高中物理 3.4 分析物体的受力课件 沪科版必修1.ppt

第4课时分析物体的受力 课前自主学习 1 根据题意选取研究对象 选取研究对象的原则是要使对问题的研究尽量简便 研究对象可以是单个物体或 也可以是由几个物体组成的系统 2 把研究对象从周围的物体中隔离出来 为防止漏掉某个力 要养成按一般步骤分析受力的好习惯 一般应 然后环绕物体一周 找出跟研究对象 的物体 并逐个分析这些物体对研究对象的弹力和 最后再分析其他场力 如电场力 磁场力等 知识梳理 物体的某一部分 先分析重力 接触 摩擦力 3 每分析一个力 都要找出它的施力物体是谁 这样可以避免分析出某些 的力 4 画完受力图后要进行定性检验 看一看根椐你画的受力图 物体能否处于题目中所给的 不存在 运动状态 思考 在分析物体的受力情况时 这个物体对其他物体的作用力是否分析在内 答案 在分析物体的受力情况时 只分析该物体的受力情况 而不考虑该物体对其他物体的作用力情况 1 以下有关于力的说法错误的是 a 力是物体对物体的作用 离开了物体就没有力的作用b 物体间力的作用是相互的 施力物体同时也是受力物体c 力的大小 方向 作用点是影响力的作用效果的三种要素d 在各种力中 只有重力没有施力物体答案 d 基础自测 2 2002年世界杯由韩国和日本联合举行 四分之一决赛巴西对英格兰的比赛中 下半时开始仅5分钟 小罗纳尔多在35米外主罚任意球 他出人意料的左脚内侧直接吊射 西曼对此毫无准备 皮球划出一记诡异的弧线从大门左上方死角入网 巴西2 1反超 凭借此球 巴西淘汰英格兰进入四强 如图3 4 2所示为皮球飞入球门瞬间 老门将西曼望球兴叹 足球在空中飞行的过程中 若忽略空气的作用 使它的运动状态发生变化的力的施力物体是 a 地球b 运动员c 守门员d 足球答案 a 图3 4 2 3 对于重力的一些认识 下列说法中正确的是 a 重力就是地球对物体的吸引力 重力的方向总是垂直于支持面b 重力的大小可以用弹簧测力计或天平直接测出c 质量大的物体所受重力有可能小于质量小的物体所受重力d 物体对悬绳的拉力或对支撑面的压力不一定等于物体所受的重力 解析 物体所受的重力是由于地球的吸引而产生的 一般情况下不等于地球对物体的引力 重力的方向也不一定垂直于支持面 a错误 天平测出的是物体的质量 不能直接测出重力的大小 b错误 当物体静止或匀速运动时对悬绳的拉力才等于物体所受重力 当物体摆动起来时则不然 静置于水平支撑面的物体对水平支撑面的压力才等于物体所受重力 将物体静置于斜面上则不然 d正确 重力大小由质量m和当地的g值共同决定的 由于在不同地理位置g值不同 质量大一些的物体也可能所受重力较小 c正确 答案 cd 4 下图中 静止的球a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 解析 弹力产生的条件是物体间直接接触并发生弹性形变 但通常形变很小 不易判断 一般采用假设法判断 先假设相互接触的物体间存在弹力 然后根据物体受力情况推断可能的运动状态 若与假设条件相符 则假设成立 如题中a b d三种情况 若受两个弹力 则小球不能保持静止状态 与题意不符 因此只能选答案c 答案 c 5 如图3 4 3所示 a b c三块砖叠放在水平桌面上 并对a施一竖直向下的压力f 下列说法中正确的是 a a对c有压力作用b a受两个力作用c b受三个力作用d c受四个力作用答案 c 图3 4 3 6 如图3 4 4所示 用水平外力f将木块压在竖直墙面上而保持静止状态 下列说法中正确的是 a 木块重力与墙对木块的静摩擦力平衡 图3 4 4 b 木块重力与墙对木块的静摩擦力是一对作用力与反作用力c 水平力f与墙对木块的正压力是一对作用力与反作用力d 水平力f与墙对木块的正压力平衡 解析 对木块进行受力分析 如图所示 木块处于平衡状态 由平衡力和作用力与反作用力的定义可判断出a d正确 答案 ad 7 画出图3 4 5中a b c d各物体所受的力 其中a b c静止 d物体向右运动 地面不光滑 图3 4 5 答案 课堂互动探究 1 力是否存在的三个判断依据 1 条件判断依据 即根据各种性质力的产生条件进行判断 如 弹力必须是相互接触并且发生了弹性形变 摩擦力必须是相互接触的物体间有弹力且有相对运动或相对运动的趋势等 2 效果判断依据 即根据各种力的作用效果进行判断 如 拉 压 支持 推动 阻碍 吸引 排斥等 对它们做出存在或不存在的假设 然后再就该力存在与否对物体运动状态的影响来判断该力是否存在 物体的受力分析 3 相互作用判断依据 即根据力的作用的相互性进行判断 从一个物体是否受到某个力的作用来判断另一个物体是否受到相应的反作用力的作用 即有力必有其反作用力 2 受力分析的步骤 1 明确研究对象 即确定受力分析的物体 2 隔离物体分析 将研究对象从周围物体中隔离出来 进而分析周围有哪些物体对它施加了力的作用 3 画出受力示意图 边分析边将力一一画在受力示意图上 准确标出各力的方向 4 检查画出的每一个力能否找出它的施力物体 检查分析结果能否使研究对象处于题目所给运动状态 否则 必然发生了漏力 多力或错力现象 例1 如图3 4 6所示 物体处于静止状态 滑轮光滑 地面粗糙 试画出a物体的受力图 图3 4 6 解析 先分析研究对象a受的重力 再看a和绳子与地面接触 分析弹力 与地面的弹力是平面和平面接触 弹力垂直于接触面指向a物体 绳子的拉力沿绳子而指向绳子收缩的方向 最后分析摩 擦力 因为受绳子斜向上的拉力 物体a有向右运动的趋势 故受到向左的静摩擦力的作用 受力分析如右图所示 答案 见解析图 如图3 4 7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 图3 4 7 d p不是受到二个力就是受到四个力 解析 物体p的受力有以下两种情况 1 当物体p所受水的浮力大小等于其重力大小时 该物体只受二个力作用 2 当物体p所受水的浮力大于其重力时 该物休受四个力作用 即重力 器壁给予的弹力 水的浮力 器壁给予的摩擦力 答案 d 例2 如图3 4 8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 图3 4 8 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nb和斜面支持力na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f 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nb 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 答案 见解析 如图3 4 9所示 一个物体a受到一个瞬时冲击后 沿固定的粗糙斜面向上滑动 则在物体a上滑过程中 它所受到的力是 图3 4 9 a 重力 沿斜面向上的冲力和斜面的支持力b 重力 沿斜面向上的冲力和沿斜面向下的滑动摩擦力c 重力 沿斜面向下的滑动摩擦力和斜面的支持力d 重力 沿斜面向上的冲力 沿斜面向下的滑动摩擦力和斜面的支持力答案 c 题后反思 1 在受力分析时 可以把物体看成质点 所以把作用点在接触面上的支持力 压力 摩擦力都画在物体的重心上 2 物体在受多力作用时 先确定重力 再找是否受弹力和摩擦力 不易确定时 由运动状态分析 3 受力分析时的注意事项 1 不要把研究对象所受的力与研究对象对其他物体的作用力相混淆 譬如以a物体为研究对象 则要找出 甲对a 乙对a 的力 而 a对甲 a对乙 的力就不是a所受的力 2 对于分析出的物体受到的每一个力 都必须明确其来源 即每一个力都应找出其施力物体 不能无中生有 3 合力和分力不能重复考虑 如在分析斜面上的物体的受力情况时 不能把物体所受的重力和 下滑力 并列为物体所受的力 因为 下滑力 是重力沿斜面方向的分力 4 性质力 和 效果力 不能重复分析 5 画出受力示意图时 物体所受的各个力应画成共点力 力的作用点可沿力的方向移动 受力分析的方法 例3 如图3 4 10所示 质量m 4kg的物体 置于一粗糙的斜面上 用一平行于斜面体的大小为30n的力f推物体 物体沿斜 图3 4 10 面向上匀速运动 斜面体质量m 10kg 且始终静止 37 取g 10m s2 试画出 1 m与m的受力分析图 2 m与m的整体受力图 解析 1 先用隔离法对m作受力分析 沿斜面向上的推力f 垂直斜面向上的支持力f3 竖直向下的重力mg 沿斜面向下的滑动摩擦力f4 受力图如下图甲所示 再对斜面体m作受力分析 重力mg 支持力f5 m对m的压力f3 和摩擦力f4 以及地面施加向左的静摩擦力f6 受力图如上图乙所示 2 整体法 m m两个物体均处于平衡状态 将二者作为一个整体来研究 受力如上图丙所示 答案 见解析图题后反思 在分析系统内部各物体间相互作用的内力时 必须用隔离法 但对于分析外力对系统 整体 的作用 并不涉及系统内部各物体间相互作用时 根据题意选取几个物体组成的系统为研究对象 即整体法尤为方便 l型木板p 上表面光滑 放在固定斜面上 轻质弹簧一端固定在木板上 另一端与置于木板上表面的滑块q相连 如图3 4 11所示 若p q一 图3 4 11 起沿斜面匀速下滑 不计空气阻力 则木板p的受力个数为 a 3b 4c 5d 6 解析 p q一起沿斜面匀速下滑时 由于木板p上表面光滑 滑块q受到重力 p的支持力和弹簧沿斜面向上的弹力 木板p受到重力 斜面的支持力 斜面的摩擦力 q的压力和弹簧沿斜面向下的弹力 所以选项c正确 答案 c 1 重力 1 概念 地面附近的一切物体都受到地球的吸引 由于地球的吸引而使物体受到的力叫重力 2 重力的大小 g mg g是重力加速度 3 重力的方向 总是竖直向下 4 物体的运动状态并不改变重力的大小 重力与重心 2 重心 1 概念 物体各部分受到的重力从效果上看可认为集中作用于一点 这一点叫物体的重心 2 质量分布均匀 形状规则的物体 其重心在几何中心上 质量分布不均匀的物体 重心与物体的形状有关 也与质量的分布有关 3 物体的重心可在物体上 也可在物体的外部 4 重心是可以改变的 固定形状的物体重心相对于物体的位置是不变的 物体形状改变时 其重心位置可能改变 例4 关于重力和重心 下列说法中正确的是 a 重力是由于地球对物体的吸引而产生的b 在空中向上运动的物体不受重力作用c 重力的方向是指向地心的d 重心就是物体内最重的一点 解析 由重力的定义知 a正确 在空中向上运动的物体仍受到重力的作用 b错误 重力的方向只有在两极和赤道处才指向地心 其他地方则不是 重力的方向应说竖直向下 c错误 重心是物体所受重力的作用点 实际上 物体的各部分都受到重力的作用 从效果上看 可认为各部分受到的重力作用都集中于一点 这一点叫物体的重心 重心并不是指物体内最重的一点 答案 a 题后反思 1 重力是由地球的吸引产生的 2 重心的位置与物体的形状 与物体的质量分布有关 3 物体的重心有可能在物体内 也有可能在物体外 一人站在体重计上称体重 保持立正姿势称的体重为g 当其缓慢地把一条腿伸出台面 体重计指针稳定后读数为g 则 a g g b g g c g g d 无法判定解析 物体的重心与形状有关 重力与形状无关 而体重计的示数即等于人重力的大小 答案 c 例5 如图3 4 12所示 位于水平桌面上的物块p