受力分析与运动分析

1、天行徤君子以自强不息与届同学共勉物体的受力分析与运动分析专题一受力分析和运动分析在高中物理学习的过程中非常关键。在解答高中物理的各个模块的题目时，往往都需要借助受力分析和运动分析。有时候在面对一道题目毫无头绪时，通过对物理过程进行受力分析和运动分析，问题就可以迎刃而解。所以说，受力分析和运动分析就是打开高中物理题库的金钥匙 引言：(一一) 、力学中常见的三种力、力学中常见的三种力 1.重力重力 产生：物体在地面上或地面附近，由于地球产生：物体在地面上或地面附近，由于地球的吸引而使物体受到的力的吸引而使物体受到的力 方向：方向：竖直向下竖直向下 大小：大小：mg 作用点：重心。作用点：重心。 （

2、形状规则、（形状规则、 质量分布均匀的物体的重心在质量分布均匀的物体的重心在其几何中心，用悬挂法可以测薄板状物体的重其几何中心，用悬挂法可以测薄板状物体的重心）心）一受力分析一受力分析 2.弹力弹力 产生条件：接触、发生弹性形变（接触力、产生条件：接触、发生弹性形变（接触力、被动力）被动力） 方向：作用在使之发生形变的物体上，与接方向：作用在使之发生形变的物体上，与接触面垂直（点接触时，垂直于过接触点的切触面垂直（点接触时，垂直于过接触点的切面），指向形变恢复的方向面），指向形变恢复的方向大小：弹簧的弹力大小遵守大小：弹簧的弹力大小遵守胡克定律胡克定律，劲度，劲度系数系数k（N/m）作用点：接

3、触面或接触点作用点：接触面或接触点（常见的弹力：弹簧的弹力、绳的拉力、压力（常见的弹力：弹簧的弹力、绳的拉力、压力和支持力）和支持力） 3.摩擦力摩擦力产生条件：接触、接触面不光滑、有正压力、发生相产生条件：接触、接触面不光滑、有正压力、发生相对运动和相对运动的趋势（接触力、被动力，有摩对运动和相对运动的趋势（接触力、被动力，有摩擦力必有弹力）擦力必有弹力）方向：沿接触面，与相对运动或相对运动趋势的方向方向：沿接触面，与相对运动或相对运动趋势的方向相反相反 大小：大小：（1）.滑动摩擦力滑动摩擦力f=FN，动摩擦因数，动摩擦因数，FN指物体对指物体对接触面的正压力，其大小与接触面对物体的支持力

4、接触面的正压力，其大小与接触面对物体的支持力等大等大.（2）.静摩擦力静摩擦力f可由二力平衡条件求出，最大静摩擦可由二力平衡条件求出，最大静摩擦力力fm略大于滑动摩擦力，在近似计算时，略大于滑动摩擦力，在近似计算时，fm近似等近似等于滑动摩擦力于滑动摩擦力（摩擦力既可以充当阻力，也可以充当动力）（摩擦力既可以充当阻力，也可以充当动力）(二二) 、受力分析基本步骤、受力分析基本步骤受力分析：即分析物体的受力情况，并作出力受力分析：即分析物体的受力情况，并作出力的示意图的示意图在对物体进行受力分析时要注意防止在对物体进行受力分析时要注意防止“漏力漏力”和和“添力添力”现现象象,按一定的步骤和顺序进

5、行受力分析是防止按一定的步骤和顺序进行受力分析是防止“漏力漏力”的最有的最有效的措施效的措施.一般情况下对物体进行受力分析可按照以下步骤：一般情况下对物体进行受力分析可按照以下步骤：1.明确研究对象，并把它从周围物体隔离出来明确研究对象，并把它从周围物体隔离出来.2. 分析重力：地面附近的物体一定受到地球对物体的重力作用。分析重力：地面附近的物体一定受到地球对物体的重力作用。3.观察跟研究对象接触的物体，并观察跟研究对象接触的物体，并逐个逐个分析与这些接触物对研分析与这些接触物对研究对象的弹力、摩擦力（究对象的弹力、摩擦力（先分析弹力，先分析弹力，再分析摩擦力）再分析摩擦力）（当很难判断是否受

6、弹力、静摩擦力时，可根据（当很难判断是否受弹力、静摩擦力时，可根据假设法假设法进行进行判断判断.）4.只分析研究对象只分析研究对象所受的力所受的力，不分析研究对象对其它物体所，不分析研究对象对其它物体所施加的力施加的力.5.为了使问题简化，将物体简化，将所有力的作用点都画在物为了使问题简化，将物体简化，将所有力的作用点都画在物体的重心上体的重心上.（对杆进行受力分析时例外）（对杆进行受力分析时例外）(三) 、受力分析口诀受力分析口诀：重力肯定有弹力查四周动、静摩擦分仔细最后再找其他力分析完后要检查警防“漏力”与“添力”(四四)、受力分析的三个判断依据：、受力分析的三个判断依据： 从力的概念判断

7、，寻找施力物体；从力的概念判断，寻找施力物体；从力的性质判断，寻找产生原因；从力的性质判断，寻找产生原因；从力的效果判断，寻找是否产生形变从力的效果判断，寻找是否产生形变或运动状态或运动状态 发生了改变发生了改变(五五) 、受力分析基本方法、受力分析基本方法:1、整体法：、整体法：以几个物体构成的整个系统为研以几个物体构成的整个系统为研究对象进行求解的方法。在许多问题中用整体究对象进行求解的方法。在许多问题中用整体法比较方便，但整体法不能求解系统的内力。法比较方便，但整体法不能求解系统的内力。2、隔离法：、隔离法：把系统分成若干部分并隔离开来，把系统分成若干部分并隔离开来，分别以每一部分为研究

8、对象进行受力分析，分分别以每一部分为研究对象进行受力分析，分别列出方程，再联立求解的方法。别列出方程，再联立求解的方法。3、通常在分析、通常在分析外力外力对系统作用时，用对系统作用时，用整体法整体法；在分析系统内各物体之间的在分析系统内各物体之间的相互作用相互作用时，用时，用隔隔离法离法。有时在解答一个问题时要多次选取研究。有时在解答一个问题时要多次选取研究对象，需要整体法与隔离法交叉使用。对象，需要整体法与隔离法交叉使用。 例、如图,一圆球和两块光滑板接触，底下的一块板水平正确画出小球受力图的是 ( )例、对下列各种情况下的物体例、对下列各种情况下的物体A进行受力分析进行受力分析（1 1）静

9、止在斜面上的物体）静止在斜面上的物体A（3 3）各接触面均光滑）各接触面均光滑A（2 2）沿斜面上滑的物体）沿斜面上滑的物体A A（接触面粗糙）（接触面粗糙）AVFBA（）（）A A、B B均静止均静止GNfGNfGN1N2GNfF(5)A静止静止(6)a、b、c都静止都静止分析分析a所受力所受力BACFF(7)、B、C都静止都静止分析分析C所受力所受力(8)A沿着粗糙墙向上沿着粗糙墙向上运动运动BAcbam1m2例、弹簧对物体P的弹力为F，地面对物体的弹力为N，则下列可能的情况是：（ ） A.F和N均为零 B.F和N均向上 C.F和N均向下 D.F向下，N向上 D例、工件A放在水平方向的传送

10、带上，当传送带向前(右方)运动时速度V逐渐减小直至停下来的过程中，工件A始终与传送带保持相对静止。那么，下面关于工件A是否受摩擦力的分析中，哪一种是正确的?( )A.A受到水平向右的静摩擦力；B.A受到水平向左的静摩擦力；C.A受到水平向右的滑动摩擦力；D.A不受任何摩擦力。B小 结一.分析受力的步骤: 1.确定分析的对象 2.按重力、弹力、摩擦力的顺序分析(一场二弹三摩擦),并作出力的示意图二.分析受力的依据 1.产生力的条件 2.物体的运动状态 、叠放在斜面C上的物体A与B,共同沿斜面匀速下滑,下列说法正确的是( ) A.B物体受重力、A给的正压力、C给的支持力和摩擦力B.B物体受重力、A

11、对B的正压力和静摩擦力、C对B的支持力和滑动摩擦力C.A物体受重力和B对A的支持力D.C物体的斜面受到A对C的正压力，B对C的摩擦力 A 能力提升练习 、如图，木板B放在水平地面上，A物体放在B木板上且受水平向右的拉力F. 试分析下列情况下各物体摩擦力的种类和方向: (1)A、B均静止; (2)B静止A运动; (3)A、B相对静止; 且一起向右运动. 、如图所示，两个质量均为m的木块P、Q，在水平恒定F作用下都静止在竖直墙上.画出Q物体受力分析的图示，Q受P的弹力大小为 ，受P的静摩擦力大小为 ；画出P物体受力分析的图示，P受墙的静摩擦力大小 ，P受墙的支持力大小 . 、光滑圆柱体固定于水平地

12、面.AB为一均匀直棒，A端放在地上，C点压在柱面上，AB棒处于静止，且AC段的长度大于CB段，如图所示.那么直棒AB所受各种作用力的个数是：（） A.2个 B.3个 C.4个 D.5个C六运动分析(一一)基本概念和基本规律基本概念和基本规律位移和路程、速度、平均速度、时间和时刻、加速度和速度的关系1.速度速度 描述物体运动的方向和快慢的物理量 () 平均速度：即S/t，单位：m s其方向与位移的方向相同公式=（V0Vt）/2只对匀变速直线运动适用。 () 瞬时速度：方向沿轨迹上质点所在点的切线方向指向前进的一侧瞬时速度的大小叫速率，是标量2、加速度、加速度 () 、速度的变化：V=VtV0，描

13、述速度变化的大小和方向，是矢量() 、加速度：描述速度变化的快慢和方向的物理量，是速度的变化和所用时间的比值：aV/t，单位：ms2加速度是矢量，它的方向与速度变化（V）的方向相同3、速度、速度变化、加速度的关系：方向关系：加速度的方向与速度变化的方向一定相同。在直线运动中，若a的方向与V0的方向相同，质点做加速运动；若a的方向与V0的方向相反，质点做减速运动。大小关系：V、V、a无必然的大小决定关系。二匀变速直线运动的规律匀变速直线运动的规律 匀变速直线运动匀变速直线运动特点：a=恒量 公式：（1）vt=v0十at（2）s=v0t at2（3）vt2v02=2as（4）s=tvvt20推论：

14、推论：（l）匀变速直线运动的物体，在连续相等的时间里的任意两个相邻时间段上的位移之差是个恒量，即S S SaT2=恒量（2）匀变速直线运动的物体，在某段时间内的平均速度，等于该段时间的中间时刻的瞬时速度，即= 以上两推论在“测定匀变速直线运动的加速度”等学生实验中经常用到，要熟练掌握 2tVV20tvv（3）初速度为零的匀加速直线运动（设T为等分时间间隔）：IT末、2T末、3T末瞬时速度的比为Vl V2 V3 Vn1 2 3 n；1T内、2T内、3T内位移的比为Sl S2 S3 Sn=12 22 32 n2；第一个T内，第二个T内，第三个T内位移的比为SI S S SN=l 3 5 （2n1）

15、；从静止开始通过连续相等的位移所用时间的比t1 t2 t3 tn123121 nn：三、图像三、图像 位移时间图象：位移时间图象：位移时间图象反映了运动物体的位移随时间变化的关系，匀速运动的St图象是直线，直线的斜率数值上等于运动物体的速度；变速运动的St图象是曲线，图线切线方向的斜率表示该点速度的大小 速度时间图象速度时间图象（1）它反映了运动物体速度随时间的变化关系（2）匀速运动的V一t图线平行于时间轴（3）匀变速直线运动的Vt图线是倾斜的直线，其斜率数值上等于物体运动的加速度（4）非匀变速直线运动的V一t图线是曲线，每点的切线方向的斜率表示该点的加速度大小四追及问题的分析思路追及问题的分

16、析思路（1)根据追赶和被追赶的两个物体的运动性质，列出两个物体的位移方程，并注意两物体运动时间之间的关系（2)通过对运动过程的分析，画出简单的图示，找出两物体的运动位移间的关系式追及的主要条件是两个物体在追上时位置坐标相同 (3)寻找问题中隐含的临界条件，例如速度小者加速追赶速度大者，在两物体速度相等时有最大距离；速度大者减速追赶速度小者，在两物体速度相等时有最小距离，等等利用这些临界条件常能简化解题过程例1（09年江苏物理）如图所示，以m/s匀速行驶的汽车即将通过路口，绿灯还有2 s将熄灭，此时汽车距离停车线18m。该车加速时最大加速度大小为，减速时最大加速度大小为。此路段允许行驶的最大速度

17、为，下列说法中正确的有 A如果立即做匀加速运动，在绿灯熄灭前汽车可能通过停车线 B如果立即做匀加速运动，在绿灯熄灭前通过停车线汽车一定超速 C如果立即做匀减速运动，在绿灯熄灭前汽车一定不能通过停车线 D如果距停车线5m处减速，汽车能停在停车线处 12.5m/s22m/s25m /s例2（09年广东物理）如图所示，一个竖直放置的圆锥筒可绕其中心OO转动，筒内壁粗糙，筒口半径和筒高分别为R和H，筒内壁A点的高度为筒高的一半。内壁上有一质量为m的小物块。求当筒不转动时，物块静止在筒壁A点受到的摩擦力和支持力的大小；当物块在A点随筒做匀速转动，且其受到的摩擦力为零时，圆筒转动的角速度。（题目略有改动）

18、 例. （09江苏江苏13） 航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器，其质量m =2，动力系统提供的恒定升力F =28 N。试飞时，飞行器从地面由静止开始竖直上升。设飞行器飞行时所受的阻力大小不变，g取10m/s2。（1）第一次试飞，飞行器飞行t1 = 8 s 时到达高度H = 64 m。求飞行器所阻力f的大小；（2）第二次试飞，飞行器飞行t2 = 6 s 时遥控器出现故障，飞行器立即失去升力。求飞行器能达到的最大高度h；（3）为了使飞行器不致坠落到地面，求飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间t3 。例.（）如图，与水平面成45角的平面MN将空间分成I和II两个区域。一质量为m、电荷量为q（q0）的粒子以速度 从平面MN上的点水平向右射入I区。粒子在I区运动时，只受到大小不变、方向竖直向下的电场作用，电场强度大小为E；在II区运动时，只受到匀强磁场的作用，磁感应度大小为B，方向垂直于纸面向里。求粒子首次从II区离开时到出发点的距离。粒子的重力可以忽略。0v0p解析：设粒子第一次过MN时速度方向与水平方向成1角，位移与水平方向成2角且2=450，在电场中做类平抛运动， 则有：02,1,2v tx xyEqaty am得出： 在电场中运行的