专题一   受力分析在解决力学问题中的应用

正确对物体受力分析是解决力学题目的关键。在初中阶段主要初步学习了重力、摩擦力(包括滑动摩擦力、静摩擦力、滚动摩擦力)、弹力(包括压力、拉力、支持力、浮力等)。受力分析主要是分析这些力。初中物理要求研究的力学问题基本上是处于平衡状态下的,只有正确的对物体进行受力分析,才能准确合理的结合物理规律和公式来解决问题,所以受力分析是解决动力学问题的重要环节。下面简要分析受力分析在力学中的应用。

一、学习目标:

1、  掌握受力分析的方法;

2、  学会利用受力分析的方法分析解决问题。

二、知识储备:

1.二力平衡的条件:                                                  。二力平衡合力为     

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2、重力的方向              ;作用点                 

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3、相互接触的物体             受力,如图1中A、B两物体;不相互接触的物体         受力,如图2中两磁铁。

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4、摩擦力产生的条件                                    ;摩擦力的方向                   

(一)、受力分析:

例1. 如图3所示,小球用线系住挂在天花板上并与墙面接触,画出小球的受力示意图。

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三、典例分析:

 

 

 

 

 

 

例2. 如图4所示,木块放在斜面上静止不动,试画出木块受力示意图。

由以上例题,总结对物体受力分析的步骤:

(1)首先要确定研究对象(可以把它从周围物体中隔离出来,只分析它所受的力,不考虑研究对象对周围物体的作用力);

(2)在分析物体受力时,应先考虑重力,然后是弹性力、摩擦力等,并分析物体在已知力的作用下,将产生怎样的运动或运动趋势;

(3)根据物体的运动或运动趋势及物体周围的其它物体的分布情况,确定力,保证力既不能多也不能少;

(4)画出研究对象的受力示意图;

(5)检验,根据物体的运动状态和平衡力的知识来检验所画出的力是否正确。

跟踪练习1

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1、如图5所示,试分析放在水平面上的物体A作匀速运动时的受力情况。

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2、如图6所示,物体放在作匀速直线运动的传送带上,请画出物体所受力的示意图。(如果传送带突然加速或减速运动,画出物体所受力的示意图。)

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3、一小球静止在竖直的墙壁之间,如图7,请画出小球所受力的示意图。

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(二)、应用

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例1、一个放在水平桌面上的物体,受到分别为5牛和3牛的两个力F1、F2的作用后仍处于静止状态,如图8所示,则该物体受到的合力为       ,桌面对此物体的摩擦力大小为         ,方向为           

跟踪练习2

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1、一物体做匀速直线运动,在所受的多个力中,有一对大小为15N的平衡力,当这对力突然消失后,该物体的运动状态将_______________(填“改变”或“不变”).

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2、一个小球重3牛顿,当它以0.5米/秒的速度在光滑的平面上作匀速直线运动时,加在小球上的水平推力是(  )

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A、0牛顿   B、1.5牛顿  C、3牛顿  D、无法判断。

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3、如图9甲所示,完全相同的木块A和B叠放在水平桌面上,在12N的水平拉力F1作用下,A、B一起做匀速直线运动,此时木块B所受的摩擦力为        N;若将A、B紧靠着放在水平桌面上,用水平力F2推A使它们一起匀速运动(如图9乙所示),则推力F2=          N。

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例2、用力F将木块压在竖直墙面上,木块静止,如图10所示,当F增大时,墙对木块的摩擦力的变化情况是:

A、增大;  B、减小;  C、不变;  D、无法判断。

 

跟踪练习3

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1、竖直悬挂的磁性黑板上吸附着一磁性黑板擦,黑板擦静止不动。在竖直方向上黑板擦保持平衡的原因是受到摩擦力和   力的作用。

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2、体育课上,小明匀速爬杆,小刚匀速爬绳。有关他们受到的摩擦力,下面说法正确的是(  )

A.因为爬杆时手握杆的压力大,所以小明受到的摩擦力一定大

B.因为绳子粗糙,所以小刚受到的摩擦力一定大

C.小明和小刚受到的摩擦力一定相等

D.若小明的体重大,则他受到的摩擦力一定大。

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3、起重机吊着一重为G的物体(1)匀速上升拉力为F1,(2)匀速下降拉力为F2,(3)静止在空中拉力为F3,(4)在空中水平匀速运动拉力为F4,(5)以3m/s的速度匀速上升,拉力为F5,(6)以2m/s的速度匀速下降拉力为F6,这几种状态都是       状态。比较F1、F2,F3,F4,F5,F6有F1   F2___ F3­­   F4   F5    F6

达标测试

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1、重5N的茶杯静止在水平桌面上,受到的摩擦力大小为          N。

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2、如图11物体A在水平力F作用下,静止在竖直墙壁上。当水平力减小为F/2时,物体A恰好沿竖直墙壁匀速下滑,此时物体A所受摩擦力的大小

A、减为原来的1/2; B、和原来一样;  C、增大为原来的2倍;  D、无法判断。

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3、如图12中的水平桌面足够长,不计托盘质量和滑轮与绳的摩擦.物体A重10N,当物体B重为2N时,物体A保持静止,这时A物体受到的摩擦力为      N;当物体B重为3N时,物体A向右做匀速直线运动,运动一段时间托盘着地,此后物体A做        运动,受到的摩擦力是        N.

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4、如图13所示,放在光滑水平面上的小车上固定一块磁铁,人用木杆吊着一块磁铁,始终保持两块磁铁之间有一定的间隙且不变。则小车的状态是要(     )

A.向左运动,越来越快             

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B.向右运动,越来越快

C.匀速直线运动或静止             

D.有时快有时慢的直线运动

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5、如图14所示,为某校校园艺术节时气球悬挂一幅竖标的情景。已知气球的体积为8m3,气球(含内部所充气体)、标语及细绳的总质量为9kg,空气的密度为1.29 kg/ m3.g取10N/ kg,则系于地面拉住标语的细绳的拉力为(  )

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A、103.2N    B、90N    C、13.2N    D、193.2N.

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6、如图15,用弹簧秤拉着木块在水平桌面上做直线运动,实验记录如下表。由此可知,木块与水平桌面的滑动摩擦力为      。

 

 

 

 

 

 

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7、如图16物体A重50N,物体B重30N,物体A在物体B的作用下向右做匀速直线运动。如果在物体A上加一个水平向左的力F拉动物体A,使物体B以0.1m/s的速度匀速上升,求2s内拉力F做的功。

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答案:

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一、            知识储备

1、作用在同一物体上,大小相等,方向相反,作用在同一直线上,0。

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2、竖直向下,重心。

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3、不一定,不一定不。

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4、  物体间相互接触、挤压,接触面不光滑,物体间有相对运动趋势或相对运动。

跟踪练习1:

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二、            练习答案

跟踪练习2:

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1、  不变;

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2、  A

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3、  0;12。

跟踪练习3

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1、  重

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2、 

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3、  平衡状态,=,=,=,=,=。

 

达标测试答案:

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1、0;

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2、B;   

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3、2,  减速,   3。

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4、C.

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5、C.

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6、3.0N

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7、12J

分析: 拉力的功WFs,要正确求出功,必须求出拉力和拉力移动的距离,这就和滑轮组的受力分析综合起来了。

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  已知GA=50N,GB=30N,vB=0.1 m/s,t=2s

  W

  解 A向右运动,受向右拉力F1和向左的摩擦力fA匀速运动:fFl

  与B相连的滑轮上方共有3根绳子承担物重GB

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  ∴ F1GB×30=10

  fF1=10N

  A向左运动时,A受向左的拉力F2和向右的摩擦力f及向右的绳子拉力F1

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  F2fF1F1=GB=10N),f大小不变

  ∴ F2=10N+10N=20N

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  在2s内,物体上升距离hvB×t=0.1m/s×2s=0.2m

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  拉力移动距离s=3h=3×0.2m=0.6m

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  拉力做的功WF2s=20N×0.6m=12J

  答案 12J

 

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同步练习册答案