受力分析导学案(教师版、带答案)

1、2015-201XX中学导学案 高一物理必修一 使用日期 X月X日 编写者XX【课题】受力分析（教师用） 班级 班级 姓名 学号 目标定位1.进一步熟练判定弹力方向，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.3.学会对物体进行受力分析.一、几种常见弹力的方向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；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.4.轻杆对物体的弹力的方向不

2、一定(填“一定”或“不一定”)沿杆.二、静摩擦力1.运动的物体可以(填“可以”或“不可以”)受静摩擦力.2.静摩擦力可以是阻力，也可以是动力.3.静摩擦力的方向可以与运动方向相反，也可以与运动方向相同，但一定跟相对运动趋势的方向相反.4.静摩擦力的大小随着产生静摩擦力的外力的变化而变化，但有一最大值Fmax，静摩擦力的范围为0<FFmax.三、滑动摩擦力1.静止的物体可以(“可以”或“不可以”)受滑动摩擦力.2.滑动摩擦力可以是阻力，也可以是动力.3.滑动摩擦力的方向可以与运动方向相反，也可以与运动方向相同，但一定跟相对运动的方向相反.4.滑动摩擦力FFN，F与正压力FN成正比.一、弹力

3、有无的判定1.对于形变比较明显的情况，我们采用直接法进行判断，即根据弹力产生的条件判断：(1)物体间相互接触；(2)发生弹性形变.2.对于形变不明显的情况，可用利用假设法进行判断：(1)假设无弹力：在接触处将与研究对象接触的另一物体去掉，看物体还能否在原位置保持原来的状态，若能保持原来的状态则说明物体间无弹力作用；否则，有弹力作用.(2)假设有弹力：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，判断受力情况与所处状态是否矛盾，若矛盾，则不存在弹力；若不矛盾，则存在弹力.例1判断图1中小球是否受到弹力作用，若受到弹力，请指出其施力物体(不考虑摩擦).图1解析因为各接触

4、面间的形变属于微小形变，所以采用假设法来判断小球是否受斜面的弹力.假设小球与斜面间无弹力，将三个图中的斜面去掉，则甲图中小球无法在原位置静止，乙和丙两图中小球仍静止.因此：甲图中小球受到斜面的弹力，施力物体是斜面，同时受细绳的弹力，施力物体是细绳；乙图中小球只受到细绳的弹力，施力物体是细绳，不受斜面的弹力；丙图中小球只受水平面的弹力，施力物体是水平面，不受斜面的弹力.答案见解析借题发挥(1)不要误认为只要有接触就一定存在弹力作用，而忽略了弹力产生的另一个条件发生弹性形变.(2)不要误认为只要有形变就有弹力，而忽略了弹力产生的必要条件弹性形变.针对训练如图所示，各接触面是光滑的且物体均处于静止状

5、态，则A、B间可能有弹力作用的是()解析假设A、B间无弹力，撤去B物体之后，A、C选项中的A球均能保持原来的状态，所以A、C选项中两物体间无弹力作用；B、D选项中，撤去B物体之后，A球均不能保持原来的静止状态，所以B、D选项中，两物体间存在弹力.答案BD二、静摩擦力有无及方向的判断1.静摩擦力产生的条件：接触面间有压力、粗糙且有相对运动趋势.2.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.3.假设法利用假设法进行判断时，可按以下思路进行分析：例2如图2所示，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

6、，下列说法正确的是()图2A.A、B之间无摩擦力B.A受到的静摩擦力水平向右C.B受到A的静摩擦力水平向左D.地面对B的滑动摩擦力水平向右解析对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，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整体受力分析，由于A、B一起向左匀速运动，则地面对B有滑动摩擦力，且水平向右，故D正确.答案BCD三、摩擦力的计算1.计算摩擦力时，应先判断是静摩擦力还是滑动摩擦力.2.静摩擦力用平衡条件计算，其大小只与平行于接触面方向的力有关，与垂直接触面方向的力无

7、关.静摩擦力在0<FFmax内随外力的变化而变化.3.滑动摩擦力用FFN计算，其中FN为接触面受到的正压力.或用平衡条件计算，其大小只与垂直接触面方向的力有关，与平行接触面方向的力无关.例3如图3所示，用水平力F将木块压在竖直墙壁上，已知木块的重力G6N，木块与墙壁间的动摩擦因数0.25，求：图3(1)当F25N时，木块静止，木块受到的摩擦力多大？(2)当F增大为30N时，木块仍静止，木块受到的摩擦力多大？(3)当F10N时木块沿墙面下滑，此时木块受到的摩擦力多大？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，FfG6N，与压力大小无

8、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，FfFNFNF所以FfF0.25×10N2.5N.答案(1)6N(2)6N(3)2.5N四、物体的受力分析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.例4如图4所示，直角三棱柱A放在水平地面上，光滑球B放在三棱柱和光滑竖直墙壁之间，A和B都处于静止状态，试分别画出A和B的受力示意

9、图.图4答案见解析图解析隔离A为研究对象，它受到重力、B对它的压力、地面支持力和地面对它的摩擦力，如图甲所示.再以B为研究对象，它受到重力、三棱柱对它的支持力、墙壁对它的弹力的作用，如图乙所示.弹力有无的判定1.下列各图中P、Q两球之间不存在弹力的是(所有接触面都是光滑的)()解析A图中两球间若有弹力则小球Q将向右运动，所以P、Q间无弹力；B图两球间若有弹力则两球将向两边运动，所以P、Q间无弹力；C图两球间若无弹力则小球P将向下运动，所以P、Q间有弹力；D图两球间若无弹力则小球P将向右下运动，所以P、Q间有弹力.故选A、B.答案AB静摩擦力有无及方向的判断2.水平力F作用在物体B上，A、B一起

10、做匀速直线运动，如图5所示，则()图5A.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的摩擦力水平向右解析假设B对A有摩擦力，则A受力不平衡，不可能做匀速直线运动，故B对A无摩擦力，故A正确，B错误；由于A、B一起匀速运动，故把A、B作为一个整体，A、B相对于地面向左滑动，故地面对B有摩擦力，且方向水平向右，故C错误，D正确.答案AD摩擦力的计算3.如图6所示，A物体重力为20N，B物体重力为10N，力F竖直向下，A与水平面的动摩擦因数0.4，其余摩擦不计，求(1)(2)两种情况下物体A受什么摩擦力？大小如何？(假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)图6(1)F0

11、时由静止释放B物体；(2)F10N时由静止释放B物体；(3)若要使A匀速运动，所加力F的大小是多少？解析(1)F0时，A所受最大静摩擦力为F静maxmAg8N，此时mBgF静max，故A将运动，A所受摩擦力为滑动摩擦力，大小为F滑mAg8N；(2)当F10N时，A所受最大静摩擦力为F静max(FmAg)12N，此时mBgF静max，故A静止，A所受摩擦力为静摩擦力，大小为F静mBg10N.(3)若A匀速运动，此时滑动摩擦力大小等于B的重力大小，故此时有：(mAgF)mBg，代入数据得：F5N.故所加力F的大小是5N.答案(1)滑动摩擦力8N(2)静摩擦力10N(3)5N物体的受力分析4.如图7

12、所示，在水平拉力F作用下，B、C两球均处于静止状态，AB绳竖直，则C球受几个力的作用？画出C球的受力示意图.图7解析先分析B球的受力情况如图所示，B受重力GB及AB绳的拉力FAB，BC绳无拉力.再分析C球的受力情况如图所示，C受重力GC、AC绳的拉力FAC及水平拉力F共三个力作用.答案三受力示意图见解析图(时间：60分钟)题组一弹力有无的判定1.如图1所示，一小球用两根轻绳挂于天花板上，小球静止，绳1倾斜，绳2恰好竖直，则小球所受的作用力有()图1A.1个B.2个C.3个D.4个答案B2.在下列各图中，A、B之间一定有弹力的是()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

13、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.答案B3.如图2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.若钢球和各容器都是光滑的，各容器的底部均处于水平面内，则以下说法中正确的是()图2A.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.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解析假设容器侧壁对钢球均有弹力作用，作出各容器中钢球的受力分析图分别如图a、b、c所示，可见三种情况均与钢球静止的题设条件相

14、矛盾，所以原假设不成立，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.答案A题组二摩擦力的分析与判断4.如图3所示，物体放在水平桌面上，在水平方向上共受三个力作用，即F1、F2和摩擦力作用，物体处于静止状态，其中F110N，F22N，若撤去F1，物体仍静止不动，则物体受到的摩擦力是()图3A.8N，方向向右B.8N，方向向左C.2N，方向向右D.2N，方向向左解析在未撤去F1之前，物体所受静摩擦力为8N，因此当撤去F1后，F2不足以推动物体，因此静摩擦力为2N，方向向右，C正确.答案C5.如图4所示，在水平桌面上放一木块，用从零开始逐渐增大的水平拉力F拉着木块沿桌面运动，则木块所受的

15、摩擦力Ff随拉力F变化的图象正确的是()图4解析当木块不受拉力时(F0)，桌面对木块没有摩擦力(Ff0).当木块受到的水平拉力F较小时，木块仍保持静止，但出现向右运动的趋势，桌面对木块产生静摩擦力，其大小与F相等，方向相反.随着水平拉力F不断增大，木块向右运动的趋势增强，桌面对木块的静摩擦力也相应增大，直到水平拉力F足够大时，桌面对木块的静摩擦力达到最大值，木块开始滑动.在这个过程中，由木块水平方向二力平衡知，桌面对木块的静摩擦力Ff始终与拉力F等大反向，即随着F的增大而增大.木块滑动后，桌面对它的阻碍作用是滑动摩擦力，它小于最大静摩擦力，并且在木块继续滑动的过程中保持不变.答案D6.如图5所

16、示，手用力握住一个竖直的瓶子，瓶子重为250N，当瓶子静止时，瓶子受到_(选填“静”或“滑动”)摩擦力的作用.摩擦力的大小为_N，摩擦力的方向_(选填“竖直向下”“竖直向上”“水平向右”或“水平向左”).如果在手和瓶子间抹了洗洁精，需要增大手握瓶子的力才能握住瓶子，此时瓶子受到的摩擦力大小_(选填“变大”“变小”或“不变”).图5解析当瓶子静止时，瓶子受到静摩擦力作用，根据平衡条件有：Fmg250N，方向与重力的方向相反，竖直向上.静摩擦力大小与正压力大小无关，增大压力，瓶子所受的静摩擦力大小不变，仍然等于重力的大小.答案静250竖直向上不变题组三物体的受力分析7.如图6所示，一人站在自动扶梯

17、的水平踏板上，随扶梯斜向上匀速运动，以下说法正确的是()图6A.人受到重力和支持力的作用B.人受到重力、支持力和向右的摩擦力的作用C.人受到重力、支持力和向左的摩擦力的作用D.人受到重力、支持力和与速度方向相同的摩擦力的作用解析人做匀速直线运动，则人处于平衡状态，受重力和支持力，若受摩擦力，一定沿水平方向，但没有力与摩擦力平衡，故A正确，B、C、D错误.答案A8.如图7所示是工厂传输货物的装置，物体A在皮带的带动下，以速度v沿直线匀速向右运动，物体A受到几个力的作用() 图7A.1个B.2个C.3个D.4个解析物体A在竖直方向上受竖直向下的重力G、竖直向上的支持力FN作用；由于物体做匀速直线运

18、动，处于平衡状态，在水平方向上不受静摩擦力，因此物体A受到两个力的作用.答案B9.如图8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()图8A.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由于B受到向右的摩擦力则必受到地面的支持力作用，所以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.答案BCD10.如图9所示，用细线将A物体悬挂在顶板上，B物体放在水平地面上，A、B间连接一劲度系数为100N/m的轻弹簧，此时弹簧伸长了2cm.已知A、B两物体的重力分别是3N和5N，则细线的拉力及B对地面的压力分别是()图9A.1N和7NB.5N和7NC.5N和3ND.7N和7N解析已知弹簧伸长2cm，则弹簧的弹力为F2N，可判断弹簧对A产生向下的拉力，故细线的拉力应为FTFGA5N，B对地面的压力FNGBF3N.综上所述，本题正确选项应是C.答案C题组四综合应用11.如图10所示，物体A重GA40N，物体B重GB20N，A与B