高中物理 第三章 相互作用 习题课 物体的受力分析课件 新人教版必修1(1).ppt

习题课物体的受力分析 要点归纳 1 对摩擦力的进一步理解 1 摩擦力的方向与 相对运动 或 相对运动趋势 方向相反 但并不一定与物体的运动方向相反 2 摩擦力阻碍的是物体的 相对运动 或 相对运动趋势 并不是阻碍物体的运动 摩擦力并不都是阻力 对摩擦力的分析与计算 2 摩擦力有无的判断方法3 摩擦力的计算方法 1 静摩擦力 根据平衡知识求解 2 滑动摩擦力 用公式f fn求解 精典示例 考向1对摩擦力有无及方向的判定 例1 如图1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的摩擦力水平向右d 地面对b的摩擦力为静摩擦力 水平向右 图1 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错误 对a b整体分析 由于a和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b 考向2摩擦力的计算 例2 如图2所示 用水平力f将木块压在竖直墙壁上 已知木块重力g 6n 木块与墙壁间的动摩擦因数 0 25 求 1 当f 25n时 木块静止 木块受到的摩擦力为多大 图2 2 当f增大为30n时 木块仍静止 木块受到的摩擦力为多大 3 当f 10n时 木块沿墙面下滑 此时木块受到的摩擦力为多大 4 当f 6n时 木块受到的摩擦力为多大 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 ff1 ff2 g 6n 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 ff3 fnfn f所以ff3 f 0 25 10n 2 5n 4 当f 6n时 木块与墙壁间的摩擦力也为滑动摩擦力 所以ff4 f 0 25 6n 1 5n答案 1 6n 2 6n 3 2 5n 4 1 5n 要点归纳 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 对物体受力分析 2 受力分析的步骤 3 如何防止 多力 或 丢力 1 防止 多力 的有效途径是找出力的施力物体 若某力有施力物体则它实际存在 无施力物体则它不存在 另外合力与分力不要重复分析 2 按正确的顺序 即一重 二弹 三摩擦 四其他 进行受力分析是保证不 丢力 的有效措施 4 受力分析的注意事项 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 每分析一个力 都应该找到施力物体 这是防止 多力 的有效措施之一 3 合力和分力不能同时作为物体受到的力 4 不要把 效果力 和 性质力 混淆重复分析 通常只分析 性质力 不分析 效果力 5 结合物体的运动状态 利用力的相互性进行分析也是确保受力分析正确的有效途径 精典示例 例3 倾角为 质量为m的斜面体静止在水平桌面上 质量为m的木块静止在斜面体上 下列结论正确的是 a 木块受到的摩擦力大小是mgcos b 木块对斜面体的压力大小是mgsin c 桌面对斜面体的摩擦力大小是mgsin cos d 桌面对斜面体的支持力大小是 m m g 图3 解析对木块进行受力分析如图甲所示 由平衡方程得fn mgcos ff mgsin 所以a b均错误 对斜面体和木块进行整体受力分析如图乙所示 可得桌面对斜面体的摩擦力大小是零 桌面对斜面体的支持力大小是 m m g 故c错误 d正确 答案d 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 针对训练1 如图4所示 物体a靠在竖直墙面上 在力f作用下 a b保持静止 物体b的受力个数为 a 2b 3c 4d 5 解析若使物体a保持静止 物体b必对物体a施加一个垂直接触面向上的弹力 由力的相互性可知 物体a必然对物体b施加垂直接触面向下的作用力 再对物体b受力分析 由于物体b处于静止状态 则它必然受到重力 力f 物体a对物体b的弹力和摩擦力共四个力的作用 故选c 答案c 图4 解析若使物体a保持静止 物体b必对物体a施加一个垂直接触面向上的弹力 由力的相互性可知 物体a必然对物体b施加垂直接触面向下的作用力 再对物体b受力分析 由于物体b处于静止状态 则它必然受到重力 力f 物体a对物体b的弹力和摩擦力共四个力的作用 故选c 答案c 要点归纳 处理平衡问题的四种方法 共点力平衡问题的处理方法 图5 解析选取金属球为研究对象 它受到三个力的作用 如图甲所示 金属球处于平衡状态 这三个力的合力为零 可用以下四种方法求解 法一力的合成法如图乙所示 风力f和拉力ft的合力与重力等大反向 由平行四边形定则可得f mgtan 法二力的分解法重力有两个作用效果 使金属球抵抗风的吹力和使金属丝拉紧 所以可以将重力沿水平方向和金属丝的方向进行分解 如图丙所示 由几何关系可得f f mgtan 法三正交分解法以金属球为坐标原点 取水平方向为x轴 竖直方向为y轴 建立坐标系 如图丁所示 由水平方向的合力fx合和竖直方向的合力fy合分别等于零 即fx合 ftsin f 0fy合 ftcos mg 0解得f mgtan 法四三角形法三个力的示意图首尾相连构成一个直角三角形 如图戊所示 由三角函数可求得f mgtan 由所得结果可见 当金属球的质量m一定时 风力f只跟偏角 有关 因此 偏角 的大小就可以指示出风力的大小 答案见解析 分析平衡问题的基本思路 1 明确平衡状态 合力为零 2 巧选研究对象 整体法和隔离法 3 受力分析 画出规范的受力分析图 4 列平衡方程 灵活运用力的合成法 正交分解法 矢量三角形法及数学解析法 5 求解或讨论 解的结果及物理意义 针对训练2 如图6