高二下學(xué)期講義(12)

1、受力分析(復(fù)習(xí))知識(shí)精要1. 重力：由于地球的吸引而使物體受到的力叫做重力。大小: G=mg 方向: 豎直向下 重力由地球?qū)ξ矬w的萬有引力產(chǎn)生，由于地球自轉(zhuǎn)需要向心力的緣故。除南北兩極外重力大小不等于引力大小除南北兩極和赤道一周外，重力的方向也不指向地心。重力的大小等于物體被懸線吊著靜止時(shí)拉緊懸線的力，也等于物體靜止在水平支持面上對支持面的壓力。2. 形變和彈力：形變：物體的伸長、縮短、彎曲等等，總之物體的形狀或體積的改變。彈力：發(fā)生彈性形變的物體，由于要恢復(fù)原狀，對跟他接觸的物體會(huì)產(chǎn)生力的作用。條件：接觸、發(fā)生彈性形變 兩物體相接觸只是產(chǎn)生彈力的必要條件，但不是充分條件。 壓力的方向：垂直于

2、支持面而指向被壓的物體，支持力的方向垂直于支持面而指向被支持的物體。 繩的拉力是繩對所拉物體的彈力，方向總是沿著繩而指向繩收縮的方向。3. 滑動(dòng)摩擦力：f=FN 是比例常數(shù)，叫動(dòng)摩擦因數(shù)。沒有單位滑動(dòng)摩擦力大小跟接觸面的材料，粗糙程度有關(guān)?；瑒?dòng)摩擦力跟壓力（一個(gè)物體對另一個(gè)物體表面的垂直作用力）成正比。條件：接觸 接觸面粗糙 有正壓力 有相對運(yùn)動(dòng)滑動(dòng)摩擦力的方向，與接觸面相切，跟物體間相對運(yùn)動(dòng)方向相反。4. 靜摩擦力：大小隨拉力的變化而變化。方向，總跟接觸面相切，并且跟物體相對運(yùn)動(dòng)趨勢的方向相反。條件：接觸面粗糙，有正壓力，相對靜止但有相對運(yùn)動(dòng)趨勢。靜摩擦力增大到某數(shù)值后不再增大，這時(shí)靜摩擦力

3、達(dá)到最大值叫最大靜摩擦力。表示為fm。fmN正壓力越大最大靜摩擦力越大 接觸面越粗糙最大靜摩擦力越大 還跟兩物體的材料有關(guān)兩個(gè)相接觸的物體間的靜摩擦力大小,等于在0f m之間的某個(gè)值.注意：（1）摩擦力可以是阻力，也可以是動(dòng)力。（2）摩擦力公式 f=N中 三個(gè)量對應(yīng)于同一接觸面，N不一定等于G。（3）靜摩擦力不要用f=N計(jì)算，而要從物體受到的其它外力和物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來判斷。5. 受力分析：對物體進(jìn)行正確的受力分析是分析、求解力學(xué)問題的關(guān)鍵，受力分析就是要明確周圍物體對研究對象施加的性質(zhì)力的方向,并畫出力的示意圖。通常采用隔離法分析,其步驟為：1、明確研究對象,將它從周圍物體中隔離出來。2、分析

4、周圍有哪些物體對它施力,方向如何注意：（1）所有的力都是周圍物體給研究對象的,而不是研究對象給周圍物體的。（2）正確順序進(jìn)行受力分析，一般是“一重，二彈，三摩擦”的順序，防止“缺力”和“多力”專題分類專題一 物體受力分析（一）受力分析的突破策略1.受力分析的方法：整體法和隔離法整體法隔離法概念將幾個(gè)物體作為一個(gè)整體來分析的方法將研究對象與周圍物體分隔開的方法選用原則研究系統(tǒng)外的物體對系統(tǒng)整體的作用力研究系統(tǒng)內(nèi)物體之間的相互作用力注意問題分析整體周圍其他物體對整體的作用。而不畫整體內(nèi)部物體間的相互作用。分析它受到周圍其他物體對它的作用力2.受力分析的依據(jù)：各種性質(zhì)力的產(chǎn)生條件及各力方向的特點(diǎn)3.

5、受力分析的步驟 ：為了在受力分析時(shí)不多分析力，也不漏力，一般情況下按下面的步驟進(jìn)行： （1）確定研究對象 可以是某個(gè)物體也可以是整體。（2）按順序畫力a先畫重力：作用點(diǎn)畫在物體的重心，方向豎直向下。b次畫已知力c再畫接觸力（彈力和摩擦力）：看研究對象跟周圍其他物體有幾個(gè)接觸點(diǎn)（面），先對某個(gè)接觸點(diǎn)（面）分析，若有擠壓，則畫出彈力，若還有相對運(yùn)動(dòng)或相對運(yùn)動(dòng)的趨勢，則再畫出摩擦力。分析完一個(gè)接觸點(diǎn)（面）后，再依次分析其他的接觸點(diǎn)（面）。d再畫其他場力：看是否有電、磁場力作用，如有則畫出。（3）驗(yàn)證： a每一個(gè)力都應(yīng)找到對應(yīng)的施力物體 b.受的力應(yīng)與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)對應(yīng)。說明：（1）只分析研究對象受的

6、根據(jù)性質(zhì)命名的實(shí)際力(如：重力、彈力、摩擦力等)，不畫它對別的物體的作用力。（2）合力和分力不能同時(shí)作為物體所受的力。（3）每一個(gè)力都應(yīng)找到施力物體，防止“漏力”和“添力”。（4）可看成質(zhì)點(diǎn)的物體，力的作用點(diǎn)可畫在重心上，對有轉(zhuǎn)動(dòng)效果的物體，則力應(yīng)畫在實(shí)際位置上。（5）為了使問題簡化，常忽略某些次要的力。如物體速度不大時(shí)的空氣阻力、物體在空氣中所受的浮力等。 （6）分析物體受力時(shí)，除了考慮它與周圍物體的作用外，還要考慮物體的運(yùn)動(dòng)情況(平衡狀態(tài)、加速或減速)，當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)情況不同時(shí)，其情況也不同。4. 受力分析的輔助手段（1）物體的平衡條件（共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件是合力為零）（2）牛頓第二定

7、律（物體有加速度時(shí)）（3）牛頓第三定律（內(nèi)容：兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力總是大小相等，方向相反，作用在一條直線上）5.常見的錯(cuò)誤及防范的辦法：（1）多畫力。a.研究對象不明，錯(cuò)將其他物體受到的力畫入。b.虛構(gòu)力，將不存在的力畫入。c.將合力和分力重復(fù)畫入。要防止多畫力。第一，徹底隔離研究對象。第二，每畫一個(gè)力要心中默念受力物體和施力物體。 (2) 少畫力。 少畫力往往是由受力分析過程混亂所致，因此a.要嚴(yán)格按順序分析。b.分析彈力和摩擦力時(shí)，所有接觸點(diǎn)都要分析到。(3) 錯(cuò)畫力。即把力的方向畫錯(cuò)。防范辦法是要按規(guī)律作（二）受力分析的各種實(shí)例1彈力有、無的判斷圖11ab例1：如圖所示，判斷接

8、觸面對球有無彈力，已知球靜止，接觸面光滑。圖12例2：如圖所示，判斷接觸面MO、ON對球有無彈力，已知球靜止，接觸面光滑。2.彈力的方向彈力是發(fā)生彈性形變的物體由于要恢復(fù)原狀，而對它接觸的物體產(chǎn)生的力的作用 。所以彈力的方向?yàn)槲矬w恢復(fù)形變的方向。平面與平面、點(diǎn)、曲面接觸時(shí)，彈力方向垂直于平面，指向被壓或被支持的物體；曲面與點(diǎn)、曲面接觸時(shí)，彈力方向垂直于過接觸點(diǎn)的曲面的切面，特殊的曲面，如圓面時(shí)，彈力方向指向圓心。彈力方向與重心位置無關(guān)。 繩子的彈力方向?yàn)椋貉刂K子且指向繩子收縮的方向；且同一條繩子內(nèi)各處的彈力相等 桿產(chǎn)生的彈力方向比較復(fù)雜，可以沿桿指向桿伸長或收縮的方向，也可不沿桿，與桿成一定

9、的夾角。例3：如圖14所示，畫出物體A 所受的彈力圖14abca圖中物體A靜止在斜面上b圖中桿A靜止在光滑的半圓形的碗中c圖中A球光滑 O為圓心， O為重心。例4：如圖16所示，小車上固定著一根彎成角的曲桿，桿的另一端固定一個(gè)質(zhì)量為m的球，試分析下列情況下桿對球的彈力的大小和方向：（1）小車靜止；（2）小車以加速度a水平向右運(yùn)動(dòng)；（3）小車以加速度a水平向左運(yùn)動(dòng)。圖163判斷摩擦力的有、無摩擦力的產(chǎn)生條件為：（1）兩物體相互接觸，且接觸面粗糙；（2）接觸面間有擠壓；（3）有相對運(yùn)動(dòng)或相對運(yùn)動(dòng)趨勢例5：如圖18所示，判斷下列幾種情況下物體A與接觸面間有、無摩擦力。圖a中物體A靜止 圖b中物體A沿

10、豎直面下滑，接觸面粗糙圖c中物體A沿光滑斜面下滑圖d中物體A靜止圖184摩擦力的方向摩擦力的方向?yàn)榕c接觸面相切，.與物體間的相對運(yùn)動(dòng)方向或相對運(yùn)動(dòng)趨勢的方向相反。但相對運(yùn)動(dòng)趨勢不如相對運(yùn)動(dòng)直觀，具有很強(qiáng)的隱蔽性，常用下列方法判斷。法1：“假設(shè)法”。即假設(shè)接觸面光滑，看原來相對靜止的物體間能發(fā)生怎樣的相對運(yùn)動(dòng)。若能發(fā)生，則這個(gè)相對運(yùn)動(dòng)的方向就為原來靜止時(shí)兩物體間的相對運(yùn)動(dòng)趨勢的方向。若不能發(fā)生，則物體間無相對運(yùn)動(dòng)趨勢。例6：如圖19所示為皮帶傳送裝置，甲為主動(dòng)輪，傳動(dòng)過程中皮帶不打滑，P、Q分別為兩輪邊緣上的兩點(diǎn)，下列說法正確的是：AP、Q兩點(diǎn)的摩擦力方向均與輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反BP點(diǎn)的摩擦力方向與甲

11、輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，Q點(diǎn)的摩擦力方向與乙輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同CP點(diǎn)的摩擦力方向與甲輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同，Q點(diǎn)的摩擦力方向與乙輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反圖19DP、Q兩點(diǎn)的摩擦力方向均與輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同圖110例7：如圖110所示，物體A疊放在物體B上，水平地面光滑，外力F作用于物體B上使它們一起運(yùn)動(dòng)，試分析兩物體受到的靜摩擦力的方向。法2：根據(jù)“物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)”來判定。即先判明物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（即加速度的方向），再利用牛頓第二定律（F=ma）確定合力，然后通過受力分析確定靜摩擦力的大小和方向。圖112例8：如圖112所示，A、B兩物體豎直疊放在水平面上，今用水平力F拉物體，兩物體一起勻速運(yùn)動(dòng)，試分析A、B間的摩擦力及

12、B與水平面間的摩擦力。法3：利用牛頓第三定律來判定此法關(guān)鍵是抓住“力是成對出現(xiàn)的”，先確定受力較少的物體受到的靜摩擦力的方向，再確定另一物體受到的靜摩擦力的方向。例6中地面光滑，F(xiàn)使物體A、B一起向右加速運(yùn)動(dòng)，A物體的加速度和整體相同，由牛頓第二定律F=ma得A物體所受合外力方向一定向右，而A物體在豎直方向上受力平衡，所以水平方向上受的力為它的合外力，而在水平方向上只有可能受到B對它的靜摩擦力，所以A受到B對它的靜摩擦力方向向右。B對A的摩擦力與A對B的摩擦力是一對作用力和反作用力，根據(jù)牛頓第三定律，B受到A對它的靜摩擦力方向向左?！究偨Y(jié)】靜摩擦力的方向與物體間相對運(yùn)動(dòng)趨勢方向相反，判斷時(shí)除了

13、用“假設(shè)法”外，還可以根據(jù)“物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)”、及 牛頓第三定律來分析?；瑒?dòng)摩擦力的方向與物體間相對運(yùn)動(dòng)的方向相反。5整體法和隔離法例9：如圖113甲所示，豎直墻壁光滑，分析靜止的木桿受哪幾個(gè)力作用。圖113例10：如圖114甲所示，、疊放于水平地面上，加一水平力，三物體仍靜止，分析、的受力情況。圖114甲例11：如圖115甲所示，物體、靜止，畫出、的受力圖。 圖115甲圖116例12：如圖116所示，用兩相同的夾板夾住三個(gè)重為G的物體A、B、C，三個(gè)物體均保持靜止，請分析各個(gè)物體的受力情況.例13：如圖118所示，放置在水平地面上的直角劈M上有一個(gè)質(zhì)量為m的物體，若m在其上勻速下滑，仍保持靜止

14、，那么正確的說法是（ ）圖118A.對地面的壓力等于（M+m）gB.對地面的壓力大于（M+m）g C.地面對沒有摩擦力D.地面對有向左的摩擦力鞏固練習(xí)1A、B兩物體分別放在水平和傾斜的傳送帶上隨帶一起勻速運(yùn)動(dòng)（圖1-30），則 AA、B都受到與運(yùn)動(dòng)方向反向的靜摩擦力BA、B都受到與運(yùn)動(dòng)方向同向的靜摩擦力CA不受靜摩擦力，B受到與運(yùn)動(dòng)方向同向的靜摩擦力DA不受靜摩擦力，B受到與運(yùn)動(dòng)方向反向的靜摩擦力2如圖1-31所示裝置中，A、B、C三木塊質(zhì)量分別為M、m和m0，繩子不可伸長，且繩子和滑輪的質(zhì)量、滑輪的摩擦均可不計(jì)，若B隨A一起沿水平桌面作勻速運(yùn)動(dòng)，則可以判定 A物塊A與桌面有摩擦力，大小為m0

15、gB物塊A與B有摩擦力，大小為m0gC桌面對A，B對A，都有摩擦力，兩者方向相同，合力為m0gD桌面對A，B對A，都有摩擦力，兩者方向相反，合力為m0g3如圖1-32所示，物體A放在傾角為30°的固定斜面上，物體B通過細(xì)繩跨過定滑輪與物體A相連接（連接物體A的細(xì)繩平行于斜面），它們均處于靜止?fàn)顟B(tài)兩物體的質(zhì)量mA為2kg，mB為1kg已知物體A與斜面間的摩擦因數(shù)為0.5，不計(jì)繩子的質(zhì)量和滑輪軸間的摩擦，則物體A所受的力是 A重力、斜面的支持力、繩子的拉力和靜摩擦力B重力、斜面的支持力、繩子的拉力和下滑力C重力、斜面的支持力、繩子的拉力和對斜面的壓力D重力、斜面的支持力和繩子的拉力4如圖1-33所示，物體A和B一起沿斜面勻速下滑，則物體A受到的力是 A重力，B對A的支持力B重力，B對A的支持力、下滑力C重力，B對A的支持