高中物理必修一受力分析
高中物理必修一《力与物体平衡》摩擦力与受力分析

§2.2 摩擦力 受力分析【考点聚焦】1.摩擦力摩擦力的产生条件是 ○1 相互接触的物体间有弹力存在;○2 接触面粗糙; ○3 接触的物体之间存在相对运动或有相对运动趋势.摩擦力方向总是与接触面平行,且与 相对运动方向相反或与相对运动趋势方向相反.摩擦力大小:对滑动摩擦力而言,其大小F = μF N .对静摩擦力而言,其大小则与接触面平行方向的其它外力及物体的运动状态有关,但其有个范围即介于最大静摩擦力与零之间.2.受力分析对物体进行受力分析的一般步骤:○1 首先确定研究对象; ○2 然后根据力的概念,从物体处所的环境与其他物体的联系,按重力、弹力、摩擦力及其他力等顺序依次分析,○3 最后检查分析结果能否使物体处于题目中所给的运动状态.【好题精析】例1 如图2.2-1所示,用细绳拴着一个小球,小球静止在光滑的斜面上.试作出小球所受的弹力示意图.解析:小球只与斜面和细绳接触,根据弹力的产生条件及其方向可作出小球受力图如图2.2-1(解).点评:弹力是接触力,接触面间的压力、支持力方向总是与接触面垂直指向被压力或起支持作用的物体;而绳的拉力总是沿着绳子,并指向收缩方向.例2 下列关于摩擦力的说示中正确的是:( )A .阻碍物体运动的力称为摩擦力B .滑动摩擦力的方向总是与物体运动方向相反C .静摩擦力的方向可能与物体运动方向垂直D .接触面上的摩擦力总是与接触面平行解析:摩擦力的作用效果是阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势的,而不是阻碍物体的运动,因此A 选项错误.另一方面摩擦力的方向与相对运动方向或相对运动趋势方向相反,故B 选项错误.当相对运动趋势方向与运动方向垂直时,静摩擦力的方向就与运动方向垂直,故C 正确.摩擦力是切向力,故与接触面平行,D 正确.综上所述C 、D 正确. 点评:本题要求考生正确理解摩擦力的概念,并能把握相对运动与物体运动的区别. 例3 长直木板的上表面的一端放置一个铁块,木板放置在水平面上,将放置铁块的一端由水平位置缓慢地向上抬起,木板另一端相对水平面的位置保持不变,如图2.2-2所示.铁块受到摩擦力f 木板倾角α变化的图线可能正确的是(设最大静摩擦力的大小等于滑动摩擦力大小):( )解析:本题应分三种情况进行分析:○1 当0 ≤α<arctan μ(μ为铁块与木板间的动摩擦因数)时,铁块相对木板处于静止状态,铁块受静摩擦力作用其大小与重力沿木板面(斜面)方向分力大小相等,即f = 图2.2-1(解)图2.2-2 A B CD 图2.2-1mg sin α,α=0时,f = 0;f 随α增大按正弦规律增大.○2 当α= arctan μ时处于临界状态,此时摩擦力达到最大静摩擦,由题设条件可知其等于滑动摩擦力大小.○3 当arctan μ<α≤900时,铁块相对木板向下滑动,铁块受到滑动摩擦力的作用,根据摩擦定律可知f = μF N =μmg cos α,f 随α增大按余弦规律减小.综合上述分析可知C 图可能正确地表示了f 随α变化的图线.点评:本题由铁块运动状态的不确定性来巧妙地设计了考查静摩擦力、最大静摩擦力、滑动摩擦力三者区别的,这三者在产生条件和大小计算上都有一些区别,分析过程中要求考生能够从物体运动状态来进行科学分析与推理. 例4 如图2.2-3所示,质量为m 、横截面为直角三角形的物块ABC ,α=∠ABC ,AB 边靠在竖直墙面上,F 是垂直于斜面BC 的推力.现物块静止不动,则摩擦力大小为 ___________. 解析:对三角形物块进行受力分析,如图2.2-3(解)所示.由平衡条件可以有:f mg -αsin F -=0、N αcos F -=0解得摩擦力f = mg + F sin α. 点评:本题要求考生掌握物体的受力分析与平衡条件及处理平衡问题的数学方法.例5 利用一个小木块(一端带挂钩)、一个长木板、一根橡皮条和一把刻度尺,怎样粗略地测出小木块与木板之间的动摩擦因数.解析:橡皮条不能直接测量力的大小,但在其发生弹性形变时,可以粗略地认为其遵循胡克定律,可以根据其形变量来比较力的大小,可以借助借助于比例关系估算出动摩擦因数.其具体方法:○1 用刻度尺测量出橡皮条自由长度l 0,将橡皮条把木块竖直悬挂起来,测量木块静止时橡皮条的长度l 1,并计算其形变量∆l 1 = l 1 l -0;○2 将木块放在水平放置的木板上,用橡皮条水平拉动木块,使木块在木板上匀速运动,测量出这时橡皮条的长度l 2,并计算其形变量∆l 2 = l 2 l -0;○3 计算动摩擦因数μ= ∆l 2/∆l 1. 点评:这是一道设计性实验问题,它要求考生能够借助于比例关系求解.【当堂反馈】1.如图2.2-4所示,用力F 将一个木块压在倾斜板上静止不动,则木块的受力情况分析正确的是:( ) A .有可能只受两个力的作用 B .有可能只受三个力的作用C .必定受四个力的作用D .以上说法都不对2.如图2.2-5所示的所示,物体a 、b 和c 叠放在水平桌面上,水平力F b = 5N 、F c = 10N 分别作用于b 、c 上,a 、b 和c 仍保持静止状态.以f 1、f 2、f 3分别表示a 与b 、b与c 、c 与桌面间的静摩擦力的大小,则:A .f 1 = 5N 、f 2 = 0、f 3 = 5NB .f 1 = 5N 、f 2 = 5N 、f 3 = 0C .f 1 = 0N 、f 2 = 5N 、f 3 = 5ND .f 1 = 0N 、f 2 = 10N 、f 3 = 5N【强化训练】1.运动员用双手握住竖直的竹秆匀速攀上和匀速下滑时,他所受到的摩擦力分别为F 1和F 2,那么它们的关系是:( )A .F 1向上,F 2向下,F 1 = F 2B .F 1向下,F 2向上,F 1 > F 2C .F 1向上,F 2向上,F 1 = F 2D .F 1向上,F 2向下,F 1 > F 22.把一重为G 的物体,用一个水平推力F = kt (k 是为恒量,t 为时间)压在竖直的足够高图2.2-3(解) A C Fmg N B fA B C F 图2.2-3 图 2.2-5 图2.2-4F的平整的墙上,如图2.2-6所示.从t = 0开始物体所受的摩擦力f 随时间t 的变化关系是图下图中的:( )3.如图2.2-7所示,物体B 的上表面水平,B 上面载着物体A ,当它们一起沿固定斜面C 匀速下滑的过程中物体A 受力是:( ) A .只受重力 B .只有重力和支持力C .有重力、支持力和摩擦力D .有重力、支持力、摩擦力和斜面对它的弹力4.如图2.2-8所示,用水平力F 将物体压在竖直墙壁上,保持静止状态,现保持力F 的大小不变,使F 的方向与水平方向夹角逐渐增大的过程中,若物体A 仍保持平衡,则物体A 受到的摩擦力:( )A .可能保持不变B .可能增大C .可能减小D .一定会发生变化5.如图2.2-9所示,在粗糙水平面上放一个三角形木块a ,物体b 在a 的斜面上匀速下滑,则下列判断中正确的是:( )A .a 保持静止,而且没有相对水平面运动的趋势B .a 保持静止,但有相对水平面向右运动的趋势C .a 保持静止,但有相对水平面向左运动的趋势D .因未给出所需数据,无法对a 是否运动或有无运动趋势做出判断6.如图2.2-10所示,放在水平地面上的物体a 上叠放着物体b ,a 和b 间用轻质弹簧相连,已知弹簧处于压缩状态,整个装置处于静止状态,则关于a 、b 的受力分析正确的是:( ) A .b 受到向右的摩擦力 B .a 受到m 对它的向左的摩擦力C .地面对a 的摩擦力向右D .地面对a 无摩擦力作用7.如图2.2-11所示,质量为m 的物体放在水平放置的钢板c 上,与钢板间的动摩擦因数为μ.由于光滑导轨槽a 、b 控制,物体只能沿水平导轨槽运动.现使钢板以速度v 1向右运动,同时用力F 沿导轨槽的方向拉动物体使物体以速度v 2沿轨槽运动,则F 的大小为:( )A .F =μmgB .F >μmgC .F <μmgD .不能确定 8.如图2.2-12所示,放在倾斜的的木板上,当木板倾角θ为30o 和45o时,物体所受的摩擦力大小恰好相等,则物体与木板间的动摩擦因数是多少?9.某同学用一个弹簧秤、木块和细线去粗略地测定木块与一个固定的斜面间之间的动摩擦因数μ,设此斜面的倾角不大,不加拉力时,木块放在斜面上将保持静止.(1) 他是否要用弹簧秤称出木块的重力?(2) 写出实验的主要步骤;(3) 导出求动摩擦因数μ的计算式.图2.2-6图2.2-7 图2.2-8 图2.2-9 图2.2-10图2.2-11图2.2-1210.如图2.2-13所示,两块轻质竖直平行板A 、B 之间夹着一块重力为6N 的长方体木块C ,此时A 、B 对C 的压力均为10N 。
高中物理必修一解题方法与技巧

高中物理必修一解题方法与技巧高中物理必修一是整个高中物理的基础,掌握好这一部分的解题方法与技巧对于后续的学习至关重要。
以下是一些常用的解题方法与技巧:1. 受力分析:这是解决物理问题的第一步,要明确研究对象所受的力,包括重力、弹力、摩擦力等。
根据物体的运动状态,分析其受力情况,建立平衡方程。
2. 运动学公式:要熟练掌握速度、加速度、位移等基本物理量的定义及计算公式,这些公式是解决运动学问题的基石。
同时,还要理解速度-时间图和位移-时间图的含义及绘制方法。
3. 牛顿第二定律:这是动力学部分的核心,要理解力和加速度的关系,会根据受力分析结合牛顿第二定律列方程求解。
4. 动量定理与动量守恒:对于涉及时间变化或冲量的物理问题,可以使用动量定理。
对于两个或多个物体相互作用的问题,如果系统不受外力或所受外力的矢量和为零,则系统的动量守恒。
5. 动能定理:对于涉及功和能的问题,动能定理是一个非常有用的工具。
它表示一个过程的合外力所做的功等于该过程中物体动能的改变。
6. 周期性和圆周运动:对于涉及周期性运动或圆周运动的问题,要理解向心力的概念,掌握向心加速度的计算公式。
同时,还要理解开普勒定律(特别是第一定律)的含义及应用。
7. 实验与测量:物理是一门以实验为基础的学科,实验数据的处理和误差分析非常重要。
要掌握基本的实验技能,理解误差产生的原因及减小误差的方法。
8. 解题策略与技巧:模型法:将复杂的物理现象抽象化,建立物理模型,有助于理解和解决问题。
隔离法与整体法:在分析系统问题时,有时需要将整个系统视为一个整体来考虑,有时又需要将系统中的某个部分隔离出来单独分析。
假设法:对于一些难以直接判断的问题,可以通过假设法进行反证,从而找到答案。
图象法:利用图象描述物理过程和状态,直观地反映物理量之间的关系,便于找到问题的解决方案。
9. 日常生活中的物理应用:物理与日常生活紧密相关。
通过观察生活中的物理现象,可以加深对物理概念和规律的理解,同时也能提高解决实际问题的能力。
高中物理必修一 第三章 专题强化 物体的受力分析

假设球与墙之间没有弹力,撤去与球接触的墙,球仍 可能静止,所以球和墙之间可能没有弹力,选项A错误; 假设球与斜面无弹力,撤去斜面,球不能静止,故球一 定受到斜面的弹力,方向垂直于斜面向上,选项B正确, C错误; 对斜面体分析,知斜面体和竖直墙之间一定有弹力,选项D错误.
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Part 2
专题强化练
基础强化练
1.对下列“画阴影”的物体受力分析正确的是
√
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2.如图所示,木箱A中放一个光滑的铁球B,它们一
起静止于斜面上,如果对铁球B(不包括木箱A)进行
受力分析,则铁球B受力个数为
√A.3
B.4
C.2
D.1
对铁球B受力分析,受重力、斜面对铁球垂直于斜面向上的支持力和 箱子对铁球平行于斜面向上的弹力,共3个力.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
7.如图所示,质量为m的木块,在斜向左上方的力F的
作用下,沿天花板向左做匀速直线运动,则该木块受
到的作用力的个数为
A.2个
B.3个
√C.4个
D.5个
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
由题意可知,木块在斜向左上方的力F的作用下,沿天花板向左做匀 速直线运动,因此除受到重力外,还受到天花板对木块的水平向右的 滑动摩擦力,根据摩擦力产生的条件,则木块一定受天花板竖直向下 的支持力,对木块受力分析如图所示,木块受重力、支持力、摩擦力 与力F共4个力,故C正确.
甲处于匀速直线运动状态,只受重力和 支持力,不受摩擦力,A错误,B正确; 乙处于匀速直线运动状态,受到重力、 扶梯的支持力以及沿扶梯斜面向上的摩擦力三个力作用,C正确; 扶梯对乙的作用力竖直向上,则乙对扶梯的作用力竖直向下,D错误.
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物体受力分析一:受力分析的重要性正确的对物体进行受力分析,是解决力学问题的前提和关键之一,因此对物体进行受力分析时,一定要注意"准确"。
要做到这一点就要对受力分析的有关知识、力的判据、受力分析步骤以及受力分析时的注意事项有一定的理解。
二:受力分析的基本知识和方法1力的图示是用一根带箭头的线段直观地表示一个力,线段的长度表示力的大小,箭头的指向表示力的方向,箭头或箭尾通常用来表示力的作用点,一般将物体所受各力都看作是作用在物体上的共点力。
2、在画图分析物体受力情况时,有时并不需要精确画出力的大小,只要把力的方向画正确,并大概画出力的大小即可,这样的力图称为力的示意图。
例题1用一轻绳将小球P系于光滑墙壁上的0点,在墙壁和球P之间夹有一矩形物块Q,如图所示, 在P、Q均处于静止状态的情况下,下列相关说法正确的是小球P受4个力若0点下移,Q受到的静摩擦力将增大若0点上移,绳子的拉力将变小答案BD解析本题考查受力分析知识,意在考查学生对平衡状态下的物体进行受力分析的能力。
对P和Q受力分析可知,P受重力、绳子拉力、Q对P的弹力、Q对P的摩擦力,Q受重力、墙壁的弹力、P对Q的弹力、P对Q的摩擦力,因此选项A错误,B正确;分析Q的受力可知,若0 点下移,Q处于静止状态,受到的静摩擦力等于重力不变,选项C错误;对P受力分析可知若0 点上移,绳子的拉力将变小,选项D正确;所以答案选BDb分析:1、确定研究对象,即据题意弄清我们需要对哪个物体进行受力分析。
2、采用隔离法分析其他物体对研究对象的作用力。
3、按照先重力,然后环绕物体一周找出跟研究对象接触的物体,并逐个分析这些物体对研究对象的弹力和摩擦力,最后分析其他场力(如电场力,磁场力等)。
4、画物体受力图,没有特殊要求,则画示意图即可。
总结注意受力分析的方法1、研究表明物体(对象)会受到力的作用(通常同时会受到多个力的作用)。
2、受力分析就是要我们准确地分析出物体(对象)所受的力,并且能用力的示意图(受力图)表示出来。
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物体的受力分析 受力分析就是分析物体的受力, 受力分析是研究力学问题的基础, 是研究力学问题的关键。
受力分析的依据是各种力的产生条件及方向特点一.几种常见力的产生条件及方向特点。
1.重力重力是由于地球对物体的吸引而使物体受到的力, 只要物体在地球上, 物体就会受到重力。
重力不是地球对物体的引力。
重力与万有引力的关系是高中物理的一个小难点。
重力的方向: 竖直向下。
2.弹力弹力的产生条件是接触且发生弹性形变。
判断弹力有无的方法: 假设法和运动状态分析法。
弹力的方向与施力物体形变的方向相反, 与施力物体恢复形变的方向相同。
弹力的方向的判断:面面接触垂直于面, 点面接触垂直于面, 点线接触垂直于线。
【例1】如图1—1所示, 判断接触面对球有无弹力, 已知球静止, 接触面光滑。
图a 中接触面对球 无 弹力;图b 中斜面对小球 有 支持力。
【例2】如图1—2所示, 判断接触面MO 、ON 对球有无弹力, 已知球静止, 接触面光滑。
水平面ON 对球 有 支持力, 斜面MO 对球 无 弹力。
【例3】如图1—4所示, 画出物体A 所受的弹力。
a 图中物体A 静止在斜面上。
b 图中杆A 静止在光滑的半圆形的碗中。
c 图中A 球光滑, O 为圆心, O '为重心。
【例4】如图1—6所示, 小车上固定着一根弯成α角的曲杆, 杆的另一端固定一个质量为m 的球, 试分析下列情况下杆对球的弹力的大小和方向: (1)小车静止;3.摩擦力摩擦力的产生条件为: (1)两物体相互接触, 且接触面粗糙;(2)接触面间有挤压;(3)有相对运动图1—1a b 图1—2 图1—4a b c或相对运动趋势。
摩擦力的方向为与接触面相切, 与相对运动方向或相对运动趋势方向相反。
判断摩擦力有无和方向的方法: 假设法、运动状态分析法、牛顿第三定律分析法。
【例5】如图1—8所示, 判断下列几种情况下物体A 与接触面间有、无摩擦力。
图a 中物体A 静止。
高中物理受力分析详解(内附经典例题)

高中物理受力分析详解(内附经典例题)力学是高中物理中最重要的内容之一,也是高一各阶段考试的重点。
然而,很多同学在受力分析和共点力平衡方面遇到了困难。
因此,我们为大家整理了受力分析技巧和共点力平衡题型练。
受力分析的基本步骤包括:找力、画图、分析和验证。
首先,要找到研究对象并只考虑它受到的力。
其次,按照“一场力,二弹力,三摩擦力”的顺序进行力的分析,以免遗漏。
然后,根据分析结果画出受力图。
最后,根据物体的运动状态等验证所做是否正确。
在进行受力分析时,需要注意一些问题。
有时为了简化问题,会出现一些暗示的提法,如“轻绳”、“轻杆”表示不考虑绳与杆的重力;如“光滑面”示意不考虑摩擦力。
弹力表现出的形式是多种多样的,平常说的“压力”、“支持力”、“拉力”、“推力”、“张力”等实际上都是弹力。
两个物体相接触是产生弹力的必要条件,但不是充分条件,也就是相接触不一定都产生弹力。
两个物体的接触面之间有弹力时才可能有摩擦力。
如果接触面是粗糙的,到底有没有摩擦力?如果有摩擦力,方向又如何?这也要由研究对象受到的其它力与运动状态来确定。
对连接体的受力分析能突出隔离法的优点,隔离法能使某些内力转化为外力处理,以便应用牛顿第二定律。
但在选择研究对象时一定要根据需要,不要盲目隔离以免使问题复杂化。
受力分析时要注意质点与物体的差别。
一个物体由于运动情况的不同或研究的重点不同,有时可以把物体看作质点,有时不可以看作质点。
如果不考虑物体的转动而只考虑平动,那就可以把物体看作质点。
在以后运用牛顿运动定律讨论力和运动的关系时均把物体认为是质点,物体受到的是共点力。
注意每个力的施力物体,以避免分析出不存在的力。
例如汽车刹车时会继续向前运动,这是物体惯性的表现,不存在向前的“冲力”。
同样地,把物体沿水平方向抛出去,它只受重力,不存在向水平方向抛出的力。
在分析研究对象所受的力时,只考虑作用于该对象的力,不考虑该对象对其他物体施加的力。
例如,如果我们研究的物体是A,我们只能分析“甲对A”、“乙对A”、“丙对A”等力,而不能分析“A对甲”、“A对乙”、“A对丙”等力。
高中物理必修第一册 第三章 相互作用——力

∯3.1 重力与弹力
∯3.2 摩擦力
∯3.3 牛顿第三定律
∯3.4 力的合成和分解
∯3.5 共点力的平衡
∯3.1 重力与弹力
一、重力
1.重力
由于地球的吸引而使物体受
到的力叫做重力
单位: 牛顿(牛)
=
N
∯3.1 重力与弹力
一、重力
2.重心
重心可以看做是重力的作用点
质量分布均匀的物体,重心
∯3.1 重力与弹力
二、弹力
发生形变的物体,要恢复原状,对它接触的
物体会产生力的作用,这种力叫做弹力
∯3.1 重力与弹力
三、胡克定律
物体在发生形变后,如果撤出作用力能够恢
复原状,这种形变叫做弹性形变
如果形变过大,超过一定限度,撤去作用力
后物体不能完全恢复原来的形状,这个限度叫
做弹性限度
∯3.1 重力与弹力
生一种阻碍相对运动的力,这种力叫做滑动摩擦力。
=
没有单位
动摩擦因数
接触面的材料不同,粗糙程度不同,动摩擦因数也不同
f的方向与相对运动方向相反,N与接触面垂直
∯3.2 摩擦力
二、静摩擦力
两个相互接触的物体,当它们之间只有相对运动趋势,而没
有相对运动时,在接触面也上会产生一种阻碍相对运动的力,
就在其几何中心
∯3.1 重力与弹力
一、重力
3.力的示意图和力的图示
力的示意图
力的图示
∯3.1 重力与弹力
一、重力
3.力的示意图和力的图示
∯3.1 重力与弹力
二、弹力
物体在力的作用下形状或体积
会发生变化,这种变化叫做形变
∯3.1 重力与弹力
高中物理必修一第三章知识点总结

高中物理必修一第三章知识点总结第三章:力与运动本章主要介绍了力和运动的概念,并对力的性质、受力分析、力的合成和分解等内容进行了详细的讲解,同时还介绍了平衡力和力矩的相关知识。
下面将对该章节的知识点进行总结。
1. 力的概念:力是物体相互作用产生的效应,是使物体发生形态变化、速度变化或者方向变化的原因。
2. 力的性质:- 力是矢量,具有大小和方向;- 力可以相互叠加,即合力;- 力还可以分解成多个力的合力。
3. 受力分析:- 绘制力的示意图,标明力的方向和大小;- 建立坐标系,分解力的大小和方向;- 列出受力方程,求解未知量。
4. 力的合成与分解:- 合力:若多个力作用于同一物体上,其合力等于这些力的矢量和;- 分解力:将一个力分解成两个力,使其合力等于原力。
5. 平衡力:- 物体受到多个力的作用,但它仍然保持静止或匀速直线运动,即为力的合力为零;- 平衡力的特点:合力为零,物体处于静止或匀速直线运动。
6. 力的单位:国际单位制中,力的单位为牛顿(N)。
1N表示当力的大小为1N时,1kg质量的物体受到的加速度为1m/s²。
7. 力矩:- 力对物体的转动效应,称为力矩;- 力矩的大小:力的大小与力臂的乘积,力臂是力作用点到转轴的垂直距离;- 力矩的方向:力矩的符号决定了转动方向。
8. 平衡条件:- 对于物体在水平面上的平衡:合力为零,合力矩为零;- 对于物体在斜面上的平衡:合力垂直于斜面,合力矩为零。
9. 动力学基本定律:- 牛顿第一定律(惯性定律):物体静止或匀速直线运动时,合外力为零;- 牛顿第二定律(运动定律):物体的加速度与作用力成正比,与物体质量成反比;- 牛顿第三定律(作用反作用定律):凡是对物体施加作用力的物体,物体必然对其施加大小相等、方向相反的反作用力。
10. 弹力:- 弹力是一种常见的力,当物体发生形状变化时,弹力产生; - 弹簧的弹力:弹簧的弹力与形变程度成正比。
总结:力与运动是物理学中非常基础和重要的概念。
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物体的受力分析受力分析就是分析物体的受力,受力分析是研究力学问题的根底,是研究力学问题的关键。
受力分析的依据是各种力的产生条件及方向特点 一.几种常见力的产生条件及方向特点。
1.重力重力是由于地球对物体的吸引而使物体受到的力,只要物体在地球上,物体就会受到重力。
重力不是地球对物体的引力。
重力与万有引力的关系是高中物理的一个小难点。
重力的方向:竖直向下。
2.弹力弹力的产生条件是接触且发生弹性形变。
判断弹力有无的方法:假设法和运动状态分析法。
弹力的方向与施力物体形变的方向相反,与施力物体恢复形变的方向相同。
弹力的方向的判断:面面接触垂直于面,点面接触垂直于面,点线接触垂直于线。
【例1】如图1—1所示,判断接触面对球有无弹力,球静止,接触面光滑。
图a 中接触面对球 无 弹力;图b 中斜面对小球 有 支持力。
【例2】如图1—2所示,判断接触面MO 、ON 对球有无弹力,球静止,接触面光滑。
水平面ON 对球 有 支持力,斜面MO 对球 无 弹力。
【例3】如图1—4所示,画出物体A 所受的弹力。
a 图中物体A 静止在斜面上。
b 图中杆A 静止在光滑的半圆形的碗中。
c 图中A 球光滑,O 为圆心,O '为重心。
【例4】如图1—6所示,小车上固定着一根弯成α角的曲杆,杆的另一端固定一个质量为m 的球,试分析以下情况下杆对球的弹力的大小和方向:〔1〕小车静止;3.摩擦力摩擦力的产生条件为:〔1〕两物体相互接触,且接触面粗糙;〔2〕接触面间有挤压;〔3〕有相对运动图1—1a b图1—2 图1—4a b c或相对运动趋势。
摩擦力的方向为与接触面相切,与相对运动方向或相对运动趋势方向相反。
判断摩擦力有无和方向的方法:假设法、运动状态分析法、牛顿第三定律分析法。
【例5】如图1—8所示,判断以下几种情况下物体A 与接触面间有、无摩擦力。
图a 中物体A 静止。
图b 中物体A 沿竖直面下滑,接触面粗糙。
图c 中物体A 沿光滑斜面下滑。
图d 中物体A 静止。
图a 中 无 摩擦力产生,图b 中 无 摩擦力产生,图c 中 无 摩擦力产生,图d 中 有 摩擦力产生。
【例6】如图1—9所示为皮带传送装置,甲为主动轮,传动过程中皮带不打滑,P 、Q 分别为两轮边缘上的两点,以下说法正确的选项是:〔 B 〕 A .P 、Q 两点的摩擦力方向均与轮转动方向相反 B .P 点的摩擦力方向与甲轮的转动方向相反, Q 点的摩擦力方向与乙轮的转动方向相同 C .P 点的摩擦力方向与甲轮的转动方向相同, Q 点的摩擦力方向与乙轮的转动方向相反 D .P 、Q 两点的摩擦力方向均与轮转动方向相同【例7】如图1—10所示,物体A 叠放在物体B 上,B 上使它们一起运动,试分析两物体受到的静摩擦力的方向。
【例8】如图1—12所示,A 、B 两物体竖直叠放在水平面上,今用水平力F 拉物体,两物体一起匀速运动,试分析A 、B 间的摩擦力及B 与水平面间的摩擦力。
顺口溜:分析对象先隔离,各力画上面。
接触点、面要找全,推拉挤压弹力显。
糙面滑动动摩擦,欲动未动静摩现。
隔离体上力画全,不多不少展笑颜。
图1—8 图1—9 图1—10图1—12二. 受力分析的步骤:〔1〕确定所研究的物体,然后找出周围有哪些物体对它产生作用.采用隔离法分析其他物体对研究对象的作用力,不要找该物体施于其它物体的力,譬如所研究的物体叫A,那么就应该找出“甲对A〞和“乙对A〞及“丙对A〞的力……而“A对甲〞或“A对乙〞等的力就不是A所受的力.也不要把作用在其它物体上的力错误地认为通过“力的传递〞作用在研究对象上.〔2〕要养成按步骤分析的习惯.a.先画重力:作用点画在物体的重心.b.次画力c.再画接触力(弹力和摩擦力):绕研究对象逆时针(或顺时针)观察一周,看对象跟其他物体有几个接触点(面),对每个接触点(面)假设有挤压,那么画出弹力,假设还有相对运动或趋势,那么画出摩擦力.要熟记:弹力的方向一定与接触面或接触点的切面垂直,摩擦力的方向一定沿着接触面与物体相对运动〔或趋势〕方向相反。
分析完一个接触点(面)后再依次分析其他的接触点(面).d.再画其他场力:看是否有电、磁场力作用,如有那么画出场力.顺口溜:一重、二弹、三摩擦、再其它。
〔3〕受力分析的考前须知:初学者对物体进行受力分析时,往往不是“少力〞就是“多力〞,因此在进行受力分析时应注意以下几点:(1) 只分析研究对象所受的力,不分析研究对象对其他物体所施加的力。
(2) 每分析一个力,都应找到施力物体,假设没有施力物体,那么该力一定不存在.这是防止“多力〞的有效措施之一。
检查一下画出的每个力能否找出它的施力物体,特别是检查一下分析的结果,能否使对象与题目所给的运动状态(静止或加速)相一致,否那么,必然发生了多力或漏力现象.(3) 合力和分力不能同时作为物体受到的力。
(4)只分析根据力的性质命名的力〔如重力、弹力、摩擦力〕,不分析根据效果命名的力〔如下滑力、上升力等〕。
【例9】如图1—13所示,竖直墙壁光滑,分析静止的木杆受哪几个力作用。
三.受力分析的方法:整体法和隔离法。
整体法隔离法概念将几个物体作为一个整体来分析的方法将研究对象与周围物体分隔开的方法选用原那么研究系统外的物体对系统整体的作用力研究系统内物体之间的相互作用力注意问题分析整体周围其他物体对整体的作用。
而不画整体内部物体间的相互作用。
分析它受到周围其他物体对它的作用力【例10】如图1—14所示,A、B、C叠放于水平地面上,加一水平力F,三物体仍静止,分析A、B、C的受力情况。
【总结】用隔离法分析物体受力时应将研究的物体单独拿出来,不要都画在一起,以免出现混乱。
隔离法分析物体受力时要特别注意牛顿第三定律分析法的使用。
给每个力起好名字。
【例11】如图1—15所示,物体A、B静止,画出A、B的受力图。
【例12】如图1—16所示,用两相同的夹板夹住三个重为G 的物体A 、B 、C ,三个物体均保持静止,请分析各个物体的受力情况.【例13】如图1—18所示,放置在水平地面上的直角劈M 上有一个质量为m 的物体,假设m 在其上匀速下滑,M仍保持静止,那么正确的说法是〔 AC 〕A.M对地面的压力等于〔M+m 〕gB.M对地面的压力大于〔M+m 〕gC.地面对M没有摩擦力D.地面对M有向左的摩擦力 四.常见错误(1)多画力。
a.研究对象不明,错将其他物体受到的力画入。
b.虚构力,将不存在的力画入。
c.将合力和分力重复画入。
要防止多画力。
第一,彻底隔离研究对象。
第二,每画一个力要心中默念受力物体和施力物体。
(2) 少画力。
少画力往往是由受力分析过程混乱所致,因此: a.要严格按顺序分析。
b.分析弹力和摩擦力时,所有接触点都要分析到。
(3) 错画力。
即把力的方向画错。
图1—16 图1—18五.正交分析法列平衡方程将物体受到的各个力向两个相互垂直的方向上分解,然后列出两个平衡方程。
六精题精练。
1、如下图,质量分别为m1、m2的两个物体通过轻弹簧连接,在力F的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动〔m1在地面,m2在空中〕,力F与水平方向成θ角。
那么m1所受支持力N和摩擦力f正确的选项是〔 AC 〕A.N=m1g+m2g-FsinθB.N=m1g+m2g-FcosθC.FcosθD.Fsinθ2、重G=5N的木块在水平压力F作用下,静止在竖直墙面上,那么木块所受的静摩擦力f = N ;假设木块与墙面间的动摩擦因数为μ=0.4,那么当压力F N= N时木块可沿墙面匀速下滑。
3、如图(1)人和木板的质量分别为m和M,不计滑轮质量及滑轮与绳之间的摩擦,保持系统静止时,求人对绳子的拉力T2=?4、如下图,物体B叠放在物体A上,水平地面光滑,外力F作用于物体A上,便它们一起运动,试分析两物体受到的,静摩擦力的方向。
5、如下图,将质量为m的滑块放在倾角为θ的固定斜面上。
滑块与斜面之间的动摩擦因数为μ。
假设滑块与斜面之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力大小相等,重力加速度为g,那么( C ) 〔A〕将滑块由静止释放,如果μ>ta nθ,滑块将下滑〔B〕给滑块沿斜面向下的初速度,如果μ<ta nθ,滑块将减速下滑(C)用平行于斜面向上的力拉滑块向上匀速滑动,如果μ=t a nθ,拉力大小应是2mgsinθ〔D〕用平行于斜面向下的力拉滑块向下匀速滑动,如果μ=t a nθ,拉力大小应是mgsinθA、B对斜面上的滑块受力分析,受重力、支持力、摩擦力,要使物块沿斜面下滑,那么mgsinθ>μmgco sθ,故μ<tanθ,故AB错误;C、假设要使物块在平行于斜面向上的拉力F的作用下沿斜面匀速上滑,由平衡条件有:F-mgsinθ-μmgcosθ=0故F=mgsinθ+μmgcosθ,假设μ=tanθ,那么mgsinθ=μmgcosθ,即F=2mgsinθ.故C正确;D、假设要使物块在平行于斜面向下的拉力F作用下沿斜面向下匀速滑动,由平衡条件有:F+mgsinθ-μmgcosθ=0那么 F=μmgcosθ-mgsinθ,由于F>0,那么有μ>tanθ.故D错误.应选C6、如图,将物体Q缓慢向右移动一点,P、Q始终平衡,物体Q所受的力中,增大的是( BC )A.绳子所给的拉力B.地面所给的支持力C.地面所给的摩擦力D.以上各力均不增大7、如下图,物体m与斜面体M一起静止在水平面上。
假设将斜面的倾角θ稍微增大一些,且物体m仍静止在斜面上,那么〔AB 〕A.斜面体对物体的支持力变小B.斜面体对物体的摩擦力变大C.水平面与斜面体间的摩擦力变大D.水平面与斜面体间的摩擦力变小8、如图2所示,用细绳连接用同种材料制成的a和b两个物体。
它们恰能沿斜面向下作匀速运动,且绳子刚好伸直,关于a、b的受力情况( C )A.a受3个力,b受4个力B.a受4个力,b受3个力C.a、b 均受3个力D.a、b 均受4个力9、如图,质量为m的物体置于倾角为θ的固定斜面上,物体与斜面之间的动摩擦因数为μ,先用平行于斜面的推力F1作用于物体上,能使其能沿斜面匀速上滑,假设改用水平推力F2作用于物体上,也能使物体沿斜面匀速上滑,那么两次力之比F1:F2等于〔 B 〕A. cosθ+μsinθB. cosθ-μsinθC.1+μtanθD. 1-μtanθ10、建筑工人用图所示的定滑轮装置运送建筑材料。
质量为70.0kg的工人站在地面上,通过定滑轮将20.0kg的建筑材料以0.500m/s2的加速度拉升,忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦,那么工人对地面的压力大小为(g取lOm/s2) 〔 B 〕A.510 N B.490 NC.890 N D.910 N11、如下图。
用轻质细线把两个质量未知的小球悬挂起来,今对于球a持续施加一个向左偏下300的恒力,并对小球b持续施加一个向右偏上300的同样大的恒力,最后到达平衡,那么表示平衡状态的图可能是:12、如下图,两块同样的条形磁场A 、B ,它们的质量均为m ,将它们竖直叠放在水平桌面上,用弹簧秤通过一根细线竖直向上拉磁铁A ,假设弹簧秤上的读数为m g ,那么B 与A 的弹力F 1及桌面对B 的弹力F 2分别为:A.mg F F ==21,0B.0,21==F mg FC.mg F F <>21,0D.mg F F =>21,011、如下图,绳OA 、OB 等长以点固定不动,在手持B 点沿圆弧向C 点运动的过程中,绳OB 的张力将:A.由大变小B.由小变大C.先变小后变大D.先变大后变小七、强化练习题1.置于水平面上的物体,在水平方向的拉力作用下向前运动.当拉力增大时,物体的运动速度也随之变大,那么该物体所受的滑动摩擦力将〔 〕A .增大B .不变C .减小D .无法确定2.粗糙的水平面上叠放着A 和B 两个物体,A 和B 间的接触面也是粗糙的,如果用水平力F 拉B ,而B 仍保持静止,那么此时( )A .B 和地面间的静摩擦力等于F ,B 和A 间的静摩擦力也等于F . B .B 和地面间的静摩擦力等于F ,B 和A 间的静摩擦力等于零.C .B 和地面间的静摩擦力等于零,B 和A 间的静摩擦力也等于零.D .B 和地面间的静摩擦力等于零,B 和A 间的静摩擦力等于F .3.重为100N 的物体在水平面上向右运动,同时受到一个向左的5N 的水平拉力作用,假设物体和水平面间的动摩擦因数为0.1,那么水平面对物体的摩擦力的大小和方向是 ( )A .10N ,水平向左B .5N ,水平向右C .15N ,水平向左D .5N ,水平向左 4.关于产生摩擦力的条件,以下说法正确的选项是( )A .相互压紧的粗糙物体间总有摩擦力的作用B .相对运动的物体间总有摩擦力的作用C .只有相互压紧和相对运动的物体间才有摩擦力的作用D .只有相互压紧和发生相对或有相对运动趋势的不光滑的物体间才有摩擦力的作用 5.关于摩擦力的以下说法中,正确的选项是( )A .摩擦力的方向一定与正压力方向垂直 ;B .摩擦力的方向一定与运动方向相反C .摩擦力的方向可能与接触面垂直;D .物体受到的外力发生变化时,它受到的摩擦力也一定改变 6.关于动摩擦因数以下说法正确的选项是( )A.任何物体间动摩擦因数都相同B.物体越重时,动摩擦因数越大C.动摩擦因数与物体运动状态有关,物体运动越快时动摩擦因数越大D.动摩擦因数是由制成物体的材料决定的,与物体间的压力和其运动状态无关7.以下说法中正确的选项是()A.物体越重,使它滑动时它受到的摩擦力越大,所以摩擦力与物重成正比B.由公式μ= F/N可知,动摩擦因数与滑动摩擦力成正比与正压力成反比C.摩擦力的方向总是与物体的相对运动方向相反;D.摩擦力总是对物体运动起阻碍作用。