習題課2　物體的受力分析

1、習題課2物體的受力分析學習目標1.進一步熟練判定彈力的方向，能根據(jù)平衡法、假設法判定彈力的有無及方向.2.進一步熟練掌握靜摩擦力、滑動摩擦力的有無和方向判定，掌握其大小計算方法.3.學會對物體進行受力分析的方法合 作 探 究·攻 重 難彈力的大小和方向1判斷彈力方向時應注意以下4點(1)繩中的彈力一定沿著繩且指向繩收縮的方向；(2)彈簧中的彈力方向與形變方向相反；(3)輕桿可以拉物體也可以支撐物體，輕桿的彈力方向可能沿著桿也可能不沿桿；(4)球面接觸時，彈力方向與球面的切平面垂直，彈力的作用線必過球心2彈力大小的計算方法(1)彈簧的彈力大?。河煤硕蒄kx來計算，公式Fkx可作為胡

2、克定律的推論使用(2)處于靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)的物體的彈力大?。河梦矬w的平衡條件來計算如圖1所示，一勁度系數(shù)為k2的彈簧豎直地放在桌面上，上面壓一質量為m的物體，另一勁度系數(shù)為k1的彈簧豎直地放在物體上面，其下端與物體的上表面連接在一起，兩個彈簧的質量都不計要想使物體在靜止時下面彈簧承受的壓力減小為原來的，應將上面彈簧的上端A豎直提高一段距離d，則d應為多大？圖1思路點撥：彈簧的上端豎直上移之前和之后物體均處于平衡狀態(tài)彈簧的上端豎直上移的距離等于上面彈簧的伸長量與下面彈簧減少的壓縮量之和【解析】物體處于平衡狀態(tài)，在豎直方向上所受的合外力為零當上面的彈簧沒有作用力時，下面彈簧對物體的支持力

3、等于物體的重力，所以下面彈簧的壓縮量為x1當上面彈簧提起時，下面彈簧的彈力減小為物體重力的，設此時彈簧的壓縮量為x2，則k2x2，得x2下面彈簧兩次壓縮量之差為xx1x2這說明物體要上升x.當提起A端時，上面彈簧的伸長量為x3，產(chǎn)生的彈力大小為k1x3，所以x3A端上移的距離等于下面彈簧減少的壓縮量與上面彈簧伸長量之和所以dxx3.【答案】針對訓練1畫出圖中處于靜止狀態(tài)的物體A受到的重力和彈力(圖中墻壁豎直，所有接觸面均光滑)(1)(2) (3)(4)【解析】各物體所受彈力如圖所示：(1)(2)(3)(4)【答案】見解析摩擦力的大小和方向1.判斷摩擦力方向應注意以下4點(1)在判斷摩擦力方向時

4、，弄清物體相對運動或相對運動趨勢的方向是關鍵(2)相對運動(趨勢)是指受力物體相對于所接觸的物體的運動(趨勢)，不一定是相對于地面的運動(3)摩擦力的方向與相對運動(趨勢)方向相反，不是與運動方向相反(4)具體判斷時，可靈活運用假設法、二力平衡法或反推法講行2摩擦力大小的計算方法(1)計算摩擦力時，應先判斷是靜摩擦力還是滑動摩擦力(2)滑動摩擦力用公式FfFN求解，靜摩擦力的大小只能根據(jù)物體的運動狀態(tài)和物體的受力情況來求解如果物體處于靜止狀態(tài)，或做勻速直線運動時，可利用二力平衡條件求解靜摩擦力(3)計算靜摩擦力時，還要注意理解靜摩擦力與最大靜摩擦力的區(qū)別(4)正壓力相同時，最大靜摩擦力比滑動摩

5、擦力略大，如不加說明，可以認為最大靜摩擦力近似等于滑動摩擦力，因此最大靜摩擦力也可由公式FmaxFN求得如圖2所示，一個M2 kg的物體放在0.2的粗糙水平面上，用一條質量不計的細繩繞過定滑輪和一個m00.1 kg的小桶相連已知M的最大靜摩擦力Fm4.5 N，滑輪上的摩擦不計，g10 N/kg，求在以下情況中，M受到的摩擦力的大小圖2(1)只掛m0，處于靜止狀態(tài)時；(2)只掛m0，但在M上再放一個M3 kg的物體時；(3)只在桶內加入m10.33 kg的砂子時；(4)只在桶內加入m20.5 kg的砂子時思路點撥：根據(jù)M所受繩的拉力與最大靜摩擦力的大小關系判斷M是處于靜止狀態(tài)還是運動狀態(tài)改變M的

6、質量的同時會改變M所受的最大靜摩擦力【解析】(1)因為m0g1 N<Fm，M處于靜止狀態(tài)，所以受靜摩擦力作用，由二力平衡得Ff1m0g1 N.(2)在M上再放一個M3 kg的物體，M仍靜止，故受靜摩擦力Ff2Ff1m0g1 N.(3)因為(m0m1)g4.3 N<Fm，故M處于靜止狀態(tài)，所受靜摩擦力Ff3(m0m1)g4.3 N.(4)因為(m0m2)g6 N>Fm，故物體M運動，受到滑動摩擦力作用，由公式知Ff4FNMg4 N.【答案】見解析有關摩擦力問題的兩點提醒(1)注意區(qū)分滑動摩擦力與靜摩擦力，并要注意摩擦力的方向(2)注意滑動摩擦力的計算公式FfFN，特別需要注意對

7、產(chǎn)生滑動摩擦力的兩個物體之間的正壓力FN的分析，不要草率地認為正壓力FN的大小就是某個物體的重力大小針對訓練2(多選)如圖3所示，有三個相同的物體疊放在一起，置于粗糙的水平地面上，現(xiàn)用水平力F作用在B上，三個物體仍然靜止，下列說法中正確的是() 【導學號：84082098】圖3AB對A有摩擦力作用BB受到A、C的摩擦力作用CB只受到C的摩擦力作用D地面對C有摩擦力作用，大小等于FCD假設B對A有摩擦力作用，則A受力不能平衡，與題給條件不符，所以B對A無摩擦力作用，A錯誤根據(jù)力的相互性可知，A對B也無摩擦力作用，B錯誤假設C對B無摩擦力作用，則B在水平方向上只受力F作用，不可能保持靜止，與題給條

8、件不符，故B受到C的摩擦力作用由于A、B、C是保持靜止的，那么地面給C的摩擦力大小為F，方向向左，所以選項C、D正確物體的受力分析受力分析的一般步驟：1明確研究對象，即首先確定我們要分析哪個物體的受力情況，研究對象可以是單個物體(質點、結點)，也可以是兩個(或多個)物體組成的整體2隔離分析：將研究對象從周圍物體中隔離出來，分析周圍有哪些物體對它施加了力的作用3按重力、彈力、摩擦力、其他力的順序，依據(jù)各力的方向，畫出各力的示意圖如圖4所示，固定斜面上有一光滑小球，分別與一豎直輕彈簧P和一平行斜面的輕彈簧Q連接著，小球處于靜止狀態(tài)，則關于小球所受力的個數(shù)不可能的是()圖4A1B2C3 D4A設斜面

9、傾角為，小球質量為m，假設輕彈簧P對小球的拉力大小恰好等于mg，則小球受二力平衡；假設輕彈簧Q對小球的拉力等于mgsin ，小球受到重力、彈簧Q的拉力和斜面的支持力作用，三力平衡；如果兩個彈簧對小球都施加了拉力，那么除了重力，小球只有再受到斜面的支持力才能保證小球受力平衡，即四力平衡；小球只受單個力的作用，合力不可能為零，小球不可能處于靜止狀態(tài)假設法判斷力是否存在在未知某力是否存在時，可先對其作出存在或不存在的假設，然后再就該力存在與不存在對物體運動狀態(tài)是否產(chǎn)生影響來判斷該力是否存在針對訓練3如圖5所示，水平地面上堆放著原木關于原木P在支撐點M、N處受力的方向，下列說法正確的是()圖5AM處受

10、到的支持力豎直向上BN處受到的支持力豎直向上CM處受到的靜摩擦力沿MN方向DN處受到的靜摩擦力沿水平方向A彈力的方向與接觸面切線垂直，M處支持力方向與地面垂直，即豎直向上，所以選項A正確；N處的支持力方向垂直MN向上，所以選項B錯誤；摩擦力方向與接觸面切線平行，所以選項C、D錯誤隨 堂 自 測·即 時 達 標(教師獨具)1如圖6所示，長方體木塊擱在光滑方形槽中，則長方體木塊除重力外還受到彈力的個數(shù)是()圖6A1個B2個C3個 D4個C長方體木塊擱在光滑方形槽中，與槽接觸的地方三處，并且都有相互作用，故長方體木塊除重力外還受到彈力的個數(shù)是3個，故C正確2如圖7所示，汽車B在水平路面上以

11、相對于地面的速度v1向右運動，車上的貨物A以相對于地面的速度v2向右運動下列判斷正確的是()圖7A若v1<v2，貨物A受到了汽車B所施加的向右的滑動摩擦力B若v1<v2，汽車B受到了貨物A所施加的向右的滑動摩擦力C若v1>v2，貨物A受到了汽車B所施加的向左的滑動摩擦力D若v1>v2，汽車B受到了貨物A所施加的向右的滑動摩擦力B若v1<v2時，貨物A相對汽車B向右滑動，貨物A受到汽車B所施加的向左的滑動摩擦力，汽車B受到貨物A所施加的向右的滑動摩擦力，選項A錯誤，B正確；若v1>v2時，貨物A相對汽車B向左滑動，受到汽車B所施加的向右的滑動摩擦力，汽車B受到

12、貨物A所施加的向左的滑動摩擦力，故選項C、D錯誤3如圖8所示，水平傳送帶上放一物體，當傳送帶向右以速度v勻速傳動時，物體在輕彈簧水平拉力的作用下處于靜止狀態(tài)，此時彈簧的伸長量為x；當傳送帶向右的速度變?yōu)?v時，物體處于靜止狀態(tài)時彈簧的伸長量為x.則關于彈簧前、后的伸長量，下列說法中正確的是()圖8A彈簧伸長量將減小，即xxB彈簧伸長量將增加，即xxC彈簧伸長量不變，即xxD無法比較x和x的大小C兩種情況下m相對于傳送帶均向左勻速運動，m均受傳送帶向右的滑動摩擦力，其大小均為Ffmg，根據(jù)二力平衡的條件F1F2Ffmg，即kxkx，故xx，正確的選項為C.4(多選)如圖9所示，A、B兩物體的重力

13、分別是GA3 N，GB4 NA用細線懸掛在頂板上，B放在水平面上，A、B間輕彈簧的彈力F2 N，則細線中的張力FT及地面對B的支持力FN的可能值分別是()圖9A5 N和6 NB5 N和2 NC1 N和6 ND1 N和2 NBC如果彈簧處于被拉伸的狀態(tài)，它將有收縮到原狀的趨勢，會向下拉A，向上提B，則對物體A、B，有FTGAF5 N，F(xiàn)NGBF2 N，選項B正確；如果彈簧處于被壓縮的狀態(tài)，它將有向兩端伸長恢復原狀的趨勢，會向上推A，向下壓B，則FTGAF1 N，F(xiàn)NGBF6 N，選項C正確5如圖10所示，在水平地面上有三個質量分別為m1、m2、m3的木塊1、2、3，木塊1和2、2和3間分別用一原長為L、勁度系數(shù)為k的輕彈簧