高中物理受力分析

1、第一章力知識要點(diǎn)：1、本專題知識點(diǎn)及基本技能要求（1）力的本質(zhì)（2）重力、物體的重心（3）彈力、胡克定律（4）摩擦力（5）物體受力情況分析1、力的本質(zhì)：（1）力是物體對物體的作用。脫離物體的力是不存在的，對應(yīng)一個(gè)力，有受力物體同時(shí)有施力物體。找不到施力物體的力是無中生有。（例如：脫離槍筒的子彈所謂向前的沖力，沿光滑平面勻速向前運(yùn)動的小球受到的向前運(yùn)動的力等）（2）力作用的相互性決定了力總是成對出現(xiàn)：甲乙兩物體相互作用，甲受到乙施予的作用力的同時(shí)，甲給乙一個(gè)反作用力。作用力和反作用力，大小相等、方向相反，分別作用在兩個(gè)物體上，它們總是同種性質(zhì)的力。（例如：圖中N與N ¢均屬彈力，均屬靜

2、摩擦力）（3）力使物體發(fā)生形變，力改變物體的運(yùn)動狀態(tài)（速度大小或速度方向改變）使物體獲得加速度。這里的力指的是合外力。合外力是產(chǎn)生加速度的原因，而不是產(chǎn)生運(yùn)動的原因。對于力的作用效果的理解，結(jié)合上定律就更明確了。（4）力是矢量。矢量：既有大小又有方向的量，標(biāo)量只有大小。力的作用效果決定于它的大小、方向和作用點(diǎn)（三要素）。大小和方向有一個(gè)不確定作用效果就無法確定，這就是既有大小又有方向的物理含意。（5）常見的力：根據(jù)性質(zhì)命名的力有重力、彈力、摩擦力；根據(jù)作用效果命名的力有拉力、下滑力、支持力、阻力、動力等。2、重力，物體的重心（1）重力是由于地球的吸引而產(chǎn)生的力；（2）重力的大?。篏=mg，同一

3、物體質(zhì)量一定，隨著所處地理位置的變化，重力加速度的變化略有變化。從赤道到兩極G®大（變化千分之一），在極地G最大，等于地球與物體間的萬有引力；隨著高度的變化G®?。ㄗ兓f分之一）。在有限范圍內(nèi)，在同一問題中重力認(rèn)為是恒力，運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生了變化，即使在超重、失重、完全失重的狀態(tài)下重力不變；（3）重力的方向永遠(yuǎn)豎直向下（與水平面垂直，而不是與支持面垂直）；（4）物體的重心。物體各部分重力合力的作用點(diǎn)為物體的重心（不一定在物體上）。重心位置取決于質(zhì)量分布和形狀，質(zhì)量分布均勻的物體，重心在物體的幾何對稱中心。確定重心的方法：懸吊法，支持法。3、彈力、胡克定律：（參看例）（1）彈力是物

4、體接觸伴隨形變而產(chǎn)生的力。彈力是接觸力彈力產(chǎn)生的條件：接觸（并發(fā)生形變），有擠壓或拉伸作用。常見的彈力：拉力，繩子的張力，壓力，支持力；（2）彈力的大小與形變程度相關(guān)。形變程度越重，彈力越大。（3）彈力的方向：彈力的方向與施力物體形變方向相反（是施力物體恢復(fù)形變的方向），與接觸面垂直。準(zhǔn)確分析圖中A物體受到的支持力（彈力），結(jié)論：兩物體接觸發(fā)生形變，面面接觸彈力垂直面（圖11），點(diǎn)面接觸垂直面（圖12、13），接觸面是曲面，彈力則垂直于過接觸點(diǎn)的切面（圖14）。（4）胡克定律：內(nèi)容：在彈性限度內(nèi)，彈簧的彈力與彈簧伸長（或壓縮）的長度成正比。數(shù)學(xué)表達(dá)式：F=Kx(x長度改變量：)4、摩擦力a.滑

5、動摩擦力（1）摩擦力發(fā)生在相互接觸且擠壓有相對運(yùn)動或相對運(yùn)動趨勢的物體之間。發(fā)生相對運(yùn)動，阻礙相對運(yùn)動的摩擦力稱為滑動摩擦力。b.靜摩擦力有相對運(yùn)動的趨勢，阻礙相對運(yùn)動趨勢的摩擦力稱為靜摩擦力。摩擦力是接觸力摩擦力產(chǎn)生的條件：接觸、擠壓，有相對運(yùn)動或相對運(yùn)動趨勢存在。（含蓋了產(chǎn)生彈力的條件）（2）摩擦力的方向：總是與相對運(yùn)動或相對運(yùn)動趨勢方向相反，與接觸面相切。判斷相對運(yùn)動方向，或相對運(yùn)動趨勢方向是確定摩擦力方向的關(guān)鍵。當(dāng)根據(jù)摩擦力產(chǎn)生的條件，確定存在摩擦力時(shí)，以此力的施力物體為參照物，判斷受力物體相對運(yùn)動（或相對運(yùn)動趨勢）方向，摩擦力方向與相對運(yùn)動（或相對運(yùn)動趨勢）方向相反，從而找到摩擦力的

6、方向：（見例）物塊A放在小車B上，置于水平面上：a、沒加任何力：A、B處于靜平衡狀態(tài)，由于A、B受重力作用，A與B接觸，車輪與地面接觸，并均有擠壓，但無相對運(yùn)動，也沒相對運(yùn)動趨勢存在，無摩擦力產(chǎn)生。b、A物體上加一個(gè)水平力，AB處于靜止?fàn)顟B(tài)。分析A，由于受到力的作用，以B為參照物，A相對B有向右的趨勢，所以受到與趨勢相反的靜摩擦。根據(jù)作用力反作用力的關(guān)系，小車B受到水平A拖予的靜摩擦力。小車B受到水平向右的靜摩力的作用，相對地面有向右的運(yùn)動趨勢，但沒動，受到地面施予的與運(yùn)動趨勢方向相反的靜摩擦力（結(jié)論：）。C、A物體受到水平向右的力F作用，A、B相對靜止，一起沿水平向右加速運(yùn)動：分析A物體：仍

7、受到一個(gè)拉力F和B施予的靜摩擦力。（）。分析B物體：受到A施予的的反作用力的同時(shí)，AB相對地面向右運(yùn)動，地面給B物體一個(gè)向左的滑動摩擦力。（據(jù)題意：）小車B受到靜摩擦力的作用，在小車向右加速運(yùn)動的過程中，與B小車運(yùn)動方向相同；不但對B做功，而且做的還是正功；在效果上起著動力的作用。（3）摩擦力的大小滑動摩擦力，為正壓力靜摩擦力是一組值，其中有一個(gè)最大值，稱為最大靜摩擦（使物體開始運(yùn)動時(shí)的靜摩擦力）。不能用來計(jì)算，只能根據(jù)作用力、反作用力的關(guān)系，平衡條件或牛頓二定律求解?；瑒幽Σ亮Φ拇笮≈慌c正壓力、滑動摩擦系數(shù)有關(guān)，而與接觸面的大小無關(guān)。5、物體受力情況分析：（1）物體受力情況分析的依據(jù)主要是力

8、的概念，從研究對象所處的處所著手，明確它與周圍哪些物體發(fā)生作用，運(yùn)用各種力產(chǎn)生的條件，做出判斷。結(jié)合運(yùn)動狀態(tài)，依據(jù)牛頓運(yùn)動定律和物體平衡的條件進(jìn)而確定力之間的數(shù)量關(guān)系。（2）分析受力時(shí)，只找研究對象受到的力，它施于其它物體的力，在分析其它物體受力時(shí)再考慮。（3）合力和分力不能重復(fù)地列為物體所受的力。（4）受力分析的步驟：先重力，再找彈力，再摩擦力，最后其它力：象磁場力，電場力。（5）養(yǎng)成作圖的習(xí)慣，要檢查受力圖中所有的力的施力物體是否存在，特別要檢查受力分析的結(jié)果，是否滿足題目給定的條件（平衡狀態(tài)，沿各方向合力應(yīng)為零）避免缺力或多力。6、力的平衡平衡條件平衡態(tài)平衡狀態(tài)：物體處于靜止或勻速直線運(yùn)

9、動狀態(tài)，統(tǒng)稱平衡狀態(tài)。一組平衡力：若干個(gè)力作用在同一個(gè)物體上，物體處于平衡狀態(tài)。我們稱這若干力為一組平衡力。互為平衡的力：一組平衡力中的任意一個(gè)力是其余所有力的平衡力。一個(gè)物體沿水平面做勻速直線運(yùn)動。我們說這個(gè)物體處于動平衡狀態(tài)。（1）如果它受到兩個(gè)力的作用：這兩個(gè)力是互為平衡的力。它們大小相等、方向相反。（2）如果它受到七個(gè)力的作用：這七個(gè)力是一組平衡力、其中任意一個(gè)力是其余六個(gè)力的平衡力。（3）如果它受到n個(gè)力的作用：這n個(gè)力是一組平衡力，其中任意一個(gè)力是其余（n1 )個(gè)力的平衡力。7、共點(diǎn)力平衡的條件及推論共點(diǎn)力平衡的條件：（1）一個(gè)物體受若干個(gè)力的作用處于平衡狀態(tài)。這若干個(gè)力是一組平衡

10、力，合力為零，沿任何方向的合力均為零。其中的任意一個(gè)力與其余所有力的合力平衡。（即這個(gè)力與其余所有力的合力大小相等方向相反。）（2）受三個(gè)力作用物體處于平衡狀態(tài)，其中的某個(gè)力必定與另兩個(gè)力的合力等值反向。（3）一個(gè)物體受到幾個(gè)力的作用而處于平衡狀態(tài)，這幾個(gè)力的合力一定為零。其中的一個(gè)力必定與余下的（n1）個(gè)力的合力等值反向，撤去這個(gè)力，余下的（n1）個(gè)的合力失去平衡力。物體的平衡狀態(tài)被打破，獲得加速度。力的合成與分解掌握內(nèi)容：1、力的合成與分解。會用直角三角形知識及相似三角形等數(shù)學(xué)知識求解。2、力的分解。3、力矩及作用效果。知識要點(diǎn)：一、力的合成：1、定義：求幾個(gè)力的合力叫力的合成。2、力的合

11、成：（1）同一直線情況（2）成角情況：遵循平行四邊形法則。兩個(gè)互成角度的力的合力，可以用表示這兩個(gè)力的線段作鄰邊，作平行四邊形，平行四邊形的對角線表示合力的大小和方向。作圖時(shí)應(yīng)注意：合力、分力作用點(diǎn)相同，虛線、實(shí)線要分清。應(yīng)用方法注意：在大小一定的情況下，合力F隨增大而減小，隨減小而增大，F(xiàn)最大值是范圍是，有可能大于任一個(gè)分力，也有可能小于任一個(gè)分力，還可能等于某一個(gè)分力的大小，求多個(gè)力的合力時(shí)，可以先求出任意兩個(gè)力的合力，再求這個(gè)合力與第三個(gè)力的合力，依此類推。二、力的分解：求一個(gè)力的分力叫力的分解。是力的合成的逆運(yùn)算，同樣遵守平行四邊形法則。一個(gè)力的分解應(yīng)掌握下面幾種情況：1、已知一個(gè)力（

12、大小和方向）和它的兩個(gè)分力的方向，則兩個(gè)分力有確定的值；2、已知一個(gè)力和它的一個(gè)分力，則另一個(gè)分力有確定的值；3、已知一個(gè)力和它的一個(gè)分力的方向，則另一分力有無數(shù)解，且有最小值（兩分力方向垂直）；4、一個(gè)力可以在任意方向上分解，且能分解成無數(shù)個(gè)分力；5、一個(gè)分力和產(chǎn)生這個(gè)分力的力是同性質(zhì)力，且產(chǎn)生于同一施力物體，如圖18中，G的分力是沿斜面的分力和垂直于斜面的分力（此力不能說成是對斜面的壓力）。6、在實(shí)際問題中，一個(gè)力如何分解，應(yīng)按下述步驟：根據(jù)力F產(chǎn)生的兩個(gè)效果畫出分力的方向；根據(jù)平行四邊形法則用作圖法求的大小，且注意標(biāo)度的選??；根據(jù)數(shù)學(xué)知識用計(jì)算法求出分力的大小。三、力的正交分解法：在處理

13、力的合成和分解的復(fù)雜問題時(shí)，有一種比較簡便宜行的方法正交分解法。求多個(gè)共點(diǎn)力合成時(shí)，如果連續(xù)運(yùn)用平行四邊形法則求解，一般說來要求解若干個(gè)斜三角形，一次又一次地求部分的合力的大小和方向，計(jì)算過程顯得十分復(fù)雜，如果采用力的正交分解法求合力，計(jì)算過程就簡單多了。正交分解法把力沿著兩個(gè)經(jīng)選定的互相垂直的方向分解，其目的是便于運(yùn)用普通代數(shù)運(yùn)算公式來解決矢量運(yùn)算。力的正交分解法步驟如下：1、正確選定直角坐標(biāo)系：通常選共點(diǎn)力的作用點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，坐標(biāo)軸的方向的選擇則應(yīng)根據(jù)實(shí)際問題來確定。原則是使坐標(biāo)軸與盡可能多的力重合，即是使需要向兩坐標(biāo)軸投影分解的力盡可能少，在處理靜力學(xué)問題時(shí)，通常選用水平方向和豎直方向上

14、的直角坐標(biāo)，當(dāng)然在其它方向較簡便時(shí)，也可選用。2、分別將各個(gè)力投影到坐標(biāo)軸上：分別求x軸和y軸上各力的投影的合力和其中：（式中的軸上的兩個(gè)分量，其余類推。）這樣，共點(diǎn)力的合力大小可由公式：求出。設(shè)力的方向與軸正方向之間夾角是。通過數(shù)學(xué)用表可知數(shù)值。注意：如果這是處理多個(gè)力作用下物體平衡問題的好辦法。三、課題訓(xùn)練1.若F1和F2兩個(gè)共點(diǎn)力的合力為F，則有（ ）A.合力F一定大于任一分力 B.合力的大小可能等于F1，也可能等于F2C.合力有可能小于任一分力 D.合力F隨F1、F2間夾角增大而減小2.下面幾組力合力可能為零的是（ ） A.10 N、12 N、30 N B.9 N、2 N、5 N C.

15、4 N、5 N、8 N D.12 N、4 N、7 N3.將一個(gè)20 N的力進(jìn)行分解，其中一個(gè)分力的方向與這個(gè)力成30°角，試討論:（1）另一個(gè)分力的大小不會小于多少?（2）若另一個(gè)分力大小是，則已知方向的分力大小是多少?4.合力F與兩個(gè)共點(diǎn)力F1、F2之間的夾角的關(guān)系如圖所示（兩個(gè)共點(diǎn)力F1、F2大小不變），則合力F大小的變化范圍是多少?5.如圖所示，用長為L的輕繩懸掛一質(zhì)量為m的小球，對小球再施加一個(gè)力，使繩和豎直方向成角并繃緊，小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，此力最小為（ ）A.mgsinB.mgcosC. mgtanD.mgcot450OBAF6.如圖，在細(xì)線AB上的O點(diǎn)處用一豎直向下的力F

16、拉線AB，使AO與水平方向成450角，BO成水平狀態(tài)，若AO能承受的最大拉力為10N，BO能承受的最大拉力為5N，要使細(xì)線不斷，則拉力最大只能為多少？（ ）怎樣分解力同步練習(xí) A卷1將一個(gè)力F分解為兩個(gè)力F1、F2時(shí)不可能的是 AF1和F2都垂直于FBF1、F2與F都在一直線上CF1或F2的大小等于FDF1和F2的大小、方向都與F相同2如圖1-63所示，用細(xì)線懸掛一個(gè)均質(zhì)小球靠在光滑豎直墻上如把線的長度縮短，則球?qū)€的拉力T、對墻的壓力N的變化情況正確的是 AT、N都不變 BT減小，N增大CT增大，N減小 DT、N都增大3圖1-64中均質(zhì)球的質(zhì)量為m，各接觸處均光滑，試根據(jù)球的重力對支持物所產(chǎn)

17、生的作用效果確定分力的方向，畫出力的平行四邊形4氣缸內(nèi)的可燃性氣體點(diǎn)燃后膨脹對活塞的推力F=1100N，連桿AB與豎直方向間夾角=30°（圖1-65），這時(shí)活塞對連桿AB的推力F1=_，對氣缸壁的壓力F2=_5如圖1-66所示，為了用一個(gè)與豎直方向間夾角=30°的斜向推力F，能使一塊重G=100N的物體貼著光滑的豎直墻面勻速上行，則推力F=_，此時(shí)墻面受到的壓力N=_怎樣分解力 同步練習(xí)B卷1用兩根能承受的最大拉力相等、長度不等的細(xì)線AO、BO，如圖1-67所示懸掛一個(gè)中空鐵球，球足夠大。當(dāng)在球內(nèi)不斷注入鐵砂時(shí)，則 AAO先被拉斷BBO先被拉斷C AO、BO同時(shí)被拉斷D條件不足，無法判斷2用一根細(xì)線，沿水平方向把電燈拉至圖1-68中實(shí)線位置A，此時(shí)CA線所受拉力T1，OA線所受拉力T2如把電燈拉至圖中虛線位置A，則兩線所受拉力T1、T2的大小變化情況是 AT1、T2都增大BT1增大，T2不變CT1、T2都減小DT1減小，T2不變3兩個(gè)共點(diǎn)力的合力為