物體受力分析難點(diǎn)突破_第1頁
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文檔簡介

1、物體受力分析難點(diǎn)突破難點(diǎn)突破策略:物體的受力情況決定了物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),正確分析物體的受力,是研究力學(xué)問題的關(guān)鍵。受力分析就是分析物體受到周圍其它物體的作用。為了保證分析結(jié)果正確,應(yīng)從以下幾個(gè)方面突破難點(diǎn)01 受力分析的依據(jù):各種性質(zhì)力的產(chǎn)生條件及各力方向的特點(diǎn)2受力分析的方法:整體法和隔離法整體法隔離法概念將幾個(gè)物體作為一個(gè)整體來分析的 方法將研究對(duì)象與周圍物體分隔開的方法選用原則研究系統(tǒng)外的物體對(duì)系統(tǒng)整體的作用力研究系統(tǒng)內(nèi)物體之間的相互作用力注意問題分析整體周圍其他物體對(duì)整體的作 用。而不畫整體內(nèi)部物體間的相互作 用。分析它受到周圍其他物體對(duì)它的作用力2. 受力分析的依據(jù):各種性質(zhì)力的產(chǎn)牛條

2、件及各力方向的特點(diǎn)3. 受力分析的步驟:為了在受力分析時(shí)不多分析力,也不漏力,一般情況下按下血的步驟進(jìn)行:(1)確定研究對(duì)象一可以是某個(gè)物體也可以是整體。(2)按順序畫力a. 先畫重力:作川點(diǎn)畫在物體的重心,方向豎直向下。b. 次畫已知力c. 再畫接觸力一(彈力和摩擦力):看研究対象跟周圍其他物體有幾個(gè)接觸點(diǎn)(血),先對(duì)某個(gè) 接觸點(diǎn)(血)分析,若有擠壓,則畫出帥力,若還有相対運(yùn)動(dòng)或相対運(yùn)動(dòng)的趨勢,則再畫出摩擦力。 分析完一個(gè)接觸點(diǎn)(面)后,再依次分析其他的接觸點(diǎn)(面)。d再畫其他場力:看是否有電、磁場力作用,如有則畫出。(3)驗(yàn)證:a. 每一個(gè)力都應(yīng)找到對(duì)應(yīng)的施力物體b.受的力應(yīng)與物體的運(yùn)動(dòng)狀

3、態(tài)對(duì)應(yīng)。說明:(1)只分析研究對(duì)象受的根據(jù)性質(zhì)命名的實(shí)際力(如:重力、彈力、摩擦力等),不畫它對(duì)別的 物體的作用力。(2)合力和分力不能同時(shí)作為物體所受的力。(3)每一個(gè)力都應(yīng)找到施力物體,防止"漏力”和“添力”。(4)可看成質(zhì)點(diǎn)的物體,力的作用點(diǎn)可畫在重心上,對(duì)有轉(zhuǎn)動(dòng)效杲的物體,則力應(yīng)畫在實(shí)際位 置上。(5)為了使問題簡化,常忽略某些次要的力。如物體速度不大時(shí)的空氣阻力、物休在空氣中所 受的浮力等。(6)分析物體受力時(shí),除了考慮它與周圍物體的作用外,還要考慮物體的運(yùn)動(dòng)情況(平衡狀態(tài)、 加速或減速),當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)情況不同時(shí),其情況也不同。4. 受力分析的輔助手段(1)物體的平衡條件(

4、共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件是合力為零)(2)牛頓第二定律(物體有加速度時(shí))(3)牛頓第三定律(內(nèi)容:兩個(gè)物體之間的作川力和反作川力總是人小相等,方向相反,作用 在一條直線上)5. 常見的錯(cuò)誤及防范的辦法:(1)多畫力。a. 研究對(duì)象不明,錯(cuò)將其他物體受到的力畫入。b. 虛構(gòu)力,將不存在的力畫入。c. 將合力和分力重復(fù)畫入。要防止多畫力。第一,徹底隔離研究對(duì)彖。第二,每畫一個(gè)力要心中默念受力物體和施力物體。(2)少畫力。少畫力往往是山受力分析過程混亂所致,因此乩要嚴(yán)格按順序分析。b.分析彈力和摩擦力時(shí),所有接觸點(diǎn)都要分析到。(3)錯(cuò)畫力。即把力的方向畫錯(cuò)。防范辦法是要按規(guī)律作三、分類例析1.彈力

5、有、無的判斷彈力的產(chǎn)生條件是接觸發(fā)生彈性形變。但有的形變明顯,有的不明顯。那么如何判斷相互接 觸的物體間有無彈力?法“假設(shè)法”,即假設(shè)接觸物體撤去,判斷研究對(duì)象是否能維持現(xiàn)狀。若維持現(xiàn)狀則接觸 物體對(duì)研究對(duì)象沒有彈力,因?yàn)榻佑|物體使研究對(duì)象維持現(xiàn)狀等同于沒有接觸物,即接觸物形同虛 設(shè),故沒有彈力。若不能維持現(xiàn)狀則有彈力,因?yàn)榻佑|物撤去隨之撤去了應(yīng)該有的彈力,從而改變 了研究對(duì)象的現(xiàn)狀??梢娊佑|物對(duì)研究對(duì)象維持現(xiàn)狀起著舉足輕重的作用,故有彈力。例如圖所示,判斷接觸而對(duì)球有無彈力,己知球靜止,接觸而光滑。ab【審題】在a、b圖中,若撤去細(xì)線,則球都將卜-滑,故細(xì)線中均有拉力,8圖中若撤去接觸而,

6、球仍能保持原來位置不動(dòng),所以接觸面對(duì)球沒有彈力;b圖中若撤去斜面,球就不會(huì)停在原位置靜 止,所以斜面對(duì)小球有支持力?!窘馕觥繄Da中接觸而對(duì)球沒有彈力;圖b中斜而對(duì)小球有支持力法2:根據(jù)“物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)”分析彈力。即對(duì)以先假設(shè)有彈力,分析是否符合物體所處的運(yùn) 動(dòng)狀態(tài)。或者rh物體所處的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)反推彈力是否存在。總z,物體的受力必須與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 符合。同時(shí)依據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),rh二力平衡(或牛頓第二定律)還可以列方程求解彈力。例2:如圖1-2所示,判斷接觸面mo、on對(duì)球有無彈力,已知球靜止,接觸血光滑。【審題】圖中球rh于受重力,對(duì)水平血on 定有擠床,故水平面on對(duì)球一定有支持力,假設(shè) 還

7、受到斜ffifmo的彈力,如圖1一3所示,則球?qū)⒉粫?huì)靜止,所以斜面m0對(duì)球沒有弾力?!窘馕觥克矫鎜n對(duì)球有支持力,斜面m0対球沒有艸力。再如例1的a圖屮,若斜面對(duì)球有彈力,其方向應(yīng)是垂直斜面且指向球,這樣球也不會(huì)處于靜 止?fàn)顟B(tài),所以斜面對(duì)球也沒有彈力作川?!究偨Y(jié)】彈力有、無的判斷是難點(diǎn),分析時(shí)常用“假設(shè)法”并結(jié)合“物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)”分析。2 彈力的方向彈力是發(fā)生彈性形變的物體由于要恢復(fù)原狀,而對(duì)它接觸的物體產(chǎn)生的力的作用。所以彈力的 方向?yàn)槲矬w恢復(fù)形變的方向。平面與平面、點(diǎn)、曲面接觸時(shí),彈力方向垂直丁平面,指向被壓或被支持的物體;曲血與點(diǎn)、 曲而接觸吋,彈力方向垂直于過接觸點(diǎn)的曲而的切而,特殊

8、的曲而,如圓而吋,彈力方向指向圓心。 彈力方向與重心位置無關(guān)。繩子的彈力方向?yàn)椋貉刂K子且指向繩子收縮的方向;且同一條繩子內(nèi)各處的彈力相等桿產(chǎn)生的彈力方向比較復(fù)雜,可以沿樸指向桿伸長或收縮的方向,也可不沿桿,與桿成一定的 夾角。例3:如圖14所示,畫出物體a所受的彈力a圖中物體a靜止在斜面上b圖中桿a靜止在光滑的半惻形的碗屮c圖中a球光滑0為圓心,為重心。審題一圖14、°圖a中接觸處為而而接觸,由于物體受車力作用,會(huì)對(duì)斜面斜向下擠壓,斜面要恢復(fù)形變,應(yīng)垂直斜面斜向上凸起,對(duì)物體有垂直斜 面且指向物體斜向上的彈力。圖b中b處為點(diǎn)曲血接觸,發(fā)生的形變?yōu)檠匕霃椒较蛳蛲獍?,要恢?fù)形變就得沿半

9、徑向上凸 起,c處為點(diǎn)少平面接觸,c處碗的形變的方向?yàn)樾毕蛳聣?,要恢?fù)形變就得沿垂直桿的方向向上, 所以b處桿受的彈力為垂直過接觸點(diǎn)的切而沿半徑指向圓心,c處桿受的彈力為垂直桿向上。圖c屮接觸處為點(diǎn)與曲面接觸,發(fā)生的形變均為沿半徑分別向下凹,要恢復(fù)形變就得沿半徑方 向向上凸起,所以在m、n兩接觸處對(duì)a球的彈力為垂直過接觸點(diǎn)的切血沿半徑方向向上,作用線均 過圓心0,而不過球的重心v o【解析】如圖15所示圖15【總結(jié)】彈力的方向?yàn)槲矬w恢復(fù)形變的方向。分析時(shí)首先應(yīng)明確接觸處發(fā)生的形變是怎樣的, 恢復(fù)形變時(shí)應(yīng)向哪個(gè)方向恢復(fù)。另外應(yīng)記住平面與平面、點(diǎn)、曲面接觸,曲面與點(diǎn)、曲面接觸,繩、 桿彈力方向的特

10、點(diǎn),才能得以正確分析。例4:如圖16所示,小車上固定著一根彎成a角的曲桿,桿的另一端固定一個(gè)質(zhì)量為m的球,試 分析下列情況下桿對(duì)球的彈力的大小和方向:(1)小車靜止;(2)小車以加速度a水平向右運(yùn)動(dòng);(3)小車以加速度a水平向左運(yùn)動(dòng)。圖16圖1一7【審題】此題桿對(duì)球的彈力為球所處的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)。分析時(shí)應(yīng)根據(jù)不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)具體分析。(1) 小車靜止時(shí),球處于平衡狀態(tài),所受合外力為零,因重力豎直向下,所以桿對(duì)球的彈力f 豎直向上,大小等于球的重力mg,如圖17甲所示。(2) 當(dāng)小車向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí),因球只受彈力和垂力,所以由牛頓第二定律f二ma得,兩力的合 力一定是水平向右。itl平行四邊形法則得,

11、桿對(duì)球的彈力f的方向應(yīng)斜向右上方,設(shè)彈力f與豎直 方向的夾角為(),則由三角知識(shí)得:f=yj (mg) 2+ (ma) 2 tan 0 =a/g如圖17乙所示。(3) 當(dāng)小車向左加速運(yùn)動(dòng)時(shí),因球只受彈力和垂力,所以由牛頓第二定律f=nui得,兩力的合 力一定是水平向左,由平行四邊形法則得,桿對(duì)球的彈力f的方向應(yīng)斜向左上方,設(shè)彈力f與豎直 方向的夾角為。,則由三角知識(shí)得:(mg) 2+ (ma) 2 tan 0 =a/g如圖17丙所示 可見,彈力的方向與小車運(yùn)動(dòng)的加速度的大小有關(guān),并不一定沿桿的方向。【解析】(1) 球處于平衡狀態(tài),桿對(duì)球產(chǎn)生的彈力方向豎直向上,且大小等于球的重力mg。(2) 當(dāng)

12、小車向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí),球受合力方向一定是水平向右,木i:對(duì)球的彈力方向應(yīng)斜向右上方, 與小車運(yùn)動(dòng)的加速度的大小有關(guān),英方向與豎直桿成arctan a/g角,大小籌于7 (mg) ?+ (ma) ?。(3) 當(dāng)小車向左加速運(yùn)動(dòng)時(shí),球受合力方向一定是水平向左,桿對(duì)球的彈力方向應(yīng)斜向左上方, 與小車運(yùn)動(dòng)的加速度的大小有關(guān),其方向與豎直桿成arctan a/g角,大小等t/ (mg) 2+ (ma) 2?!究偨Y(jié)】桿對(duì)球的彈力方向不一定沿桿,只有當(dāng)加速度向右且a= gtan 0吋,桿對(duì)小球的彈力才 沿桿的方向,所以在分析物體與桿固定連接或用軸連接吋,物體受桿的彈力方向應(yīng)與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)對(duì)應(yīng) 并根據(jù)物體平衡條件或

13、牛頓第二定律求解。3. 判斷摩擦力的有、無摩擦力的產(chǎn)生條件為(1)兩物體相互接觸,口接觸血粗糙;(2)接觸血間有擠壓;(3)有相 對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢例5:如圖1一8所示,判斷下列幾種情況下物體a與接觸血間有、無摩擦力。圖a中物體a靜止圖b中物體a沿豎直面下滑,接觸面粗糙圖c中物體a沿光滑斜而下滑圖d中物體a靜止圖1一8【審題】圖a中物體a靜止,水平方向上無拉力,所以物體a與接觸而間無相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢,所 以無摩擦力產(chǎn)生;圖b中物體a沿豎直而下滑時(shí),對(duì)接觸而無壓力,所以不論接觸而是否光滑都無 摩擦力產(chǎn)生;圖c中接觸而間光滑,所以無摩擦力產(chǎn)生;圖d中物體a靜止,由于重力作用,有相 對(duì)斜而向下運(yùn)動(dòng)的趨

14、勢,所以有靜摩擦力產(chǎn)生。【解析】圖a、圖b、圖c中無摩擦力產(chǎn)牛,圖d有靜摩擦力產(chǎn)牛?!究偨Y(jié)】判斷摩擦力的有、無,應(yīng)依據(jù)摩擦力的產(chǎn)生條件,關(guān)鍵是看有沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn) 動(dòng)趨勢。4. 摩擦力的方向摩擦力的方向?yàn)榕c接觸面相切,與物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢的方向相反。但相對(duì) 運(yùn)動(dòng)趨勢不如相對(duì)運(yùn)動(dòng)直觀,具有很強(qiáng)的隱蔽性,常川下列方法判斷。法1: “假設(shè)法”。即假設(shè)接觸血光滑,看原來相對(duì)靜止的物體間能發(fā)牛怎樣的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。若能發(fā)生,則這個(gè)和対運(yùn)動(dòng)的方向就為原來靜止時(shí)兩物體間的和対運(yùn)動(dòng)趨勢的方向。若不能發(fā)生,則物 體間無相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢。例6:如圖19所示為皮帶傳送裝置,卬為主動(dòng)輪,傳動(dòng)過程川皮帶不打滑

15、,p、q分別為兩輪邊緣上的兩點(diǎn),下列說法正確的是:圖19a. p、q兩點(diǎn)的摩擦力方向均與輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反b. p點(diǎn)的摩擦力方向與甲輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反,q點(diǎn)的 摩擦力方向與乙輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同c. p點(diǎn)的摩擦力方向與叩輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同,q點(diǎn)的 摩擦力方向與乙輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反d. p、q兩點(diǎn)的摩擦力方向均與輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同【審題】本題可用“假設(shè)法”分析。由題意可知卩輪與皮帶間、乙輪與皮帶間均相對(duì)靜止,皮帶與輪間的摩擦力為靜摩擦力。假設(shè)甲倫是光滑的,則甲輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)皮帶不動(dòng),輪上p點(diǎn)相對(duì)于皮帶 向前運(yùn)動(dòng),對(duì)知輪上p點(diǎn)相對(duì)于皮帶有向前運(yùn)動(dòng)的趙勢,則輪子上的p點(diǎn)受到的靜摩擦力方向向后, 即與甲倫的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反,再假

16、設(shè)乙輪是光滑的,則當(dāng)皮帶轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),乙輪將會(huì)靜止不動(dòng),這時(shí),乙 輪邊緣上的q點(diǎn)相對(duì)于皮帶向后運(yùn)動(dòng),可知輪上q點(diǎn)有相對(duì)于皮帶向后運(yùn)動(dòng)的趨勢,故乙輪上q點(diǎn) 所受摩擦力向前,即與乙輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同。【解析】正確答案為b【總結(jié)】判斷摩擦力的有、無及摩擦力的方向可采用“假設(shè)法”分析。摩擦力方向與物體間的 相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢的方向相反,但不一定與物體的運(yùn)動(dòng)方向相反,有時(shí)還與物體的運(yùn)動(dòng) 方向相同。例7:如圖110所示,物體a疊放在物體b上,水平地而光滑,外力f作川于物體b上使它們一起運(yùn)動(dòng),試分析兩物體受到的靜摩擦力的方向?!緦忣}】本題中假設(shè)a、b間接觸面是光滑的,當(dāng)f使物體b向右加 | * |速時(shí),物體a

17、由于慣性將保持原來的靜止?fàn)顟B(tài),經(jīng)很短時(shí)間后它們的相| b '> r對(duì)位置將發(fā)牛變化,即物體a相對(duì)b有向左的運(yùn)動(dòng),也就是說在原來相 丄”二八丄 對(duì)靜止吋,物體a相對(duì)于b有向左的運(yùn)動(dòng)趨勢,所以a受到b對(duì)它的靜圖i。摩擦力方向向右(與a的實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向相同)。同理b相對(duì)a有向右運(yùn)動(dòng) 的趨勢,所以b受到a對(duì)它的靜摩擦力方向向左(與b的實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向相反)?!窘馕觥课矬wa相對(duì)丁 b有向左的運(yùn)動(dòng)趨勢,所以a受到b對(duì)它 的靜摩擦力方向向右(與a的實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向相同)。物體b相對(duì)* a有向 右運(yùn)動(dòng)的趨勢,所以b受到a對(duì)它的靜摩擦力方向向左(與b的實(shí)際 運(yùn)動(dòng)方向相反)。如圖111所示法2:根據(jù)“物體的運(yùn)

18、動(dòng)狀態(tài)”來判定。即先判明物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(即加速度的方向),再利用牛頓第二定律(f二ma.)確定合力,然后通 過受力分析確定靜摩擦力的大小和方向。例8:如圖112所示,a、b兩物體豎直疊放在水平面上,今川水平力f拉物體,兩物體一起 勻速運(yùn)動(dòng),試分析a、b間的摩擦力及b與水平面間的摩擦力。廠廠|【審題】本題分析摩擦力時(shí)應(yīng)根據(jù)物體所處的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。以a廠ju物體為研究對(duì)象:a物體在豎直方向上受重力和支持力,二者平衡,| b f假設(shè)在水平方向上a受到b對(duì)它的靜糜擦力,該力的方向一定沿水 亠八“ 平方向,這樣無論靜摩擦力方向向左或向右,都不可能使a物體處圖112于平衡狀態(tài),這與題中所給a物體處丁勻速運(yùn)動(dòng)狀

19、態(tài)相矛盾,故a 物體不受b對(duì)它的靜摩擦力。反過來,b物體也不受a物體對(duì)它的靜摩擦力。分析b物體與水平面間的摩擦力可以a、b整體為研究對(duì)象。因a、b-起勻速運(yùn)動(dòng),水平方 向上合外力為零。水平方向上整體受到向右的拉力f作用,所以水平血對(duì)整體一定有向左的滑動(dòng)摩 擦力,而水平而對(duì)整體的滑動(dòng)摩擦力也就是水平而對(duì)b物體的滑動(dòng)摩擦力?!窘馕觥糠治鲆娚?,因a勻速運(yùn)動(dòng),所以a、b間無靜摩擦力,乂因a、b整體勻速運(yùn)動(dòng),由 平衡條件得,物體b受到水平血對(duì)它的滑動(dòng)摩擦力應(yīng)向左。法3:利用牛頓第三定律來判定此法關(guān)鍵是抓住"力是成対出現(xiàn)的”,先確定受力較少的物體受到的靜摩擦力的方向,再確定另 物體受到的靜摩擦力

20、的方向。例6中地面光滑,f使物體a、b起向右加速運(yùn)動(dòng),a物體的加速度和整體相同,由牛頓第二 定律f二ma得a物體所受合外力方向一定向右,而a物體在豎直方向上受力平衡,所以水平方向上受 的力為它的合外力,而在水平方向上只有可能受到b對(duì)它的靜摩擦力,所以a受到b對(duì)它的靜摩擦 力方向向右。b對(duì)a的摩擦力與a對(duì)b的摩擦力是一對(duì)作用力和反作用力,根據(jù)牛頓第三定律,b 受到a對(duì)它的靜摩擦力方向向左。【總結(jié)】靜摩擦力的方向與物體間相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢方向相反,判斷時(shí)除了用“假設(shè)法”夕卜,還可 以根據(jù)“物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)”、及牛頓第三定律來分析。滑動(dòng)摩擦力的方向與物體間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向 相反。5. 物體的受力分析例9:如圖

21、113甲所示,豎直墻壁光滑,分析靜止的木桿受哪幾個(gè)力作用?!緦忣}】首先選取研究對(duì)彖一一木桿,其次按順序畫力:重力g作用在木桿的中點(diǎn),方向 豎立向f;畫彈力。有兩個(gè)接觸點(diǎn),墻與桿接觸點(diǎn)屈點(diǎn)而接觸,彈力垂xl于墻且指向桿,地與桿 的接觸點(diǎn)也屬點(diǎn)面接觸,桿受的彈力垂立于地面口指向桿;畫摩擦力。豎直墻光滑,墻與桿接觸 點(diǎn)沒有摩擦力:假設(shè)地面光滑,桿將會(huì)向右運(yùn)動(dòng),所以桿靜止時(shí)有相對(duì)地面向右的運(yùn)動(dòng)趨勢,所以 地面對(duì)桿有向左的摩擦力?!窘馕觥織U受重力g、方向豎直向下;彈力m,垂直于墻且指向桿,彈力n2,垂直于地面且指 向桿;地而對(duì)桿向左的糜擦力f。如圖113乙所示甲乙圖 113【總結(jié)】受力分析時(shí)應(yīng)按步驟分析

22、,桿受的各力應(yīng)畫在實(shí)際位置上。不耍將各力的作用點(diǎn)都移 到重心上去。例10:如圖1一14甲所示,a、b、c疊放于水平地面上,加一水平力f,三物體仍靜止,分 析a、b、c的受力情況。【審題】用隔離法分析:先取a為研究對(duì)彖:a受向下的重力ga、b對(duì)a的支持力nba。假設(shè) b對(duì)a有水平方向的摩擦力,不論方向水平向左還是向右,都與a處的靜止?fàn)顟B(tài)相矛盾,所以b對(duì) a沒有摩擦力。取b為研究對(duì)象:b受向下的重力gb、a對(duì)b的壓力nab、c對(duì)b的支持力 ncb、水平力f。因b處靜止,水平方向受合力為零,根據(jù)平衡條件,c對(duì)b定有水平向左的摩 擦力f"。再取c為研究對(duì)象:c受向卜的重力gc、b對(duì)c的壓力n

23、bc,地而對(duì)c的支持力n,由 牛頓第三定律得,b對(duì)c的摩擦力向右,因c處靜止合力為零,根據(jù)平衡條件,地對(duì)c的摩擦力f 一定水平向左?!窘馕觥縜、b、c三物體的受力如圖圖114乙所示圖 114【總結(jié)】用隔離法分析物體受力分析最常用的方法,分析時(shí)應(yīng)將研究的物體單獨(dú)拿出來,不要 都畫在一起,以免出現(xiàn)混亂。同時(shí)應(yīng)根據(jù)牛頓第三定律分析。a對(duì)b的壓力及b對(duì)c的壓力應(yīng)以n ab和nbc表不,不要用ga和g 8表小,因中它們跟ga、g b是不同的。此題也可以用先整體后部分, 山下向上的方法分析。例11:如圖115卬所示,物體a、b靜止,畫出a、e的受力圖。【審題】用隔離法分析。先隔離b: b受重力gb,外力f

24、,由于f的作用,b和az間的擠 壓,所以a對(duì)b有支持力nab,假設(shè)a、b接觸面光滑,物體b將相對(duì)a下滑,所以b有相對(duì)a向 下的運(yùn)動(dòng)趨勢,b受a向上的靜摩擦力fab。再隔離a: a受重力ga,墻對(duì)a的支持力n壻,由牛頓 第三定律得,a受到b對(duì)它的壓力nba,水平向左,摩擦力fba,方向豎直向下。假設(shè)墻是光滑的, a物體相對(duì)墻將下滑,也就是說a物體相對(duì)墻有向下的運(yùn)動(dòng)趨勢,所以墻對(duì)a有豎直向上的摩擦力【解析】a、b受力如圖115乙所示圖1一15甲圖1一15乙總結(jié):此類問題用隔離法分析,應(yīng)注意a、b間、a與墻間的摩擦力的分析,同時(shí)要根據(jù)牛頓第 三定律分析。例12:如圖116所示,用兩相同的夾板夾住三個(gè)

25、重為g的物體a、b、c,三個(gè)物體均保持靜 止,請(qǐng)分析各個(gè)物體的受力情況.回圖 116【審題】要分析各物體的受力情況,關(guān)鍵是分析a、b間、b、c間是否有摩 擦力,所以可用先整體后隔離的方法。首先以三物體為一整體。豎直方向上,受 里力3g,豎直向下,兩板對(duì)它向上的摩擦力,分別為f;水平方向上,受兩側(cè)板 對(duì)它的壓力ni、n2o根據(jù)平衡條件得,每一側(cè)受的摩擦力大小等于15g°然后再 用隔離法分析a、b、c的受力情況,先隔離a, a物體受重力g,方向豎直向下,板對(duì)它的向上的摩 擦力f,大小等于1.5g , a物體要平衡,就必須受到一個(gè)b對(duì)它的向下的摩擦力f叭根據(jù)平衡條件 得,大小應(yīng)等于0.5

26、g ,水平方向上,a物體受板對(duì)它的壓力ni和b對(duì)它的床力血心再隔離c, c物 體的受力情況與a物體類似.豎直方向上受重力g、板對(duì)它的向上的摩擦力f、b對(duì)它的向下的摩擦 力f«c,水平方向上受板對(duì)它的壓力2、b對(duì)它的壓力nbc。再隔離b,豎直方向上b物體受重力g、 山牛頓第三定律得,b受到a對(duì)它的向上的摩擦力fh、c對(duì)它的向上的摩擦力仏,以及水平方向e a對(duì)它的壓力nab和c對(duì)它的壓力ncbo圖 117【解析】a、b、c受力如圖圖117所示【總結(jié)】明確各物體所受的摩擦力是解決此類問題的關(guān)鍵,較好的解決方法是先整體法確定兩 側(cè)的摩擦力,再川隔離法確定單個(gè)物體所受的摩擦力。例13:如圖1一

27、18所示,放置在水平地而上的直角劈m上有一個(gè)質(zhì)量為m的物體,若m在其上勻速下滑,m仍保持靜止,那么止確的說法是()a. m對(duì)地面的壓力等于(m+m) gb. m對(duì)地面的壓力大于(m+m) gc. 地而對(duì)m沒有摩擦力d. 地回対m有向左的摩擦力【審題】先用隔離法分析。先隔離m, m受重力mg、斜面對(duì)它的支持力n、沿斜而向上的摩擦力f,因m沿斜面勻速下滑,所以支持力n和沿斜面向上的摩擦力f nj根據(jù)平衡條件求出。再隔離m受豎直向下重力mg、地面對(duì)它豎直向上的支持力n地、由牛頓第三定律得,m對(duì)m有垂直斜面向下的壓力n,和沿斜而向下的摩擦力f,m相對(duì)地而有沒有運(yùn)動(dòng)趨勢,關(guān)鍵看f和n,在水平方向的 分量

28、是否相等,若二者相等,則m相對(duì)地面無運(yùn)動(dòng)趨勢,若二者不相等,則m相對(duì)地面有運(yùn)動(dòng)趨勢, 而摩擦力方向應(yīng)根據(jù)具體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢的方向確定?!窘馕觥縨、m的受力如圖1 19所示對(duì)m:建系如圖甲所示,因hi沿斜而勻速下滑,由平衡條件得:支持力n=mgcos 0,摩擦力 f=mgsin()對(duì)m:建系如圖乙所示,由牛頓第三定律得,n=n,f= f在水平方向上,壓力n'的水半分量 n sin 0 = mgcos()sin 0 ,摩擦力 ff 的水平分量 f cos 0 = mgsin 0 cos 0,可見 f cos 0 =n' sin 0 ,所以m相對(duì)地而沒有運(yùn)動(dòng)趨勢,所以地而對(duì)m沒有摩擦

29、力。在豎直方向上,整體平衡,由平衡條件得:n覽二f' sin 0 + nz cos 9 +mg=mg+mgo所以正確 答案為:a、c再以整體法分析:m對(duì)地面的壓力和地曲對(duì)m的支持力是一對(duì)作用力和反作用力,大小相等,圖 120方向相反。而地而對(duì)m的支持力、地而對(duì)m摩擦力是m和m整體的外力, 所以要討論這兩個(gè)問題,可以整體為研究對(duì)象。整體在豎直方向上受到重力 和支持力,因m在斜面上勻速下滑、m靜止不動(dòng),即整體處于平衡狀態(tài),所 以豎直方向上地面對(duì)m的支持力等于重力,水平方向上若受地面對(duì)m的摩擦 力,無論摩擦力的方向向左還是向右,水平方向上整體祁不能處于平衡,所 以整體在水平方向上不受摩擦力。

30、【解析】幣體受力如圖1 20所示,正確答案為:a、co【總結(jié)】綜上可見,在分析整體受的外力時(shí),以整體為研究對(duì)象分析比較簡單。也可以隔離法分析,但較麻煩,在實(shí)際解題時(shí),可靈活應(yīng)用整體法和隔離法,將二者有機(jī) 地結(jié)合起來??傊?,在進(jìn)行受力分析時(shí)一定要按次序畫出物體實(shí)際受的各個(gè)力,為解決這一難點(diǎn)可記憶以下 受力口訣:,地球周圍受重力繞物一周找彈力考慮有無摩擦力其他外力細(xì)分析合力分力不重復(fù)只畫受力拋施力鞏固檢測題1、畫出圖121中物體a所受的力,(球面和豎直墻面光滑,其它粗糙)圖 1212、如122, a、b、c三個(gè)物體疊放在桌面上,在a的上面再加一個(gè)作用力f,則c物體受圖 122到豎直向下的作用力除了

31、口身的重力z外還有()a. 1個(gè)力b. 2個(gè)力c. 3個(gè)力d. 4個(gè)力3、如圖123,把光滑物體b輕置于a的上方,a、b兩物體處于靜止?fàn)顟B(tài),試分析物體a的 受力情況。4、如圖124所示,水平臺(tái)而上放著一個(gè)互成120°角的支架abc,質(zhì)量為m的光滑球放在支架±o(1)若球與支架均保持靜止,關(guān)于球的受力分析正確的是()(2)若球與支架以加速度a向下加速運(yùn)動(dòng),關(guān)于球的受力分析止確的是(a. 球可能受3個(gè)力作用b.球一定受2個(gè)力作用c.球可能受2個(gè)力作用d.球可能受1個(gè)力作用rh此可判斷()圖 1255、如圖1 25,小車m在恒力f作用下,沿水平地血做直線運(yùn)動(dòng),a. 若地面光滑,則小車一定受三個(gè)力作用b. 若地血粗糙,則小車可能受三個(gè)力作用c.若小車做勻速運(yùn)動(dòng),則小車一定受四個(gè)力作用d.若小車做加速運(yùn)動(dòng),則小車可能受三個(gè)力作用6、如圖126,兩物體祎放在粗糙水平而上,用水平力f拉物體乙,它們一起勻加速運(yùn)動(dòng),則乙物體受力的個(gè)數(shù)為()a. 4個(gè) b. 5個(gè)c. 6個(gè) d. 7個(gè)甲圖 1267如圖128所不,在兩塊相同的豎直木板z間,有質(zhì)量均為m的4塊相同的磚,用兩個(gè)大小均為f的水平力壓木板,使磚靜止不動(dòng),則第2塊對(duì)第3塊的摩擦力大小為(a.零b. mgc. mg/2d. 2 mg圖 1一281234)8、如圖129所示,在粗糙水平面上有一個(gè)三角形木塊abc,在它的

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