高一物理上册期末受力分析方法归纳总结文档

1、受力分析方法总结 基础学问梳理 暑期课程中,我们学习了力的概念,性质,以及常见的三种力（重力,弹力,摩擦力） ,下面进行 简洁的归纳和复习； 重点学问回忆 1 力的性质 物质性：力不能离开物体而独立存在,必需同时存在施力物体和受力物体； 独立性：一个力作用于某一物体上产生的成效,与这个物体是否同时受其他力无关； 矢量性：力是矢量；既有大小,又有方向； 2 重力 重力的作用点：重力的作用点在物体的重心上；重心是物体的等效作用点,可能在物体之内,也可 能在物体之外,不能认为重力只作用在重心上； 3弹力 形变：物体在力的作用下形状或体积发生转变,叫做形变；物体在形变后能够复原原状的形变 叫做弹性形变

2、； 在观看物体的微小形变时,使用了小量放大的物理思想； 弹力的产生条件： 相互接触 存在弹性形变 弹力的方向：弹力的方向总是与作用在物体上使物体发生形变的外力方向相反； 常见弹力的方向 方 接 类型 方向 图示 面与面 垂直于公共接触面指向受力物体 式 触 第 1 页,共 10 页点与面 过点垂直于面指向受力物体 点与点 垂直于公切面指向受力物体 轻绳 沿绳子指向绳收缩的方向 可沿杆的方向 轻杆 可不沿杆的方向 轻弹簧 沿弹簧形变的反方向 胡克定律 试验说明,弹簧发生形变时,在弹性限度内,弹力的大小 F 跟弹簧伸长（或缩短）的长度 x 成正比,即 F kx ；式中的 k 称为弹簧的劲度系数（或

3、倔强系数） ,单位是牛顿每米,符号 用 N/m 表示； 变形式 F k x ；其含义为：在弹簧的弹性限度以内,弹力大小的增量 F 与弹簧长度的增 量 x 成正比（由 F1 F2 k x1 x2 得 F k x ,其中 F 和 x 可正可负） 留意：弹簧弹力是弹簧两端对外界的作用力； 4摩擦力 滑动摩擦力 产生条件：相互接触的物体间有弹力；接触面粗糙；两物体间有相对运动 方向：与相对运动方向相反 大小： f FN , 为滑动摩擦因数 静摩擦力 产生条件：相互接触的物体间有弹力；接触面粗糙；两物体间有相对运动趋势 f fmax ； 方向：与相对运动趋势的方向相反 大小：静摩擦力 f 随沿相对运动趋

4、势方向的外力增大而增大,但有一个范畴 0f max 称作最大静摩擦力,最大静摩擦力一般比滑动摩擦力略大一点,但通常认为二者是相等 的； 关于摩擦力 的几点说明 留意不要把物体的相对运动趋势与运动趋势等同 ） 摩擦力不愿定是阻力 受静摩擦力的物体不愿定静止 （ 摩擦力不愿定与运动方向相留意不要把物体的相对运动方向与运动方向等同 ）； 反（ 基础训练 1 关于物体的重心,以下表达正确选项 A 重心就是物体的中心 B同一物体放置的位置不同,其重心在物体的位置也不同 C重心有可能在物体外部 D有规章形状的物体,其重心在物体的几何中心 第 2 页,共 10 页【答案】 C 2 如以下图, A , B 叠

5、放在水平地面上,就地面受到的压力是 A A 和 B 对地面的压力之和 C B 的重力 【答案】 B B只有 B 对地面的压力 D A 和 B 的重力 3 关于弹力的方向,以下说法正确选项 A 压力的方向总是垂直于接触面,并指向被压物 B支 持力的方向总是垂直于支持面,并指向被支持物 C绳对 物体拉力的方向总是沿着绳,并指向绳收缩的方向 D杆对物体的弹力总是沿着杆,并指向杆收缩的方向 【答案】 A BC 4 以下关于滑动摩擦力的说法中正确选项 A. 滑动摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反 B. 滑动摩擦力总是阻碍物体的运动 C. 滑动摩擦力的方向总是与物体的相对运动方向相反 D. 滑动摩擦力是

6、成对显现的,两个相互接触的物体在发生相对运动时,它们都要受到滑动摩擦力 的作用 【答案】 CD 5 关于静摩擦力,以下说法中正确选项 A 两个相对静止的物体之间确定有摩擦力的作用 B受静摩擦力作用的物体确定是运动的 C静摩擦力确定是阻力 D静摩擦力的大小是可以变化的,但有一个限度 【答案】 D 4.1 弹力,摩擦力判定 1 相互接触的物体是否存在弹力的判定方法 判定物体间是否存在挤压产生形变,这种方法适用于形变明显的情形,如弹簧； 假如物体间存在微小形变,不易判定,这时可用假设法进行判定,即假设接触的两物体没有弹 力,看它们是否符合题意（如静止） 2 轻绳,轻杆,轻弹簧的比较 ,假如符合,说明

7、不存在弹力,反之存在弹力； 形变方向 轻绳 轻杆 轻弹簧 拉伸 拉伸或压缩 拉伸或压缩 拉力或推力 弹力成效 弹拉力 沿绳 拉力或推力 力方向 形变形变不明显 不愿定沿杆 沿弹簧轴线 量大小 弹力有显著形变 可以突变 形变不明显 的瞬时性 可以突变 不能突变 相同点 质量不计 备注 轻杆中弹力的方向不愿定沿杆方向 轻杆只受两个力时,力沿杆伸长或压缩的方向 第 3 页,共 10 页3物体间是否存在静摩擦力的判定方法 相对运动趋势不如相对运动直观,具有很强的隐匿性,所以静摩擦力的判定比较困难,因此常用下 面的方法判定； 假设法 先假定没有静摩擦力（光滑时） ,看相对静止的物体间能否发生相对运动；如

8、发生相对运动,就 有静摩擦力,方向与相对运动方向相反；如不发生相对运动,就没有静摩擦力； 换句话说,静摩擦力的存在是为了使两物体相对静止；如没有它,两物体也能相对静止,就没 有静摩擦力； 反推法（依据运动状态分析） 从争论物体表现出的运动状态反推它必需具有的条件,分析组 成条件的相关因素中摩擦力所起 的作用,就简洁判定摩擦力了（在学习过后续牛顿运动定律 的内容后,我们能更好的懂得这种 方法）； 作用力与反作用力的关系法 依据“力是成对显现的” ,先确定受力较少的物体受到静摩擦力的方向,再确定另一物体受到的 静摩擦力的方向； 4摩擦力大小的运算 运算摩擦力的大小时,确定要先判定是静摩擦力仍是滑动

9、摩擦力； 假如是滑动摩擦力,用公式 f FN 运算；当物体受到多个滑动摩擦力时,要留意分清每个摩 擦力对应的 FN 大小； 假如是静摩擦力,需要结合物体的运动状态求解,假如物体平稳且受力在一条直线上,可用初 中学过的二力平稳条件求解； （假如物体受力不在一条直线上, 可利用下一讲的物体平稳条件求 解；假如物体不处于平稳态,需要学过后续章节的内容才能求解） 弹力和摩擦力都是被动力,都 可以接受假设法或依据运动状态 进行分析； 例题精讲 【例 1】 以下各图中,各接触面均光滑,各物体均保持静止,画出各图中球 A 受到的弹力方向 【答案】 第 4 页,共 10 页【例 2】 对于如以下图的两种情形,

10、如都在 A 处剪断细绳,在剪断瞬时,关于甲, 乙两球的受力情形,下面说法中正确选项 A 甲,乙两球都受重力和拉力 C甲球只受重力的作用 【答案】 DB甲,乙两球都只受重力作用 D乙球只受重力的作用 【例 3】 以下各图中力 F 分别作用在 a , b , c 上,各物体均保持静止,各接触面均粗糙,请分析 各物体所受的摩擦力情形 【答案】 a 不受到摩擦力, b 受到地面的摩擦力向左； a 受到 b 的摩擦力向左； b 受到 a 的摩擦力向右,受到地面的摩擦力向 a 受到 b 的摩擦力向左； b 受到 a 的摩擦力向右,受到 左 c 的摩擦力向左； c 受到 b 的摩擦力 向右,受到地面的摩擦力

11、向左； 【例 4】 a 不受摩擦力, b 受到 c 的摩擦力向左； c 受到 b 的摩擦力向右,受到地面的摩擦力向左； a 不受摩擦力, b 不受摩擦力, c 受到地面的摩擦力向左； 如以下图是皮带传动的装置示意图, O1 是主动轮, O2 是从 动轮；两轮水平放置；当 O1 顺时针匀速转动时,重 10N 的物 体同皮带一起运动；如物体与皮带间最大静摩擦力为 5N ,就 物体所受到的摩擦力的大小和图中皮带上 方向是 A 5N ,向下,向下 B 0,向下,向上 C 0,向上,向上 D 0,向下,向下 【答案】 D P ,Q 所受摩擦力的 某人推着自行车前进时,地面对前轮的摩擦力为 f1 ,对后轮

12、的摩擦力为 f2 ；该人骑着自行车前进时, 地面对前轮的摩擦力为 f3 ,对后轮的摩擦力为 f 4 ,以下说法中正确选项 A f1 与车前进方向相同 B f 2 与车前进方向相同 C f3 与车前进方向相同 D f4 与车前进方向相同 【答案】 D 如以下图,用水平力 F 将物体压在竖直墙壁上,保持静止状态,物体所受的摩擦力 的大小 A 随 F 的增大而增大 C等于物体重力的大小 B随 F 的减小而减小 D可能大于物体重力的大小 第 5 页,共 10 页【答案】 C 一根质量为 m ,长为 L 的均匀长方体木料放在水平桌面上,木料与桌面间的滑动摩 擦因数为 ,现用水平力 F 推木料,当木料经过

13、如以下图的位置时,桌面对它的摩 擦力的大小为 A 13mg 质量为 B 23mg C mg D 04N , F2 8N 的恒力处于静止状 【答案】 CM的木块, 置于水平面上, 物体受到水平方向 F1 【例 5】 态,如以下图,就 A 木块受到的静摩擦力方向水平向右 B 如去掉 F2 ,木块确定处于静止状态 C如去掉 F1 ,木块可能处于静止状态 D 如将 F2 增大到 15N ,木块可能运动起来 【答案】 A BCD 【例 6】 如以下图, 质量为 m 的木块在质量为 M 的长木板上滑动, 长木板与水平地面间的滑动摩擦 系数为 1 ,木块与木板间的滑动摩擦系数为 2 ,已知长木板处于静止状态

14、,那么此时长木板 受到的地面摩擦力为 A 2 mg mg B 1Mg1 M C2mg 1 Mg 【答案】 D 【例 7】 A 如以下图, 位于水平桌面上的物块 P ,由跨过定滑轮的轻绳与物块 Q 相连, 从滑轮到 P 和 Q 的两段绳都是水平的； 已知 Q 与 P 之间以及 P 与桌面之间 的滑动摩擦因数都是 ,两物块的质量都是 m ,滑轮的质量, 滑轮轴上的摩擦都不计； 如用一水平向右的力 F 拉 P 使它做 匀速直线运动,就 F 的大小为 A 4 mg B 3 mg C 2 mg D mg 【答案】 A 直通高考 【例 8】 如以下图,物体 a , b 和 c 叠放在水平桌面上,水平力 F

15、b 5N , Fc 10N 分别作用于物体 b , c 上, a , b 和 c 仍保持静止；以 擦力的大小,就 A f1 5N , f2 0 , f3 5N 0B f 1 5N , f2 5N , f3 0 , f2 5N , f3 5N C f 1 0 , f2 10N , f 3 5N D f1 【答案】 Cf1 , f 2 , f3 分别表示 a 与 b , b 与 c , c 与桌面间的静摩 第 6 页,共 10 页物体的受力分析方法 1 受力分析的一般次序 明确争论对象 在进行受力分析时,争论对象可以是某一个物体,也可以是如干个物体组成的体系； 找出全部接触点 按次序找力 先重力,

16、再接触力；接触力中,先弹力后摩擦 力； 分析力时,只分析性质力,不分析成效力（如动力,阻 力等） 检查受力情形 在分析各力的过程中,要找到每个力的施力物体,没有施力物体的力是不存在的； （防止多力） 看受力与运动状态是否相符（防止“漏力” 措施） 正确画 出受力图 ,按正确次序进行受力分析,是防止“漏力”的有效 不同对象的受力图要分别画出；假如不考虑转动成效,可以将各力的作用点平移至物体的重心 上； 留意：在难以确定某些力是否存在时,可以依据运动状态进行反推； 2受力分析的一般方法整体法和隔离法 概念 整体法 隔离法 以几个物体构成的整个系统为争论对象 以系统内的每个部分分别为争论对象 只争论

17、系统外的物体对系统整体的作用力 争论系统内各物体之间的相互作用力 选用原就 留意问题 受力分析时不要再考虑系统内各物体之间 一般隔离受力较少的物体 的相互作用 隔离法和整体法常常需要交叉使 用,从而优化解题方法； 例题精讲 【例 9】 以下各图中接触面均粗糙,物体 A 均静止,对 A 进行受力分析 【答案】 第 7 页,共 10 页【例 10】 如以下图,物体 A, B 均静止,对 A, B 进行受力分析 【答案】 如以下图,两个等大,反向的水平力 F 分别作用在物体 A 和 B 上, A, B 两物体均处于静止状态；如 各接触面与水平地面平行,就 A,B 两物体各受几个力 A 3 个, 4

18、个 B 4 个, 4 个 C 4 个, 5 个 D 4 个, 6 个 【答案】 C 弹簧弹力运算问题 涉及弹簧弹力的运算问题是一类比较复杂的问题,可能涉及多个物体或弹簧；解决这类问题的关 键是： 正确选择争论对象； 一般选择与弹簧相连的物体为争论对象, 不要选择弹簧本身为争论对象； 假如涉及多个物体,可以灵敏选择整体为争论对象； 搞清各弹簧形变量,弹簧原长间的几何关系, 弹簧弹力只与形变量有关； 第 8 页,共 10 页例题精讲 如以下图,一根弹簧其自由端 B 在未悬挂重物时指针正对刻度 5 ,在弹性限度内,当挂上 80N 重物时指针正对刻度 45 ,如要指针正对刻度 20 应挂重物为 A 4

19、0N B 30N C 20N D 不知弹簧劲度系数 k 的值,无法运算 【答案】 B 2关于“弹簧弹力是弹簧两端对外界的作用力”暑假强调过,假如老师需要再讲一下的话,可以用下 面这道题； 在弹簧弹性限度内,用轻弹簧将质量为 m 的小物体吊起来,当物体静止时,轻 弹簧伸长 L ；现在该弹簧两端通过定滑轮各系上质量为 m 的小物体, 如以下图； 3此时弹簧的伸长量为 A 0 B L C 2 L D L3 3【答案】 D 【例 11】 如以下图,弹簧秤一端固定在墙壁上,另一端与小木块 A 相连,当用力加速抽出木板 B 的 过程中,观看到弹簧秤的示数为 ,如匀速抽出木板 B ,弹簧秤的示数大小 A 确

20、定大于 B确定小于 C确定等于 D确定为零 【答案】 C 【例 12】 如以下图, 在一粗糙水平面上有两个质量分别为 m1 和 m2 的木块 1 和 2 ,中间用一原长 L , 劲度系数为 k 的轻弹簧连结起来,木块与地面间的滑动摩擦因数为 为 ；现用一水平力向右拉 木块 2 ,当两木块一起匀速运动时两木块之间的距离是 A Lk m1g B Lk m1 m2 g C Lk m2 g D Lm1m2 gk m1 m2 【答案】 A 【例 13】 弹簧 S1 , S2 的劲度系数分别为 k1 , k 2 , k1 k 2 ；物块 a , b 的质量分别为 ma , mb , ma mb ,将弹簧与物块按图所示的方式悬挂起来,现要求两根弹簧的总长 度最短,就 A S1 在上, a 在上 B S1 在上, b 在上 C S2 在上, a 在上 D S2 在上, b 在上 【答案】 A 【例 14】 如以下图, 物块的质量为 M,与甲, 乙两弹簧相连接, 乙弹簧下端与地面连接, 甲,乙两弹簧质量不计,其劲度系数分别为 k1 , k2 ；开头甲弹簧处于自由长度, 现用手将甲弹簧的 A 端缓慢上提, 使乙弹簧产生的弹力大小变为原先的 2,求 A 端 3上移的距离； 【解析】 当弹簧乙仍处于压缩状态时,有 第 9 页,共 10 页对乙