5种力学分析法

1、高中物理19个经典题，带你领略5种力学分析法!整体法11：在戒平滑桌面上放置两个物体如團1-1所示拿mA=lkg?fME=2kg,它们之间用不可伸长的细线相连厂细线质量忽略不计，丄、E分别受到水平间向左拉力i=10N和水平向右拉力2=4DN的作用；求月、月间细线的拉力eAa厂j*J/J/由于细线不可伸长卜AB左:共同的扣速度;贝U共同加速度应=兰二】=学=10裙心对于A物体受到细线向右拉力F和珀拉力作用,则m+mB1+2FI=mAa?即F=耳+mAa=104-1x10=2O2V.F=2ON【答案】F=2ON剁2：如燮1-2所示卜上下两苗电小球，：冬b质臺均为卩所帯电臺幷别为q和q两球间用一绝缘

2、细线连接，上球又用绝缘细纟鵰挂在开花板上，在两球所在空间有水平方向的匀强电场，场强为珥平衡细线都谢立銘右边四图中，表示平衡状态的可能是：其右A【巧解】対于氐b构成的整体，总电量Q=q-q=O,:总质量在电场中静止时，曲整休受到拉力和总重力作用，二力平衡；故拉力与重力在同一条竖盲线上。【答案】為说明：此答案只局限于冬b带等量正负电荷，若冬b带不等量异种电荷，则已与天花板间细线将偏禽竖直线。例乱如團1-3所示的木箱放在水平面上，木箱中的立杆上套着一个质量为m的小球，幵始时小球在杆的顶端，由静止释放后，小球沿杆下滑的扣速度为重力加速度的二，即应=则小球在下滑的过程中，木箱对地面的压力为多少？【巧解】

3、貓于“一动一静崔连接体也可选取整体为研究对象，依牛顿)j-1斤？第二定律列式；(mS+MS)-Fx=ma+Mx故木箱所受支持力：v=一“由牛顿第三定律知：木箱对地面压力兀J=F严空尹【答案】木箱对地面的压力兔=竺y莒例4如團1-4,质量为m的物体A放置在质量为V的物体B,.B与彈昔相连，它们一起在光滑水平面上做简谐振动豪振动过程中A、B之间无相对运动，设弹籥的劲度系数为归当物休离开丰衡位気的位移为工时，扱酊司摩撫力f的大小等于C：；A、0E、forC-h()kxD()kxMM+m【巧薛E对于A、E构成的整体，当系统离幵平衡位置的位移为x时,系统所受的合力为F=g系统的扣速度-，而对于A物体有m

4、+M摩擦力f=F=ma,故正确答案为D。答案】D例乩如團1J所示，质量为m=2kg的物体，在水平力不=&刃的作用下，由静止幵始沿水平方向右运动j已知物体与水平面间的动摩撥因数=0-2；若F作用口=氐后撤去，撤去F后又经Z物体与竖直壁相碰若物体与墙壁作用时间t3=0.1s?-；碰后反向弾回的速度联=6ms,求墙壁对物体的平均作用力取lOm/s2人【巧解如果按时闾段来芬析，物理过程分为三个2撤去F前的丽速过程鼻撤去F后的滴速过程於物1本与墙壁碰撞过程。另段计算会较复杂。现把全过程作为一个整1本玮整11本法掳痩用动崑定理，并取F的方向為正方向则有F-t+fj)-Fv-t.=-mv-0代找数据化简可得

5、n=280N【答案】Fn=280N二、隔离法例如團2-1所示护在两块相同的竖直木板之迅有质量均为附的4块相同的砖殳用两个大小均为F的永平力压木板；使砖静止不动；则第1块对第2块砖摩攥力大小为C）A-h0mg;2C、mgDv2mgA.Tmgi巧解】本题所求解的是第1.块对第2块砖摩撫力，屋于求内力，最终必须要用隔离法才能求解，研究对象可以选I,也可扶选2,到底哪不更简更呢？若选2为研究对象，则1对2的摩撫力及3对2的摩撫力均是未知的，无法求解；而选1为研究对象，尽管2对1的摩揀力及左板对1的摩撫力均是未知的，但左板对1的摩揀力可以通过整体法求解，故选1为研究对象求内力较豹简里。mgEB2-2先由

6、整体法（4块砖作为一个整体）可得左、右两板対系统的摩揀力方向都竖直向上厂大小均为4mg2=2mg,再以.1为研究对象分析，其,受力團2-2所示电一定要把它丛周围环境中隔离幵来，鬼独画受力0）,1受竖直向下的重力为m寄左扳对1的摩撫力f之一竖直向上，犬小为2mg,故由平衡条件可得：？对i的摩撫力应1竖宣向下，犬小対陶,答案应选Q项心【答案】CA%三卫一起沿斜面加速下滑玖与山一起沿斜面匀速下滑沿竖直方向匀速下滑D*沿竖直方向加速下渭1巧解】本题所求解的是系统中的勇个物体的运动情;兄故可用隔离法进行分析，由于不计一切摩撫而A的上表面水平，檢水平方向上B不壹力d由牛顿第一定律可知E在水乎方向上运胡状态

7、不变（静止:易故其运动方向必在竖直方向上3因遇加速下滑，运动过程中E浚有碰到斜面（AE仍罡接触的A即A、E在竖直方向上的运动杲一样的，故B有竖直向下的抑速度答案D正确。【答案ffil施如團2-4所示，固远:的光滑斜面体上放有两介相同的钢球叭Q”MN为竖直挡板，初状态系统静止，现将竖宜方向缓慢转至与斜面垂直的方向，则该过程中Py.Q间的压力变化情况是G）A.直增大Bv-直减小G先増大后减丿ND、一直不变【巧解本题所求解的杲系统内力可用隔离法来分析，研究对象可吠选叭也可以选Q,到底选哪个更简单呢？当然选P要简单些、因为P受力沖数少，P受到重力、斜面的支持力N抽（垂直斜面向上）和Q的支持力北（沿斜面

8、斜向上恥共三介力作用，由平衡条件可知,遗三个力的合力为雲，即重力沿N“比反方向的芬力分别与*和Nq的犬小相等，在转动挡板过程中，重力的犬小及方向都不变，而M补Nq的方向也都不变即分解重力的两个方向是不变的，故猗力也不变，:故D选项正确【答案】。ffl4：如图所示*人重木板重G2=400N,人与木板心木板匸地面间滑动摩撫因数均为=0-2,现在人用水平力T拉绳使他们木板一起向右匀速动动x则0j.R.kA拉绳的力是烈口凶产一3人的刖给木桁的摩壇右向右绳的拉力属外力、*可用整体法来求解戏以与板相对地向右运动f滑动摩撫力游平向左，而其丈小为f=AV=Xi+）=0-2x（600+400=200N；人芍械系

9、统水平向右受到两个拉力，故由平衡条件可得：亞为故T=10,答藏选项正确。【答案】玖C中B选项正确o三、力的合成法例1=水平横梁的一端為插在墙壁內，另一端装有小滑轮Ek轻绳的一端C固定于墙璧上,曲一端跨过滑轮后悬挂一质量m=10kg的重物上ZCBA=30卜如图3-1所示，则渭轮受到绳子的作用力犬跖籍取珂0.A、50NB、5073ArGICOND、1【巧解】绳子对滑轮有两个力的作用戈即绳子目匚有斜向上的拉力）绳子BD有竖直向下的拉力,故本题所求的作用力应该为凱上这两个力的合力：.可用力的合成法求解因同一根绳抵力处处相等、都等于物体的重力八即TEC=TEEng=100N,而这两个力的夹角又是特殊角1

10、20,用平行四边形.定则作團，可知合力F.=10ON,所叽滑轮受绳的作用力为100N,方向与水平方向成3屮、角斜向下。【答案C例如图3-2所示,：一质豈为m的物块，:沿固定斜面匀速下滑）斜面的倾角为物体与斜面间的动摩揀因数为乜,则斜面对物块的作用力大小反方向依次为（）：A、吨血旳沿斜面向下B；zMgsiuP,沿斜面向上5./mgcos.3?垂直斜面向D、用刃竖直向上【巧解】粥面对物块有两个力的作用，一个是沿垂直斜面向上支持力列，另一个是沿斜面向上的摩揀力兀故本题所求的作用力应该为以上弦两个力的合力可用力的合成法求解物块共受三个力作用；重力mg、支持力摩撫力島由平衡条件可知，这三乍力的合力为即支

11、持力凶、摩揀力/的合力重力mg等大反向】故答案D选项正确【答案】D例3:如图3-3所示莫地面上放在一个质量为m的物块扌现有斜向上的力F拉物块，物块仍处于静止状态则拉力F与物体所受到摩揀力了的合力方向初恥斜向左上B.斜问右上5竖直向上D、条件不足，无法判断【巧解物块共受四个力作用，重力G、拉力F、摩撫力及支持力N球其受力图如图3斗所示，我们可以用力的合成法，把四力平衡转化成二力平衡頁即F与合成，G与N合成嘗与珂的合力一定竖直向下，故F与f的合力一定竖直向上，故答案C正确。答案】C四、力的分解法11=刀、斧、刨等切削工具都叫劈，劈的截面是一个三角形：如图4-1所示，设劈的面是一个等腰三角刑，髯背的

12、宽度是山劈的侧面的长度杲L悽用劈的时候，在劈背上加力兀则聲的两侧面对物体的压力珀、F曲（）氐、Fi=F2=FB.F=F2=LdFC、Ml）FDQ上答案都不对【巧解】fflTF的作用，使得劈有沿垂直侧面向外挤压与之接触物体的效果，故所求的F.坯犬小等于F的两个钿”可用力的分解法求解*如图4-2所示，将F分解为两个垂直于侧面问下的力珀、琢；宙对称性可知、琢=F?，根据力的矢臺三角形OFF】与几何三角形ACAB相似;故可得:FJ佔所耳琢=F/=LFd,宙于Fi=F“F尸FSjFi=F2=id-LFo樹如團斗-3所示两完全相同的小球在挡板作用下静止在倾角为的光滑斜面上，甲團中挡板为竖直方向乙團中挡板与

13、斜面垂直，则甲乙两种情况下小球对斜面的压力艺比是（）A、t.：11：cos2&C.lisin2&D、X沁占例2】如图斗-3所示,两完全相同的小球在拦板作用不静止在倾角为卩的光滑斜面上；甲團中捋板为竖直方向，乙團中挡板与斜面垂直则甲、乙两种情况下小球对斜面的压力之比是（;）1：1B-h1:cos26C、1；sin23D*1:tan&【巧解】由于小球重力g的作用，使得小球有沿垂盲侧烦向下挤压斜面及沿垂as方向挤压挡板的败果，故所求的小球对斜面压力大小等于重力G沿垂直斜面方向的井力，可用力的分解法求解，如團所求，甲情用下将G耸解G乙情况下将G分解GJ，所求压力之比即为Gi：G7而Gi=Gcos0,a

14、G7=Gcos；故可得压力之比Gi：Gi7=1:cos0o-mgz【答案】及例乱如團4-4所示、用两根轻绳将质量为m的物块悬挂在空中,:已知ac和be与竖直方向的夹角分别为新和妙,则眈绳和be缁中拉分别为【巧解由于小球重力G的作用，使得小球有沿两绳方向斜向下箝坚缁的数果，加两缁的姑力丈小等干重力的两个井力，力的分解團如卜斫示,DO图五、力的正交分解法例如建口所示，用与水平成&=灯的拉力F=30N?拉着个重为G=50N的物体在水平地面上匀速前进，则物体与地面间的动摩撫因数卩为(K：冬0.2B.0.3C.0.6D、0.75【巧解】物体受四亍力作用而匀速这四个力労别为重力G、拉力肌地面的支持力N.地

15、面的摩撫力”心由于受多令力作用，用正麦分解法来解题车真为简单。怎祥选取坐标轴呢？选水平方向与竖直方向却听鬼只垂脅鯉F悬简单*如图2所示,将F进行正交分解,由平衡条1牛口J倚:【巧解】本题中，小球只受重力m呂和杆对球的弾力X两个力作用打杆对球的彈力N有两个作用敷果亍竖直问上拉小球及水平问右拉小球，因两个作用敕果杲明确的，故可用力的分解法来求解。杆竖直冋上拉小球,使小球在竖直方向上保持平衡，故竖直向上的分力7n弘=畑杆水平向右拉小球，使小球获得向右的加速度，故水平向右的分力/!册=跑,由几何知识可知杆对球的彈力与水平方向的夹角为!垃I/叫斗駅少rtan=rtan,故答案D选项正确。%ma【答案】D

16、【答案】典例杠SQS4-5所示，小车上固定着-根弯成F角的曲杆，杆的另一端固定一卜质量为血的球，小车以加速度已水平向右运动，则杆对球的彈力犬小及方叵!是I$Cma；水平向右A.mg,竖直向上Ef；J(m抒十伽$f沿杆向上与水平方向成旺巩如兰角斜向上ma耳含=Fcos&-/=0片厂Fsin&+JV-G=0而f二化简可得:严Fcqs6GFsinB沖8=0750-30 x0.6【答案】D例2:如團53所示，重为GT0汽的物体与竖直墙间的动摩按因数=0.2,若賀到与水平线成4宁角的斜向上的推力F作用而沿竖直墙匀速上滑，则F为多犬？【巧解】物体受四个力作用而匀速上渭，这四个力分别为重为N.推力玖墙的支持

17、力N.墙的摩接力f,由于受多个力作用，用正交分解法来解题较为简单。怎样选取坐标轴呢9选水平方向与竖直方向为坐标轴，只需分解片最简单丿如團54所示，将F进行正交分解，由平衡条件可得：0BS-i=Ar-Fcos45=0=Fsin45-G-/=0而f二N化简可得浮二G(sin45O-/cos45)S854【答案】推力F为71N例3：如團所示，物体Q放在固定的斜面P上，Q受到一水平作用力F,Q处于静止状态，这时Q受到的静摩攥力为为现使F变犬，Q仍静止，则可能（）A、直变大B、了一直变小6f先变大丿后变小以/先变小后变大【巧解】隔高Q*Q物体受重力G支持力N,外力F及摩劇”四个力而平衡但/的方向未知（当F较小时沿斜面向上,当F较大时/沿斜面向下力其受力團如图6所示。怎样选取坐标轴呢9选水平方向与竖