（高考零距离）（上海专用）2014-2015高三物理总复习（考点解读+教学归纳+分类解析）第二章 第6讲 三种常见的力 物体受力分析

（高考零距离）（上海专用）2014-2015高三物理总复习（考点解读+教学归纳+分类解析）第二章 第6讲 三种常见的力 物体受力分析内容摘要：

1、光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 力物体的平衡四年考情根据近四年高考试卷分析可知， “三种常见的力物体受力分析” “力的合成与分解”是本章的重点考查知识点；“力矩有固定转动轴的物体的平衡”是非重点考查知识点；“共点力作用下物体的平衡”是一般考查知识点“三种常见物体的力物体受力分析”09 22计算，由受力分析及牛顿第二定律求接触面的摩擦因数，再由受力分析求力与速度的比值；10 31计算，由物体的受力分析、力的合成与分解和运动学公式求粗糙斜面上物体摩擦力的大小、方向，地面对斜面支持力的大小再验证动能定理；1131 计算，对物体进行受力分析，再运用运动学公式计算物体在粗糙平面上的动摩擦因数；1 2、28单选，由物体的运动情况对物体进行受力分析其考查特色为结合受力分析进行动摩擦因数的计算和弹力的计算题型以计算、单选题为主，难易度以 B 为主，分值比例 3%.“力的合成与分解”09 22 计算，粗糙斜面上受外力作用的物体的受力分析；1025 填空，根据对粗糙斜杆上小球的受力分解求力和夹角；126单选，已知合力大小，一个分力的大小及另一个分力的方向，运用平行四边形定则求两个分力；1220 选择，考查有电场力作用时运用力的合成与分解，比较各物理量的大小关系；1230 计算，考查根据力的合成与分解与牛顿定律结合求拉力其考查特色为结合受力分析，考查力的合成与分解题型涉及选择、填空和计算，难易度以 B 3、 为主，分值比例 4%.“力矩有固定转动轴的物体的平衡”0923 计算，考查由力矩平衡定义和匀强电场力的公式及受力分析求电场强度；12 14单选，根据有转动固定轴平衡的条件，求解悬线拉力其考查特色侧重考查力矩平衡定义，题型以选择、计算为主，难易度为 B，分值比例 3%6)三种常见的力物体受力分析考点解读考点 解读 学习水平 题 目 分 布力的概念、图示法 理解力的概念，会用图 示法表示力 力、摩擦力 理解重力、弹力、摩擦力的产生、大小和方向理解滑动摩擦力和动摩擦因数因数了解静摩擦力 握分析物体受力的方 法 C 09 年上海高考第 22 题10 年上海高考第 31 题11 年上海高考第 31 题 4、12 年上海高考第 8 题光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 理解力的概念2掌握重力、弹力、摩擦力的产生、大小和方向3掌握受力分析的基本方法和基本技能教师归纳1弹力(1)弹力的产生条件弹力的产生条件是两个物体直接接触，并发生弹性形变(2)弹力的方向压力、支持力的方向总是垂直于接触面绳对物体的拉力总是沿着绳收缩的方向杆对物体的弹力不一定沿杆的方向如果轻直杆只有两个端点受力而处于平衡状态，则轻杆两端对物体的弹力的方向一定沿杆的方向(3)弹力的大小对有明显形变的弹簧，弹力的大小可以由胡克定律计算对没有明显形变的物体，如桌面、绳子等物体，弹力大小由物体的受力情况和运动情况共同决定胡克定律可表示为( 5、在弹性限度内 ): F可以表示成 F弹簧弹力的改变量和弹簧形变量的改变量成正比“硬”弹簧，是指弹簧的 k 值较大(同样的力 F 作用下形变量 x 较小)几种典型物体模型的弹力特点如下表项目 轻绳 轻杆 弹簧形变情况 伸长忽略不计 认为长度不变 可伸长可缩短施力与受力情况 只能受拉力或施出拉力 能受拉或受压，可施出拉力或压力 同杆力的方向 始终沿绳 不一定沿杆 沿弹簧方向力的变化 可发生突变 同绳 )摩擦力产生条件摩擦力的产生条件为： 两物体直接接触、相互挤压、接触面粗糙、有相对运动或相对运动的趋势这四个条件缺一不可两物体间有弹力是这两物体间有摩擦力的必要条件(没有弹力不可能有摩擦力 )(2)滑 6、动摩擦力大小在接触力中，必须先分析弹力，再分析摩擦力只有滑动摩擦力才能用公式 F 中的 示正压力，不一定等于重力 G.(3)静摩擦力大小光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 必须明确，静摩擦力大小不能用滑动摩擦定律 F 算，只有当静摩擦力达到最大值时，其最大值一般可认为等于滑动摩擦力，既 摩擦力的大小要根据物体的受力情况和运动情况共同确定，其可能的取值范围是0 )摩擦力方向摩擦力方向和物体间相对运动(或相对运动趋势) 的方向相反摩擦力的方向和物体的运动方向可能成任意角度通常情况下摩擦力方向可能和物体运动方向相同(作为动力)，可能和物体运动方向相反(作为阻力)，可能和物体速度方向垂直(作为匀速 7、圆周运动的向心力 )在特殊情况下，可能成任意角度分类剖析(一)弹力分析例 1画出图中物体 A 所受的力(P 为重心，接触面均光滑)【解析】判断弹力的有无，可以采用拆除法：“拆除”与研究对象(受力物体) 相接触的物体( 如题中的绳或接触面 )，如果研究对象的运动状态不发生改变，则不受弹力，否则将受到弹力的作用各图受力如图所示(二)摩擦力分析例 2如图所示，小车向右做初速度为零的匀加速运动，物体恰好沿车后壁匀速下滑试分析下滑过程中物体所受摩擦力的方向和物体速度方向的关系光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 【解析】物体受的滑动摩擦力始终和小车的后壁平行，方向竖直向上，而物体相对于地面的速度方向不 8、断改变( 竖直分速度大小保持不变，水平分速度逐渐增大 )，所以摩擦力方向和运动方向间的夹角可能取 90和 180间的任意值【点评】由上面的分析可知：无明显形变的弹力和静摩擦力都是被动力就是说：弹力、静摩擦力的大小和方向都无法由公式直接计算得出，如图所示，质量为 m 的物体放在水平放置的钢板 C 上，与钢板的动摩擦因数为 、B 的控制，物体只能沿水平导槽运动现使钢板以速度 右匀速运动，同时用力 F 拉动物体(方向沿导槽方向)使物体以速度 导槽匀速运动，求拉力 F 大小【解析】物体相对钢板具有向左的速度分量 侧向的速度分量 相对钢板的合速度 v 的方向如图所示，滑动摩擦力的方向与 v 的方向相反根 9、据平衡条件可得：F 板的速度 大，拉力 F 越小【点评】这道摩擦力计算涉及三维力的计算以及相对运动问题，先判定相对运动从而判定摩擦力方向，再利用力的分解进行计算摩擦力(三)物体受力分析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，也可以是保持相对静止的若干个物体在解决比较复杂的问题时，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( 即研究对象所受的外力) ，而不分析研究对象施予外界的力2按顺序找力先场力(重力、电场力、磁场力 )，后接触力；接触力中必须先弹力，后摩擦力 (只有在有弹力的接触面之间才可能有摩擦力)3只画性质力，不 10、画效果力画受力图时，只能按力的性质分类画力，不能按作用效果(拉力、压力、向心力等) 画力，否则将出现重复4需要合成或分解时，必须画出相应的平行四边形( 或三角形 )光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ，分析了合力就不能再分析分力；分析了分力就不能再分析合力，如图(1)所示，倾角为 的斜面 A 固定在水平面上木块 B、C 的质量分别为M、 m，始终保持相对静止，共同沿斜面下滑B 的上表面保持水平， A、B 间的动摩擦因数为 、C 共同匀速下滑；当 B、C 共同加速下滑时，分别求 B、C 所受的各力(1)(2)(3)【解析】当 B、C 共同匀速下滑时，先分析 C 受的力这时以 C 为研究对象， 11、重力 对 C 的弹力竖直向上，大小 N1于 C 在水平方向没有加速度，所以B、C 间无摩擦力，即 受的力，在分析 B 与 A 间的弹力 摩擦力 ，以 B、C 整体为对象较好，如图(2) 所示， A 对该整体的弹力和摩擦力就是 A 对 B 的弹力 摩擦力 到 B 受 4 个力作用： 重力 g，C 对 B 的压力竖直向下，大小 N1 对 B 的弹力 M m) A 对 B 的摩擦力 (Mm) 当 B、C 共同加速下滑时，加 速度相同，所以先以 B、C 整体为对象求 A 对 B 的弹力擦力 求出 a；再以 C 为对象求 B、C 间的弹力、摩擦力如图(3)所示， 滑动摩擦力， Mm) ，f 2 (Mm) 12、g (Mm)g (Mm) (Mm) a g( B、C 间的弹力 擦力 应以 C 为对象求得由于 C 所受合力沿斜面向下，而所受的 3 个力的方向都在水平或竖直方向这种情况下，比较简便的方法是以水平、竖直方向建立直角坐标系，分解加速度 )所示，分别沿水平、竖直方向用牛顿第二定律： 光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 (4) 1 ，可得： f1mg( N 1mg( 【点评】由本题可以知道： 灵活地选取研究对象可以使问题简化；灵活选定坐标系的方向也可以使计算简化；在物体的受力图的旁边标出物体的速度、加速度的方向，有助于确定摩擦力方向，也有助于用牛顿第二定律建立方程时保证使合力方向和加速度方向相同 13、(四)利用整体法和隔离法进行受力分析例 5如图所示，A、B 、C 是三块相同的砖，质量均为 m，在水平压力 F 的作用下，紧靠在竖直墙上并处于静止状态，求 B 砖受几个力。 大小、方向如何。 【解析】如图所示，先将 A、B、C 三块砖作为研究对象，整体受重力 3壁对整体的静摩擦力 f 静 、墙壁对整体的支持力 N、外力 F，共 4 个力；竖直方向 f 静 3 平方向 NF 为研究对象，A 受重力 壁对 A 的静摩擦力 f 静 3壁对 A 的弹力N、B 对 A 的压力 对 A 的静摩擦力 f 静 f BA，f 受到 5 个力作用再以 B 为研究对象，B 受重力 对 B 的弹力 对 B 的静摩擦力 对 对 B 的静摩擦力 f ABf CB，f CB所以 B 受 5 个力作用对以 C 为研究对象，C 受重力 对 C 的摩擦力 对 C 弹力 外力 F 作用，共 4 个力 光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址。