高中物理 第三章 相互作用习题课课件 新人教版必修1.ppt

习题课 物体的受力分析 第三章相互作用 学习目标 典例精析 达标检测 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和大小的计算方法 3 学会对物体进行受力分析的方法 一 弹力有无及方向的判断 例1如图1所示 在图中画出物体p所受到的弹力的示意图 其中甲 乙 丙中物体p处于静止状态 丁中物体p在水平面上匀速滚动 典例精析 图1 总结提升 解析答案 解析甲受绳的拉力应沿绳指向绳收缩的方向 因此弹力方向沿绳向上 乙中a点属于点与球面相接触 弹力应垂直于球面的切面斜向上 必过球心o b点属于点与杆相接触 弹力应垂直于杆向上 丙中a b两点都是球面与平面相接触 弹力应垂直于接触面或接触面的切面 所以a处弹力方向水平向右 b处弹力垂直于斜面向左上方 且都过球心 丁中小球p不管运动与否 都属于平面与球面相接触 弹力应垂直于水平面 且过球心 即向上 它们所受弹力的示意图如图所示 总结提升 总结提升 几种弹力的方向 1 弹簧两端的弹力方向与弹簧中心轴线相重合 指向弹簧恢复原状的方向 2 轻绳对物体的弹力方向沿绳指向绳收缩的方向 3 面与面接触时弹力的方向垂直于接触面并指向受力物体 4 点与面接触时弹力的方向过接触点垂直于接触面 或接触面的切面 并指向受力物体 5 球与面接触时弹力的方向在接触点与球心的连线上 并指向受力物体 6 球与球接触时弹力的方向垂直于过接触点的切面 并指向受力物体 例2如图2所示的三个图中 所有的球都是相同的 且形状规则 质量分布均匀 甲球放在光滑斜面和光滑水平面之间 乙球与其右侧的球相互接触并放在光滑的水平面上 丙球与其右侧的球放在另一个大的内表面光滑的球壳内部并相互接触 甲 乙 丙三球均处于静止状态 关于这三个球的受力情况 下列说法正确的是 a 甲球受到两个弹力的作用b 乙球受到两个弹力的作用c 丙球受到两个弹力的作用d 甲 乙 丙三球都只受到一个弹力的作用 图2 归纳总结 解析答案 解析甲球受水平面的弹力 斜面对甲球无弹力 乙球受水平面的弹力 乙与另一球之间无弹力 丙球受右侧球和球壳两个弹力的作用 故c对 a b d错 答案c 归纳总结 归纳总结 判断弹力有无的两种常用方法1 直接判断法 对于形变较明显的情况 可根据弹力产生条件直接判断 2 假设法 对于形变不明显的情况 可用 假设法 进行判断 可以假设 弹力存在 也可以假设 弹力不存在 之后看研究对象是否保持原来的状态 若能保持原来的状态 则假设成立 若不能 则假设不成立 二 静摩擦力有无及方向的判断 例3如图3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3 技巧点拨 解析答案 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ab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 技巧点拨 四种方法判断静摩擦力的有无 1 条件判断法 接触面之间有压力 粗糙且有相对运动趋势 2 假设法 假设两物体间无静摩擦力 看物体是否相对滑动 判断思路如下 技巧点拨 3 力的作用效果判断法 如果相互接触的物体间存在摩擦力 则必有相应的作用效果 平衡其他作用力或改变受力物体的运动状态 可据此确定有无静摩擦力 4 相互作用判断法 利用力的相互作用性 若甲对乙有静摩擦力 则乙对甲也有静摩擦力 据此可以判断物体是否受静摩擦力 三 摩擦力的计算 例4如图4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 图4 1 当f 25n时 木块不动 木块受到的摩擦力为多大 2 当f增大为30n时 木块仍静止 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 答案 1 6n 2 6n 解析答案 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 解析木块沿墙面下滑时 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 答案2 5n 解析答案 4 当f 6n时 木块受到的摩擦力为多大 解析当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 5n 总结提升 解析答案 总结提升 摩擦力大小的计算 应先分析是静摩擦力还是滑动摩擦力 1 静摩擦力静摩擦力在0 f fmax内随外力的变化而变化 一般根据平衡条件求解 2 滑动摩擦力 1 根据f fn进行计算 其中fn为接触面受到的正压力 2 根据平衡条件求解 四 物体的受力分析 例5画出图5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 2 a沿粗糙斜面上滑 3 a沿粗糙水平面滑行 4 接触面光滑 a静止 图5 解析答案 解析 1 物体a受重力g 推力f 支持力fn 墙壁对a向左的弹力fn 施力物体分别是地球 推a的物体 地面 墙壁 2 物体a受竖直向下的重力g 垂直于斜面向上的支持力fn 沿斜面向下的滑动摩擦力ff 施力物体分别是地球 斜面 斜面 3 物体a受重力g 支持力fn 滑动摩擦力ff 施力物体分别是地球 水平面 水平面 4 物体a受重力g 拉力ft 弹力fn 施力物体分别是地球 绳子 墙壁 针对训练如图6所示 一小球用两根轻绳挂于天花板上 球静止 绳1倾斜 绳2恰好竖直 则小球所受的作用力有 a 1个b 2个c 3个d 4个 图6 解析假设绳1对球有作用力 该作用力的方向斜向左上方 另外 球在竖直方向上还受重力和绳2的拉力 在这三个力的作用下球不可能保持平衡 所以绳1不可能对球施加拉力 小球只受重力和绳2的拉力 故b正确 b 总结提升 解析答案 返回 总结提升 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 返回 1 如图7所示 物体a分别与水平面 竖直墙面以及物体b紧密接触 所有接触面均光滑 a b均静止 则 a 物体a受三个弹力作用b 物体a受两个弹力作用c 物体b受两个弹力作用d 物体a和物体b均只受一个弹力作用 达标检测 1 2 3 图7 解析假设b受a的弹力 则b不能处于静止状态 故a b之间无弹力 b只受地面的弹力作用 同理假设a受墙面的弹力作用 则a不能静止 故a也只受地面的弹力作用 d 4 解析答案 2 多选 如图8所示 在探究摩擦力的实验中 用弹簧测力计水平拉一放在水平桌面上的小木块 小木块的运动状态和弹簧测力计的读数如下表所示 每次实验时 木块与桌面的接触面相同 则由下表分析可知 下列选项正确的是 1 2 3 图8 4 1 2 3 a 小木块受到的最大摩擦力为0 7nb 小木块受到的最大静摩擦力可能为0 6nc 在这五次实验中 小木块受到的摩擦力大小有三次是相同的d 在这五次实验中 小木块受到的摩擦力大小各不相同 4 解析答案 1 2 3 解析在给出的五次实验中 最后三次实验时 小木块都是运动的 小木块皆受相同的滑动摩擦力作用 故选项c正确 选项d错误 加速过程 小木块处于非平衡状态 故小木块所受拉力大于滑动摩擦力 选项a错误 选项b正确 答案bc 4 3 画出图9 1 4 中静止物体a的受力示意图 注意 图中球形物体的接触面光滑 1 2 3 图9 4 答案 答案 1 2 3 4 4 如图10甲所示 将完全相同 质量均为4kg的木块a和b叠放在水平桌面上 在16n的水平拉力f1作用下 a b一起做匀速直线运动 g取10n kg 图10 甲乙 1 2 3 4 1 此时木块b上表面受到摩擦力ff1是多少 b的下表面所受的摩擦力ff2又是多少 解析a做匀速运动 水平方向不受力 所以b上表面ff1 0下表面ff2 f1 16n 答案016n