高中物理-第3章-专题-弹力摩擦力综合问题及物体的受力分析课件-新人教版必修1课件.ppt

1、 专题弹力、摩擦力综合问题 及物体的受力分析同步导学方案课后强化演练要点一整体法与隔离法在静力学中的应用1整体法：以几个物体构成的整个系统为研究对象进行求解的方法在许多问题中用整体法比较方便，但整体法不能求解系统的内力2隔离法：把系统分成若干部分并隔离开来，分别以每一部分为研究对象进行受力分析，分别列出方程，再联立求解的方法3通常在分析外力对系统的作用时，用整体法；在分析系统内各物体之间的相互作用时，用隔离法有时在解答一个问题时要多次选取研究对象，需要整体法与隔离法交叉使用要点二物体受力分析的方法1受力分析：把指定物体(研究对象)在特定的物理环境中受到的所有力找出来，并画出受力示意图，这就是受

2、力分析对物体进行正确的受力分析是分析、求解力学问题的关键，对物体进行受力分析通常采用“隔离法”，即把要分析的物体隔离出来，只分析它受到的力，而不分析它对别的物体施加的力2物体受力分析的一般思路(1)明确研究对象，将它从周围物体中隔离出来，研究对象可以是质点、结点、物体、物体系(2)按顺序分析物体所受的力，一般先分析重力，再分析接触力(弹力和摩擦力)，然后是其他力，口诀为“一重、二弹、三摩擦，然后是其他”(3)如果一个力不容易确定其方向时，可以先确定它的反作用力的方向，再根据牛顿第三定律确定该作用力的方向(4)正确画出物体的受力示意图，画示意图时不要求严格按比例画出每个力的大小，但方向必须正确，

3、另外注意题中有多个研究对象时，一定要采用隔离法分别画出它们的受力示意图(5)检查防止错画力、多画力和漏画力3受力分析的注意事项初学者对物体进行受力分析时，往往不是“少力”就是“多力”，因此在进行受力分析时应注意以下几点：(1)只分析研究对象所受的力，不分析研究对象对其他物体所施加的力(2)每分析一个力，都应该找到施力物体，这是防止“多力”的有效措施之一(3)按顺序分析物体的受力可以有效地防止“少力”(4)合力和分力不能同时作为物体受到的力(5)只分析性质力，不分析效果力如靠传送带的带动而加速运动的物体，在分析物体受力时，就不能把“动力”分析上，因为“动力”是效果力，它实际上就是皮带对物体的摩擦

4、力(6)结合物体的运动状态、利用力作用的相互性进行分析也是确保受力分析正确的有效途径如图所示，两木块的质量分别为m1和m2，两轻质弹簧的劲度系数分别为k1和k2，上面木块压在上面弹簧上(但不拴接)，整个系统处于静止状态现缓慢向上提上面的木块，直到它刚要离开上面弹簧，在这个过程中下面木块移动的距离为()题型题型 1 1 胡克定律的综合应用胡克定律的综合应用 例例 1【方法总结】(1)本题中有两个关键性词语应予以重视：“轻质弹簧指不计弹簧质量”；“缓慢”指匀速运动且速度大小很小(2)因为弹簧的弹力F与形变量x成正比，所以当弹簧的弹力增加(或减小)F时，弹簧的再伸长(缩短)量xF/k.(3)要注意弹

5、簧所处的状态(拉伸和压缩状态)，否则容易产生错解和漏解如图所示，a、b、c为三个物体，M、N为两个轻质弹簧，R为跨过光滑定滑轮的轻绳，它们的连接如图所示，并处于平衡状态，则()变式训练变式训练1-1A有可能N处于拉伸状态而M处于压缩状态B有可能N处于压缩状态而M处于拉伸状态C有可能N处于不伸不缩状态而M处于拉伸状态D有可能N处于拉伸状态而M处于不伸不缩状态解析：物体a对轻绳可能为拉力，也可能无作用力，故弹簧N只能处于拉伸或保持原长当N处于原长时，M只能处于压缩状态，且对物体a的弹力等于重力当N处于拉伸状态时，M可能处于拉伸状态，也可能处于压缩状态，还可能保持原长所以选项AD正确答案：AD如图所

6、示，质量均为m的A、B两物体在水平推力F的作用下，紧靠在竖直墙上处于静止状态试确定A所受的静摩擦力若增大推力F，物体A所受的静摩擦力是否变化？题型题型 2 2整体法和隔离法求解静摩擦力的大小整体法和隔离法求解静摩擦力的大小 例例 2【分析】不少学生在求解本题时，不加分析和思考，认为B对A的静摩擦力FfBA的方向是竖直向上的，这是毫无根据的主观臆断，这种思维是求解物理问题中最为忌讳的本题的求解过程是先分析物体B，后分析物体A.其实，本题也可先将A、B两物体作为一个整体分析，先确定出墙对A的静摩擦力，然后再单独分析物体A，确定出B对A的静摩擦力【解析】先分析B物体如下图甲所示，在竖直方向上，B受向

7、下的重力作用，而B物体是静止的，因此，在竖直方向上必须有一个竖直向上的力与重力平衡，而此力只可能来自A对B的静摩擦力，故可知A对B的静摩擦力大小为FfABmg，方向竖直向上由力的相互作用性可知，B对A的静摩擦力的大小为FfBAmg，方向为竖直向下再对A物体进行分析如上图乙所示，在竖直方向上，A同样受竖直向下的重力mg的作用，同时又受到B对其竖直向下的、大小为mg的静摩擦力的作用而A物体也是静止的，同样在竖直方向上必然应有一个力来平衡这两个竖直向下的力，该力也只可能来自墙对A的静摩擦力，故可知墙对A的静摩擦力大小为Ff墙Amgmg2mg，方向为竖直向上综合以上分析可得，A所受的静摩擦力有两个：一

8、个是墙对A竖直向上的、大小为Ff墙A2mg的静摩擦力，另一个是B对A竖直向下的、大小为FfBAmg的静摩擦力若增大推力F，物体间的正压力增大，物体仍将保持静止状态，仍应该用上面的方法确定A所受的静摩擦力，其结论是A所受的静摩擦力不变【答案】见解析【方法总结】(1)当几个物体相对静止时，可以把这几个物体看成一个整体，求解整体外的物体对整体内物体作用时用整体法(2)求解整体内物体间相互作用力时用隔离法如下图所示，三个完全相同的长方体竖直叠放在水平面上，大小相等，方向相反的两个水平力F分别作用于A、B，三个长方体均处于静止状态，则()变式训练变式训练2-1A物体A对B的摩擦力大小等于F，方向向左B物

9、体C对B的摩擦力大小等于F，方向向左C水平面对C的摩擦力大小等于F，方向向左D物体A、B之间没有摩擦力的作用解析：隔离A物体可知，B对A的摩擦力大小为F，方向水平向右，A对B的摩擦力大小为F，方向应水平向左，故A对，D错误隔离B物体，由于力F与A对B的摩擦力等大反向，C对B的摩擦力为零，B错误把A、B、C看成整体，由合力为零可知，水平面对C没有摩擦力，C错误答案：A如图所示是皮带转动的示意图，O1是主动轮，O2是从动轮，两轮水平放置，当主动轮顺时针匀速转动时，重10 N的物体同皮带一起运动，若物体与皮带之间最大静摩擦力为5 N，则物体所受皮带的摩擦力的大小和图中皮带上P，Q两处所受的摩擦力的方

10、向是()A5 N、向下、向下B5 N、向下、向上C0、向下、向上 D0、向下、向下题型题型 3 3传动装置中摩擦力方向的确定传动装置中摩擦力方向的确定 例例 3【解析】O1是主动轮，皮带之所以转动就是主动轮对皮带产生摩擦力作用的结果，所以在皮带上主动轮对P点的摩擦力是作为皮带运动的动力，其方向向下，O2是从动轮，也就是皮带带动轮O2旋转的，所以轮O2对皮带的摩擦力是皮带运动的阻力 ，在Q点皮带受到的摩擦力方向向下皮带上的物体处于平衡状态，根据受力平衡可以知道，该物体不受摩擦力的作用，故选D.【答案】D【方法总结】(1)对于传动装置各部分间的静摩擦力方向的判断类问题关键是主动轮和从动轮的确定，若

11、不能确定可分别讨论，中间传送者如皮带对于主动轮来说，是从动者，但对于从动轮来说，皮带就是主动者(2)判断主动者的相对运动趋势方向时，可用假设法，假设光滑时，主动者的相对运动方向，即为相对运动趋势方向，由此可得主动者受到静摩擦力的方向自行车在平直公路上匀速前进时，前后轮所受摩擦力的方向()A都向后B都向前C前轮向后，后轮向前D前轮向前，后轮向后变式训练变式训练3-1解析：自行车匀速前进时，由于人通过链条给后轮一个力，使后轮顺时针转动，设轮与地面接触处光滑，则轮应加速顺时针转动，说明轮有相对地面向后转动的趋势，由于静摩擦力的方向与物体的运动趋势方向相反，故后轮所受静摩擦力f1的方向向前；前轮转动是

12、由于前轮受到力的作用，若前轮与地面接触处光滑，则前轮就不会转动，故前轮相对地面有向前运动的趋势，其所受摩擦力向后，如图所示答案：C答案：C如图，给物体m一个初速度后，物体沿粗糙斜面向上滑动在向上滑动的过程中，关于物体m受到的力，下列说法正确的是()题型题型 4 4物体的受力分析物体的受力分析 例例 4A受重力、沿斜面向上的冲力、斜面的支持力B受重力、沿斜面向上的冲力、沿斜面向下的滑动摩擦力C受重力、斜面的支持力、沿斜面向下的滑动摩擦力D受重力、斜面的支持力、沿斜面向上的冲力、沿斜面向下的滑动摩擦力、沿斜面向下的下滑力【分析】分析物体受力的原则：由易到难、循序分析：一般先分析重力，后分析接触力，

13、接触力中先分析弹力后分析摩擦力，即“一重、二弹、三摩擦”【解析】有质量的物体必定受到重力作用，物体在重力作用下要压紧斜面，故斜面和物体之间必定产生弹力作用，斜面不光滑，所以物体还受到斜面对它的滑动摩擦力的作用物体沿斜面向上运动时不受向上的冲力作用，因为找不到冲力的施力物体，同理，也找不到下滑力的施力物体，故下滑力也不存在【答案】C【方法总结】(1)在进行受力分析时，分析的是物体“受到”的力，而不是物体对外施加的力(2)区分内力和外力：对几个物体的整体进行受力分析时，这几个物体间的作用力为内力，不能在受力图中出现；当把某一物体单独隔离分析时，原来的内力变成了外力，要画在受力分析图上画出图中静止物

14、体A的受力示意图变式训练变式训练4-1解析：物体A的受力示意图如图所示答案：见解析1.如图所示，水平地面上的L形木板M上放着小木块m，M与 m 间有一个处于压缩状态的弹簧，整个装置处于静止状态，下列说法正确的是()AM对m的摩擦力方向向右BM对m的摩擦力方向向左C地面对M的摩擦力方向向右D地面对M无摩擦力的作用解析：首先研究木板和木块组成的整体，不考虑其内部作用力，对整体而言，其静止于水平地面上，没有相对地面运动的趋势，所以和地面之间没有静摩擦力；再单独研究小木块，因为弹簧压缩有恢复原状的趋势，弹簧对小木块有一个向左的推力，根据受力平衡，得出M对m的摩擦力方向向右故选项A、D正确答案：AD2如

15、右图所示，水平力F将质量均为m的三块砖压在竖直墙上，静止不动，A与F接触表面光滑不受摩擦力，则下列叙述正确的是()A墙壁施给C的摩擦力为mg，方向竖直向下B墙壁施给C的弹力为FCA施给B的摩擦力大小为mg，方向竖直向下DC施给B的摩擦力大小为2mg，方向竖直向上解析：A、B、C均处于静止状态，将三者视为一个整体来研究，受力分析如下图(a)所示，可知墙壁施加给C的摩擦力为3mg，方向竖直向上，墙壁施给C的弹力大小为F.将B、C视为一个整体研究，其竖直方向上受力分析如下图(b)所示，可知A施给B的摩擦力大小为mg，方向竖直向下，将A、B视为一个整体来研究，其竖直方向上受力分析如下图(c)所示，可知

16、C施给B的摩擦力大小为2mg，方向竖直向上，故选B、C、D.答案：BCD3物体A的质量为1 kg，置于水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数0.2，从t0开始，物体以一定的初速度v0向右滑行的同时，受到一个水平向左大小恒为F01 N的作用力，则反映物体受到的摩擦力F随时间变化的图象是下图中的(取向右为正方向，g取10 N/kg)()解析：物体向右滑动时，受到地面向左的滑动摩擦力，由F1mg得：F12 N；物体静止后，因受到向左的拉力F01 N，小于F1，故物体A不再运动，由二力平衡知，物体受到向右的静摩擦力，F2F01 N，故C正确答案：C4在斜面上放一物体静止不动，该物体受重力G、弹力N和静摩

17、擦力f的作用，该物体的受力图(如下图所示)画得正确的是()解析：选取斜面上的物体为研究对象，物体所受重力方向竖直向下；弹力方向垂直接触面(斜面)，指向被支持的物体(斜面上的物体)；物体静止在斜面上，相对斜面有向下运动的趋势，摩擦力的方向和接触面相切，沿斜面向上正确答案为D.答案：D解析：(1)因为m0g1 NFm，M处于静止状态，受静摩擦力作用，由二力平衡得F1m0g1 N.(2)在M上再放一个M3 kg的物体，M仍静止，仍受静摩擦力F2F1m0g1 N.(3)因为(m0m1)g4.3 NFm，故物体运动，受到滑动摩擦力作用，由公式F4FNMg4 N.答案：(1)1 N(2)1 N(3)4.3 N(4)4 N