2019_2020学年高中物理第3章研究物体间的相互作用习题课2物体受力分析学案（含解析）粤教版.docx

习题课2物体受力分析学习目标：1.进一步熟练判定弹力的方向，能根据平衡法、假设法确定弹力的有无及方向.2.进一步熟练掌握静摩擦力、滑动摩擦力的方向判定及大小计算方法.3.学会对物体进行受力分析的方法静摩擦力有无及方向的判断1.静摩擦力产生的条件：接触面间有压力、接触面粗糙且有相对运动趋势2平衡条件法当相互接触的两物体处于静止状态或匀速直线运动状态时，可根据二力平衡条件判断静摩擦力的存在与否及其方向3假设法利用假设法进行判断时，可按以下思路进行分析：【例1】如图所示，一辆汽车在平直公路上，车上有一木箱试判断下列情况中，木箱所受的摩擦力及其方向(1)汽车由静止加速运动时(木箱和车面无相对滑动)；(2)汽车刹车时(二者无相对滑动)；(3)汽车匀速运动时(二者无相对滑动)；(4)汽车刹车，木箱在车上向前滑动时解析：(1)木箱随汽车一起由静止加速运动时，假设二者的接触面是光滑的，则汽车加速时，它将相对于汽车向后滑动，说明木箱有相对于汽车向后滑动的趋势，所以木箱受到向前的静摩擦力(2)汽车刹车时，速度减小，假设木箱与汽车的接触面是光滑的，则木箱将相对于汽车向前滑行实际木箱没有滑动，说明木箱有相对于汽车向前滑行的趋势，所以木块受到向后的静摩擦力(3)木箱随汽车一起匀速运动时，二者无相对滑动假设木箱与汽车的接触面光滑，由于惯性木箱仍做匀速直线运动，木箱与汽车间无相对滑动，说明木箱与汽车间没有相对运动趋势，没有摩擦力(4)汽车刹车，木箱相对于汽车向前滑动，易知木箱受向后的滑动摩擦力答案：(1)向前的静摩擦力(2)向后的静摩擦力(3)无摩擦力(4)向后的滑动摩擦力1(多选)如图所示，有三个相同的物体叠放在一起，置于粗糙的水平地面上，现用水平力F作用在B上，三个物体仍然静止，下列说法中正确的是()AB对A有摩擦力作用BB受到A、C的摩擦力作用CB只受到C的摩擦力作用D地面对C有摩擦力作用，大小等于FCD假设B对A有摩擦力作用，则A受力不能平衡，与题目所给条件不符，所以B对A无摩擦力作用，A错误；根据力的相互性可知，A对B也无摩擦力作用，B错误；假设C对B无摩擦力作用，则B在水平方向上只受力F作用，不可能保持静止，与题目所给条件不符，故B受到C的摩擦力作用由于A、B、C是保持静止的，那么地面给C的摩擦力大小为F，方向向左，所以选项C、D正确摩擦力的计算1.计算摩擦力时，应先判断是静摩擦力还是滑动摩擦力2静摩擦力用平衡条件计算，其大小只与平行于接触面方向的力有关，与垂直于接触面方向的力无关静摩擦力在0ffmax内随外力的变化而变化3滑动摩擦力用fFN计算，其中FN为接触面受到的正压力或用平衡条件计算，其大小只与垂直于接触面方向的力有关，与平行于接触面方向的力无关也可用平衡条件计算【例2】如图所示，用水平力F将木块压在竖直墙壁上，已知木块的重力G6 N，木块与墙壁间的动摩擦因数0.25，求：(1)当F25 N时，木块静止，木块受到的摩擦力为多大？(2)当F增大为30 N时，木块仍静止，木块受到的摩擦力为多大？(3)当F10 N时，木块沿墙面下滑，此时木块受到的摩擦力为多大？思路点拨：判断木块受到的是静摩擦力还是滑动摩擦力木块与墙面间的正压力大小为F而不是G.解析：分析木块的受力情况，如图所示(1)(2)木块静止，根据二力平衡，竖直方向上的静摩擦力等于重力，f1f2G6 N，与压力大小无关(3)木块沿墙面下滑时，木块与墙壁间的摩擦力为滑动摩擦力，f3FNFNF10 N所以f3F0.2510 N2.5 N.答案：(1)6 N(2)6 N(3)2.5 N静摩擦力的大小特点静摩擦力是被动力，它可以在0fmax之间变化，它与物体间的正压力无关，但是最大静摩擦力大小与正压力大小成正比2将一张A4纸(质量可忽略不计)夹在英汉字典内，书对A4纸的压力为3 N，A4纸与书之间的动摩擦因数为0.4，要把A4纸从书中拉出，拉力至少应为()A0.6 NB1.2 NC2.4 N D3 NC根据fFN，得f1.2 N，因为纸的上下两面都要受到书对它的滑动摩擦力，所以要把纸从书中拉出，拉力至少应为2.4 N，C正确物体的受力分析受力分析的一般步骤：1明确研究对象，即首先确定我们要分析哪个物体的受力情况，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，分析周围有哪些物体对它施加了力的作用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【例3】(多选)如图所示，A、B两物体叠放在粗糙的水平面上，A、B间的动摩擦因数为，水平轻绳一端拴住B物体，另一端固定在墙上且恰能伸直，水平外力F作用于A，A、B均保持静止状态，则A、B两物体受力的个数分别为()A5、2 B4、2C5、4 D6、4思路点拨：水平轻绳能伸直，但不一定绳中有张力A、B间的动摩擦因数为，但A、B间不一定存在摩擦力AD本题易错之处在于不善于采用假设法分析：假设绳子上没有拉力和假设绳子有拉力两种情况假设绳子无拉力，则B不受摩擦力，只受重力和支持力2个力，对A：受重力、支持力、压力、拉力、地面对它的摩擦力5个力，故A正确；假设绳子有拉力，则B还要受到向右的摩擦力、重力、支持力，对A：重力、支持力、压力、拉力、地面对它的摩擦力、B对它的摩擦力6个力，故D正确，B、C错误物体间作用力的分析技巧(1)物体接触处粗糙且有挤压，但不一定存在摩擦力(2)两物体接触处可能无作用力、只有弹力或弹力与摩擦力同时存在，但不会有摩擦力而无弹力的情况出现3如图所示，物体A、B、C叠放在水平桌面上，力F作用在物体C上后，各物体仍保持静止状态，那么以下说法正确的是()AC不受摩擦力作用BB不受摩擦力作用CA受到的各个摩擦力的合力不为零DA、B、C三个物体组成的整体所受摩擦力为零B以C为对象，力F作用在物体C上，C处于静止状态，C一定受到A的摩擦力，A错；以B为对象，B不受其他外力，处于静止状态，所以B不受摩擦力，B对；A处于静止状态，C对A的摩擦力与地面对A的摩擦力的合力等于零，C错；以A、B、C三个物体组成的整体为对象，受水平向右的拉力，所以整体受地面向左的摩擦力，D错1(多选)如图，静止的小球m分别与两个物体(或面)接触，设各接触面光滑，则A受到两个弹力的是()BCA中小球处于静止状态，重力和绳子的弹力平衡，斜面与球之间不可能产生弹力，否则小球不可能平衡，故A图中球只受一个弹力作用，A错误；B图中水平面对小球有弹力作用，由于F的作用，导致球与斜面之间产生弹性形变，因此斜面和球之间也有弹力作用，故B图中球受两个弹力作用，B正确；C图中小球受到绳子拉力、重力、斜面的支持力三力作用而处于平衡状态，因此小球受两个弹力作用，C正确；D图中竖直面对小球没有弹力作用，否则小球不可能处于平衡状态，D错误故选B、C.2如图所示，用力F把铁块压在竖直墙上不动，那么，当F增大时，关于铁块对墙的压力FN，铁块受墙的摩擦力F，下列判断正确的是()AFN增大，F不变BFN增大，F增大CFN变小，F不变DFN不变，F不变A铁块处于静止状态，在水平方向上受到的墙的支持力和推力F等大反向，在竖直方向上受到的重力和静摩擦力等大反向，所以当F增大时，墙对铁块的支持力增大，即铁块对墙的压力增大，在竖直方向上仍满足重力和摩擦力平衡，即摩擦力不变，选项A正确3如图所示，质量为m的木块放在水平传送带上，随传送带一起向前运动，木块与传送带间的动摩擦因数为，则下列说法正确的是()A当传送带匀速运动时，木块受到向前的摩擦力，大小为mgB当传送带匀速运动时，木块不受摩擦力作用C当传送带向前加速运动时，木块受到向前的摩擦力，大小为mgD无论传送带做何运动，木块受摩擦力均为mgB传送带匀速运动时，假设物体受摩擦力，则物体所受合力不可能为零，与物体所处状态矛盾，所以此时物体不受摩擦力，选项A错误、B正确；传送带向前加速运动时，假设物体与传送带间接触面光滑，则物体相对传送带向后运动，说明物体实际有相对传送带向后的运动趋势，受向前的摩擦力，但摩擦