【人教版】物理必修一：第3章(第4课时)《物体的受力分析》课件

第三章相互作用第四课时物体的受力分析探究一物体的受力分析1．受力分析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．2．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；(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；(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．3．受力分析的步骤(1)确定研究对象．所谓研究对象是指需要具体分析其受哪几个力作用的物体或结点，可以是一个物体，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，从物体所处的环境和与其他物体的联系出发，按重力、弹力、摩擦力以及其他外力的顺序依次分析．(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地表示出来．特别提醒：要养成按步骤分析的习惯．1．先画重力：作用点画在物体的重心．2．其次画接触力(弹力和摩擦力)：绕研究对象逆时针(或顺时针)观察一周，看研究对象跟其他物体有几个接触点(面)，某个接触点(面)若有挤压，则有弹力，若还有相对运动或趋势．则可能有摩擦力，分析完这个接触点(面)后再依次分析其他接触点(面)．分析下图中小球的受力情况(斜面光滑)．解析：研究对象是小球，小球受竖直向下的重力G；球与光滑斜面接触，如果假设没有斜面，则小球就不可能在原位置静止，可见小球受到斜面给它的垂直斜面向上的弹力；绳子拉小球，小球还受到绳子的拉力，沿绳子指向绳子收缩的方向．小球的受力如下图所示．答案：见解析图名师点睛：支持力的方向总与接触面垂直，绳子拉力的方向一定沿绳子指向绳子收缩的方向，物体相互接触时，不一定有弹力．变式训练1．如图所示，轻质弹簧上端固定，下端悬挂一个重球，在重球下放着一光滑斜面，球与斜面接触且处于静止状态，弹簧保持竖直，则重球受到的力是(A)A．重力和弹簧的拉力B．重力、弹簧的拉力和斜面的支持力C．重力、斜面的弹力和斜面的静摩擦力D．重力、弹簧的拉力、斜面的支持力和下滑力探究二隔离法和整体法1．整体法：把相互连接的几个物体看成一个整体，分析整体外的物体对整体中各个物体的作用力(外力)，称为整体法，一般用来研究不涉及整体内部某物体的力和运动．2．隔离法：将所确定的研究对象从周围物体中隔离出来单独分析该物体所受到的各个力的方法，一般用来研究系统内物体之间的作用及运动情况．如图所示，A、B、C三个木块叠放在水平桌面上，对B木块施加一水平向右的恒力F，3个木块共同向右匀速运动，已知木块的重力都是G，请分别画出3个木块的受力示意图．解析：先从受力情况最简单的A木块开始分析，A受力平衡，竖直方向受向下的重力G、B对A向上的支持力FN1＝G，水平方向不受力，如图甲所示．然后依次向下分析，B木块也受力平衡，竖直方向受3个力作用：重力G、A对B的压力FN1′＝G，C对B的支持力FN2＝2G；水平方向受两个力：向右的恒力F和C对B的摩擦力FCB＝F，如图乙所示．C木块同样受力平衡，竖直方向受3个力作用：重力G、B对C的压力FN2′＝2G、桌面对C的支持力FN3＝3G；水平方向受两个力：水平向右B对C的静摩擦力FBC＝F、桌面对C的向左的滑动摩擦力F桌C＝F，如图丙所示．答案：见解析名师点睛：在分析系统内部各物体间相互作用的内力时，必须用隔离法．若不涉及系统内部物体间的作用力时，选整体为研究对象较为方便．变式训练2．如右图所示，质量m＝4kg的物体，置于一粗糙的斜面上，用一平行于斜面体的大小为30N的力F推物体，物体沿斜面向上匀速运动，斜面体质量M＝10kg，且始终静止，θ＝37°，取g＝10m/s2，试画出：(1)M与m的受力分析图．(2)M与m的整体受力图．解析：(1)先用隔离法对m作受力分析：沿斜面向上的推力F、垂直斜面向上的支持力F3、竖直向下的重力mg、沿斜面向下的滑动摩擦力F4，受力图如图甲所示．再对斜面体M作受力分析：重力Mg、支持力F5、m对M的压力F3′和摩擦力F4′以及地面施加向左的静摩擦力F6，受力图如图乙所示．(2)整体法：m、M两个物体均处于平衡状态，将二者作为一个整体来研究，受力如图丙所示．答案：见解析