高考物理总复习 主题二 相互作用与运动定律 提升课 受力分析与物体的平衡课件 新人教版.ppt

提升课受力分析与物体的平衡 物体的受力分析 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 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1 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1 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 方法总结受力分析的三个方法 1 假设法 在受力分析时 若不能确定某力是否存在 可先对其作出存在的假设 然后分析该力存在对物体运动状态的影响来判断该力是否存在 2 整体法 将加速度相同的几个相互关联的物体作为一个整体进行受力分析的方法 3 隔离法 将所研究的对象从周围的物体中分离出来 单独进行受力分析的方法 针对训练1 如图2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 故选项c正确 答案c 图2 共点力平衡问题的处理方法 要点归纳 处理平衡问题的四种方法 精典示例 例2 在科学研究中 可以用风力仪直接测量风力的大小 其原理如图3所示 仪器中一根轻质金属丝悬挂着一个金属球 无风时 金属丝竖直下垂 当受到沿水平方向吹来的风时 金属丝偏离竖直方向一个角度 风力越大 偏角越大 通过传感器 就可以根据偏角的大小指示出风力 那么风力大小f跟金属球的质量m 偏角 之间有什么样的关系呢 图3 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 方法总结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4所示 两段等长细线串接着两个质量相等的小球a b 并悬挂于o点 现在两个小球上分别加上水平方向的外力 其中作用在b球上的力大小为f 作用在a球上的力大小为2f 则此装置平衡时的位置可能是下列图中的 图4 解析设每个球的质量为m oa与ab和竖直方向的夹角分别为 答案c 1 如图5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5 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 答案b 2 多选 如图6所示 建筑装修中 工人用质量为m的磨石对斜壁进行打磨 当对磨石加竖直向上大小为f的推力时 磨石恰好沿斜壁向上匀速运动 已知磨石与斜壁之间的动摩擦因数为 则磨石受到的摩擦力是 a f mg cos b f mg sin c f mg cos d f mg 解析对磨石进行受力分析 由平衡条件 沿斜壁 f mg cos ff a正确 垂直于斜壁 压力fn f mg sin 故摩擦力ff fn f mg sin b正确 答案ab 图6 3 画出图7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7 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