重力、彈力、摩擦力.ppt

第3單元 受力分析 共點力的平衡,填一填,1定義 把指定物體(研究對象)在特定的物理環(huán)境中受到的所有外力都找出來，并畫出 ，這個過程就是受力分析 2受力分析的順序 先找 ，再找 力(彈力、摩擦力)，最后分析靜電力、磁場力、其他力,受力圖,重力,接觸,1平衡狀態(tài)：物體處于靜止或 狀態(tài),勻速直線運動,3平衡條件的推論,【溫馨提示】 1在一些定性判斷平衡狀態(tài)的問題中，采用共點力平衡的相關(guān)推論，可以使許多問題簡化 2物體在某一時刻速度為零時不一定處于平衡狀態(tài),練一練 1(2015江蘇省揚州測試)質(zhì)量為m的長方形木塊靜止在傾角為的斜面上，斜面對木塊的支持力和摩擦力的合力方向應(yīng)該是( ) A沿斜面向下 B垂直于斜面向上 C沿斜面向上 D豎直向上,【解析】 如圖所示，物體受重力mg、支持力FN、摩擦力F而處于靜止狀態(tài)，故支持力與摩擦力的合力必與重力等大反向，D正確 【答案】 D,2.(2015清遠市高三調(diào)研)如圖所示，甲、乙、丙三個物體疊放在水平面上，用水平力F拉位于中間的物體乙，它們?nèi)员３朱o止狀態(tài)，三個物體的接觸面均為水平，則乙物體受力的個數(shù)為( ) A3個 B4個 C5個 D6個,【解析】 以甲物體為研究對象，受重力和乙對它的支持力，共2個力的作用，甲、乙兩物體間無摩擦力作用；以乙物體為研究對象，受重力、甲對其壓力、外力F、丙對其支持力和丙對其向左的靜摩擦力共5個力的作用故正確選項為C. 【答案】 C,3如圖，粗糙的水平地面上有一斜劈，斜劈上一物塊正在沿斜面以速度v0勻速下滑，斜劈保持靜止，則地面對斜劈的摩擦力( ),A等于零 B不為零，方向向右 C不為零，方向向左 D不為零，v0較大時方向向左，v0較小時方向向右 【解析】 以斜劈和物塊整體為研究對象，整個系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，合力為零所以地面對斜劈沒有水平方向的摩擦力的作用，故A正確 【答案】 A,4.如圖所示，在某同學(xué)通過滑輪組將一重物緩慢吊起的過程中，該同學(xué)對繩的拉力將(滑輪與繩的重力及摩擦不計)( ) A逐漸變大 B逐漸變小 C先變大后變小 D先變小后變大,【解析】 緩慢吊起即“勻速”吊起，由平衡條件知滑輪左、右兩側(cè)繩的拉力的合力等于重物的重力(G不變)，隨重物的逐漸升高，兩側(cè)繩間夾角逐漸增大，故該同學(xué)對繩的拉力將逐漸變大，選項A正確 【答案】 A,考點一 受力分析 考點梳理 1受力分析的思路,(2)假設(shè)法 在受力分析時，若不能確定某力是否存在，可先對其作出存在或不存在的假設(shè)，然后再就該力存在與否對物體運動狀態(tài)影響的不同來判斷該力是否存在,典例應(yīng)用 如圖所示，A、B、C、D是四個完全相同的木塊，在圖甲中，水平力F作用于B上，A、B處于靜止狀態(tài)，圖乙中，豎直彈簧作用于D上，C、D處于靜止狀態(tài)，則關(guān)于A、B、C、D的受力情況，下列說法不正確的是( ),A圖甲中A受五個力，圖乙中C受三個力 B圖乙中墻對C可能有摩擦力 C圖甲中墻對A一定沒有摩擦力 D圖乙中D對C一定有向右上方的摩擦力 【課堂筆記】 在圖甲中，A受重力、墻的支持力、B的支持力、墻的摩擦力(向上)，B的摩擦力(左下方)，共五個力，而圖乙中，墻對C沒有摩擦力和支持力，A正確，B錯誤；選整體為研究對象，可知圖甲中，墻對A一定有向上的摩擦力，C錯誤；而圖乙中，C處于靜止狀態(tài)，一定受到D對其向右上方的摩擦力D正確 【答案】 AD,【總結(jié)提升】 受力分析“四注意” 1不要把研究對象所受的力與研究對象對其他物體的作用力混淆 2對于分析出的物體受到的每一個力，都必須明確其來源，即每一個力都應(yīng)找出其施力物體，不能無中生有 3區(qū)分合力與分力：研究對象的受力圖，通常只畫出物體實際受到的力，不要把按效果命名的分力或合力分析進去，受力圖完成后再進行力的合成或分解 4區(qū)分內(nèi)力與外力：對幾個物體的整體進行受力分析時，這幾個物體間的作用力為內(nèi)力，不能在受力圖中出現(xiàn)；當把某一物體單獨隔離分析時，原內(nèi)力變成外力，要在受力分析圖中畫出,如圖所示，質(zhì)量分別為mA、mB的兩物塊A、B疊放在一起，若它們共同沿固定在水平地面上傾角為的斜面勻速下滑，則( ),AA、B間無摩擦力 BB與斜面間的動摩擦因數(shù)tan CA、B間有摩擦力，且B對A的摩擦力對A做負功 DB對斜面的摩擦力方向沿斜面向下 【解析】 能一起勻速下滑，可得tan ，通過對物體A受力分析可知，B對A的摩擦力方向平行于接觸面向上，對A做正功，所以A、C選項錯誤，B、D正確 【答案】 BD,考點二 解決平衡問題的常用方法 考點梳理,【溫馨提示】 1物體受三個力平衡時，利用力的分解法或合成法比較簡單 2解平衡問題建立坐標系時應(yīng)使盡可能多的力與坐標軸重合，需要分解的力盡可能少物體受四個以上的力作用時一般要采用正交分解法,典例應(yīng)用 如圖甲所示，一根粗細均勻的金屬棒AB，棒的A端用輕繩連接，輕繩的另一端固定在天花板上，在棒的B端施加水平拉力F使金屬棒處于靜止狀態(tài)輕繩與豎直方向的夾角為，金屬棒與豎直方向的夾角為，下列說法正確的是( ),圖甲,Asin 2sin Bcos 2cos Ctan 2tan Dcot 2cot 【解題指導(dǎo)】 1.研究對象AB棒受繩的拉力、重力和水平拉力F三個力作用 2三個力作用點不在同一點上 3三個力的作用線相交于一點 4取三個力作用線的交點為研究對象,【答案】 C,【總結(jié)提升】 三力平衡的解題技巧 物體僅在非平行的三個力的作用下處于平衡狀態(tài)，則這三個力的作用線或作用線的延長線必相交于一點，運用這一規(guī)律再結(jié)合正交分解法、平行四邊形法、矢量三角形法等求解 若物體受到四個力的作用，其中兩個力的合力恒定(如平面支持力與滑動摩擦力的合力)，則可以將這兩個力合成為一個力，相當于物體只受三個力作用，也可以使用上述推論,如圖所示，一輕桿兩端分別固定著質(zhì)量為mA和mB的兩個小球A和B(均可視為質(zhì)點)將其放在一個直角形光滑槽中，已知輕桿與槽右壁成角，槽右壁與水平地面成角時，兩球剛好能平衡，且，則A、B兩小球的質(zhì)量之比為( ),【答案】 D,考點三 動態(tài)平衡問題分析 考點梳理 解決動態(tài)平衡問題的常用方法,典例應(yīng)用,(2013天津理綜，5)如圖所示，小球用細繩系住，繩的另一端固定于O點現(xiàn)用水平力F緩慢推動斜面體，小球在斜面上無摩擦地滑動，細繩始終處于直線狀態(tài)，當小球升到接近斜面頂端時細繩接近水平，此過程中斜面對小球的支持力FN以及繩對小球的拉力FT的變化情況是( ),AFN保持不變，F(xiàn)T不斷增大 BFN不斷增大，F(xiàn)T不斷減小 CFN保持不變，F(xiàn)T先增大后減小 DFN不斷增大，F(xiàn)T先減小后增大 【解題指導(dǎo)】 1.明確是以小球為研究對象還是以斜面體為研究對象 2用水平力F緩慢推動斜面體使懸線與水平面的夾角發(fā)生怎樣的變化 3懸線與水平面夾角的變化又導(dǎo)致小球所受各力發(fā)生怎樣的變化,【課堂筆記】 解法一：圖解法以小球為研究對象，受力分析如圖甲所示，在小球上升到接近斜面頂端的過程中，mg的大小和方向都不變，即FN與FT的合力Fmg不變FN的方向不變，F(xiàn)T與水平方向的夾角由大于斜面傾角的某一值逐漸減小至趨于零，由力的平行四邊形定則作圖可知，F(xiàn)T先減小，當FT與FN垂直(即繩與斜面平行)時達到最小，然后開始增大，F(xiàn)N不斷增大，D正確,【答案】 D,將一傾角為、質(zhì)量為M的光滑斜面放在光滑的水平地面上，一質(zhì)量為m的球固定在輕桿的一端，輕桿的另一端用鉸鏈固定在豎直的墻壁上，可繞鉸鏈無摩擦轉(zhuǎn)動，同時將小球放置在斜面上，此時桿與豎直方向的夾角為，開始并且兩者夾角之和小于90.今用一水平向左的外力F作用在斜面體上，如圖甲所示，同時將小球釋放，為了讓光滑的斜面體向右保持勻速直線運動，則下列有關(guān)外力F以及小球?qū)p桿的作用力T的變化的說法正確的是( ),圖甲,AF保持不變，T逐漸減小 BF逐漸增大，T先減小后增大 CF先減小后增大，T先增大后減小 DF逐漸減小，T逐漸減小,【答案】 B,圖乙,兩類平衡問題的處理方法 1臨界問題 當某物理量變化時，會引起其他幾個物理量的變化，從而使物體所處的平衡狀態(tài)“恰好出現(xiàn)”或“恰好不出現(xiàn)”，在問題的描述中常用“剛好”、“剛能”、“恰好”等語言敘述 處理臨界問題的思維方法假設(shè)推理法 2極值問題 平衡物體的極值，一般指在力的變化過程中的最大值和最小值問題一般用圖解法或解析法進行分析,處理極值問題的兩種基本方法 (1)解析法：根據(jù)物體的平衡條件列方程，通過數(shù)學(xué)知識求極值的方法此法思維嚴謹，但有時運算量比較大，相對來說較復(fù)雜，而且還要依據(jù)物理情境進行合理的分析討論 (2)圖解法：根據(jù)物體的平衡條件作出力的矢量三角形，然后由圖進行動態(tài)分析，確定極值的方法此法簡便、直觀,一個質(zhì)量為1 kg的物體放在粗糙的水平地面上，今用最小的拉力拉它，使之做勻速運動，已知這個最小拉力為6 N，g10 m/s2，則下列關(guān)于物體與地面間的動摩擦因數(shù)，最小拉力與水平方向的夾角，正確的是( ),【答案】 B,將兩個質(zhì)量均為m的小球a、b用細線相連后，再用細線懸掛于O點，如圖所示用力F拉小球b，使兩個小球都處于靜止狀態(tài)，且細線OA與豎直方向的夾角保持30，則F的最小值為( ),【解析】 以a、b為整體，整體受重力2mg、懸繩OA的拉力FT及拉力F三個力而平衡，如圖所示，三力構(gòu)成的矢量三角形中，當力F垂直于懸繩拉力FT時有最小值，且最小值F2mgsin mg，B項正確,【答案】 B,模擬題組 1.(2015東莞市質(zhì)檢)如圖所示，質(zhì)量為m的物體A在豎直向上的力F作用下靜止于斜面上則物體受力個數(shù)為( ) A2個 B3個 C4個 D5個,【解析】 若Fmg，則物體A只受重力和拉力F兩個力作用，A對；若Fmg，則物體A受重力、支持力、摩擦力和拉力F四個力作用，故C對 【答案】 AC,2(2015冀州模擬)如圖所示，將球用細繩系住放在傾角為的光滑斜面上，當細繩由水平方向緩慢向上偏移至豎直方向的過程中，細繩上的拉力將( ),A逐漸增大 B逐漸減小 C先增大后減小 D先減小后增大 【解析】 球的重力有兩個效果，即拉細繩和壓斜面，用圖解法分析該題，作出力的分解圖示如圖所示由圖可知，當細繩由水平方向逐漸向上偏移至豎直方向時，細繩上的拉力F2將先減小后增大，當F2和F1的方向垂直時，F(xiàn)2有極小值，而球壓斜面的力F1逐漸減小故選項D正確 【答案】 D,高考題組 3.(2014山東理綜，14)如圖，用兩根等長輕繩將木板懸掛在豎直木樁上等高的兩點，制成一簡易秋千某次維修時將兩輕繩各剪去一小段，但仍保持等長且懸掛點不變，木板靜止時，F(xiàn)1表示木板所受合力的大小，F(xiàn)2表示單根輕繩對木板拉力的大小，則維修后( ),AF1不變，F(xiàn)2變大 BF1不變，F(xiàn)2變小 CF1變大，F(xiàn)2變大 DF1變小，F(xiàn)2變小,【答案】 A,4.(2014全國新課標卷，17)如圖，用橡皮筋將一小球懸掛在小車的架子上，系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)現(xiàn)使小車從靜止開始向左加速，加速度從零開始逐漸增大到某一值，然后保持此值，小球穩(wěn)定地偏離豎直方向某一角度(橡皮筋在彈性限度內(nèi))，與穩(wěn)定在豎直位置時相比，