2020高三物理一轮复习教学案(2)受力分析

2020高三物理一轮复习教学案（2）受力分析
【学习目标】
把握受力分析的步骤，养成良好的受力分析适应，并能正确的规范的画出受力分析图。

【自主学习】
一、摩擦力
1.定义:相互接触的物体间发生 时，在接触面处产生的阻碍 的力.
2.产生条件:两物体 . 两物体间有弹力是这两物体间有摩擦力的必要条件〔没有弹力不可能有摩擦力〕.
3.滑动摩擦力大小:滑动摩擦力；其 中F N 是压力，μ为动摩擦因数 ，无单位. 讲明:⑴在接触力中，必须先分析弹力，再分析摩擦力. ⑵只有滑动摩擦力才能用公式F=μF N ，其中的F N 表示正压力，不一定等于重力G.
例1.如下图，用跟水平方向成α角的推力F 推重量为G 的木块沿天花板向右运动，木块和天花板间的动摩擦因数为μ，求木块所受 的摩擦力大小. 解：由竖直方向合力为零可得F N =Fsin α-G ，
因此有：f =μ(Fsin α-G) 4.静摩擦力大小 ⑴必须明确，静摩擦力大小不能用滑动摩擦定律F f =μF N 运算，只有当静摩擦力达到最大值时，其最大值一样可认为等于滑动摩擦力，即F m =μF N
⑵静摩擦力:静摩擦力是一种 力，与物体的受力和运动情形有关.求解静摩擦力的方法是用力的平稳条件或牛顿运动定律.即静摩擦力的大小要依照物体的受力情形和运动情形共同确定，其可能的取值范畴是 0＜F f ≤F m
例2.如下图，A 、B 为两个相同木块，A 、B 间最大静摩擦力F m =5N ，水平面光滑.拉力
F 至少多大，A 、B 才会相对滑动？
解：A 、B 间刚好发生相对滑动时，A 、B 间的相对运动状态处于一个临界状态，既能
够认为发生了相对滑动，摩擦力是滑动摩擦力，其大小等于最大静摩擦力5N ，也能够认为还没有发生相对滑动，因此A 、B 的加速度仍旧相等。

分不以A 和整体为对象，运用牛顿第二定律，可得拉力大小至少为F=10N
〔研究物理咨询题经常会遇到临界状态.物体处于临界状态时，能够认为同时具有两个状态下的所有性质〕
5.摩擦力方向
⑴摩擦力方向和物体间 的方向相反.
⑵摩擦力的方向和物体的运动方向可能成任意角度.通常情形下摩擦力方向可能和物体运动方向相同〔作为动力〕，可能和物体运动方向相反〔作为阻力〕，可能和物体速度方向垂直〔作为匀速圆周运动的向心力〕.在专门情形下，可能成任意角度.
例3.小车向右做初速为零的匀加速运动，质量为m 的物体恰好沿车后壁匀速下滑.求物体下滑过程中所受摩擦力和弹力的大小，并分析物体所受摩擦力的方向
和物体速度方向的关系.
解：竖直方向:f=mg ；水平方向:N=ma
物体受的滑动摩擦力始终和小车的后壁平行，方向竖直向上，而物体的运动轨迹为抛物线，相关于地面的速度方向不断改变〔竖直分速度大小保持不变，水平分速度逐步增大〕
，因此摩擦力方向和运动方向
1
间的夹角可能取90°和180°间的任意值.
由例2和例3的分析可知：无明显形变的弹力和静摩擦力差不多上被动力.确实是讲：弹力、静摩擦力的大小和方向都无法由公式直截了当运算得出，而是由物体的受力情形和运动情形共同决定的.
6.作用成效:阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势，但对物体来讲，摩擦力能够是动力，也能够是阻力.
7.发生范畴:
①滑动摩擦力发生在两个相对运动的物体间，但静止的物体也能够受滑动摩擦力；
②静摩擦力发生在两个相对静止的物体间，但运动的物体也能够受静摩擦力.
8.规律方法总结
(1)静摩擦力方向的判定
①假设法:即假设接触面光滑，看物体是否会发生相对运动；假设发生相对运动，那么讲明物体原先的静止是有运动趋势的静止.且假设接触面光滑后物体发生的相对运动方向即为原先相对运动趋势的方向，从而确定静摩擦力的方向.
②依照物体所处的运动状态，应用力学规律判定.
如下图物块A 和B 在外力F 作用下一起沿水平面向右以加速度a 做匀加速直线运动时，
假设A 的质量为m ，那么专门容易确定A 所受的静摩擦力大小为ma ，方向水平向右.
③在分析静摩擦力方向时，应注意整体法和隔离法相结合.
如下图，在力F 作用下，A 、B 两物体皆静止，试分析A 所受的静摩擦力. (2)摩擦力大小运算 ①分清摩擦力的种类：是静摩擦力依旧滑动摩擦力.
②滑动摩擦力由F f =μF N 公式运算.最关键的是对相互挤压力F N 的分析，它跟研究物体在垂直于接触面方向的力紧密相关，也跟研究物体在该方向上的运动状态有关.专门是后者，最容易被人所忽视.注意F N 变，那么F f 也变的动态关系.
③静摩擦力:最大静摩擦力是物体将发生相对运动这一临界状态时的摩擦力，它只在这一状态下才表现出来.它的数值跟正压力成正比，一样可认为等于滑动摩擦力.静摩擦力的大小、方向都跟产生相对运动趋势的外力紧密相关，但跟接触面相互挤压力无直截了当关系.因而静摩擦力具有大小、方向的可变性，即静摩擦力是一种被动力，与物体的受力和运动情形有关.求解静摩擦力的方法是用力的平稳条件或牛顿运动定律.即静摩擦力的大小要依照物体的受力情形和运动情形共同确定，其可能的取值范畴是 0＜F f ≤F m
二、物体受力分析
1.明确研究对象 在进行受力分析时，研究对象能够是某一个物体，也能够是保持相对静止的假设干个物体。

在解决比较复杂的咨询题时，灵活地选取研究对象能够使咨询题简洁地得到解决.研究对象确定以后，只分析研究对象以外的物体施予研究对象的力〔既研究对象所受的外力〕，而不分析研究对象施予外界的力.
2.按顺序找力
必须是先场力〔重力、电场力、磁场力〕，后接触力；接触力中必须先弹力，后摩擦力〔只有在有弹力的接触面之间才可能有摩擦力〕.
3.只画性质力，不画成效力
画受力图时，只能按力的性质分类画力，不能按作用成效〔拉力、压力、向心力等〕画力，否那么将显现重复.
4.需要合成或分解时，必须画出相应的平行四边形〔或三角形〕
在解同一个咨询题时，分析了合力就不能再分析分力；分析了分力就不能再分析合力，千万不可重复.
【典型例题】
例1.画出以下各图中物体A 、B 、C 的
乙
受力示意图〔物体A 、B 、C 均静止〕.
例2、A 、B 、C 三物块质量分不为M 、m 和m ０，作如下图的联结。

绳子不可伸长，且绳子和滑轮的质量、滑轮的摩擦均可不计。

假设B 随A 一起沿水平桌面作匀速运动，那么能够确信(A )
(A)物块A 与桌面之间有摩擦力，大小为m ０g
(B)物块A 与B 之间有摩擦力，大小为m ０g
(C)桌面对A ，B 对A ，都有摩擦力，两者方向相同，合力为m ０g
(D)桌面对A ，B 对A ，都有摩擦力，两者方向相反，合力为m ０g
例3、如下图，位于斜面上的物块M 在沿斜面向上的力F 作用下，处于静
止状态。

那么斜面作用于物块的静摩擦力的〔 ABCD 〕
(A)方向可能沿斜面向上(B)方向可能沿斜面向下
(C)大小可能等于零(D)大小可能等于F
例4、如图19-8所示，C 是水平地面，A 、B 是两个长方形物块，F 是作用在
物块B 上沿水平方向的力，物体A 和B 以相同的速度作匀速直线运动。

由此可知，
A 、
B 间的滑动摩擦系数μ1和B 、
C 间的滑动摩擦系数μ2有可能是(B
D )。

(A)μ1＝0,μ2＝0(B)μ1＝0,μ2≠0
(C)μ1≠0,μ2＝0(D)μ1≠0,μ2≠0
【针对训练】
1.汽车在平直公路上匀速前进〔设驱动轮在后〕，那么〔D 〕
A.前、后轮受到的摩擦力方向均向后
B.前、后轮受到的摩擦力方向均向前
C.前轮受到的摩擦力向前，而后轮受到的摩擦力向后
D.前轮受到的摩擦力向后，而后轮受到的摩擦力向前
2.分析物体A 在以下四种情形下所受的静摩擦力的方向：
①物体A 静止于斜面，如图甲所示.
②物体A 受到水平拉力F 的作用，仍静止在水平面上，如图乙所示.
③物体A 放在车内，当车在刹车过程中，如图丙所示.
④物体A 在水平转台上，随转台一起匀速转动，如图丁所示. 3.如下图，一木块放在水平面上，在水平方向施加外力F １＝10 N ，Ｆ２＝ 2 N ，木块处于静止状态．假设撤去外力F 1，那么木块受到的摩擦力大小为 2 N ，方向 水平向右 . 4.如下图，三个物体叠放着，当作用在B 物体上的水平力F=2N 时，三个物体均静止，那么物体A 与B 之间的摩擦力大小为 0 N ，B 与C 之间的摩擦力大小为 2 N ，C 与地面之间的摩擦力大小为 2 N. 5.如下图，质量为m ，横截面为直角三角形的物块ABC,<BCA=α，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，那么摩擦力的大小为 mg+Fcos α .
6.如下图，在两块相同的竖直木板之间，有质量均为m 的4块相同的砖，用两个大小均为F 的水平力压木板，使砖静止不动，那么第2块砖对第3块砖的摩擦力大小为〔A 〕
甲 A B F A C α 丙 A 乙 F A A 丁
ω 2314F F
B
C F A α A O 甲
A ．0
B ．mg
C ．mg 2
1 D ．2mg 7.如下图，粗糙的长木板上放一质量为m 的物块，当木板绕其一端由水平位置缓慢转动到竖直位置的过程中，试分析物块所受摩擦力大小的变化情形. (先增大后减小)
8.把一重为G 的物体，用一水平推力F=kt(k 为恒量，t 为时刻)压在竖直的足够高的平坦墙上(如下图)，从t=0开始物体所受的摩擦力F f 随t 的变化关系是以下图中的哪一个？〔B 〕。