高中教科版1 力学案

这是一份高中教科版1 力学案，共7页。学案主要包含了物体的受力分析等内容，欢迎下载使用。

第三课时受力分析
基 础 知 识
一、物体的受力分析
知识讲解
对物体进行正确受力分析是分析,求解力学问题的一个关键,在整个高中物理学习的全过程中占有极重要的地位.对物体进行受力分析,通常可按以下方法和步骤进行:
1.明确研究对象
在进行受力分析时,研究对象可以是某一个物体,也可以是保持相对静止的若干个物体.在解决比较复杂的问题时,灵活地选取研究对象可以使问题很快得到解决.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(即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
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,不画效果力
画受力图时,只能按力的性质分类画力,不能按作用效果(拉力,压力,向心力等)画力,否则将出现重复.
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)
在解同一个问题时,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.
把分析出的所有弹力,摩擦力都画在隔离体上,就作好了被分析物体的受力图.
在进行受力分析时,应注意:
(1)防止“漏力”和“添力”.按正确顺序进行受力分析是防止“漏力”的有效措施.注意寻找施力物体,这是防止“添力”的措施之一,找不出施力物体,则这个力一定不存在.
(2)深刻理解“确定研究对象”的含意,题目要求分析A物体受力,那么A物体对其他物体的力就不是A所受的力.
(3)画受力图时,力的作用点可沿作用线移动.
活学活用
1.画出下列各图中物体A、B、C的受力示意图.如图所示（已知物体A、B、C均静止）.
解析:甲、乙、丙三个图中，物体皆受竖直向下的重力G、与接触面垂直的弹力FN和相对接触面与运动趋势相反的摩擦力F的作用.
不同的是乙中的物体B受作用力F′；丙中的物体C受绳的拉力F拉.受力示意图如下图所示.
2.画出下图中A物体的受力分析示意图
甲图物体A放在车上，在刹车过程中A相对于车厢静止.
乙图物体A在水平转台上，随转台一起匀速转动.
答案:
3.如图所示，不光滑的水平地面上放一物体B，B的上表面水平，其上放一物体A，B物体在拉力F拉的作用下与A物体一起匀速运动，试分析物体A、B的受力情况.
解析:由于物体A、B的运动状态相同，故可将物体A、B作为一个整体进行研究.在水平方向上，地面对物体B施加一个与运动方向相反的摩擦力，在竖直方向上，地面对B施加一个向上的弹力.
将A、B两物体隔离，B物体受A物体的压力.对A物体而言，水平方向不受力的作用，竖直方向受重力和弹力作用.A、B两物体受力情况如图所示.
第二关：技法关解读高考
解 题 技 法
研究对象的选取方法
技法讲解
在对物体进行受力分析时，第一步就是要选取研究对象，选取的研究对象可以是一个物体（质点），也可以是几个物体组成的系统（质点组）.
（1）隔离法
将某物体从周围物体中隔离出来，单独分析该物体受到的各个力，称为隔离法.隔离法的原则：可以把相连接的各物体看作一个整体.如果要分析的是整体内物体间的相互作用力（即内力）,就要把跟该力有关的某物体隔离出来，当然对隔离出来的物体而言，它受到的各个力就应看作外力了.
（2）整体法
把相连接的各物体看作一个整体（系统），分析整体外的物体对整体内的各个物体的作用力（外力），称为整体法.整体法的基本原则：整体中各物体具有相同的加速度或都处于平衡状态（即a=0），题目要分析的是整体受的外力，而不是要分析整体内部物体之间的相互作用力（内力）.
（3）对于连接体问题，多数情况既要分析外力，又要分析内力，这时我们可以采取先整体（解决外力）后隔离（解决内力）的方法，当然也可以采用先隔离后整体的方法，还可以整体法、隔离法交叉运用.
典例剖析
典例如图甲所示，用轻质细线把两个质量未知的小球悬挂起来，今对小球a持续施加一个向左偏下30°的恒力，并对小球b持续施加一个向右偏上30°
能是图乙中的哪一个（）
解析：以a,b两小球及它们间的连线为研究对象，因施加的恒力合力为零，重力竖直向下，故平衡时连接a与悬点的细线必竖直，且其拉力等于两球重力之和，所以A正确.再用隔离法分析：以b为研究对象，小球b受三个力Gb、F、T，如图所示，知F和T的合力F1=Gb且竖直向上
.
以a为研究对象，小球a受如图所示的Ga、F、T和与悬点相连的悬线拉力F3（方向未知）四个力的作用，根据牛顿第三定律知T=T1，根据力的合成知F和T的合力F2=F1且方向竖直向下，所以F2和Ga的合力竖直向下，因此根据平衡条件知平衡时连接a与悬点的细绳拉力F3必定竖直向上.同样得正确选项为A.由此可见隔离法不如整体法简便.
答案：A
第三关：训练关笑对高考
随 堂 训 练
1.( )
A.人受到重力和支持力的作用
B.人受到摩擦力的方向水平向左
C.人受到重力、支持力和摩擦力的作用
D.人受到与速度方向相同的合外力
答案：A
2.如图所示，两物体A和B通过跨过定滑轮的细绳连接，它们都处于静止状态.对于物体A的受力，下列说法正确的是( )
A.有可能绳子拉力的竖直分量跟重力大小相等，则水平面给它的弹力为零，所以A受重力、绳子拉力和摩擦力三个力的作用
B.可能受重力、绳子拉力、水平面给它的弹力三个力的作用
C.一定受重力、绳子拉力、水平面给它的弹力和摩擦力四个力的作用
D.可能受重力和绳子拉力两个力的作用
解析：设绳的拉力为T，对物体B有T=mBg，对物体A，水平方向Tcsθ=Ff；竖直方向Tsinθ+FN=mAg,所以选项C正确.
答案：C
3.如图所示，竖直放置的轻弹簧一端固定在地面上，另一端与斜面体P连接，P与斜放其上的固定挡板MN接触且处于静止，则斜面体P此刻所受到的外力个数有可能为( )
A.2个
B.3个
C.4个
D.5个
解析：P可能受重力、弹簧弹力两个力；也可能受重力、弹簧弹力、挡板弹力、挡板摩擦力四个力.
答案：AC
4.如图所示，吊篮重G1=150 N，人重G2=600 N，绳的质量及绳与滑轮的摩擦不计.当此人用F=100 N的力拉绳时，人对篮底板的压力为多大？地面对篮的支持力为多大？
解析：设篮底板对人的支持力为FN，对人由平衡条件得F+FN=G2,FN=G2-F=600 N-100 N=500 N,根据牛顿第三定律知,人对篮底板的压力是500 N.取人和篮为整体，设地面对篮的支持力为FN′，则FN′+2F=G1+G2，解得FN′=550 N.
答案：500 N 550 N
课时作业三受力分析
1.足球运动员已将足球踢向空中，如图所示，下列描述足球在向斜上方飞行过程中某时刻的受力图中，正确的是（G为重力，F为脚对球的作用力，Ff为空气阻力）
( )
解析:足球在向上飞行的某一时刻，球已经离开脚，不再受到脚对球的弹力F，空气阻力Ff与球运动 方向相反，即斜向下，另外，球还受重力G.
答案:B
2.( )
A.2B.3C.4D.5
解析:物体B受推力F、重力、A对B的弹力、A对B的静摩擦力，共4个力.
答案:C
3.如图所示，在水平力F作用下，A、B保持静止，若A与B的接触面是水平的，且F≠( )
A.3个B.4个C.5个D.6个
答案:BC
4.如图所示，物体a、b和c叠放在水平桌面上，水平力Fb=5 N,Fc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， =5 N
B.
C.
D.
解析:为了考查a,b之间的摩擦力情况，以物体a作为研究对象，通过受力分析后得，a,b之间没有摩擦力的作用，如图甲所示.
为了考查b,c之间的摩擦力情况，以物体a,b组成的整体作为研究对象，通过受力分析后得，b受c向右的静摩擦力与Fb平衡，如图乙所示.
为了考查c与桌面之间的摩擦力情况，以物体a,b,c组成的整体作为研究对象，通过受力分析后得，c受向左=5 N的静摩擦力与Fc-Fb平衡，如图丙所示.
答案:C
5.如图所示，小车M在恒力作用下，沿水平地面做直线运动，由此可判断
( )
A.若地面光滑，则小车一定受三个力作用
B.若地面粗糙，则小车可能受三个力作用
C.若小车做匀速运动，则小车一定受四个力作用
D.若小车做加速运动，则小车可能受三个力作用
解析:先分析重力和已知力F，再分析弹力，由于F的竖直分力可能等于重力，因此地面可能对物体无弹力作用，选项A错误.F的竖直分力可能小于重力，地面对物体有弹力作用，若地面粗糙，小车受摩擦力作用，共四个力作用，选项B错误.若小车匀速运动，那么水平方向上所受摩擦力和F的分力平衡，这时小车一定受重力、恒力F、地面弹力、摩擦力四个力作用，选项C正确.若小车做加速运动，当地面光滑时，小车受重力和力F作用或受重力、力F、地面弹力作用，选项D正确.
答案:CD
6.如图，物体M在竖直向上的拉力F的作用下能静止在斜面上，关于M受力的个数，下列说法中正确的是( )
A.M一定是受两个力作用
B.M一定是受四个力作用
C.M可能受三个力作用
D.M不是受两个力作用就是受四个力作用
解析:若拉力F大小等于物体的重力，则物体与斜面没有相互作用力，所以物体就只受到两个力作用；若拉力F小于物体的重力时，则斜面对物体产生支持力和静摩擦力，故物体应受到四个力作用，D正确.
答案:D
7.如图所示，A、B、C三个物体叠放在桌面上，在A的上面再加一个作用力F，则C物体受到竖直向下的作用力除了自身的重力之外还有( )
A.1个力B.2个力C.3个力D.4个力
解析:将C物体隔离开，竖直方向受到B给C的压力，地面给C竖直向上的支持力，地球给C的重力，不能认为F经A、B传给了C，故除重力外，还有B对C的压力竖直向下，所以选A.
答案:A
8.如图所示，容器内盛有水，器壁AB呈倾斜状.有一个小物块P处于图示状态，并保持静止状态，则该物体受力情况正确的是( )
A.P可能只受一个力作用
B.P可能只受三个力作用
C.P不可能只受二个力
D.P不是受到二个力就是受到四个力
解析:（1）若浮力等于重力，只受两个力.（2）若浮力小于重力，受四个力.
答案:D
9.如图所示,用轻质细绳拴住同种材料制成的A,B两物体,它们沿斜面向下做匀速运动,关于A,B的受力情况,以下说法正确的是（）
A.A受三个力作用,B受四个力作用
B.A受四个力作用,B受三个力作用
C.A,B都受三个力作用
D.A,B都受四个力作用
解析：A,B两物体都分别受到重力和斜面的支持力及滑动摩擦力如图所示,现在需要判断的是绳对A,B有无弹力,假设有弹力,设A,B的动摩擦因数分别为μA和μB.对A有:
μA≠μB与实际μA=μB(材料同)矛盾,所以假设错误,绳对A,B无弹力.所以应选C.
答案：C
10.如图所示，斜面小车M静止在光滑水平面上，一边紧贴墙壁.若再在斜面上加一物体m，且M、m相对静止，试分析小车受哪几个力的作用？
解析:对M和m的整体进行分析，它们必受到重力和地面的支持力.由于小车静止，由平衡条件知墙面对小车必无作用力.以小车为研究对象，如图所示，它受四个力：重力Mg，地面的支持力FN1，m对它的压力FN2和静摩擦力Fμ.由于m静止，可知Fμ和FN2的合力必竖直向下.
11.如图所示，A物体的上表面水平，它与B物体保持相对静止，一起沿着斜面匀速下滑，试分析A的受力情况.
解析:以A为研究对象，根据力的产生条件 ，可知它受到重力GA作用；由于它与B和斜面相互接触并挤压，于是受到B的压力FNB和斜面支持力FNA的作用；又因物体A沿斜面匀速下滑，所以它的下表面还受到斜面对它的摩擦力Fμ，那么A的上表面是否受摩擦力作用？这从A物体的受力及运动状态难以作出判断（为什么？），我们可以转换思路，以B为研究对象，它与A一起做匀速运动，因此，它只可能受到竖直方向的重力GB和支持力FNB′这一对平衡力作用，不可能在水平方向上再受到摩擦力作用，如下图（a）所示，由力的作用的相互性可知，A对B无摩擦力作用，则B对A也无摩擦力作用，所以物体A共受四个力作用，其受力图如下图（b）所示.
12.混凝土便宜、坚固、耐压，但不耐拉，钢筋耐压也耐拉.通常在混凝土建筑物须承受张力的部位用钢筋来加固，试分析图（a）、（b）、（c）、（d）四幅图中楼板和阳台的加固钢筋放置都正确的应该是哪一幅？为什么？
提示：在易裂处加耐拉的钢筋加固.
答案:（d)易裂处如图所示，应在易裂处加耐拉的钢筋如图.