高中物理 第三章 力与相互作用 3.4 分析物体的受力课件 沪科版必修1.ppt

3 4分析物体的受力 自主阅读 自我检测 一 怎样对物体进行受力分析1 明确研究对象是受力分析的着眼点 力学中的研究对象 可以是某个物体 物体的一部分或某个作用点 2 选定研究对象后 接着就可以围绕着力学中常见的三类力 重力 弹力 摩擦力 的产生条件 逐个确定物体受到哪些力的作用 最后依据物体受到的各个力的方向 画出受力示意图 3 当把物体简化为质点研究时 可把物体受到的各个力都集中在其重心上 4 运动员将铅球斜向上推出 铅球飞向远处 在铅球运动的过程中除受到重力 不计空气阻力 外还会受到推力 冲力 等的作用吗 提示 由于铅球已离开手 与手之间不存在作用 因此不受推力 力是物体间的相互作用 不存在 冲力 铅球之所以向前运动 是由于惯性的原因 自主阅读 自我检测 二 重心1 一个物体各部分都会受到重力的作用 从效果上 可以把这些作用力视作集中作用于一点 这一点称为重心 2 质量分布均匀 规则的物体 重心就在其几何中心 3 质量分布不均匀的物体 其重心的位置跟物体的形状和质量分布有关 并且它既可以在物体内部 也可以在物体外部 4 苹果的重心位置是否会随着其下落高度的变化而变化 提示 重力的位置不随物体运动状态的改变而改变 自主阅读 自我检测 1 正误辨析 1 在物体运动的方向上有一定的力的作用 2 有的力可以没有施力物体 3 两个物体不接触但可能有相互作用力 4 重心就是地球对物体引力的作用点 5 重心可能不在物体上 答案 1 2 3 4 5 自主阅读 自我检测 2 如图所示 走钢丝是一项传统的杂技项目 常常给观众带来惊险 刺激 走钢丝的过程中 演员往往手拿一根很长的木棍 关于木棍的作用 下列说法正确的是 a 为了增大演员与钢丝间的压力b 为了增大演员与钢丝间的摩擦力c 为了调节演员自身重心的位置d 为了增加观众的观赏性解析 杂持演员手拿一长木棍 主要是调节自身重心的位置 以便时刻保持平衡 好完全走过钢丝 答案 c 自主阅读 自我检测 3 质量m 5kg的物体a放在倾角为30 的斜面上静止 如图所示 它受到哪几个力作用 各力的施力物体是谁 并画出各力的示意图 解析 物体a受到3个力的作用 重力g 施力物体是地球 支持力f 施力物体是斜面 摩擦力f 施力物体是斜面 力的示意图如图所示 答案 见解析 知识点一 知识点二 物体受力分析的方法问题导引如图所示是滑雪运动员沿斜坡下滑的过程 有人说运动员受到了下滑力的作用 你认为这种说法对吗 要点提示 这种说法不对 运动员沿斜坡下滑时受到竖直向下的重力 垂直斜坡向上的支持力和沿斜坡向上的摩擦力的作用 重力产生沿斜坡向下的作用效果就是使运动员沿斜坡向下运动 并不存在其他的下滑力 知识点一 知识点二 知识归纳1 物体是否受某力的判断依据 1 条件判断 根据是否满足力的产生条件来判断物体是否受到某个力的作用 2 效果判断 根据力的作用效果来判断物体是否受到某个力的作用 3 相互作用判断 利用力的作用的相互性 即施力物体同时也是受力物体 知识点一 知识点二 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的运动状态 否则 必然发生了漏力 多力或错力现象 知识点一 知识点二 3 受力分析的方法 1 整体法 把系统作为一个整体进行受力分析的方法叫整体法 通常研究外力作用时使用整体法 2 隔离法 把系统内其中一个物体隔离出来进行受力分析的方法叫隔离法 通常研究内力作用时使用隔离法 使用隔离法时尽量隔离受力少的物体 实际问题中整体法与隔离法要结合起来灵活运用 通常先整体后隔离 知识点一 知识点二 典例剖析 例1 如图所示 物体a靠在竖直墙面上 在力f作用下 a b保持静止状态 请分析b受到几个力的作用 知识点一 知识点二 解析 这里要分析的是b物体的受力个数 b即为研究对象 把它隔离出来 然后从易到难 先从重力着手 再分析跟它有联系的物体 按弹力 摩擦力的顺序分析它受到的力 如图所示 其受a对它的压力n 同时物体b有相对a上移的趋势 故a对b的静摩擦力f沿斜面向下 故b共受到4个力作用 答案 4个力 知识点一 知识点二 规律方法判断力是否存在的方法 1 依据力的产生条件 根据各种性质的力产生的条件进行判断 如弹力产生的条件是相互接触且发生弹性形变 摩擦力产生的条件是相互接触 有弹力且有相对运动或相对运动趋势 2 依据作用力和反作用力的关系 利用作用力和反作用力的关系来检验力是否存在 因为研究对象所受的每个力都有施力物体或反作用力 找不到施力物体或没有反作用力的力是不存在的 知识点一 知识点二 变式训练1 多选 如图所示 a b两物体均静止 关于b物体的受力情况 下列叙述正确的是 a 可能受到三个力 也可能受到四个力b 一定受到四个力的作用c 必受到地面的静摩擦力作用d 必受到地面的支持力作用解析 b受到重力 绳的拉力 水平向右的摩擦力和地面支持力四个力的作用 由于b受到向右的摩擦力 则必受到地面的支持力的作用 答案 bcd 知识点一 知识点二 重力与重心问题导引如图所示 身体素质和技术相当的跳高运动员 为什么采用 背越式 的要比采用 跨越式 的成绩好呢 要点提示 跳高运动员在越过相同高度时 背越式 运动员的重心比 跨越式 运动员的重心升高的高度小 因此运动员越过相同高度的横竿时 背越式 跳法要比 跨越式 容易些 所以采用 背越式 的运动员要比采用 跨越式 的运动员成绩好 知识点一 知识点二 知识归纳1 重力的大小和方向 1 在同一地点 重力的大小与质量成正比 2 在不同地点 某一物体的重力的大小与物体所处的纬度位置有关 在纬度越高的位置 所受重力越大 其重力的大小还与物体的海拔高度有关 在同一地点 位置越高 重力越小 3 重力的大小与物体的运动状态无关 与物体是否受其他力无关 4 重力的方向总是竖直向下 竖直向下不是垂直于支撑面向下 也不是指向地心 知识点一 知识点二 2 对重心的理解 1 重心的意义 重心是物体所受重力的作用点 任何物体都有重心 且只有一个重心 2 重心的位置 质量分布均匀的物体 重心位置只跟物体的形状有关 若物体的形状是中心对称的 对称中心就是重心 如 我们用的直尺 铅球 魔方等实心物体 以及篮球 排球等空心物体 它们的重心都在几何中心 质量分布不均匀的物体 重心的位置由物体的形状和质量分布共同决定 可以用 支撑法 或 悬挂法 确定 知识点一 知识点二 典例剖析 例2 关于重力和重心 下列说法正确的是 a 当物体漂浮在水面上时重力会减小b 放置在水平面上的物体对水平面的压力就是物体的重力c 物体的重心位置总是在物体的几何中心上d 物体的重心位置可能随物体形状的变化而改变解析 物体的重力与物体所处状态无关 a错 物体对水平面的压力与物体的重力的施力物体及受力物体不同 b错 物体的重心位置与物体的形状及质量分布有关 只有质量分布均匀 形状规则的物体的重心才在其几何中心 c错 d对 答案 d 知识点一 知识点二 规律方法对重力与重心的进一步理解 1 重力的方向是竖直向下 而不是垂直向下 2 固定形状的物体重心 与物体所在的位置及放置方式和运动状态无关 3 物体形状改变时或质量分布发生变化时 其重心位置可能改变 知识点一 知识点二 变式训练2 多选 关于物体的重心 下列说法正确的是 a 物体的重心一定在物体上b 用线竖直悬挂的物体静止时 线的方向一定通过重心c 一块砖平放 侧放或立放时 其重心在砖内的相对位置不变d 舞蹈演员在做各种优美的动作时 其重心在体内相对位置不变解析 物体的重心可以在物体上 也可以在物体外 a错误 用线悬挂物体静止时 重力与拉力等大 反向 共线 所以线的方向一定过重心 b正确 物体形状不变时 重心相对物体的位置不变 如果物体形状变化了 重心相对物体的位置改变 所以c正确 d错误 答案 bc 1 2 3 4 1 关于放在水平桌面上静止的物体受力的说法中 正确的是 a 重力 桌面对它的支持力和弹力b 重力 桌面对它的支持力c 重力 它对桌面的压力d 桌面对它的支持力和它对桌面的压力解析 地球附近的任何物体都要受到重力作用 由于物体与桌面相互接触且发生挤压现象 故它要受到桌面弹力的作用 这个弹力实际就是支持力 故选项b正确 a错 物体对桌面的压力的受力物体是桌面 故c d均错 答案 b 1 2 3 4 2 在斜面上放一物体静止不动 该物体受重力g 弹力n和静摩擦力f的作用 该物体的受力示意图正确的是 解析 选取斜面上的物体为研究对象 物体所受重力方向竖直向下 弹力方向垂直于斜面指向被支持的物体 斜面上的物体 物体静止在斜面上 相对斜面有向下运动的趋势 摩擦力的方向和接触面相切 沿斜面向上 d正确 答案 d 1 2 3 4 3 如图所示 马踏飞燕 是汉代艺术家集高度智慧 丰富想象 浪漫主义精神和高超的艺术技巧的结晶 是我国古代雕塑艺术的稀世之宝 飞奔的骏马之所以能用一只蹄稳稳地踏在飞燕上 是因为 a 马跑得快的缘故b 马蹄大的缘故c 马的重心在飞燕上d 马的重心位置和飞燕在一条竖直线上解析 马的重心位置在马身上而不在飞燕上 但只有马的重心位