第三章 习题课 物体的受力分析课件PPT

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高中同步学案优化设计GAO ZHONG TONG BU XUE AN YOU HAU SHE JI第三章2023学习目标思维导图1.熟练判定弹力的有无和方向。(科学思维)2.熟练判断静摩擦力、滑动摩擦力的有无和方向。(科学思维)3.知道受力分析的一般步骤,学会对物体进行受力分析的方法。(科学思维)课堂篇 探究学习[情境探究]下列各图中所有接触面都是光滑的,P、Q两球之间不存在弹力的是?要点提示 A图中若两球间无弹力则小球将向凹面的底部运动,P、Q间有弹力;B图中两球间若有弹力则两球将向两边运动,P、Q间无弹力;C图中两球间若无弹力则小球P将向下运动,P、Q间有弹力;D图中两球间若无弹力则小球P将向右下方运动,P、Q间有弹力。[知识点拨]一、弹力有无的判断1.条件法:对于形变比较明显的情况,根据弹力产生的条件判断。2.假设法:对于形变不明显的情况(1)假设无弹力:将与研究对象接触的另一物体去掉,若研究对象能保持原来的状态则说明物体间无弹力作用;否则,有弹力作用。(2)假设有弹力:假设研究对象受弹力,画出假设状态下的受力分析图,判断受力情况与所处状态是否矛盾,若矛盾,则不存在弹力;若不矛盾,则存在弹力。3.状态法:当物体处于平衡状态时,根据二力平衡判断弹力的有无。二、弹力方向的判定方法1.根据形变的方向判断。物体所受弹力方向与施力物体形变的方向相反。2.根据不同类型弹力的方向特点判断。支持力和压力总是垂直于接触面指向被支持或被压的物体,绳的拉力总是沿绳指向绳收缩的方向。[实例引导]例1(2020黑龙江佳木斯高一月考)如图所示,以下四图中的球均为光滑的,地面水平,所有物体均处于静止状态,其中甲、丙图中细线均处于拉直状态,则以下说法正确的是(　　)A.甲、乙中的球均受到两个弹力的作用B.丙、丁中的球均受到两个弹力的作用C.球受到弹力的作用是因为球发生了弹性形变要恢复原状D.如果已知球的形变量,则一定可以求出球产生的弹力为F=kΔx解析 四个图中的球均为光滑的,小球均没有摩擦力;所有物体均处于静止状态,合力均等于零。根据以上条件分析,甲图中小球与杆无弹力,受到一个弹力;乙图中斜面对球无弹力,受到一个弹力;丙图中球受到斜面的支持力和绳的拉力,受到两个弹力;丁图中球受到斜面和挡板的弹力,受到两个弹力;A错误,B正确。球受到弹力的作用是因为与球接触的物体发生了弹性形变,C错误。不能用胡克定律计算小球形变产生的弹力,D错误。答案 B变式训练1(多选)(2020安徽定远高一月考)如图所示,一倾角为45°的斜面固定于竖直光滑墙上,为使一光滑的铁球静止,需加一水平力F,且F通过球心,则下列说法正确的是(　　)A.球一定受到墙的弹力且水平向左B.球可能受到墙的弹力且水平向左C.球可能受到斜面的弹力且垂直斜面向上D.球一定受到斜面的弹力且垂直斜面向上解析 若没有竖直墙,球在重力、水平力F和斜面弹力共同作用下也可能处于静止状态,即球可能不受墙的弹力,若有弹力则该弹力方向垂直竖直墙水平向左,故A错误,B正确;若无斜面,球一定不会保持静止,即球一定会受到斜面的弹力,该弹力方向垂直斜面向上,故C错误,D正确。答案 BD[情境探究]用力按住毛刷(毛较长)在水平桌面上向左滑动,观察刷毛的弯曲方向。(1)运动过程中,刷毛弯曲的原因是什么?(2)毛刷相对于桌面向哪个方向运动?桌面对毛刷水平方向的作用力与两者相对运动方向有何关系?要点提示 (1)刷毛向右弯曲是因为受到水平向右的滑动摩擦力的作用。(2)此实验中毛刷相对于水平桌面向左运动,桌面对毛刷的作用力是滑动摩擦力,其方向与毛刷“相对桌面运动”的方向相反,即水平向右。[知识点拨]一、摩擦力有无的判断1.条件法:根据产生摩擦力的条件(接触面粗糙、有压力、有相对运动或相对运动趋势)来判断其有无。注意两物体间有摩擦力时,必有弹力;而两物体间有弹力时,不一定有摩擦力。2.状态法:当物体处于平衡状态时,根据二力平衡判断摩擦力有无。3.假设法——判断静摩擦力的有无假设接触面光滑——物体发生(或不发生)相对运动——物体具有(或没有)相对运动趋势——存在(或不存在)静摩擦力。4.相互作用判断法若甲对乙有静摩擦力,则乙对甲也有静摩擦力,并且甲、乙所受静摩擦力的方向相反。二、静摩擦力的方向判定两法1.假设法:假设接触面是光滑的,判断物体将向哪个方向滑动,从而确定相对运动趋势的方向,进而判断出静摩擦力的方向。2.状态法:当物体处于平衡状态时,根据二力平衡,判断出静摩擦力的方向。[实例引导]例2判断图中物体A是否受摩擦力作用(A和B相对静止);若有,判断A受的摩擦力沿什么方向。(1)图a中A、B相对地面静止;(2)图b中A、B相对地面静止;(3)图c中A、B一起向右做匀速直线运动;(4)图d中A、B一起向右做匀速直线运动。解析 图a情况下物体A处于平衡状态,假设物体A受静摩擦力作用,则物体A的平衡状态被破坏,因此假设是错误的,故在图a情况下物体A不受摩擦力。图b情况下物体A处于平衡状态,由于A受向右的力F的作用,由二力平衡知A一定受向左的静摩擦力作用。图c情况,用力F拉水平地面上的B物体,B物体及其上面的A物体保持相对静止一起做匀速直线运动,假设A受静摩擦力作用,则物体A的平衡状态被破坏,因此假设是错误的,A不受摩擦力作用。图d情况下,由于A做匀速直线运动,根据二力平衡可知,A在水平方向上一定受到静摩擦力的作用,静摩擦力的方向与F方向相反。答案 (1)不受摩擦力作用 (2)受向左的静摩擦力(3)不受摩擦力作用 (4)受向左的静摩擦力[情境探究]请画出静止在斜面上的物体所受力的示意图。要点提示 物体受重力G、斜面的支持力FN和斜面的摩擦力Ff,画出如图所示受力图。[知识点拨]1.受力分析分析物体受到哪些力,并将它们以示意图的形式表示出来,这一过程及方法叫受力分析。2.受力分析的步骤 [实例引导]例3(2020广东东莞高一月考)放在水平地面上的物体A上表面有一物体B,B与A之间有一处于拉伸状态的弹簧,整个装置处于静止状态,如图所示,则关于A和B受力情况的判断,正确的是(　　)A.B受到A对它向右的摩擦力B.根据受力分析,A受到了6个力的作用C.地面对A的摩擦力方向向右D.地面对A不存在摩擦力作用解析 弹簧处于拉伸状态,B受到弹簧弹力向右,对B由二力平衡可知,B受到A对它向左的摩擦力,A错误;根据受力分析,A受到了5个力的作用:重力、地面的支持力、B的压力、B的摩擦力、弹簧的拉力,B错误;选整体为研究对象,整个装置处于静止状态,因而地面对A没有摩擦力,C错误,D正确。答案 D变式训练2如图所示,两个等大、反向的水平力F分别作用在物体A和B上,A、B两物体均处于静止状态。若各接触面与水平地面平行,则A、B两物体各受几个力(　　)A.3个、4个 B.4个、4个C.4个、5个 D.4个、6个解析 对物体A受力分析:竖直方向上受两个力;重力和支持力;水平方向受两个力:水平力F和B对A的摩擦力,即物体A共受4个力作用;对物体B受力分析:竖直方向上受3个力作用:重力、地面的支持力、A对B的压力;水平方向受两个力作用;水平力F和A对B向右的摩擦力,即物体B共受5个力的作用,故答案C正确。答案 C1.(多选)如图所示,物体A、B叠放在水平面上,水平力F作用在A上,使二者一起向左做匀速直线运动,下列说法正确的是(　　)A.A、B之间无摩擦力B.A受到的摩擦力水平向右C.B受到A的摩擦力水平向左D.地面对B的摩擦力为静摩擦力,水平向右解析 对A物体,由于A匀速运动,由二力平衡可知,B对A的摩擦力必与F等大反向,故A错误,B正确;对B物体,由力的作用的相互性知,B对A的摩擦力一定与A对B的摩擦力反向,故B受到A的摩擦力水平向左,故C正确;对A、B整体分析,由于A、B一起向左匀速运动,则地面对B的摩擦力一定为滑动摩擦力,且水平向右,故D错误。答案 BC2.(2020江西赣州第一中学高一期中)如图所示,小车内一根轻质弹簧沿竖直方向和一条与竖直方向成α角的细绳拴接一小球。当小车和小球相对静止,一起在水平面上匀速运动时,下列说法不正确的是(　　)A.细绳对小球有拉力的作用B.细绳对小球没有拉力的作用C.轻弹簧对小球有弹力的作用D.轻弹簧对小球的弹力大小等于小球的重力解析 如果小球受到弹簧弹力和细绳拉力作用,则细绳拉力方向不在竖直方向上,因为小球匀速直线运动,所以根据二力平衡可知,弹簧对小球的弹力等于重力,小球一定不受细绳的拉力作用。只有选项A错误,符合题意。答案 A3.画出下图中物体A的受力示意图,并写出力的名称及施力物体。(a)物体A静止,接触面粗糙;(b)A沿粗糙斜面上行;(c)A沿粗糙水平面滑行;(d)接触面光滑,A静止。解析 (a)图中A受重力、地面的支持力、拉力、静摩擦力作用;(b)A受重力、垂直斜面向上的支持力及滑动摩擦力作用;(c)A受重力、地面的支持力及滑动摩擦力作用;(d)A受重力、竖直面对球的弹力及绳子的拉力作用。答案 如图所示。 4.(多选)(2020江苏常州高一期中)如图所示,用水平推力F使物块b将物块a紧压在光滑的竖直墙面上,物块均处于静止状态,则以下关于物块a受力的说法正确的是(　　)A.竖直墙面对物块a有摩擦力作用B.物块b对物块a有摩擦力作用C.物块a受到的摩擦力方向竖直向上D.物块a也受到推力F的作用解析 竖直墙面光滑,则竖直墙面对物块a没有摩擦力作用,故A错误;由于物块a处于静止状态,则竖直方向受力平衡,所以物块b对物块a有竖直向上的摩擦力作用,故B、C正确;推力作用在b上,与物体a之间没有接触,所以物体a没有受到推力F的作用,故D错误。答案 BC