高中物理 第三章《相互作用》拓展：受力分析学案 新人教版必修1

1、拓展：受力分析班级_姓名_学号_学习目标: 1 掌握对物体进行受力分析的一般顺序，能正确地作出物体受力图。2 理解并初步掌握物体受力分析的一般方法，进一步加深对力的概念和三种基本力的认识。3 能通过对物体受力分析的操作，认识到物体不是孤立的，它与周围物体是相互联系的；同时培养思维的条理性和周密性。学习难点: 1. 在受力分析时防止“漏力”和“添力”。 2. 初步建立“隔离”的思想方法。主要内容:一、受力分析的基本知识：受力分析是研究力学问题的关键，是学好力学的基本功为了能正确地全面地分析物体的受力情况，必须具备一定的基础知识概括起来有两个方面：1熟悉各种力的物理含义，产生条件及其特征；2掌握力

2、与运动之间的一些基本规律如二力平衡等二、受力分析的基本方法：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（整体）。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（既研究对象所受的外力），而不分析研究对象施予外界的力。2.隔离研究对象，按顺序找力 把研究对象从实际情景中分离出来，按先已知力，再重力，再弹力，然后摩擦力（只有在有弹力的接触面之间才可能有摩擦力），最后其它力的顺序逐一分析研究对象所受的力，并画出各力的示意图。3.只画性质力，不画效果力 画受力图时，只能按力

3、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。三、受力分析的几点注意1牢记力不能脱离物体而存在，每一个力都有一个明确的施力者，如指不出施力者，意味着这个力不存在2区分力的性质和力的命名，通常受力分析是根据力的性质确定研究对象所受到的力，不能根据力的性质指出某个力后又从力的命名重复这个力3结合物理规律的应用，受力分析不能孤立地进行，在许多情况下要根据研究对象的运动状态，结合相应的物理规律，才能最后作出正确的判断【例一】如图所示，一根均质木棒，靠在固定的光滑圆球上处于静止状态，则木棒所受到的作用力是（ D ）（A）重力、地面和球给它的弹力（B）重力、地面给它的静摩擦力

4、（C）重力、地面给它的静摩擦力和球给它的支持力（D）重力、地面和球给它的支持力以及地面给它的静摩擦力【例二】如图所示，物体A、B各重10N ，水平拉力F1 4N，F22N，物体保持静止，则A、B间的静摩擦力大小为_2_N，B与地面间的摩擦力大小为_2_N。【例三】如图2-1-7所示，甲、乙球通过弹簧连接后用绳悬挂于天花板，丙、丁球通过细绳连接后也用绳悬挂天花板若都在A处剪断细绳，在剪图2-1-7断瞬间，关于球的受力情况，下面说法中正确的是（ ）A甲球只受重力作用B乙球只受重力作用C丙球受重力和绳的拉力作用D丁球只受重力作用【解析】剪断A处绳的瞬间，因为弹簧的形变较大，所以在极短的时间内，形变不

5、发生变化，弹力仍和剪断前相同，甲球受重力和向上的弹力作用，其合力为零，乙球受重力和向下的弹力作用；而由于丙、丁的细绳的形变很小，形变发生变化，弹力和剪断前不同，丙、丁只受重力作用故选项D正确【答案】D【例四】如图2-4-3所示，竖直放置的轻弹簧一端固定在地面上，另一端与斜面体P相连，P与斜放在其上的固定档板MN接触且处于静止状态，则斜面体P此时受到的外力的个数有可能是（ ）A2个 B3个C4个 D5个【解析】以斜面体P为研究对象，很显然斜面体P受到重力mg和弹簧弹力F1作用，二力共线mgF1mgF1F2F3图2-4-4（a）（b）若F1=mg，P受力如图2-4-4（a）所示 若F1mg，挡板M

6、N必对P施加垂直斜面的力F2，F2有水平向左的分量，要P处于平衡状态，MN必对P施加平行接触面斜向下的摩擦力F2，P受力如图2-4-4（b）所示故选项A、C正确【答案】AC课堂训练: 1水平桌面上放着一本书，下列有关书与桌面之间的作用力的说法中，正确的是（ BD ） A 桌面受到的压力就是书受的重力 B 桌面发生了形变，对书产生了支持力 C 书发生了形变，因此书受到了支持力 D 桌面受到的压力和书受到的支持力，都是弹力2关于摩擦力的下列叙述中正确的是（ ABD ） A 滑动摩擦力的大小与物体间的正压力大小成正比 B 滑动摩擦力的大小与接触面的性质有关，与接触面积的大小无关 C 静摩擦力的大小与

7、物体间正压力的大小成正比 D 最大静摩擦力随物体间正压力的增大而增大3如图所示，在水平力F作用下，所受重力大小为G的物体保持沿竖直墙壁匀速下滑，物体与墙壁之间的动摩擦因数为，物体所受摩擦力大小等于（ AD ） A F B F+G C F-G D G课后作业:1放在桌面上的台灯，对桌面有压力，其受力物体是桌面，施力物体是台灯，漂浮在水面上的小木块受到水的浮力，其施力物体是 水 ，受力物体是小木块。2某人在地球上重588N，则该人的质量为m= 60 Kg；若同一物体在月球表面的重力是在地球表面的1/6，那么，该人在月球表面的重力大小为 98 N，此时，他的质量为_60_ Kg 。3在一根弹簧下端悬

8、挂重为15N的重物，静止时弹簧长20cm,当这根弹簧下端悬挂重21N的重物静止时，弹簧长25cm，则此弹簧原长为 7.5 cm，劲度系数为 120 N/m.*4如图A、B、C是三个相同的物块叠放在水平桌面上，作用在B上的拉力F=4N，已知A、B、C、桌面间动摩擦因数为0.15，A、B、C均重10N，物体间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力大小，且A、B相对静止，则B、C间的摩擦力为_3N_，C与桌面的摩擦力为_3N_。F1F2F3F4OBA图2-6-65.2007上海，10如图2-6-6所示，用两根细线把A、B两小球悬挂在天花板上的同一点O，并用第三根细线连接A、B两小球，然后用某个力F作用在小球A

9、上，使三根细线均处于直线状态，且OB细线恰好沿竖直方向，两小球均处于静止状态则该力可能为图中的（ ）AF1 BF2CF3 DF4【考点】受力分析、隔离法、共点力的平衡等【解析】因OB线处于竖直状态，对小球B受力分析，可知道小球AB间的细线没有弹力，故小球A受到重力、OA细线的拉力及力F三个力的作用处于平衡状态，由共点力的平衡条件推论可知，力F的方向位于重力和OA拉力的合力反方向，因此力F可能位于图中的F2或F3或竖直向上（此时F等于重力，OA线拉力为零）故正确的选项为B、C【答案】BC【点拨】本题关键是通过OB线处于竖直状态确定B的受力，从而确定A的受力，然后利用共点力平衡的推论（当物体平衡时

10、，它所受的某一个力与它所受的其余力的合力等值反向）确定F的可能方向PQ图2-6-2062005天津高考，15如图2-6-20所示，表面粗糙的固定斜面顶端安有滑轮，两物块P、Q用轻绳连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩擦），P悬于空中，Q放在斜面上，均处于静止状态。当用水平向左的恒力推Q时，P、Q仍静止不动，则 （D） AQ受到的摩擦力一定变小BQ受到的摩擦力一定变大C轻绳上拉力一定变小 D轻绳上拉力一定不变【解析】以Q为研究对象，由于Q与斜面体仍保持相对静止，其与斜面体间的静摩擦力是由物体Q受到的其它力在斜面上的分力大小决定的，也与Q的运动趋势情况紧密相关若施加水平力F前，Q有沿斜面向下的运动趋

11、势，即静摩擦力沿斜面向上，则施加水平力F后，其受的静摩擦力大小不能确定；若施加水平力F前，Q有沿斜面向上的运动趋势，即静摩擦力沿斜面向下，则施加水平力F后，其受的静摩擦力将增大，所以选项A、B不对P与Q通过轻绳跨过光滑滑轮相连，因P、Q均静止，所以轻绳上受的拉力始终等于P的重力，所以选项D正确，选项C错误故本题正确答案为D阅读材料: 摩擦力产生的原因 摩擦力产生的原因是什么呢？早期的研究者已经注意到人们所研究的表面都是凹凸不平的粗糙面，即使是高度抛光的表面上，也存在着无数的微凸体当两个表面接触时，这些微凸体互相交嵌，要想使它们发生相对滑动，必须使一个表面的微凸体沿着另一个表面的微凸体上升做功，

12、或者使微凸体发生弯折、断裂，由此产生了摩擦力这就是摩擦的凹凸说，它主要是在17世纪到18世纪不断发展完成的但是，在1734年，英国学者德萨古利厄斯（16831744），对于摩擦的机理提出了另一种截然不同的观点他在考察了凹凸说的理论后指出：当两个表面制造得比较光滑时，它们理应较易滑动，然而实际上金属或其他物体的平整表面，可以抛得很光而使摩擦增大他认为这种现象只能从两个物体的表面趋近于接触时它们分子的吸引力将越来越大来解释这就是最早提出的摩擦的粘附说本世纪以来，工业和技术的发展，对摩擦理论提出了越来越高的要求到本世纪中期，诞生了新的摩擦粘附理论我们来考察两个互相接触的金属表面不论它们做得多么光滑，

13、从原子尺度看还是粗糙的把这样两个表面放在一起，只在微凸体隆起的顶部发生接触，在表面的其余部分间会有10-8米或更大的间隙原子力作用在几个原子直径的微小距离上，因此，这些间隙实际上把两个表面的其余部分完全隔开，使它们之间不发生作用所以接触面上的法向压力完全由表面上互相接触的微凸体顶部来承受当接触面上的法向压力很小时，顶部将发生弹性形变；但是，只要法向压力超过某一数值（每个微凸体上约千分之几牛），金属的弹性极限就被超过，因而发生塑性流动，即永久形变，微凸体的顶部发生塑性屈服，直到实际接触面积增大到足以承受所加的法向压力（图1-43）所以实际接触面积A只是表观接触面积的一小部分，它的大小取决于法向压

14、力W和金属的屈服压强p（p= WA，A=Wp），跟表面粗糙度的关系不大，而且与表观接触面积的大小没有关系在两个表面间相互接触的微凸体的顶部，一个表面上的原子与另一个表面上的原子非常接近因此，它们处在原子吸引力很强的范围之内，形成接点，粘附在一起如果我们要使两个表面发生滑动，必须对其中一个表面施加一个切向力来克服原子间的引力，才能剪断实际接触区生成的接点这个切向力就是摩擦力如果我们所加的力小于这个力，接点将发生形变而不破坏，因而不会出现滑动如果实际接触面积为A，剪断金属单位面积的接点所需的力为s，那末剪切接点所需的力就等于摩擦力F，即F=As因为A与接触面间的法向压力成正比而与物体的大小无关，所以很明显，如果给定的任一对表面的s为常量，那末摩擦力F也将与法向压力成正比，而与物体的大小无关这就是两条基本的摩擦定律摩擦力受接点强度s的影响很大任何一种沾染物例如金属氧化物或润滑脂膜，都会削弱接点的粘附作用而使接点强度减弱放在空气中的表面，通常覆盖有氧化薄膜、氧气