高中物理必修一受力分析总结

物体受力分析一：受力分析的重要性正确的对物体进行受力分析，是解决力学问题的前提和关键之一，因此对物体进行受力分析时，一定要注意准确。要做到这一点就要对受力分析的有关知识、力的判据、受力分析步骤以及受力分析时的注意事项有一定的理解。二：受力分析的基本知识和方法1、力的图示是用一根带箭头的线段直观地表示一个力，线段的长度表示力的大小，箭头的指向表示力的方向，箭头或箭尾通常用来表示力的作用点，一般将物体所受各力都看作是作用在物体上的共点力。2、在画图分析物体受力情况时，有时并不需要精确画出力的大小，只要把力的方向画正确，并大概画出力的大小即可，这样的力图称为力的示意图。例题1用一轻绳将小球P系于光滑墙壁上的O点,在墙壁和球P之间夹有一矩形物块Q,如图所示,在P、Q均处于静止状态的情况下,下列相关说法正确的是物块Q受3个力小球P受4个力若O点下移,Q受到的静摩擦力将增大若O点上移,绳子的拉力将变小答案BD解析本题考查受力分析知识,意在考查学生对平衡状态下的物体进行受力分析的能力。对P和Q受力分析可知,P受重力、绳子拉力、Q对P的弹力、Q对P的摩擦力,Q受重力、墙壁的弹力、P对Q的弹力、P对Q的摩擦力,因此选项A错误,B正确;分析Q的受力可知,若O点下移,Q处于静止状态,受到的静摩擦力等于重力不变,选项C错误;对P受力分析可知若O点上移,绳子的拉力将变小,选项D正确;所以答案选BD。分析：1、确定研究对象，即据题意弄清我们需要对哪个物体进行受力分析。2、采用隔离法分析其他物体对研究对象的作用力。3、按照先重力，然后环绕物体一周找出跟研究对象接触的物体，并逐个分析这些物体对研究对象的弹力和摩擦力，最后分析其他场力（如电场力，磁场力等）。4、画物体受力图，没有特殊要求，则画示意图即可。总结注意受力分析的方法1、研究表明物体（对象）会受到力的作用（通常同时会受到多个力的作用）。2、受力分析就是要我们准确地分析出物体（对象）所受的力，并且能用力的示意图（受力图）表示出来。3、隔离法：在分析被研究对象的受力情况时，要把它从周围物体中隔离出来，分析周围有哪些物体对它施加力的作用，各力什么性质的力，力的大小，方向怎样，并将它们一一画在受力图上，这种分析的方法叫隔离法。4、内力与外力：内力是指对象内部物体间的相互作用力；外力是指对象以外的物体给所研究对象施加的力。5、整体法：取多个物体作为对象，分析此对象所受到的力。（注：在整体法中只分析外力不要分析内力）二、整体法的受力分析例题2如图1示，质量分别为m1、m2的两个物体通过轻弹簧连接，在力F作用下一起沿水平方向做匀速直线运动(m1在地面，m2在空中)，力F与水平方向成θ角．则m1所受支持力N和摩擦力f正确的是()A．N＝m1g＋m2g－FsinθB．N＝m1g＋m2g－FcosθC．f＝FcosθD．f＝FsinθAC易错项:B解析:问题求解：题设已知两物体作匀速直线运动，物体处于平衡状态，应用整体法分析，对两物体和弹簧组成的系统：竖直方向：；水平方向：，解得：，，故A、C项正确。综上所述，本题正确选项为AC。易错项辨析：本题易错项为B。考生可能对于物体的受力分析有误，本题采用整体法分析比较简单三、整体法与隔离体法的综合分析例题3如图所示，倾角为θ的斜面体C置于水平地面上，小物体B置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与物体A相连接，连接B的一段细绳与斜面平行，已知A、B、C都处于静止状态，则（）A.B受C的摩擦力一定不为零B.C受地面的摩擦力一定为零C.C有沿地面向右滑的趋势，一定受到地面向左的摩擦力D.将细绳剪断而B依然静止在斜面上，此时地面对C的摩擦力水平向左答案详解此题答案为：C。图1解：设A、B、C的重力分别为GA、GB、GC；A、若GA=GBsinθ，B相对于C没有运动趋势，不受到C的摩擦力，故A错误；BC、以B、C整体为研究对象，分析受力如图，根据平衡条件得：地面对C的摩擦力f=Fcosθ=GAcosθ，方向水平向左，说明C有沿地面向右滑动的趋势，则受到向左的摩擦力，故B错误，C正确；D、将细绳剪断，若B依然静止在斜面上，则以B、C整体为研究对象得到，f=0，即水平面对C的摩擦力为零，故D错误。故选C。解题的关键是灵活运用整体和隔离法；【解题方法提示】先对B进行受力分析，判断B与C之间的摩擦力的情况；再根据整体法，对BC整体进行受力分析，可得斜面体与地面之间的摩擦力的情况。四、变力受力分析例题4如图所示，轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆、上的、两点，悬挂衣服的衣架挂钩是光滑的，挂于绳上处于静止状态。如果只人为改变一个条件，当衣架静止时，下列说法正确的是（）。A:绳的右端上移到，绳子拉力不变B:将杆向右移一些，绳子拉力变大C:绳的两端高度差越小，绳子拉力越小D:若换挂质量更大的衣服，则衣架悬挂点右移答案详解AB解析:受力分析如下图所示：A项，绳的右端上移到，左端绳子与竖直方向夹角不变，由于衣服及挂钩的重力不变，又，则，所以绳子拉力不变，故A项正确。B项，将杆向右移一些，则绳子与竖直方向夹角增大，由A项知，所以绳子拉力增大，故B项正确。C项，绳的两端高度差无论如何变化，绳子与竖直方向的夹角都不变，由知，绳子拉力始终不变，故C项错误。D项，若换挂质量更大的衣服，只是衣服的重力增大，绳子与竖直方向的夹角不变，则衣架悬挂点不变，故D项错误。综上所述，本题正确答案为AB。四：判断受力与否的三个常用判据1、条件判据。不同性质的力的产生条件是不同的，在判断物体是否受到某种性质的力时，最基本的判断是依据这种力的产生进行的，也就是说：这种力的产生条件如得到满足，则物体必受这种力的作用，否则，物体就不会受这种力的作用；（同学们要熟悉重力，弹力，摩擦力，后还要掌握电场力，洛仑兹力，安培力的条件及大小、方向的确定）2、效果判据。有时候有的力的产生条件是否被满足是很难判断的，比如，静摩擦力产生条件中的所谓相对运动趋势就很微妙，在具体的问题中有时就很难说清物体间到底有没有相对运动趋势，到底有什么样的相对运动趋势。这种情况下往往需要根据力的作用效果（力能使受力物体形状发生变化；力能使受力物体的运动状态发生变化）来判断物体是否受到某个力的作用。3、特征判据。在有些受力情况较为复杂的情况下，如根据力的产生条件和力的作用效果都很难判断物体的受力情况时，我们还可以根据力的基本特征（力的作用总是相互的），从研究对象是否施出某种力来间接地判断物体是否受到某种力的作用。例题527．如图所示，轻绳一端系在质量为m的物体A上，另一端系在一个套在粗糙竖直杆MN的圆环上．现用水平力F拉住绳子上一点O，使物体A从图中实线位置缓慢下降到虚线位置，但圆环仍保持在原来的位置不动．则在这一过程中，环对杆的摩擦力F1和环对杆的压力F2的变化情况是()A．F1保持不变，F2逐渐增大B．F1逐渐增大，F2保持不变C．F1逐渐减小，F2保持不变D．F1保持不变，F2逐渐减小解析:问题求解：设圆环B的质量为。以整体为研究对象，分析受力，如图1，根据平衡条件得，。所以杆对圆环的摩擦力大小保持不变，由牛顿第三定律分析圆环对杆摩擦力也保持不变。再以结点为研究对象，分析受力，如图2。根据平衡条件得到，，当O点由虚线位置缓慢地移到实线所示的位置时，减小，则减小，而，则减小，故B项正确。综上所述，本题正确答案为B。六：受力分析时应注意以下几点1、每分析出一个力，应找出该力的的施力物体和该力对物体产生的效果，否则，该力的存在就值得考虑。2、只分析研究对象所受的力，不分析研究对象给其他物体的反作用力，即要明确任务。3、不要把物体的受力分析和力的合成与分解相混淆，合力是物体实际所受各力的等效力，分力是从一个力的作用效果等效出来。合力、分力都不是物体受到的真实力，因此在分析受力时，不要画出合力、分力的图示,即要保持其原滋原味。4、只分析根据力的性质命名的力（如重力、弹力、摩擦力），不分析根据效果命名的力（如下滑力等）。5、物体受力情况与运动情况必须相符。所以分析完物体受力时，可以通过分析受力情况与运动情况是否相符，来粗略地判断此分析是否正确。6、为使问题简化，常要忽略某些次要的力，如物体运动速度不大时的空气阻力及水的阻力，轻杆、轻绳、轻滑轮等轻质物体的重力可以不考虑等等。7、当解决问题先后要对几个物体进行受力析时，通常会先分析受力个数较少的物体的受力。8、要灵活运用整体法和隔离法。9、在高中阶段物体受到的多个力的作用点可以平移到同一点上，一般为重心处。例题6变力问题受力分析24.有一个直角支架AOB，AO水平放置，表面粗糙，OB竖直向下，表面光滑．AO上套有小环P，OB上套有小环Q，两环质量均为m，两环间由一根质量可忽略、不可伸展的细绳相连，并在某一位置平衡，如图6所示，现将P环向左移一小段距离，两环再次达到平衡，那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较，AO杆与P环的支持力FN和细绳上的拉力F的变化情况是()A．FN不变，F变大B．FN不变，F变小C．FN变大，F变大D．FN变大，F变小【答案】分析：分别以两环组成的整体和Q环为研究对象，分析受力情况，根据平衡条件研究AO杆对P环的支持力N和细绳上的拉力T的变化情况．解答：解：以两环组成的整体，分析受力情况如图1所示．根据平衡条件得，N=2mg保持不变．再以Q环为研究对象，分析受力情况如图2所示．设细绳与OB杆间夹角为α，由平衡条件得，细绳的拉力T=，P环向左移一小段距离时，α减小，cosα变大，T变小．故选B点评：本题涉及两个物体的平衡问题，灵活选择研究对象是关键．当几个物体都处于静止状态时，可以把它们看成整体进行研究．为了防止出现多力或漏力现象，分析物体受力情况通常按如下步骤进行：（1）先分析物体受重力。（2）其研究对象与周围物体有接触，则分析弹力或摩擦力，依次对每个接触面（点）分析，若有挤压则有弹力，若还有相对运动或相对运动趋势，则有摩擦力。（3）其它外力，如是否有牵引力、电场力、磁场力等。图6