第三章 专题强化6　三种性质的力及物体的受力分析--教科版高中物理必修第一册同步课件+讲义+专练（新教材）

这是一份第三章 专题强化6　三种性质的力及物体的受力分析--教科版高中物理必修第一册同步课件+讲义+专练（新教材），文件包含第三章专题强化6三种性质的力及物体的受力分析pptx、第三章专题强化练6三种性质的力及物体的受力分析专练docx、第三章专题强化6三种性质的力及物体的受力分析教师版docx、第三章专题强化6三种性质的力及物体的受力分析学习笔记docx等4份课件配套教学资源，其中PPT共52页， 欢迎下载使用。
DISANZHANG第三章专题强化6　三种性质的力及物体的 受力分析 学习目标1.能根据平衡法、假设法判定弹力的有无和方向。2.进一步熟练掌握静摩擦力、滑动摩擦力方向的判定方法和大小的计算方法。3.学会对物体进行初步受力分析。 内容索引探究重点　提升素养专题强化练一探究重点　提升素养一、弹力的分析与计算1.弹力方向的确定2.弹力的计算(1)对有明显形变且遵循胡克定律的弹簧、橡皮条等物体，弹力的大小可以由胡克定律F＝kx计算。(2)对于难以观察的微小形变，可以根据物体的受力情况和运动情况，运用物体平衡条件或牛顿第二定律(第四章学习)来确定弹力大小。 如图所示，重力为G的木棒，可绕光滑轴O自由转动，现将木棒搁在表面水平且粗糙的小车上，小车原来静止。用水平力F拉动小车沿水平面向右运动，则下列关于木棒受到的小车的摩擦力、弹力的说法正确的是A.弹力方向沿木棒斜向左上方B.弹力方向垂直木棒斜向右上方C.摩擦力方向水平向右D.木棒受到的摩擦力是静摩擦力√由题意可知，木棒受到的弹力方向垂直于小车表面竖直向上，故A、B错误；由题意可知，木棒相对于小车向左运动，受到水平向右的滑动摩擦力，故C正确，D错误。二、摩擦力的分析与计算1.摩擦力有无的判断方法(1)条件法：根据摩擦力产生的条件判断。(2)假设法：假设接触面光滑，若物体原先的运动状态改变，说明存在摩擦力；否则不存在摩擦力。(3)状态法：由物体所处的状态分析，若物体静止或做匀速直线运动，根据二力平衡的知识可判断是否存在摩擦力。2.摩擦力大小的计算(1)滑动摩擦力的大小计算公式f＝μN公式中N为接触面受到的正压力，与物体的重力G是两种性质的力，大小和方向不一定与重力相同，f与物体的运动状态、运动速度的大小、接触面积的大小均无关。(2)静摩擦力的大小①静摩擦力大小通常利用平衡条件或牛顿第二定律(第四章学习)求得。②最大静摩擦力f静max的大小随物体对接触面的正压力的增大而增大，其值略大于滑动摩擦力，高中阶段为了计算方便，往往认为最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力。 如图所示，物体A、B叠放在水平地面上，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B的摩擦力水平向左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√对A物体，由于A匀速运动，由水平方向二力平衡可知，B对A的摩擦力必与F等值反向，故选项A、B错误；由于A、B一起向左匀速运动，则地面对B的摩擦力为滑动摩擦力，且水平向右，故选项D错误；对B物体分析可知，A对B的摩擦力水平向左，选项C正确。 　上例中，若水平作用力F作用于B上，其他条件不变，分析A和B所受摩擦力的大小和方向。答案　A不受摩擦力，B受到地面对它向右的滑动摩擦力，大小为F对于A物体，受重力和B对它的支持力，假设A受B给它的静摩擦力，则A不能保持匀速运动；B向左运动，则地面对B有向右的滑动摩擦力，大小为F。 (2022·河北师大附中期中)把一个重力为G的物体，用一个水平力F＝kt(k为恒量，t为时间)压在竖直的足够高的粗糙墙壁上，物体与墙壁间的动摩擦因数为μ，如图所示，从t＝0开始物体所受的摩擦力f随t的变化关系正确的是√由于物体受到的水平推力为F＝kt，由二力平衡得，墙壁与物体间的弹力N＝kt。当F比较小时，物体所受的摩擦力f小于物体的重力G，物体将沿墙壁下滑，此时物体与墙壁间的摩擦力为滑动摩擦力，由滑动摩擦力表达式可得，滑动摩擦力大小f＝μkt。当摩擦力f大小等于重力G时，物体有速度，不能立即停止运动，物体受到的摩擦力仍然是滑动摩擦力；当摩擦力大于重力时，物体最终会静止，静止时滑动摩擦力将变为静摩擦力，静摩擦力与正压力无关，跟重力始终平衡，故B正确，A、C、D错误。三、物体的受力分析受力分析的一般步骤1.明确研究对象。研究对象可以是单个物体(质点、结点)，也可以是两个(或多个)物体组成的整体。2.隔离分析：将研究对象从周围物体中隔离出来。3.按重力、弹力、摩擦力、其他力的顺序，依据各力的方向，画出各力的示意图。4.当题中出现多个物体时，注意整体法与隔离法的运用。 画出图中物体A所受力的示意图，并写出力的名称和施力物体：(1)物体A静止，接触面光滑；答案　见解析物体A受重力G、推力F、地面的支持力N、墙壁对A向左的弹力N′，施力物体分别是地球、推A的物体、地面、墙壁；答案　见解析物体A受竖直向下的重力G、垂直于斜面向上的支持力N、沿斜面向下的滑动摩擦力f，施力物体分别是地球、斜面、斜面；(2)A沿固定粗糙斜面上滑；答案　见解析物体A受重力G、支持力N、滑动摩擦力f，施力物体分别是地球、水平面、水平面；(3)A沿粗糙水平面滑行；答案　见解析物体A受重力G、拉力T、弹力N，施力物体分别是地球、绳子、墙壁。(4)接触面光滑，A静止。 (多选)(2022·四川巴中高一期末)如图所示，小物块与斜面体一起静止在水平面上，关于两物体受力的个数下列说法正确的是A.小物块一定受三个力作用B.小物块可能受两个力作用C.斜面体一定受四个力作用D.斜面体可能受五个力作用√√小物块静止在斜面上，受力平衡，受到重力、支持力和沿斜面向上的摩擦力作用，故小物块一定受三个力作用，A正确，B错误；以小物块和斜面体组成的整体为研究对象，斜面体与水平面之间没有摩擦力，则斜面体受到重力、水平面的支持力、小物块对它的压力和摩擦力四个力作用，C正确，D错误。 　如图，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的受力情况，下列说法正确的是A.仅受重力、绳子拉力、摩擦力作用B.受重力、绳子拉力、水平面给它的弹力和摩擦 力作用C.仅受重力、绳子拉力、水平面给它的弹力作用D.以上都不对√对A受力分析可知，A一定受重力、绳子的拉力。如果地面是光滑的，A会向左运动，说明A有向左的运动趋势，所以A受到地面对它的静摩擦力水平向右，有摩擦力一定有弹力，所以B正确。受力分析时要注意：(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)只分析性质力，不分析效果力；(3)每分析一个力，都应找出施力物体。二专题强化练1.如图所示，一物体沿竖直墙壁下落(忽略空气阻力)，这时它的受力情况为A.受到重力、摩擦力和弹力B.受到重力和摩擦力C.受到重力和弹力D.只受重力基础强化练123456789101112√13142.(多选)(2022·牡丹江一中高一期中)如图所示，在水平力F的作用下，重力为G的物体沿竖直墙壁匀速下滑，物体与墙壁之间的动摩擦因数为μ，物体所受的摩擦力大小为A.μ(F＋G) B.μFC.G D.μ(F－G)√123456789101112√13143.(2022·济南一中期中)如图所示，A、B、C三个物体质量相等，它们与传送带间的动摩擦因数也相同，三个物体随传送带一起匀速运动，运动方向如图中箭头所示，则下列说法正确的是A.A物体受到的摩擦力方向向右B.三个物体中只有A物体受到的摩擦 力是零C.B物体受到的摩擦力沿传送带向下D.B、C受到的摩擦力方向相反√1234567891011121314123456789101112A物体在水平方向上做匀速直线运动，水平方向上不受摩擦力，A错误；B、C物体均有相对传送带向下滑动的趋势，故均受到沿传送带向上的静摩擦力，B正确，C、D错误。13144.(2022·哈尔滨六中高一期中)如图所示，将铅笔一端放在水平桌面上，另一端用细线悬吊，则铅笔受到力的个数为A.5个 B.4个C.3个 D.2个√12345678910111213145.(2022·浙江高一期末)如图所示，2022年春晚舞蹈诗剧《只此青绿》中演员的一个舞蹈动作被网友赞为“青绿腰”，这是一个后仰身体与地面接近平行、看起来难度极大的优美动作。下列关于此演员静态造型时的受力分析可能正确的是123456789101112√1314123456789101112演员受竖直向下的重力G，地面对两脚竖直向上的支持力N1和N2；水平方向受力为零，则地面对双脚的摩擦力不可能沿着同一方向，综上所述只有A可能正确，B、C、D错误。13146.如图所示，一倾角为45°且底面光滑的斜面体紧靠竖直墙面放置，为使一光滑的球静止，需加一水平力F，且F指向球心，下列说法正确的是A.球一定受墙的弹力且水平向左B.球一定受斜面的弹力且垂直斜面向上C.球可能不受斜面的弹力D.斜面体和竖直墙之间可能没有弹力123456789101112√1314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，方向垂直斜面向上，选项B正确，C错误；123456789101112以球和斜面为整体，知斜面体和竖直墙之间一定有弹力，选项D错误。13147.如图所示，质量为m的木块，在斜向左上方的推力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√1234567891011121314123456789101112由题意可知，木块在斜向左上方的推力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弹力，对木块受力分析如图所示，木块受重力、支持力、摩擦力与推力共4个力，故C正确。13148.(多选)如图，竖直放置的轻弹簧下端固定在地面上，另一端与斜面体P连接，P与斜放的固定挡板MQ接触且处于静止状态，则斜面体P受到的外力个数可能是A.2个 B.3个 C.4个 D.5个123456789101112√能力综合练√1314123456789101112若弹簧弹力F＝G，对P受力分析如图甲所示，故P可能受2个力的作用；若FG，P会受到挡板MQ的弹力N和摩擦力f，受力分析如图乙所示，故P可能受4个力的作用，故选A、C。13149.如图所示，固定斜面C上有A、B两个物体相对静止地沿斜面匀速下滑，则A、B两个物体受力的个数分别为A.3,4 B.3,5 C.3,6 D.4,5√123456789101112先对A分析，A受到重力、B对其垂直接触面向上的支持力，因A做匀速运动，故B对A有沿接触面向上的静摩擦力，共受3个力。再对B分析，B受到重力、A对B垂直接触面向下的压力、斜面的支持力、滑动摩擦力及A对B的静摩擦力，共5个力，故选项B正确。131410.(多选)如图所示，三个相同物体叠放在一起，置于粗糙水平面上，物体间不光滑，现用一水平力F作用于B上，物体仍静止。下列说法正确的是A.B物体受到六个力作用B.A物体受到两个力作用C.C物体受到水平面对它的摩擦力大小为F，方向水平向左D.C物体对B物体的支持力大小等于B物体的重力√123456789101112√1314123456789101112对A物体受力分析可知，A物体受重力和B物体对它的支持力，B选项正确；对B物体受力分析，B物体受重力、A物体对B物体的压力、C物体对B物体的支持力、拉力和C物体对B物体的摩擦力，所以B物体受五个力的作用，A选项错误；1314123456789101112由于C物体相对于B物体具有向左运动的趋势，所以C物体受到B物体对它向右的摩擦力作用，因此C物体相对水平面具有向右运动的趋势，C物体受到水平面对它的水平向左的摩擦力，由二力平衡可知，C物体所受的摩擦力大小为F，C选项正确；由于A物体放在B物体上，所以C物体对B物体的支持力大小等于A物体和B物体的重力之和，D选项错误。131411.如图甲所示，用水平力F将质量为0.4 kg的物块压在竖直墙壁上静止不动，物块与墙面间的动摩擦因数为0.4。若力F随时间t变化的规律如123456789101112图乙所示，取g＝10 m/s2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列图像中，能正确反映物块所受墙的摩擦力大小f随时间t变化规律的是√1314123456789101112t＝0时，物块受到的最大静摩擦力Fmax＝μF＝0.4×20 N＝8 N，重力G＝mg＝0.4×10 N＝4 N，故开始时，物块处于静止状态，受到静摩擦力作用。当最大静摩擦力等于重力时，mg＝μF′，得F′＝10 N，由题图乙知对应时刻为2 s，所以0～2 s内，物块受到的静摩擦力大小为4 N；2～4 s内，物块受到的滑动摩擦力f＝μF，随F减小而减小，B正确。131412.(2022·鹰潭一中期中)如图所示，一质量不计的弹簧原长为10 cm，一端固定于质量m＝2 kg的物体上，另一端施加一水平拉力F，物体与水平面间的动摩擦因数为0.2。当将弹簧拉长至12 cm时，物体恰好匀速运动。(g＝10 m/s2，设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，弹簧始终在弹性限度内)(1)弹簧的劲度系数多大？123456789101112答案　200 N/m　物体匀速向右运动，k(x－x0)＝μmg，则1314(2)物体静止后，当将弹簧拉长至11 cm时，物体受到的摩擦力大小为多少？123456789101112答案　2 NF1＝k(x1－x0)＝200×(0.11－0.10) N＝2 N最大静摩擦力等于滑动摩擦力，即f静max＝μmg＝0.2×2×10 N＝4 N＞F1故物体没动，所受静摩擦力f1＝F1＝2 N；1314(3)当将弹簧拉长至13 cm时，物体所受的摩擦力大小为多少？123456789101112答案　4 N弹簧弹力F2＝k(x2－x0)＝200×(0.13－0.10) N＝6 NF2＞f静max，此时物体所受的摩擦力为滑动摩擦力，大小为f2＝μmg＝0.2×2×10 N＝4 N。131413.(2022·上海复旦附中期中)如图所示，位于水平桌面上的物块P，经跨过定滑轮的轻绳与物块Q相连，从滑轮到P和到Q的两段绳都是水平的，已知Q与P之间以及P与桌面之间的动摩擦因数都为μ，两物块的质量都是m，滑轮轴上的摩擦不计，重力加速度大小为g，若用一水平向右的力F拉P使其做匀速运动，则F的大小为A.4μmg B.3μmgC.2μmg D.μmg√123456789101112尖子生选练131414.(多选)(2022·山东省实验中学期中)如图甲所示，A、B两个物体叠放在水平面上，B的上、下表面均水平且B足够长，物体A与一固定于墙面上的拉力传感器相连接，连接拉力传感器和物体A的细绳保持水平。从t＝0时刻起，用一水平向右的力F＝kt(k为常数)作用在物体B上，拉力传感器的示数随时间变化的图线如图乙所示，k、t1、t2已知，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。据此可求A.A、B之间的最大静摩擦力B.水平面与B之间的滑动摩擦力C.A、B之间的动摩擦因数μABD.B与水平面间的动摩擦因数μ√√1234567891011121314在0～t1时间内，A、B间无相对运动趋势，故只有水平面对B有静摩擦力，故拉力传感器有示数时，水平面对B的摩擦力是最大静摩擦力，f静max＝kt1，A、B相对滑动后，拉力传感器的示数保持不变，则A、B之间的最大静摩擦力为fAB＝kt2－f静max＝k(t2－t1)，选项A、B正确；由于A、B的质量未知，则A、B之间的动摩擦因数μAB和B与水平面间的动摩擦因数μ不能求出，选项C、D错误。1234567891011121314