沪科版必修1 3.4 分析物体的受力 课件（29张）.pptx

第3章 学案5分析物体的受力 目标定位1 知道重心的概念 2 能够准确地绘出物体的受力示意图 初步掌握分析物体受力的一般的方法 3 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 4 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 内容索引 达标检测 知识探究 知识探究 一 受力分析 1 意义 任何物体的运动变化 都跟它受到的力的大小 方向有关 因此学会对物体进行受力分析 是研究物体运动的基础 也是学好力学的先决条件 2 是受力分析的着眼点 力学中的研究对象 可以是某个 或某个作用点 3 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 物体 明确研究对象 物体的一部分 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 注意实际物体运动时的受力情况往往是很复杂的 许多时候 为了使问题简化 可以略去某些次要因素 这是物理中常用的一种研究方法 例1画出下列两种情况下 物体a的受力示意图 1 物体a静止在斜面上 如图1所示 解析 答案 答案见解析图 图1 解析以a为研究对象 按重力 弹力 摩擦力 其它力的顺序画受力示意图 2 物体a在拉力f作用下沿水平面匀速运动 如图2所示 解析 答案 答案见解析图 图2 解析以a为研究对象 按重力 弹力 摩擦力 其它力的顺序画受力示意图 针对训练1如图3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 解析 答案 答案4个力 图3 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 二 重力及重心的理解 1 重力 1 重力的大小 由于地球的吸引而使物体受到的力 其大小g g为重力加速度 g 9 8m s2 同一地点 重力的大小与质量成正比 不同地点因g值不同而不同 注意 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 2 方向 总是 3 作用点 在重心上 mg 竖直向下 2 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 这一点称为重心 2 质量分布均匀 规则的物体 重心就在其 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 比如一根均匀直铁丝的重心位置在其中心o 把它弯成一个圆环或直角形状 重心位置就在圆心或空间某点上 集中作用于一点 几何中心 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 答案 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 三 弹力有无的判定 判断弹力是否存在的方法 假设法1 假设无弹力 在该处将与研究对象接触的另一物体去掉 即假设不存在弹力 看研究对象在该位置是否保持原来的状态 2 假设有弹力 就是假设与研究对象接触的物体对研究对象施加了弹力 画出假设状态下的受力分析图 判断受力情况与存在状态是否矛盾 若矛盾 则不存在弹力 若不矛盾 则此弹力存在 例3如图4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 解析 答案 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 图4 针对训练2在下列各图中 a b之间一定有弹力的是 解析 答案 解析两物体间产生弹力的条件除了相互接触外 还要相互挤压产生弹性形变 a c d图中a b间虽有相互接触 但不一定相互挤压 故选b 四 静摩擦力有无及方向的判断 静摩擦力有无及方向的判断方法1 平衡条件法当相互接触的两物体处于静止状态或匀速直线运动状态时 可根据二力平衡条件判断静摩擦力的存在与否及其方向 2 假设法利用假设法进行判断时 可按以下思路进行分析 例4 多选 如图5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的摩擦力水平向左d 地面对b的摩擦力为静摩擦力 水平向右 解析 答案 图5 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正确 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 课堂要点小结 1 受力分析的步骤 1 明确研究对象 2 合理隔离 3 按由易到难的顺序 先重力 再弹力 摩擦力 最后其他力 画出受力示意图 2 弹力有无的判断方法 1 有明显形变时可根据弹力产生的条件判断 2 无明显形变时可根据假设法判断 课堂要点小结 3 静摩擦力有无及方向的判断方法 1 平衡条件法 2 假设法 4 摩擦力的计算 1 静摩擦力 根据平衡条件求解 2 滑动摩擦力 根据f n进行计算 达标检测 1 对重心的理解 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 1 2 3 解析 答案 4 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 1 2 3 4 解析 1 2 3 4 2 弹力有无的判断 如图6所示 将一个钢球分别放在量杯 口大底小的普通茶杯和三角烧杯中 钢球与各容器的底部和侧壁相接触 处于静止状态 若钢球和各容器的接触面都是光滑的 各容器的底面均水平 则以下说法中正确的是a 各容器的侧壁对钢球均无弹力作用b 各容器的侧壁对钢球均有弹力作用c 量杯的侧壁对钢球无弹力作用 其余两种容器的侧壁对钢球均有弹力作用d 口大底小的普通茶杯的侧壁对钢球有弹力作用 其余两种容器的侧壁对钢球均无弹力作用 答案 图6 解析钢球与容器的侧壁接触 它们之间是否有弹力作用就看接触处是否发生弹性形变 但微小形变难以察觉 只能借助假设法判断 假设容器侧壁对钢球无弹力作用 则钢球受重力和容器底面对它的支持力作用 钢球将处于静止状态 故钢球与容器侧壁虽然接触但没有发生弹性形变 容器侧壁对钢球无弹力作用的假设成立 我们也可以假设容器侧壁对钢球有弹力作用 作出各容器中钢球的受力示意图分别如图a b c所示 可见三种情况均与钢球静止的题设条件相矛盾 所以原假设不成立 即各容器的侧壁对钢球均无弹力作用 因此 本题正确选项为a 1 2 3 4 解析 1 2 3 4 3 摩擦力有无及方向的判断 多选 若例题中的水平力f作用在物体b上 a b一起做匀速直线运动 如图7所示 则a a b之间无摩擦力b a受到的摩擦力水平向右c b与地面之间无摩擦力d 地面对b的摩擦力水平向右 图7 答案 解析假设b对a有摩擦力