受力分析习题课

受力分析习题课要点扫描一．受力分析的意义在力学中，决定物体运动状态变化与否的唯一因素是物体的受力情况，对物体进行受力分析是解决力学问题的基础，是研究力学问题的重要方法，是学好物理学的第一步。受力分析指的是把指定的物体（研究对象）在特定的物理环境中所受到的所有力找出来，并画出受力示意图。二．受力分析的判断依据1．条件判断：根据力的产生条件是否满足来判断物体是否受到某个力的作用；比如：两物体若未直接接触，则不存在弹力和摩擦力；两个物体直接接触，但没有相互挤压，则不存在弹力，也不存在摩擦力；两个物体接触面光滑，则一定不存在摩擦力等等2．效果判断：根据力的作用效果是否得以体现来判断物体是否受到某个力的作用；物体处于怎样的运动状态是由受力情况决定的,受力情况和运动状态总是一致的.比如：处于平衡状态（静止或匀速运动）的物体,其合外力为零等等。3．相互作用判断：利用力的作用的相互性，即施力物体同时也是受力物体，从一个物体是否受到某个力的作用来判断另一个物体是否受到相应的力的作用。三．受力分析的步骤1．确定研究对象选取研究对象的原则是要使对物体的研究尽量简单，研究对象可以是一个物体，也可以是物体的一个部分，也可以是几个物体组成的系统。这要根据研究问题的需要来确定。2．具体分析研究对象的受力情况分析物体的受力时，一般要依据力的概念，物体所处的环境与其它物体的联系，现阶段我们就按重力、弹力、摩擦力以及其它外力的顺序依次分析。a.先画出物体的重力，b.再找出物体与外界的接触面（点），c.由接触面（点）找出弹力，d.在有弹力的接触面上再找摩擦力。制定这一步骤的原因：因为物体受重力是一定，不会随环境改变的，且它的方向、作用点是确定的，所以它先画出来。弹力和摩擦力都出现在接触面（点）所以必须先找出接触面来，再考虑接触面上是否有挤压，如果有那么它一定有弹力。只有有弹力的接触面才可能有摩擦力，一个接触面上最多只可能有一个摩擦力。所以在有弹力的接触面上看是否有相对运动或相对运动趋势来判断是否有摩擦力。3．画出研究对象的受力示意图受力分析的结果一般都通过画出物体的受力示意图直观的表示出来。四．受力分析的注意事项1．对研究对象的受力分析，是指周围物体作用于研究对象的力，而不是指研究对象作用于周围物体的力。要强调受力分析的“受”字，不要把研究对象施加给其它物体的作用力与研究对象受到的力混淆起来。用整体法进行受力分析时，系统以外的物体对系统内物体的作用力都认为是系统受到的力，系统内物体之间的作用力（内力）不需要画出来。2．逐个地、完整地分析相关物体对研究对象的力的作用是防止“多力”或“少力”的有效措施，确认每个力的施力物体也是防止“多力”的措施之一。如指不出施力者，意味着这个力不存在．例如竖直上抛的物体并不受向上的推力，而刹车后靠惯性滑行的汽车也不受向前的“冲力”。不能总认为物体在运动方向上一定受到力的作用。3．结合物体的运动状态和利用力的作用的相互性也是确保受力分析正确的有效措施。4．受力分析中的“假设法”会常常用到。在未知某个力是否存在时，可以先对其作出存在或不存在的假设，然后根据物体的运动状态和其它受力情况，用反证法来判断该力是否存在，在分析弹力、摩擦力时经常使用。5．在受力分析的过程中，要重视物体所处的状态，注意题目给出的物理条件（光滑——不计摩擦；轻物——重力不计；运动时空气阻力忽略等等）。五．几点说明：(1)力的示意图要能大致反应各力的大小关系，并标好相应的字母。（2）为了使问题简化，将物体简化，将所有力的作用点可沿作用线移动，都画在物体的重心上.（对杆进行受力分析时例外）（3）只分析研究对象所受的力，不分析研究对象对其它物体所施加的力.（4）只分析根据性质命名的力（重力、弹力、摩擦力），不分析按效果命名的力（如下滑力、动力、阻力）．（5）不要把作用在其它物体上的力错误的认为通过“力的传递”作用在研究对象上。六．受力分析的口诀认准对象找重力，遇到多物要隔离，绕物一周找弹力，合力分力不重复，判断有无摩擦力，正确画出三要素，施力不画画受力，多漏错假要分清。典例剖析例1、分析图3-3-26中光滑小球的受力。图3-3-26解析：对甲图受力分析时，根据受力分析的步骤，首先分析重力，然后物体有两个接触点，分析弹力，绳子的弹力沿绳子向上，斜面的支持力垂直于斜面斜向上。对乙图受力分析，重点时对斜面对物体弹力的分析，可以采用假设法，假设存在弹力则弹力垂直于斜面斜向上，这一弹力将使物体向左运动，破坏了物体的平衡状态，所以假设错误。答案：如图3-3-27所示。图3-3-27变式题1如图3-3-28所示，在水平桌面上放置一物体A，此时弹簧秤有读数，则A受到力的作用的个数可能是（）A.一个B.二个C.三个D.四个解析：先确定研究对象A，按受力分析的顺序，首先分析A受到的重力，然后分析弹力，由题意知，弹簧秤有读数，但不知其大小，若其读数恰为A的重力，则A受到重力的弹簧秤的拉力两个力作用；若弹簧秤读数小于A的重力，则地面对物体A还有支持力作用，此时物体A受到重力、弹簧秤的拉力和地面的支持力三个力的作用。答案：BC例2、如图3-3-29所示，各物体均处于静止状态，图1中滑轮光滑，接触面粗糙；图2中两板、两物体分别相同，接触面粗糙，试画出A物体的受力图。解析：图1中，先分析研究对象A受的重力，再看A和绳子与地面接触，分析弹力，与地面的弹力是平面和平面接触，弹力垂直于接触面，指向A物体，绳子的甲乙NGTTGGfFNFABFFBA图3-3-29图2图1图3-3-30图3-3-28拉力沿绳子而指向绳子收缩的方向，最后分析摩擦力，因为受绳子斜向上的拉力，物体A有向右运动的趋势，故受到向左的静摩擦力的作用。受力分析如图3-3-30所示。图2中，先分析研究对象A所受的重力，再看A和板子与B接触分析弹力，A所受的两个压力都是垂直接触面而指向A，最后分析摩擦力，与两个物体接触，有可能受两个摩擦，用假设法，假设A受B的向上的摩擦力，则由力的作用的相互性，B也应该受到A的摩擦力，方向向下，因为B和A物体是处于相同的位置上，如果A受向上的摩擦，B也应受向上的摩擦，二者矛盾。故A不受摩擦力的作用。受力分析如图3-3-31所示。答案：如图3-3-30、3-3-31所示。点评：在这个例题中，要注意以下三个问题：①在受力分析时，可以把物体看成了质点，所以把作用点在接触面上的支持力、压力、摩擦力都画在物体的重心上了。②图2中实际上涉及到研究对象的选择，能使用整体法的，可以考虑使用整体法。A、B两个物体看成整体，受到两个重力和板子施加的两个摩擦，有2mg＝2f，即mg＝f，这样A就不能受B的摩擦力了，否则A受到的二力就不平衡了。③图2中的问题可以拓展，两个板夹着三块、四块……又将如何分析呢？变式题2如图3-3-32所示，斜面小车M静止在光滑水平面上，一边紧贴墙壁。若再在上面加一物体m，且M、m相对静止，试分析小车受哪几个力的作用？解析：对M和m整体分析，它们必受到重力和地面支持力，由于小车静止，由平衡条件知墙面对小车必无作用力。以小车为研究对象，如图3-3-33所示，它受四个力：重力Mg，地面的支持力1N，m对它的压力N2和静摩擦力f，由于m静止，可知f和2N的合力必竖直向下。答案：小车受四个力作用：重力Mg，地面的支持力1N，m对它的压力N2和静摩擦力f。例3、如图3-3-34所示，分析下面两种情景下电梯上的人的受力情况。（1）随电梯匀速上升（2）刚踏上电梯的瞬间解析：（1）、由于电梯做匀速运动，所以站在电梯上的人所电梯一起做匀速运动，受力平衡。则人受到重力、电梯对人的支持力，人与电梯之间没有相对运动，所以没有摩擦力。受力分析如图3-3-35甲所示。（2）、刚踏上电梯时，人的速度等于零，人与电梯间有相对运动的趋势，产生了向前的摩擦力作用，所以人受到重力、支持力、摩擦力。受力分析如图3-3-35乙所示。答案：如图3-3-35所示。变式题3如图3-3-36所示，三个木块A、B、C，其中B与C放在A上，木块C受到恒力F作用，而使三木块一起在水平面上做匀速运动，则木块A受到力的个数是个。GFN1fFN2图3-3-31v图3-3-34图3-3-35乙甲BCAF图3-3-36Mθ图3-3-32NN12fMgθ图3-3-33解析：先确定以A为研究对象，再根据各力的概念和物体处于平衡状态，全面分析物体的受力情况，首先分析木块A受到的重力，然后分析木块A受到的弹力，有三个弹力：木块B、C对A的压力和地面对A的支持力，最后分析木块A受到的摩擦力：木块C对A有向右的摩擦力，地面对A有向左的摩擦力。假设木块B和A之间有摩擦力，B就不能在水平面上做匀速运动，所以木块B和A之间无摩擦力。答案：6个小结：分析物体受力情况时，首先应明确研究对象A，然后按重力、弹力、摩擦力的顺序逐个进行分析，每分析一个力都要依据力产生的条件进行判定，对于弹力和摩擦力还要根据物体的运动状态进行分析。能力测试1、在分析物体受力时，下面的说法正确的是A向上抛出后的物体受到向上的作用力B两物体相互挤压时，其弹力沿接触面垂直的方向指向施力物体C轻绳的拉力方向指向绳子收缩的方向D放在斜面上静止的物体受到重力、支持力、下滑力和摩擦力作用。解析：在对物体进行受力分析时，要分析力的施力物体和受力物体，这样才能保证即不漏掉力也不会增加力。物体上抛后向上的作用力没有施力物体，所以选项A错误；两物体相互挤压时，其弹力沿接触面垂直的方向指向受力物体；斜面上物体没有受到下滑力作用，所以D错误。答案：C2、如图3-3-37所示，一架梯子静止斜靠在光滑的竖直墙上，下端放在水平粗糙的地面上，关于梯子受力情况的判断，正确的是A、梯子受到两个竖直的力，一个水平的力B、梯子受到一个竖直的力，两个水平的力图3-3-37C、梯子受到两个竖直的力，两个水平的力D、梯子受到三个竖直的力，两个水平的力解析：梯子在竖直方向受到重力和地面的支持力作用；在水平方向受到墙壁的弹力和地面施加的水平向右的摩擦力作用，共四个力作用。答案：C3、．图3-3-38中所示的对A物体的四幅受力图中，正确的有()图3-3-38解析：A图中球不受N′作用，否则球不可能静止；C中物体匀速下滑，肯定受沿斜面向上的摩擦力作用；D中A物体既然匀速运动，在水平方向就没有摩擦力作用。答案：B4、某人用一个水平力Ｆ，推一个很重的桌子，结果推不动，那么在推的过程中桌子受到那几个力的作用？解析：桌子未被推动，表明桌子受到地面的静摩擦力的作用，另外还受到重力、地fGNF面对桌子的支持力答案：重力、支持力、摩擦力、推力5、用两个手指竖直捏住一支铅笔，这支铅笔受到哪些力的作用？答案：重力、受对铅笔的压力、竖直向上的摩擦力6、教室里的磁性黑板上吸着一个磁性电路元件，如图3-3-39所示，它受到哪些力的作用？试画处它的受力示意图。答案：重力G、磁力F、图3-3-39支持力N、摩擦力F,如图3-3-40所示。图3-3-407、如图3-3-41所示，物体A沿粗糙的竖直墙壁向上运动时，物体与墙之间的摩擦力是多少？解析：物体A沿粗糙墙壁向上运动时，A与墙壁间有接触无挤压，所以A与竖直墙壁间无摩擦力作用，即0F。图3-3-41答案：0F8、试分析如图3-3-42几种情况物体的受力情况．图3-3-42答案：第8题图9．对图3-3-43中的物体作受力分析4.被夹持的物体3.悬挂起来的物体2.在斜面上的物体1.在水平面上的物体FABC空中飞行的足球匀速行驶的汽车VV图3-3-43答案::10、如图3-3-44中，在力F的作用下，A、B都静止，试确定A、B所受的作用力．图3-3-44解析：按照“一重二主三接触”的顺序去分析（a）中的受力。对A分析：受到重力，B对它向上的弹力，而没有摩擦力，若有，则A水平方向不能平衡（状态法）．对B分析：B受竖直向下的重力，受水平向右的拉力F的作用，在B与A的接触面上只受到A对B垂直于接触面向下的弹力，B对A没有摩擦力的作用，B对地有挤压作用，则地面对B有垂直地面向上的弹力N地B。最后分析B与地面间的摩擦力（两看法）：B在水平方向已经受