后增大,當(dāng)OA與OB垂直時(shí),該力最小?!纠?】如圖所示,質(zhì)量為m的球放在傾角為的光滑斜面上,試分析擋板AO與斜面間的傾角多大時(shí),AO所受壓力最??? 解析:雖然題目問(wèn)的是擋板AO的受力情況,但若直接以擋板為研究對(duì)象,因擋板所受力均為未知力,將無(wú)法得出結(jié)論 以球?yàn)檠芯繉?duì)象,球所受重力對(duì)也產(chǎn)生的效果有兩個(gè):對(duì)斜面產(chǎn)生了壓力N1,對(duì)
33、擋板產(chǎn)生了壓力N2根據(jù)重力產(chǎn)生的效果將重力分解,如圖所示當(dāng)擋板與斜面的夾角由圖示位置變化時(shí)N1大小改變但方向不變始終與斜面垂直:N2的大小、方向均改變(圖1一25中畫(huà)出的一系列虛線表示變化的N2)由圖可看出當(dāng)N2與N1垂直即900時(shí),擋板AO所受壓力最小,最小壓力N2min=mgsin也可用解析法進(jìn)行分析,根據(jù)正弦定理有N2/sin=mg/sin,所以N2=mgsin/sin。而其中mgsin是定值,N2隨的變化而變化當(dāng)900時(shí),sinN2;當(dāng)=900時(shí),N2有最小值N2min=mgsin;說(shuō)明:(1)力的分解不是隨意的,要根據(jù)力的實(shí)際作用效果確定力的分解方向(2)利用圖解法來(lái)定性地分析一些動(dòng)
34、態(tài)變化問(wèn)題,簡(jiǎn)單直觀有效,是經(jīng)常使用的方法,要熟練掌握4、正交分解和等效替代【例7】如圖224(a)所示,A、B質(zhì)量分別為mA和mB,疊放在傾角為的斜面上以相同的速度勻速下滑,則( ) (A)AB間無(wú)摩擦力作用 (B)B受到的滑動(dòng)摩擦力大小為(mAmB)gsin (C)B受到的靜摩擦力大小為mAgsin (D)取下A物體后,B物體仍能勻速下滑解析:隔離A、B,A受力和坐標(biāo)軸如圖(b)所示,由平衡條件得:mAgsinfA=0 NA一mAgcos0 B受力和坐標(biāo)軸如圖(C)所示,由平衡條件得:mBgsinfA/fB=0 NB一mBgcosNA/=0A、 B相對(duì)靜止,fA為靜摩擦力,B在斜面上滑動(dòng),
35、fB為滑動(dòng)摩擦力 fBNB 聯(lián)立式式得: fA=mAgsin,fB=(mA十mB)gsin,=tg 取下A后,B受到的滑動(dòng)磨擦力為fBmBgcos=mBgsin, B所受摩擦力仍等于重力沿斜面的下滑分力,所以B仍能作勻速直線運(yùn)動(dòng) 綜上所述,本題應(yīng)選擇(B)、(C)、(D)?!纠?】某壓榨機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖,其中B為固定鉸鏈,若在A處作用于壁的力F,則由于力F的作用,使滑塊C壓緊物塊D,設(shè)C與D光滑接觸,桿的重力不計(jì),求物體D受到的壓力大小是F的幾倍?(滑塊重力不計(jì))解析:力F的作用效果是對(duì)AC、AB桿產(chǎn)生沿兩桿的方向的力F1、F2,力F1產(chǎn)生對(duì)C的向左的力和向下的壓力。由圖可知tan=100/
36、10=10,F(xiàn)1=F2=F/2cos,N=F1sin=Fsin/2cos=5F。試題展示一、選擇題(每小題5分,共40分)1.關(guān)于合力和分力的關(guān)系,下列說(shuō)法正確的是A.合力的作用效果與其分力作用效果相同B.合力大小一定等于其分力的代數(shù)和C.合力可能小于它的任一分力D.合力可能等于某一分力大小2.關(guān)于兩個(gè)大小不變的共點(diǎn)力與其合力的關(guān)系,下列說(shuō)法正確的是A.合力大小隨兩力夾角增大而增大B.合力的大小一定大于分力中最大者C.兩個(gè)分力夾角小于180時(shí),合力大小隨夾角減小而增大D.合力的大小不能小于分力中最小者3.有兩個(gè)大小恒定的力,作用在一點(diǎn)上,當(dāng)兩力同向時(shí),合力為A,反向時(shí)合力為B,當(dāng)兩力相互垂直時(shí)
37、,其合力大小為A. B. C.D.4.如圖所示裝置,兩物體質(zhì)量分別為m1、m2,懸點(diǎn)ab間的距離大于滑輪的直徑,不計(jì)一切摩擦,若裝置處于靜止?fàn)顟B(tài),則 A.m2可以大于m1B.m2一定大于C.m2可能等于D.1一定等于25.有兩個(gè)大小相等的共點(diǎn)力F1和F2,當(dāng)它們夾角為90時(shí)的合力為F,它們的夾角變?yōu)?20時(shí),合力的大小為A.2FB.(/2)FC. FD. /2F6.將一個(gè)力F=10 N分解為兩個(gè)分力,已知一個(gè)分力的方向與F成30角,另一個(gè)分力的大小為6 N,則在分解中A.有無(wú)數(shù)組解B.有兩解C.有惟一解D.無(wú)解7.下列幾組共點(diǎn)力分別作用在一個(gè)物體上,有可能使物體達(dá)到平衡狀態(tài)的是A.7 N,5
38、N,3 NB.3 N,4 N,8 NC.4 N,10 N,5 ND.4 N,12 N,8 N8.如圖所示,原長(zhǎng)為l,勁度系數(shù)為k的輕彈簧,固定于同一高度的M、N兩點(diǎn),在中點(diǎn)P處懸掛一重為G的物體而處于平衡,此時(shí)MP與PN之間的夾角為120,如圖所示,此時(shí)彈簧的總長(zhǎng)度為A.l+G/kB.l+2G/kC.l+G/2kD.l+2G/ksin60二、填空題(每小題6分,共24分)9.如圖所示裝置,兩根細(xì)繩拉住一球,保持兩細(xì)繩間的夾角不變,若把整個(gè)裝置順時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)過(guò)90,則在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中,CA繩的拉力T1大小的變化情況是_,CB繩的拉力T2的大小變化情況是_.10.如圖所示,在墻角處的水平地面上,靜止放一
39、質(zhì)量為4m、傾角為37的三角形木塊,在木塊斜面與豎直墻壁間靜止放有一質(zhì)量為m的小球,則木塊對(duì)地面壓力的大小為_(kāi),地面對(duì)木塊的靜摩擦力大小為_(kāi).11.如圖125所示,在“共點(diǎn)力合成”實(shí)驗(yàn)中,橡皮條一端固定于P點(diǎn),另一端連接兩個(gè)彈簧秤,分別用F1與F2拉兩個(gè)彈簧秤,將這端的結(jié)點(diǎn)拉至O點(diǎn).現(xiàn)讓F2大小不變,方向沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)某一角度,要使這端的結(jié)點(diǎn)仍位于O點(diǎn),則F1的大小及圖中角相應(yīng)作如下哪些變化才有可能?答:_.A.增大F1的同時(shí)增大角B.增大F1而保持角不變C.增大F1的同時(shí)減小角D.減小F1的同時(shí)增大角12.如圖所示,硬桿BC一端固定在墻上的B點(diǎn),另一端裝有滑輪C,重物D用繩拴住通過(guò)滑輪固定
40、于墻上的A點(diǎn).若桿、滑輪及繩的質(zhì)量和摩擦均不計(jì),AC繩與豎直墻的夾角為60,重物D的質(zhì)量為m,則桿BC對(duì)繩的作用力大小為_(kāi).三、計(jì)算題13.(12分)如圖所示,物重30 N,用OC繩懸掛在O點(diǎn),OC繩能承受最大拉力為20N,再用一繩系OC繩的A點(diǎn),BA繩能承受的最大拉力為30 N,現(xiàn)用水平力拉BA,可以把OA繩拉到與豎直方向成多大角度?14.如圖所示,一輕質(zhì)三角形框架的B處懸掛一個(gè)定滑輪(質(zhì)量忽略不計(jì)).一體重為500 N的人通過(guò)跨定滑輪的輕繩勻速提起一重為300 N的物體.此時(shí)斜桿BC,橫桿AB所受的力多大?15.把一個(gè)力分解為兩個(gè)力F1和F2,已知合力F=40 N,F(xiàn)1與合力的夾角為30
41、,如圖129所示,若F2取某一數(shù)值,可使F1有兩個(gè)大小不同的數(shù)值,則F2大小的取值范圍是什么?答案一、1.ACD 2.C 3.B 4.ABD 5.B 6.B 7.AD 8.A二、9.先增大后減小;逐漸減小至零10. 5mg; mg11.ABC 12.mg三、13.當(dāng)OA繩與豎直方向的夾角逐漸增大時(shí),OA和BA繩中的拉力都逐漸增大.其中某一根的拉力達(dá)到它本身能承受的最大拉力時(shí),就不能再增大角度了.顯然,OA繩中的拉力先達(dá)到這一要求.所以有cos=所以=3014.TC=NTA=TCsin30=200N15.此類問(wèn)題的解答,必須先畫(huà)圖后分析,由于已知合力F的大小和方向,以及一個(gè)分力F1的方向,因此可
42、以試著把另一個(gè)分力F2的大小從小逐漸增大去畫(huà)力的平行四邊形.如上圖所示,以合力的箭頭為圓心,以F2的大小為半徑去畫(huà)圓弧與F1相交,分別可得到如下幾種情況:(1)當(dāng)F220 N時(shí),圓弧與F1沒(méi)有交點(diǎn),即不能畫(huà)出平行四邊形.無(wú)解.(2)當(dāng)F2=20 N時(shí),圓弧與F1相切,有一個(gè)解,且此時(shí)F2具有最小值.F1=20N如圖(a)所示.(3)當(dāng)20 NF240 N時(shí),圓弧與F1有兩個(gè)交點(diǎn),有兩個(gè)解.即F2的某一數(shù)值對(duì)應(yīng)著F1的兩個(gè)不同的數(shù)值,如圖(b)所示. (4)當(dāng)40 NF2時(shí),圓弧與F1只有一個(gè)交點(diǎn),只有惟一解.所以,若F2取某一數(shù)值,可使F1有兩個(gè)大小不同的數(shù)值,則F2的取值范圍為20 NF24
43、0 N.3 物體的受力分析(隔離法與整體法)知識(shí)目標(biāo)一、物體受力分析方法把指定的研究對(duì)象在特定的物理情景中所受到的所有外力找出來(lái),并畫(huà)出受力圖,就是受力分析。對(duì)物體進(jìn)行正確地受力分析,是解決好力學(xué)問(wèn)題的關(guān)鍵。1、受力分析的順序:先找重力,再找接觸力(彈力、摩擦力),最后分析其它力(場(chǎng)力、浮力等)2、受力分析的幾個(gè)步驟靈活選擇研究對(duì)象:也就是說(shuō)根據(jù)解題的目的,從體系中隔離出所要研究的某一個(gè)物體,或從物體中隔離出某一部分作為單獨(dú)的研究對(duì)象,對(duì)它進(jìn)行受力分析 所選擇的研究對(duì)象要與周圍環(huán)境了解密切并且已知量盡量多;對(duì)于較復(fù)雜問(wèn)題,由于物體系各部分相互制約,有時(shí)要同時(shí)隔離幾個(gè)研究對(duì)象才能解決問(wèn)題究竟怎樣
44、選擇研究對(duì)象要依題意靈活處理對(duì)研究對(duì)象周圍環(huán)境進(jìn)行分析:除了重力外查看哪些物體與研究對(duì)象直接接觸,對(duì)它有力的作用凡是直接接觸的環(huán)境都不能漏掉分析,而不直接接觸的環(huán)境千萬(wàn)不要考慮進(jìn)來(lái)然后按照重力、彈力、摩擦力的順序進(jìn)行力的分析,根據(jù)各種力的產(chǎn)生條件和所滿足的物理規(guī)律,確定它們的存在或大小、方向、作用點(diǎn)審查研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)狀態(tài):是平衡態(tài)還是加速狀態(tài)等等,根據(jù)它所處的狀態(tài)有時(shí)可以確定某些力是否存在或?qū)δ承┝Φ姆较蜃鞒雠袛喔鶕?jù)上述分析,畫(huà)出研究對(duì)象的受力分析圖;把各力的方向、作用點(diǎn)(線)準(zhǔn)確地表示出來(lái)3、受力分析的三個(gè)判斷依據(jù):從力的概念判斷,尋找施力物體;從力的性質(zhì)判斷,尋找產(chǎn)生原因;從力的效果判斷,
45、尋找是否產(chǎn)生形變或改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。二、隔離法與整體法1、整體法:以幾個(gè)物體構(gòu)成的整個(gè)系統(tǒng)為研究對(duì)象進(jìn)行求解的方法。在許多問(wèn)題中可以用整體法比較方便,但整體法不能求解系統(tǒng)的內(nèi)力。2、隔離法:把系統(tǒng)分成若干部分并隔離開(kāi)來(lái),分別以每一部分為研究對(duì)象進(jìn)行受力分根據(jù)地,分別列出方程,再聯(lián)立求解的方法。3、通常在分析外力對(duì)系統(tǒng)作用時(shí),用整體法;在分析系統(tǒng)內(nèi)各物體之間的相互作用時(shí),用隔離法。有時(shí)在解答一個(gè)問(wèn)題時(shí)要多次選取研究對(duì)象,需要整體法與隔離法交叉使用規(guī)律方法1、 物體的受力分析【例1】以下四種情況中,物體處于平衡狀態(tài)的有( D ) A、豎直上拋物體達(dá)最高點(diǎn)時(shí) B、做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體 C、單擺擺球通過(guò)平
46、衡位置時(shí)D、彈簧振子通過(guò)平衡位置時(shí)解析:豎直上拋物體在到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)a=g,勻速園周運(yùn)動(dòng)物體的加速度a=v2/R,單擺擺球通過(guò)平衡位置時(shí),平切向加速度a切=0,法向加速度a法=v2/R,合加速度a=v2/R,彈簧振子通過(guò)平衡位置時(shí),a=0,故D正確思考:?jiǎn)螖[擺到最高點(diǎn)時(shí)是否是平衡狀態(tài)?【例2】如圖所示,小車M在恒力作用下,沿水平地面做直線運(yùn)動(dòng),由此可以判斷(CD) A、若地面光滑,則小車一定受三個(gè)力作用 B.若地面粗糙,則小車可能受三個(gè)力作用 C若小車做勻速運(yùn)動(dòng),則小車一定受四個(gè)力作用 D.若小車加速運(yùn)動(dòng),則小車可能受三個(gè)力作用解析:由于F的垂直分力可能等于重力,因此地面可能對(duì)物體無(wú)彈力作用,A
47、選項(xiàng)錯(cuò)誤。F有豎直分力可能小于重力,地面對(duì)物體有彈力作用,若地面粗糙,小車受摩擦力作用,共受四個(gè)力,B選項(xiàng)錯(cuò)誤。若小車做勻速運(yùn)動(dòng),則水平方向所受的摩擦力與F的水平分力平衡,這時(shí)一定受重力、彈力、拉力F和摩擦力四個(gè)力的作用,C選項(xiàng)正確;若小車做加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)?shù)孛婀饣瑫r(shí),小車受重力和F力的作用或受重力和F力及地面的彈力的作用,D選項(xiàng)正確。 答案:CD說(shuō)明:在常見(jiàn)的幾種力中,重力是主動(dòng)力,而彈力、摩擦力是被動(dòng)力,其中存在彈力又是摩擦力存在的前提,所以分析受力時(shí)應(yīng)按重力、彈力、摩攘力的順序去分析 物體的受力情況要與其運(yùn)動(dòng)情況相符因此,常常從物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)入手,去分析某個(gè)力是否存在如本例中選項(xiàng)C,D的分析
48、2、 物體受力分析常用的方法及注意點(diǎn)(1) 隔離法與整體法將研究對(duì)象與周圍物體分隔或?qū)⑾鄬?duì)位置不變的物體系作為一個(gè)整體來(lái)分析。(2) 假設(shè)法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。(3) 注意要點(diǎn) 研究對(duì)象的受力圖,通常只畫(huà)出根據(jù)性質(zhì)命名的力,不要把按效果分解的分力或合力分析進(jìn)去,受力圖完成后再進(jìn)行力的合成或分解。 區(qū)分內(nèi)力和外力,對(duì)幾個(gè)物體的整體進(jìn)行受力分析時(shí),這幾個(gè)物體間的作用力為內(nèi)力,不能在受力圖中出現(xiàn),當(dāng)把某一物體單獨(dú)隔離分析時(shí),原來(lái)的內(nèi)力變成了外力,要畫(huà)在受力圖上。 在難以確定物體的某些受力情況時(shí),可
49、先根據(jù)(或確定)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),再運(yùn)用平衡條件或牛頓定律判定未知力?!纠?】如圖119所示,A、B兩物體排放在水平面上,在水平力F的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)在以下情況中對(duì)B進(jìn)行受力分析,(1)B與水平面間無(wú)摩擦(2)B與水平面間及B、A之間都存在摩擦 解析:(1)B只受兩個(gè)力的作用、重力和平面對(duì)它豎直向上的支持力這里不存在上A對(duì)B的壓力和摩擦力因?yàn)榧偃舸嬖谄渲械囊粋€(gè)力,這個(gè)力會(huì)有一個(gè)向右的水平分量其結(jié)果B定會(huì)向右加速運(yùn)動(dòng),這與題意不符用這種方法可以分析出多余的力 (2)若FfAm,這種情況B受五個(gè)力的作用如圖l20所示,對(duì)A受力分析可知,因?yàn)锳有沿面向上運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),所以B對(duì)A的摩擦力沿面向下,根據(jù)捉頓
50、第三定律A對(duì)B的摩擦力是沿面向上即f2這種方法可以解決漏掉力的現(xiàn)象3、優(yōu)先考慮整體法mgFNOABPQ【例4】有一個(gè)直角支架AOB,AO水平放置,表面粗糙, OB豎直向下,表面光滑。AO上套有小環(huán)P,OB上套有小環(huán)Q,兩環(huán)質(zhì)量均為m,兩環(huán)由一根質(zhì)量可忽略、不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩相連,并在某一位置平衡(如圖所示)?,F(xiàn)將P環(huán)向左移一小段距離,兩環(huán)再次達(dá)到平衡,那么將移動(dòng)后的平衡狀態(tài)和原來(lái)的平衡狀態(tài)比較,AO桿對(duì)P環(huán)的支持力FN和摩擦力f的變化情況是A.FN不變,f變大 B.FN不變,f變小 C.FN變大,f變大 D.FN變大,f變小解:以兩環(huán)和細(xì)繩整體為對(duì)象求FN,可知豎直方向上始終二力平衡,F(xiàn)N=2mg
51、不變;以Q環(huán)為對(duì)象,在重力、細(xì)繩拉力F和OB壓力N作用下平衡,設(shè)細(xì)繩和豎直方向的夾角為,則P環(huán)向左移的過(guò)程中將減小,N=mgtan也將減小。再以整體為對(duì)象,水平方向只有OB對(duì)Q的壓力N和OA 對(duì)P環(huán)的摩擦力f作用,因此f=N也減小。答案選B?!纠?】如圖,有一箱裝得很滿的土豆,以一定的初速度在動(dòng)摩擦因數(shù)為的水平地面上做勻減速運(yùn)動(dòng),不計(jì)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(duì)它的作用力大小應(yīng)是 ( C )A. mg B. mg C. D. 4、整體法與隔離法的交替使用【例6】如圖所示,有一重力為G的圓柱體放置在水平桌面上,用一夾角為60、兩夾邊完全相同的人字夾水平將其夾?。▕A角
52、仍不變),圓柱體始終靜止。試問(wèn):(1)若人字夾內(nèi)側(cè)光滑,其任一側(cè)與圓柱體間的彈力大小也等于G,則圓柱體與桌面間的摩擦力的大小為多少?答:G(2)若人字夾內(nèi)側(cè)粗糙,其任一側(cè)與圓柱體間的彈力大小仍等于G,欲使圓柱體對(duì)桌面的壓力為零,則整個(gè)人字夾對(duì)圓柱體摩擦力的大小為多少?方向如何?答:G,方向斜向上ABC【例7】如圖所示,傾角為的斜面A固定在水平面上。木塊B、C的質(zhì)量分別為M、m,始終保持相對(duì)靜止,共同沿斜面下滑。B的上表面保持水平,A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。當(dāng)B、C共同勻速下滑;當(dāng)B、C共同加速下滑時(shí),分別求B、C所受的各力。 解:先分析C受的力。這時(shí)以C為研究對(duì)象,重力G1=mg,B對(duì)C的彈力豎
53、直向上,大小N1= mg,由于C在水平方向沒(méi)有加速度,所以B、C間無(wú)摩擦力,即f1=0。 f2G1+G2N2 再分析B受的力,在分析 B與A間的彈力N2和摩擦力f2時(shí),以BC整體為對(duì)象較好,A對(duì)該整體的彈力和摩擦力就是A對(duì)B的彈力N2和摩擦力f2,得到B受4個(gè)力作用:重力G2=Mg,C對(duì)B的壓力豎直向下,大小N1= mg,A對(duì)B的彈力N2=(M+m)gcos,A對(duì)B的摩擦力f2=(M+m)gsin f2G1+G2N2av由于B、C 共同加速下滑,加速度相同,所以先以B、C整體為對(duì)象求A對(duì)B的彈力N2、摩擦力f2,并求出a ;再以C為對(duì)象求B、C間的彈力、摩擦力。這里,f2是滑動(dòng)摩擦力N2=(M+m)gcos, f2=N2=(M+m)gcos沿斜面方向用牛頓第二定律:(M+m)gsin-(M+m)gcos=(M+m)a可得a=g(sin-cos)。B、C間的彈力N1、摩擦力f1則應(yīng)以C為對(duì)象求得。aN1G1 f1v 由于C所受合力沿斜面向下,而所受的3個(gè)力的方向都在水平或豎直方向。這種情況下,比較簡(jiǎn)便的方法是以水平、豎直方向建立直角坐標(biāo)系,分解加速度
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