高中物理人教版第三章受力分析（學(xué)生版）

高中物理人教版（2019）必修第一冊(cè)第三章受力分析【問(wèn)題查找】【診斷1】如圖1所示，一小球用兩根輕繩掛于天花板上，球靜止，繩1傾斜，繩2恰好豎直，則小球所受的作用力有()圖1A．1個(gè) B．2個(gè)C．3個(gè) D．4個(gè)【診斷2】（多選）如圖2所示，物體A、B疊放在水平面上，水平力F作用在A(yíng)上，使二者一起向左做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是()圖2A．A、B之間無(wú)摩擦力B．A受到的摩擦力水平向右C．B受到A的摩擦力水平向左D．地面對(duì)B的摩擦力為靜摩擦力，水平向右【診斷3】如圖3所示，用水平力F將木塊壓在豎直墻壁上，已知木塊重力G＝6N，木塊與墻壁間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.25，求：圖3(1)當(dāng)F＝25N時(shí)，木塊不動(dòng)，木塊受到的摩擦力為多大？(2)當(dāng)F增大為30N時(shí)，木塊仍靜止，木塊受到的摩擦力為多大？(3)當(dāng)F＝10N時(shí)木塊沿墻面下滑，此時(shí)木塊受到的摩擦力為多大？(4)當(dāng)F＝6N時(shí)，木塊受到的摩擦力為多大？【診斷4】如圖4所示，直角三棱柱A放在水平地面上，光滑球B放在三棱柱和光滑豎直墻壁之間，A和B都處于靜止?fàn)顟B(tài)，試分別畫(huà)出A和B的受力示意圖．圖4【要點(diǎn)精講】目標(biāo)1彈力的有無(wú)和方向一鐵塊放在海綿上，鐵塊和海綿都發(fā)生了形變，從而在它們之間產(chǎn)生了彈力，如圖所示．海綿對(duì)鐵塊的支持力是如何產(chǎn)生的？方向怎樣？鐵塊對(duì)海綿的壓力是怎樣產(chǎn)生的？方向怎樣？【診斷1】如圖1所示，一小球用兩根輕繩掛于天花板上，球靜止，繩1傾斜，繩2恰好豎直，則小球所受的作用力有()圖1A．1個(gè) B．2個(gè)C．3個(gè) D．4個(gè)說(shuō)明：判斷彈力是否存在的方法——假設(shè)法1．假設(shè)無(wú)彈力：將與研究對(duì)象接觸的另一物體去掉，即假設(shè)不存在彈力，看研究對(duì)象在該位置是否保持原來(lái)的狀態(tài)．2．假設(shè)有彈力：就是假設(shè)與研究對(duì)象接觸的物體對(duì)研究對(duì)象施加了彈力，畫(huà)出假設(shè)狀態(tài)下的受力分析圖，判斷受力情況與存在狀態(tài)是否矛盾，若矛盾，則不存在彈力，若不矛盾，則此彈力存在．3.特殊物體的彈力方向判定：對(duì)于繩子而言，其所受彈力必然與繩子在同一線(xiàn)；但是桿不一樣，桿可以朝任何方向。目標(biāo)二靜摩擦力的有無(wú)和方向【診斷2】（多選）如圖2所示，物體A、B疊放在水平面上，水平力F作用在A(yíng)上，使二者一起向左做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是()圖2A．A、B之間無(wú)摩擦力B．A受到的摩擦力水平向右C．B受到A的摩擦力水平向左D．地面對(duì)B的摩擦力為靜摩擦力，水平向右說(shuō)明：靜摩擦力有無(wú)及方向的判斷方法1．平衡條件法當(dāng)相互接觸的兩物體處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，可根據(jù)二力平衡條件判斷靜摩擦力的存在與否及其方向．2．假設(shè)法利用假設(shè)法進(jìn)行判斷時(shí)，可按以下思路進(jìn)行分析：目標(biāo)3掌握靜摩擦力、滑動(dòng)摩擦力方向的判定和大小的計(jì)算方法【診斷3】如圖3所示，用水平力F將木塊壓在豎直墻壁上，已知木塊重力G＝6N，木塊與墻壁間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.25，求：圖3(1)當(dāng)F＝25N時(shí)，木塊不動(dòng)，木塊受到的摩擦力為多大？(2)當(dāng)F增大為30N時(shí)，木塊仍靜止，木塊受到的摩擦力為多大？(3)當(dāng)F＝10N時(shí)木塊沿墻面下滑，此時(shí)木塊受到的摩擦力為多大？(4)當(dāng)F＝6N時(shí)，木塊受到的摩擦力為多大？說(shuō)明：摩擦力大小的計(jì)算，應(yīng)先分析是靜摩擦力還是滑動(dòng)摩擦力．1．靜摩擦力靜摩擦力在0<F≤Fmax內(nèi)隨外力的變化而變化，一般根據(jù)平衡條件求解．2．滑動(dòng)摩擦力(1)根據(jù)F＝μFN進(jìn)行計(jì)算，其中FN為接觸面受到的正壓力．(2)根據(jù)平衡條件．目標(biāo)4學(xué)會(huì)對(duì)物體進(jìn)行受力分析的方法【診斷4】如圖4所示，直角三棱柱A放在水平地面上，光滑球B放在三棱柱和光滑豎直墻壁之間，A和B都處于靜止?fàn)顟B(tài)，試分別畫(huà)出A和B的受力示意圖．圖4說(shuō)明：受力分析的一般步驟1．明確研究對(duì)象，即首先確定我們要分析哪個(gè)物體的受力情況，研究對(duì)象可以是單個(gè)物體(質(zhì)點(diǎn)、結(jié)點(diǎn))，也可以是兩個(gè)(或多個(gè))物體組成的整體；2．隔離分析：將研究對(duì)象從周?chē)矬w中隔離出來(lái)，分析周?chē)心男┪矬w對(duì)它施加了力的作用；3．按重力、彈力、摩擦力、其他力的順序，依據(jù)各力的方向，畫(huà)出各力的示意圖．【查漏補(bǔ)缺】1.如圖5所示，將一個(gè)鋼球分別放在量杯、口大底小的普通茶杯和三角燒杯中，鋼球與各容器的底部和側(cè)壁相接觸，處于靜止?fàn)顟B(tài)．若鋼球和各容器的接觸面都是光滑的，各容器的底面均水平，則以下說(shuō)法中正確的是()圖5A．各容器的側(cè)壁對(duì)鋼球均無(wú)彈力作用B．各容器的側(cè)壁對(duì)鋼球均有彈力作用C．量杯的側(cè)壁對(duì)鋼球無(wú)彈力作用，其余兩種容器的側(cè)壁對(duì)鋼球均有彈力作用D．口大底小的普通茶杯的側(cè)壁對(duì)鋼球有彈力作用，其余兩種容器的側(cè)壁對(duì)鋼球均無(wú)彈力作用2．如圖6所示是工廠(chǎng)傳輸貨物的裝置，物體A在皮帶的帶動(dòng)下，以速度v沿直線(xiàn)勻速向右運(yùn)動(dòng)，物體A受到幾個(gè)力的作用()圖6A．1個(gè) B．2個(gè)C．3個(gè) D．4個(gè)3．畫(huà)出圖(1)～(4)中靜止物體A的受力示意圖(注意：圖中球形物體的接觸面光滑)．4．如圖7所示，物體A重40N，物體B重20N，A與B、A與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，物體B用水平細(xì)繩系住，當(dāng)水平力F＝32N時(shí)，才能將A勻速拉出，求接觸面間的動(dòng)摩擦因數(shù)．【梳理優(yōu)化】查漏補(bǔ)缺1．如圖1所示，斜面靜置于水平粗糙地面上，斜面與豎直墻之間放置一表面光滑的鐵球，斜面傾角為θ，球的半徑為R，球與斜面接觸點(diǎn)為A，與豎直墻的接觸點(diǎn)為B.球心是O，球處于靜止?fàn)顟B(tài)，則()圖1A．豎直墻對(duì)鐵球的彈力過(guò)B點(diǎn)從B點(diǎn)指向O點(diǎn)B．斜面對(duì)鐵球的彈力豎直向上C．斜面對(duì)鐵球的彈力過(guò)A點(diǎn)從A點(diǎn)指向O點(diǎn)D．豎直墻壁對(duì)鐵球沒(méi)有彈力2.（多選）如圖3所示，用力F拉疊放在一起的兩物體A、B，但沒(méi)有拉動(dòng)，兩物體仍然靜止，則()圖3A．B受三個(gè)力 B．B受兩個(gè)力C．A受五個(gè)力 D．A受六個(gè)力3.如圖9所示，在粗糙的水平地面上有質(zhì)量為m的物體A，連接在一勁度系數(shù)為k的輕彈簧上，物體與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，現(xiàn)用一水平力F向右拉彈簧(彈簧未拉動(dòng)前處于原長(zhǎng))，使物體A做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，則彈簧伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度為(重力加速度為g)()圖9A.eq\f(k,F) B.eq\f(mg,k)C.eq\f(k,μmg) D.eq\f(μmg,k)4.如圖6所示，木箱A中放一個(gè)光滑的鐵球B，它們一起靜止于斜面上，如果對(duì)鐵球B(不包括木箱A)進(jìn)行受力分析，則鐵球B受力個(gè)數(shù)為()圖6A．3個(gè) B．4個(gè)C．2個(gè) D．1個(gè)舉一反三1.如圖2所示，一根彈性桿的一端固定在傾角為30°的斜面上，桿的另一端固定一個(gè)重為2N的小球，小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，則彈性桿對(duì)小球的彈力()圖2A．大小為2N，方向平行于斜面向上B．大小為1N，方向平行于斜面向上C．大小為2N，方向垂直于斜面向上D．大小為2N，方向豎直向上2.（多選）如圖4所示，皮帶運(yùn)輸機(jī)正在把貨物從低處勻速運(yùn)往高處，運(yùn)送過(guò)程中貨物與傳送帶保持相對(duì)靜止，則下列說(shuō)法正確的是()圖4A．貨物具有相對(duì)傳送帶向上的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)B．貨物具有相對(duì)傳送帶向下的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)C．貨物受傳送帶的摩擦力沿傳送帶向上D．傳送帶沒(méi)有給貨物摩擦力作用3.如圖11所示，不光滑的水平面上并列放置兩物塊A和B.已知水平面對(duì)A的最大靜摩擦力為4N，水平面對(duì)B的最大靜摩擦力為2N，當(dāng)用F＝3N的水平力從左側(cè)推A時(shí)，物體A、B受的摩擦力分別為FfA、FfB，則()圖11A．FfA＝1N，F(xiàn)fB＝2NB．FfA＝3N，F(xiàn)fB＝0C．FfA＝4N，F(xiàn)fB＝2ND．因動(dòng)摩擦因數(shù)和A、B的質(zhì)量未知，故無(wú)法計(jì)算4.（多選）如圖7所示，A、B兩物體均靜止，關(guān)于B物體的受力情況，下列敘述正確的是()圖7A．可能受到三個(gè)力，也可能受到四個(gè)力B．一定受到四個(gè)力的作用C．必受到地面的靜摩擦力作用D．必受到地面的支持力作用方法技巧與總結(jié)1．彈力有無(wú)的判斷方法(1)有明顯形變時(shí)可根據(jù)彈力產(chǎn)生的條件判斷；(2)無(wú)明顯形變時(shí)可根據(jù)假設(shè)法判斷．2．靜摩擦力有無(wú)及方向的判斷方法(1)平衡條件法；(2)假設(shè)法．3．摩擦力的計(jì)算(1)靜摩擦力：根據(jù)平衡條件求解．(2)滑動(dòng)摩擦力：根據(jù)F＝μFN進(jìn)行計(jì)算．4．受力分析的步驟(1)明確研究對(duì)象；(2)合理隔離；(3)按由易到難的順序(先重力，再?gòu)椓?、摩擦力，最后其他?畫(huà)出受力示意圖.【強(qiáng)化鞏固】1.在下列各圖中，A、B之間一定有彈力的是()2.如圖5所示，在水平桌面上放一木塊，用從零開(kāi)始逐漸增大的水平拉力F拉著木塊沿桌面運(yùn)動(dòng)，則木塊所受的摩擦力Ff隨拉力F變化的圖象正確的是()圖53.如圖8所示，在水平拉力F作用下，B、C兩球均處于靜止?fàn)顟B(tài)，AB繩豎直，則C球受幾個(gè)力的作用？畫(huà)出C球的受力示意圖．圖84.如圖12所示，一個(gè)質(zhì)量為M＝2kg的物體放在粗糙水平面上，物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2，用一條質(zhì)量不計(jì)的細(xì)繩繞過(guò)定滑輪和一只質(zhì)量為m0＝0.1kg的小桶相連，已知：M受到的最大靜摩擦力Fmax＝4.5N，細(xì)繩水平，滑輪上的摩擦不計(jì)，g取10N/kg，求在以下情況中，M受到的摩擦力的大小．圖12(1)只掛m0處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)；(2)只掛m0但在M上再放一個(gè)M′＝3kg的物體時(shí)；(3)只在桶內(nèi)加入m1＝0.33kg的砂子時(shí)；(4)只在桶內(nèi)加入m2＝0.5kg的砂子時(shí)．【課后練習(xí)】第一天作業(yè)1.如圖所示，與小球接觸的面都是光滑的，則小球靜止時(shí)受到兩個(gè)彈力的是（）A．B．C．D．2.（多選）如圖5所示，有一重力不計(jì)的方形容器，被水平力F壓在豎直的墻面上處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)緩慢地向容器內(nèi)注水，直到將容器剛好盛滿(mǎn)為止，在此過(guò)程中容器始終保持靜止，則下列說(shuō)法中正確的是()圖5A．容器受到的摩擦力不變B．容器受到的摩擦力逐漸增大C．水平力F可能不變D．水平力F必須逐漸增大3.重為50N的物體，在粗糙水平面上向右運(yùn)動(dòng)，物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2，同時(shí)物體還受到一個(gè)大小為10N、方向水平向左的拉力F作用，如圖10所示，則水平面對(duì)物體的摩擦力的大小和方向是()圖10A．10N，水平向左 B．20N，水平向左C．10N，水平向右 D．20N，水平向右4.如圖9所示，一重為40N的木塊原來(lái)靜止在水平桌面上，某瞬間在水平方向上同時(shí)受到兩個(gè)方向相反的力F1、F2的作用，其中F1＝13N，F(xiàn)2＝6N．已知木塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，求：圖9(1)木塊所受的摩擦力的大小和方向；(2)當(dāng)只將F1撤去時(shí)，木塊受到的摩擦力的大小和方向；(3)若撤去的力不是F1而是F2，求木塊受到的摩擦力的大小和方向．第二天作業(yè)1.如圖所示，物體靜止在固定的斜面上，則對(duì)物體的受力分析，下列正確的是（）A．重力、支持力、壓力B．重力、支持力、摩擦力C．重力、下滑力、支持力、摩擦力D．重力、下滑力、支持力、壓力、摩擦力2.一小球在墻角處挨著豎直墻壁靜止在水平地板上，下列所給出的小球受力示意圖，正確的是（）A．B．C．D．3.如圖所示，小球用一豎直細(xì)線(xiàn)懸掛且與下方斜面有接觸，下列說(shuō)法正確的是（）A．小球受到重力、繩子拉