2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理必修1 第3章相互作用-力第5節(jié)共點(diǎn)力的平衡(5)課件

1、第三章5共點(diǎn)力的平衡一、彈力有無(wú)及方向的判斷例1在圖1中畫(huà)出物體A所受彈力的示意圖.解析答案圖1答案如圖解析用假設(shè)法判斷.甲圖中,若拿走B球,A球?qū)⑾蛴疫\(yùn)動(dòng),說(shuō)明A、B間有彈力.乙圖中,若拿走A球,B球?qū)⑾蛳逻\(yùn)動(dòng),說(shuō)明A、B間有彈力；將容器左壁和底拿走,A球則會(huì)運(yùn)動(dòng),說(shuō)明容器左壁和底部對(duì)A也會(huì)有彈力作用；丙圖中桿給重物的彈力F為支持力,方向沿桿向上；丁圖中桿給重物的彈力F并不沿著桿的方向,根據(jù)假設(shè)法判斷F的方向應(yīng)豎直向上.二、靜摩擦力有無(wú)及方向的判斷1.靜摩擦力產(chǎn)生的條件：接觸面間有壓力、接觸面粗糙且有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì).2.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(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí),可根據(jù)二力平

2、衡條件判斷靜摩擦力的存在與否及其方向.3.假設(shè)法利用假設(shè)法進(jìn)行判斷時(shí),可按以下思路進(jìn)行分析：A.B對(duì)A有摩擦力作用B.B受到A、C的摩擦力作用C.B只受到C的摩擦力作用D.地面對(duì)C有摩擦力作用,大小等于F例2(多選)如圖2所示,有三個(gè)相同的物體疊放在一起,置于粗糙的水平地面上,現(xiàn)用水平力F作用在B上,三個(gè)物體仍然靜止,下列說(shuō)法中正確的是解析答案圖2解析假設(shè)B對(duì)A有摩擦力作用,則A受力不能平衡,與題給條件不符,所以B對(duì)A無(wú)摩擦力作用,A錯(cuò)誤.根據(jù)力的相互性可知,A對(duì)B也無(wú)摩擦力作用,B錯(cuò)誤.假設(shè)C對(duì)B無(wú)摩擦力作用,則B在水平方向上只受力F作用,不可能保持靜止,與題給條件不符,故B受到C的摩擦力作

3、用.由于A、B、C是保持靜止的,那么地面給C的摩擦力大小為F,方向向左,所以選項(xiàng)C、D正確.在分析C對(duì)B的摩擦力時(shí),也可以將A、B看做一個(gè)整體,因A、B均保持靜止,說(shuō)明C對(duì)B的摩擦力與F大小相等、方向相反.A.A、B之間無(wú)摩擦力B.A受到的摩擦力水平向右C.B受到A的摩擦力水平向右D.地面對(duì)B的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力,水平向左針對(duì)訓(xùn)練1(多選)如圖3所示,物體A、B疊放在水平面上,水平力F作用在A上,使二者一起向右做勻速直線運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是答案圖3例3如圖4所示,用水平力F將木塊壓在豎直墻壁上,已知木塊的重力G6 N,木塊與墻壁間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.25,求：(1)當(dāng)F25 N時(shí),木塊靜止,木塊

4、受到的摩擦力為多大？(2)當(dāng)F增大為30 N時(shí),木塊仍靜止,木塊受到的摩擦力為多大？答案(1)6 N(2)6 N答案圖4三、摩擦力的計(jì)算解析解析分析木塊的受力情況,如圖所示.(1)(2)木塊靜止,根據(jù)二力平衡,豎直方向上的靜摩擦力等于重力,Ff1Ff2G6 N,與壓力大小無(wú)關(guān).解析木塊沿墻面下滑時(shí),木塊與墻壁間的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力,Ff3FNFNF所以Ff3F0.2510 N2.5 N.(3)當(dāng)F10 N時(shí),木塊沿墻面下滑,此時(shí)木塊受到的摩擦力為多大？答案2.5 N答案解析受力分析的一般步驟：1.明確研究對(duì)象,即首先確定我們要分析哪個(gè)物體的受力情況,研究對(duì)象可以是單個(gè)物體(質(zhì)點(diǎn)、結(jié)點(diǎn)),也可以

5、是兩個(gè)(或多個(gè))物體組成的整體.2.隔離分析：將研究對(duì)象從周圍物體中隔離出來(lái),分析周圍有哪些物體對(duì)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(huà)出各力的示意圖.四、物體的受力分析例4畫(huà)出圖5中物體A所受力的示意圖,并寫(xiě)出力的名稱和施力物體：(1)物體A靜止,接觸面光滑；(2)A沿粗糙斜面上滑；(3)A沿粗糙水平面滑行；(4)接觸面光滑,A靜止.解析答案見(jiàn)解析圖答案圖5解析 (1)物體A受重力G、推力F、支持力FN、墻壁對(duì)A向左的彈力FN,施力物體分別是地球、推A的物體、地面、墻壁；(2)物體A受豎直向下的重力G、垂直于斜面向上的支持力FN、沿斜面向下的滑動(dòng)摩擦力F

6、f,施力物體分別是地球、斜面、斜面；(3)物體A受重力G、支持力FN、滑動(dòng)摩擦力Ff,施力物體分別是地球、水平面、水平面；(4)物體A受重力G、拉力FT、彈力FN,施力物體分別是地球、繩子、墻壁.針對(duì)訓(xùn)練2如圖6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A.1個(gè)B.2個(gè)C.3個(gè) D.4個(gè)圖6解析答案解析假設(shè)繩1對(duì)球有作用力,該作用力的方向斜向左上方,另外,球在豎直方向上還受重力和繩2的拉力,在這三個(gè)力的作用下球不可能保持平衡,所以繩1不可能對(duì)球施加拉力,小球只受重力和繩2的拉力,故B正確. 1.(彈力方向的判斷)分別畫(huà)出圖7中小球的受力示意圖.(圖

7、甲中小球用細(xì)繩懸掛著靜止在光滑的斜面上,乙中小球用細(xì)繩掛著靜止在桌角上,丙中小球固定在桿上)答案1234圖7答案如圖12342.(摩擦力的理解及計(jì)算)如圖8所示,在研究摩擦力的實(shí)驗(yàn)中,用彈簧測(cè)力計(jì)拉一個(gè)放在水平板上的木塊,部分實(shí)驗(yàn)記錄如表所示.則實(shí)驗(yàn)中木塊受到的1234圖8實(shí)驗(yàn)次序木塊狀態(tài)彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)/N第1次靜止0.60第5次勻速0.50第10次加速0.90A.靜摩擦力恒為0.60 NB.靜摩擦力可能大于0.60 NC.滑動(dòng)摩擦力為0.90 ND.滑動(dòng)摩擦力一定小于靜摩擦力解析答案1234解析當(dāng)木塊保持靜止時(shí),靜摩擦力的大小隨著拉力的變化而變化,選項(xiàng)A錯(cuò)誤；當(dāng)拉力為0.60 N時(shí),木塊處于

8、靜止,靜摩擦力大小為0.60 N,隨著拉力的增大,靜摩擦力可能大于0.60 N,選項(xiàng)B正確；當(dāng)彈簧拉力為0.50 N時(shí),木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng),知滑動(dòng)摩擦力等于0.50 N,選項(xiàng)C錯(cuò)誤；靜摩擦力隨著拉力的變化而變化,因此可能大于滑動(dòng)摩擦力,可能小于滑動(dòng)摩擦力,也可能等于滑動(dòng)摩擦力,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.3.(簡(jiǎn)單的受力分析問(wèn)題)(多選)物體b在水平推力F作用下,將物體a擠壓在豎直墻壁上,如圖9所示,a、b處于靜止?fàn)顟B(tài),關(guān)于a、b兩物體的受力分析,下列說(shuō)法正確的是A.a受到兩個(gè)摩擦力的作用B.a共受到四個(gè)力的作用C.b共受到三個(gè)力的作用D.a受到墻壁摩擦力的大小不隨F的增大而增大解析答案圖91234解析b共受

9、到四個(gè)力的作用：重力、F、a對(duì)b向右的彈力和向上的靜摩擦力,故C錯(cuò)誤.a受到五個(gè)力：重力、墻對(duì)a向右的彈力和向上的靜摩擦力,b對(duì)a向左的壓力和向下的靜摩擦力.故A正確,B錯(cuò)誤.由上得知,墻壁對(duì)a的摩擦力大小等于a和b的總重力之和,不隨F的增大而增大,故D正確.12344.(摩擦力大小的計(jì)算)如圖10所示,一個(gè)質(zhì)量為M2 kg的物體放在粗糙水平面上,物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.2,用一條質(zhì)量不計(jì)的細(xì)繩繞過(guò)定滑輪和一個(gè)質(zhì)量為m00.1 kg的小桶相連,已知：M受到的最大靜摩擦力Fmax4.5 N,細(xì)繩水平,滑輪上的摩擦不計(jì),g取10 N/kg,求在以下情況中,M受到的摩擦力的大小.(1)只掛m0處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)；解析圖10答案1 N答案解析因?yàn)閙0g1 NFmax,M處于靜止?fàn)顟B(tài),受靜摩擦力作用,由二力平衡得F1m0g1 N.1234(2)只掛m0但在M上