2019-2020新教材高中物理 习题课二 物体的受力分析课件 新人教版必修1

习题课二物体的受力分析一弹力、摩擦力有无及方向的判断1.弹力有无及方向的判断:(1)弹力有无的判断“三法”:①条件法:根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹力。此方法多用来判断形变较明显的情况。②假设法:对形变不明显的情况,可假设两个物体间弹力不存在,看物体能否保持原有的状态,若运动状态不变,则此处不存在弹力;若运动状态改变,则此处一定有弹力。③状态法:根据物体的运动状态,目前可以利用二力平衡判断弹力是否存在。(2)弹力方向的确定:2.摩擦力有无及方向的判断:(1)摩擦力有无的判断。①根据产生条件判断产生静摩擦力的三个条件:a.接触面粗糙;b.两物体间有相对运动的趋势或相对运动;c.两物体接触面上有压力是否同时满足。有一个条件不满足,就没有静摩擦力。②根据运动状态判断由物体运动状态,结合物体受其他外力的情况来进行判断。(2)摩擦力方向的判断。①假设法判定摩擦力方向的依据是“摩擦力的方向总是跟接触面相切,并且跟相对运动趋势的方向相反或相对运动方向相反”。常用的步骤为:a.选定研究对象;b.选跟研究对象接触的物体为参考系;c.假设接触面光滑,找出研究对象相对参考系的相对运动趋势方向或相对运动方向;d.摩擦力方向与相对运动趋势方向相反或相对运动方向相反。②状态法摩擦力是阻碍物体间相对运动趋势或相对运动的力,是被动力。它的大小要根据物体的运动情况,利用平衡条件(目前暂且)求解,方向跟物体间相对运动趋势的方向相反或相对运动方向相反。【典例示范】(多选)如图所示,有三个相同的物体叠放在一起,置于粗糙的水平地面上,现用水平力F作用在B上,三个物体仍然静止,下列说法中正确的是()A.B对A有摩擦力作用B.B受到A、C的摩擦力作用C.B只受到C的摩擦力作用D.地面对C有摩擦力作用,大小等于F【解析】选C、D。假设B对A有摩擦力作用,则A受力不能平衡,与题给条件不符,所以B对A无摩擦力作用,故选项A错误;根据力的相互性可知,A对B也无摩擦力作用,故选项B错误;假设C对B无摩擦力作用,则B在水平方向上只受力F作用,不可能保持静止,与题给条件不符,故B受到C的摩擦力作用。由于A、B、C是保持静止的,那么地面给C的摩擦力大小为F,方向向左,故选项C、D正确。【素养训练】1.图中各物体均处于静止状态。图中画出了小球A所受弹力的情况,其中正确的是世纪金榜导学号()【解析】选C。选项A中杆对小球的力应竖直向上,选项B中FN2应为零,该绳没有发生形变,选项D中大半圆对小球的支持力FN2应是沿过小球与圆接触点的半径,且指向圆心,本题只有选项C正确。2.如图所示,汽车B在水平路面上以相对于地面的速度v1向右运动,车上的货物A以相对于地面的速度v2向右运动。下列判断正确的是()世纪金榜导学号A.若v1v2,货物A受到了汽车B所施加的向右的滑动摩擦力B.若v1v2,汽车B受到了货物A所施加的向右的滑动摩擦力C.若v1v2,货物A受到了汽车B所施加的向左的滑动摩擦力D.若v1v2,汽车B受到了货物A所施加的向右的滑动摩擦力【解析】选B。若v1v2时,货物A相对汽车B向右滑动,货物A受到汽车B所施加的向左的滑动摩擦力,汽车B受到货物A所施加的向右的滑动摩擦力,选项A错误,B正确;若v1v2时,货物A相对汽车B向左滑动,受到汽车B所施加的向右的滑动摩擦力,汽车B受到货物A所施加的向左的滑动摩擦力,故选项C、D错误。【补偿训练】1.如图所示,球A在斜面上,被竖直挡板挡住而处于静止状态,关于球A所受的弹力,以下说法正确的是()A.球A仅受一个弹力作用,弹力的方向垂直斜面向上B.球A受两个弹力作用,一个水平向左,一个垂直斜面向下C.球A受两个弹力作用,一个水平向右,一个垂直斜面向上D.球A受三个弹力作用,一个水平向右,一个垂直斜面向上,一个竖直向下【解析】选C。由于球A对挡板和斜面接触挤压,挡板和斜面都产生弹性形变,它们对球A产生弹力,而且弹力的方向垂直于接触面,所以挡板对球A的弹力方向水平向右,斜面对球A的弹力方向垂直于斜面向上。故球A受两个弹力:一个水平向右,一个垂直斜面向上。2.街舞爱好者的静止动作如图所示,下列关于街舞爱好者的说法正确的是()A.水平地面对他的摩擦力水平向右B.水平地面对他的摩擦力水平向左C.水平地面对他没有摩擦力D.无法判断水平地面对他摩擦力的方向【解析】选C。街舞爱好者处于静止状态,竖直方向受重力和支持力而平衡,水平方向上他没有外力,故水平地面对他没有摩擦力,故选项C正确。二整体法和隔离法1.方法简介:(1)整体法:①方法界定:对物理问题中的整个系统或整个过程进行分析、研究的方法②应用思路:在力学中,就是把几个物体视为一个整体,作为研究对象,受力分析时,只分析这一整体对象之外的物体对整体的作用力(外力),不考虑整体内部之间的相互作用力(内力)。(2)隔离法:①方法界定:对物理问题中的单个物体或单个过程进行分析、研究的方法。②应用思路:在力学中,就是把要分析的物体从相关的物体体系中隔离出来,作为研究对象,只分析该研究对象以外的物体对该对象的作用力,不考虑研究对象对其他物体的作用力。2.方法使用:(1)隔离法是根本:隔离法是高中阶段受力分析中最基本的方法,先要把研究对象隔离出来才能对其进行受力分析。(2)巧妙利用整体法,难度大大降低:很多题目利用隔离法都能解出答案,但利用更巧妙的整体法来解,会大大降低解题难度。(3)隔离法和整体法相结合:隔离法和整体法是相对的,在有些题目中,两种方法结合使用会起到事半功倍的效果。【典例示范】如图所示,滑块A置于水平地面上,滑块B在一水平力作用下紧靠滑块A(A、B接触面竖直),此时A恰好不滑动,B刚好不下滑。已知A与B间的动摩擦因数为μ1,A与地面间的动摩擦因数为μ2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。A与B的质量之比为世纪金榜导学号()1212121212121211A.B.12C.D.－＋＋【解析】选B。设水平作用力为F,对物体A、B整体:在水平方向上有F=μ2(mA+mB)g;隔离物体B:在竖直方向上有μ1F=mBg;联立解得:,选项B正确。A12B12m1m－＝【误区警示】防止受力分析错误的方法(1)少画力。具体情况有:通常是少画弹力和摩擦力。防止方法:按受力分析顺序画力,所有接触面或接触点都要分析是否有弹力和摩擦力。(2)错画力。具体情况有:通常是把力方向画错。防止方法:按照先重力、再弹力、后摩擦力分析受力。【素养训练】如图所示,截面为三角形的木块a上放置一铁块b,三角形木块竖直边靠在竖直且粗糙的竖直面上,现用竖直向上的作用力F推动木块与铁块一起向上匀速运动,运动过程中铁块与木块始终保持相对静止,则下列说法正确的是()世纪金榜导学号A.木块a与铁块b间一定存在摩擦力B.木块与竖直墙面间一定存在水平弹力C.木块与竖直墙面间一定存在摩擦力D.竖直向上的作用力F大小一定大于铁块与木块的重力之和【解析】选A。铁块b匀速运动,则铁块b受重力、斜面对它的垂直斜面向上的支持力和沿斜面向上的摩擦力,故选项A正确;将a、b看成一个整体,竖直方向有F=Ga+Gb,故选项D错误;a、b这个整体,水平方向不受力,则木块与竖直墙面间不存在水平弹力,则木块与竖直墙之间也没有摩擦力,故选项B、C错误。【补偿训练】如图所示,斜面体质量为M,倾角为θ,置于水平地面上,当质量为m的小木块沿斜面体的斜面匀速下滑时,斜面体仍静止不动,则()A.斜面体受地面的支持力为MgB.斜面体受地面的摩擦力为mgcosθC.斜面体受地面的支持力为(m+M)gD.斜面体受地面的摩擦力为mgsin22【解析】选C。将两者看成一个整体进行受力分析,整体受到竖直向上的支持力,竖直向下的重力,则FN=(m+M)g,故选项A错误,C正确;在水平方向上不受外力,则地面对斜面体没有摩擦力作用,故选项B、D错误。