高中物理受力分析专题

1、 1.7 受力分析专题一、教学目标1 知识目标：正确分析物体的受力情况，作出物体的受力示意图。二、重点与难点分析一个力不漏，一个力不多，一个力方向不错。三、教学器材印练习四、主要教学过程（一） 、课题引入前面的学习中，共学习了三种常见力：重力、弹力、摩擦力。其中重力是地球上的物体都受到的，而弹力与摩擦力是两物体必须发生接触才产生的，因为这个原因，弹力和摩擦力又被分为接触力。在具体情况中，我们如何处理才能更科学，避免发生错误呢？（二） 、新课讲授1、如何正确地受力分析？明确考察对象，并把它从周围其它物体中隔离出来，单独画出“隔离体”图形。仔细分析考察对象除了受重力作用以外，还受到几个弹力和几个摩

2、擦力的作用。沿顺时针方向依次对每个接触面和连接点作分析。画出完整的受力图：要注意，只考察对象所受外力，决不能同时画上它施于其他物体的作用力。2、例题1、画出图中 a 物体的受力分析图，已知a 静止且各接触面光滑。 （弹力）2、 放在斜面上相对斜面静止状态的砖， 受几个力的作用？请在图中画出并说明各力施力物体。f a a a a 【答案】 ：由于物体受到重力，所以在斜面上产生了两种作用效果，一是沿斜面下滑的效果，二是压紧斜面的效果，从而使两接触面间有了弹力和摩擦力。【引申】 ：当物体沿斜面向上活动时，受力情况有无变化？（物体受力随运动状态的不同而有可能不同，所以具体情况具体分析）g f n g

3、f n v 3、如图所示，分别放在粗糙的水平面上和斜面上的砖a 和 b 都处于静止状态，那么砖a 和b 都受到静摩擦力的作用吗？如果受到静摩擦力的作用，请在图中画出砖受到的静摩擦力。（整体隔离法）【答案】 ：f b a f b a f2（a 对 b 的摩擦力）（地面对 b 的摩擦力） f1f3（b 对 a 的摩擦力）【分析】 ：第一步，先把 ab 看作一个整体。则根据二力平衡可知整体除了受到力f 还必须有一个摩擦力和 f 平衡，所以地面对整体的摩擦力作用在b 表面上且大小等于f。第二步，再把 ab 隔离逐个分析。根据二力平衡同理可知ab 所受的摩擦力大小。练习：如图所示，各图中，物体总重力为g

4、，请分析砖与墙及砖与砖的各接触面间是否有摩擦力存在？如有大小是多少？五、板书1、如何正确地受力分析？明确考察对象，并把它从周围其它物体中隔离出来，单独画出“隔离体”图形。仔细分析考察对象除了受重力作用以外，还受到几个弹力和几个摩擦力的作用。沿顺时针方向依次对每个接触面和连接点作分析。画出完整的受力图：要注意，只考察对象所受外力，决不能同时画上它施于其他物体的作用力。2、连接体的受力分析法：整体法分析整体外接触面受力情况，隔离法分析各个物体之间的受力情况。高中物理知识归纳（二）-力学模型及方法1连接体模型是指运动中几个物体叠放在一起、或并排在一起、或用细绳、细杆联系在一起的物体组。解决这类问题的

5、基本方法是整体法 和隔离法。整体法 是指连接体内的物体间无相对运动时,可以把物体组作为整体，对整体用牛二定律列方程隔离法 是指在需要求连接体内各部分间的相互作用(如求相互间的压力或相互间的摩擦力等)时，把某物体从连接体中隔离出来进行分析的方法。2 斜面模型（搞清物体对斜面压力为零的临界条件）斜面固定：物体在斜面上情况由倾角和摩擦因素决定=tg物体沿斜面匀速下滑或静止 tg物体静止于斜面 vb=r2g所以 ab 杆对 b 做正功， ab 杆对 a 做负功若v0gr，运动情况为先平抛，绳拉直沿绳方向的速度消失即是有能量损失，绳拉紧后沿圆周下落机械能守恒。而不能够整个过程用机械能守恒。求水平初速及最

6、低点时绳的拉力？换为绳时 :先自由落体 ,在绳瞬间拉紧 (沿绳方向的速度消失)有能量损失 (即 v1突然消失 ),再 v2下摆机械能守恒例：摆球的质量为m，从偏离水平方向30的位置由静释放，设绳子为理想轻绳，求：小球运动到最低点 a 时绳子受到的拉力是多少？4超重失重模型系统的重心在竖直方向上有向上或向下的加速度(或此方向的分量ay) 向上超重 (加速向上或减速向下)f=m(g+a) ；向下失重 (加速向下或减速上升)f=m(g-a) 难点：一个物体的运动导致系统重心的运动1 到 2 到 3过程中(1、3 除外 )超重状态绳剪断后台称示数系统重心向下加速斜面对地面的压力? 地面对斜面摩擦力?

7、导致系统重心如何运动？铁木球的运动用同体积的水去补充5碰撞模型 ：特点，动量守恒；碰后的动能不可能比碰前大；对追及碰撞，碰后后面物体的速度不可能大于前面物体的速度。弹性碰撞：m1v1+m2v2=2211vmvm(1) 22212221mv21mv21mv21mv21(2 ) 一动一静且二球质量相等的弹性正碰：速度交换大碰小一起向前；质量相等，速度交换；小碰大，向后返。一动一静的完全非弹性碰撞（子弹打击木块模型）mv0+0=(m+m)v20mv21=2m)vm(21+e损e损=20mv21一2m)v(m21=02020emmmm21m)(mmm)2(mmmkvva图 9 e损可用于克服相对运动时

8、的摩擦力做功转化为内能e损=fd相=mg d相=20mv21一2m)v(m21“碰撞过程”中四个有用推论弹性碰撞除了遵从动量守恒定律外，还具备：碰前、碰后系统的总动能相等的特征，设两物体质量分别为m1、m2，碰撞前速度分别为1、2，碰撞后速度分别为u1、u2，即有：m11+m22=m1u1+m1u221m112+21m222=21m1u12+21m1u22碰后的速度u1和 u2表示为：u1=2121mmmm1+2122mmm2u2=2112mmm1+2112mmmm2推论一： 如对弹性碰撞的速度表达式进行分析，还会发现：弹性碰撞前、后，碰撞双方的相对速度大小相等，即 ：u2u1= 12 推论二

9、： 如对弹性碰撞的速度表达式进一步探讨，当m1=m2时，代入上式得：1221,vuvu。即当质量相等的两物体发生弹性正碰时，速度互换。推论三： 完全非弹性碰撞碰撞双方碰后的速度相等的特征，即：u1=u2由此即可把完全非弹性碰撞后的速度u1和 u2表为：u1=u2=212211mmmm例 3：证明：完全非弹性碰撞过程中机械能损失最大。证明：碰撞过程中机械能损失表为：e=21m112+21m22221m1u1221m2u22由动量守恒的表达式中得：u2=21m(m11+m22m1u1) 代入上式可将机械能的损失e 表为 u1的函数为：e= 22112)(mmmmu12222111)(mmmmu1+

10、(21m112+21m222)221m( m11+m22)2 这是一个二次项系数小于零的二次三项式，显然：当u1=u2=212211mmmm时，即当碰撞是完全非弹性碰撞时，系统机械能的损失达到最大值v0 a b abv0v sm vl 1 2 a v0s1s2v0a b c em=21m112+21m222 )(2)(2122211mmmm推论四： 碰撞过程中除受到动量守恒以及能量不会增加等因素的制约外，还受到运动的合理性要求的制约，比如，某物体向右运动，被后面物体追及而发生碰撞，被碰物体运动速度只会增大而不应该减小并且肯定大于或者等于（不小于）碰撞物体的碰后速度。6人船模型 ：一个原来处于静

11、止状态的系统，在系统内发生相对运动的过程中，在此方向遵从动量守恒：mv=mv ms=ms s+s=d s=dmmmm/m=lm/lm载人气球原静止于高h 的高空，气球质量为m， 人的质量为m 若人沿绳梯滑至地面，则绳梯至少为多长？7弹簧振子模型：f=-kx （x、f、a、v、a、t、f 、ek、ep等量的变化规律）水平型竖直型8单摆模型 ：t=2gl（类单摆）利用单摆测重力加速度9波动模型：特点 :传播的是振动形式和能量,介质中各质点只在平衡位置附近振动并不随波迁移。各质点都作受迫振动，起振方向与振源的起振方向相同，离源近的点先振动，没波传播方向上两点的起振时间差=波在这段距离内传播的时间波源振几个周期波就向外传几个波长。波从一种介质传播到另一种介质,频率不改变 , 波速 v=s/t=/t=f波速与振动速度的区别波动与振动的区别：波的传播方向质点的振动方向（同侧法 ）知波速和波形画经过t后的波形（ 特殊点画法和去整留零法）物理解题方法：如整体法、假设法、极限法、逆向思维法、物理模型法、等效法、物理图像法等模型法常常有下面三种情况（ 1）物理对象模型：用来代替由具体物质组成的、代表研究对象的实体系统，称为对象模型（也可称为概念模型），即把研究的对象的本身理想化常见的如“力