高中受力分析专题

1、一、静力学受力分析 一、受力分析的根本方法： 1明确研究对象在进行受力分析时，研究对象可以是某一个物体，.也可以是保一持相对静止的假设干个. 物体整体。在解决比拟复杂的问题时， 灵活地选取研究对象可以使问题简洁地得到解决。 研究对象确定以后，只分析研究对象以外的物体施予研究对象的力既研究对象所受的外 力，而不分析研究.对.象.施予.外界的力。_2隔离研究对象，按顺序找力把研究对象从实际情景中别离出来，按先力，再重力再弹力,然后摩擦力丄只有在有弹力的接触面之间才可能有摩擦力 ，最后其它力的顺序逐一分析研究对象所受的力， 并画出各力的示意图。3只画性质力，不画效果力画受力图时，只能按力的性质分类画

2、力，不能按作用效果拉力、压力、向心力等 画力，否那么将出现重复。二、典型例题1分析满足以下条件的各个物体所受的力，并指出各个力的施力物体1沿水平草地滚动的足球2在力F作下静止水平面上的物体球3在光滑水平面上向右运动的物体球Vhf-®Sr4在力F作用下行使在路面上小车V5沿传送带匀速运动的物体*V6沿粗糙的天花板向右运动的物体F>G2.对以下各种情况下的物体A进行受力分析1沿斜面下滚的小球,接触面不光滑2沿斜面上滑的物体 A接触面光滑3静止在斜面上的物体在斜面上的物体5各接触面均光滑的物块A、课堂练习4静止在竖直墙面5静止在竖直墙面轻上的物体A轻上的物体A6向上爬杆的运发动8静止

3、P光滑小球2.对以下各种情况下的A、B进行受力分析各接触面均不光滑使向5均静止4均静止AA5、分析以下物体所受的力竖直面光滑，水平面粗糙B四、课后作业：1分析各物体的受力情况2随传送带一起由静止向右起动物体1随传送带一起匀速运动的物体n3向上运输的物体4向下运输的物体5空中飞行的足球A静止且各接触面光滑(7)放在斜面上相对斜面静止和向上运动、向下运动的物块(8)静止的球9人用水平力拉绳，使他与木块一起向右做匀速运动人和木块的受力分析一2、如下列图，分析电梯上的人受力。1随电梯匀速上升上升的人%2刚踏上电梯的 瞬间的人AB的A(二)动力学受力分析当系统内各物体具有相同的加速度时，应先把这个系统当

4、作一个整体即看成一个质 点，分析受到的外力及运动情况，禾U用牛顿第二定律求出加速度如假设要求系统内各物 体相互作用的内力，那么把物体隔离，对某个物体单独进行受力分析，再利用牛顿第二定律对该物体列式求解隔离物体时应对受力少的物体进行隔离比拟方便。【例111如下列图的三个物体 A、B、C,其质量分别为 m、皿、m,带有滑轮的 物体B放在光滑平面上，滑轮和所有接触面间的摩擦及绳子的质量均不计.为使三物体间无相对运动，那么水平推力的大小应为 F=。【解析】以Fi表示绕过滑轮的绳子的张力，为使三物体间无相对运动，那么对于Fim3a g 物体C有:Fi= mg，以a表示物体A在拉力Fi作用下的加速度，那么

5、有mi mi由于三物体间无相对运动，那么上述的a也就是三物体作为一个整物体运动的加速度，故得Fm3=m+ m+ ma= m+ m+ mg要求出 a【例i21如图，底座A上装有一根直立竖杆， 其总质量为 M杆上套有质量为 m的环B,它与杆有摩擦。当环从底座以初速向上飞起时底座保持静止，环的加速度为 a,求环在升起的过程中，底座对水平面的压力分别是多大？【解析】采用隔离法：选环为研究对象，那么f+mg=ma (i)选底座为研究对象，有 F+f' -Mg=0 (2)又 f=f '(3)联立i 2 3解得:F=Mg-m(a-g)采用整体法：选 A、B整体为研究对象，其受力如图，A的加速

6、度为a,向下;加速度为0.选向下为正方向，有：(M+m)g-F=ma解之：F=Mg-m(a-g)【例i31如图，质量 M=i0kg的木楔ABC静置于粗糙水平地面上，与地面动 摩擦因数 卩=0.02 .在木楔的倾角 B为300的斜面上，有一质量为m=i.0kg的物块由静止开始沿斜面下滑。当滑行路程s=i.4m时，其速度v=i.4m/s。在这个过程中木楔没有动。 求地面对木楔的摩擦力的大小和方向。重力加速度g=10m/s2【解析】由匀加速运动的公式v2=vo2+2as，得物块沿斜面下滑的加速度为mg2 2v 1.4a0.72s 24 m/s2(1)由于a g sin =5m/s2,可知物块受到摩擦

7、力作用。 分析物块受力，它受三个力，如图.对 于沿斜面的方向和垂直于斜面的方向，由牛顿定律，有mgsi n片 mamgcos R 0分析木楔受力，它受五个力作用，如图.对于水平方向，由牛顿定律，有f2f1 cosR sin04由此可解的地面对木楔的摩擦力f2F1 sinf1 cosmgcossin mgsinmacosma cos 0.61 n此力方向与图中所设的一致由C指向B的方向.上面是用隔离法解得，下面我们用整体法求解1式同上。选M m组成的系统为研究对象，系统受到的外力如图.将加速度a分解为水平的acos 0和竖直的asin对系统运用牛顿定律 M加速度为0，有水平方向:macos0.6

8、1n"-表示方向与图示方向相反竖直方向：M mg F masin可解出地面对M的支持力。【点评】从上面两个例题中可看出，假设系统内各物体加速度不相同而又不需要求系统内物体间的相互作用力时，只对系统分析外力，不考虑物体间相互作用的内力，可以大大简化数学运算.运用此方法时，要抓住两点1只分析系统受到的外力.2分析系统内各物体 的加速度的大小和方向。三、连接体中的整体与隔离【例14】如下列图，木块 A B质量分别为 m M用一轻绳连接，在水平力 F的 _作用下沿光滑水平面加速运动，求A B间轻绳的张力 T。A 【分析】A、B有相同的运动状态，可以以整体为研究对象。求A、B间作用力 I I可

9、以A为研究对象。对整体 F= M+m a 对木块A T=ma【点评】当处理两个或两个以上物体的情况时可以取整体为研究对象，也可以以个体为研究对象，特别是在系统有相同运动状态时【例15】如下列图，五个木块并排放在水平地面上，它们的质量相同，与地面的摩擦不计。当用力F推第一块使它们共同加速运动时，第2块对第3块的推力为 。【解析】五个木块具有相同的加速度，可以把它们当作一-F_>12345个整体。这个整体在水平方向受到的合外力为a F,贝U F=5ma所以 5m。要求第2块对第3块的作用力F23,要在2于3之间隔离开。把3、4、5当成一个小整体，可得这一小整F 23体在水平方向只受 2对3的推力F23,贝U(3m)a3F【点评】此题隔离后也可把 1和2当成一小整体考虑，但稍繁些。【例16】如下列图，物体 M m紧靠着置于摩擦系数为 卩的斜面上，斜面的倾 角为现施加一水平力 F作用于M, M m共同向上作加速运动，求它们之间相 互作用力的大小。【解析】两个物体具有相同的沿斜面向上的加速度，可以把它们当成一个整 体看作一个质点，其受力如下列图，建立坐标系，那么Fi (M m)g cosF sin(1)F cosf1 (M m)g sin(M m)a且：flFl 3要求两物体间的相互作用力，应把两