高考物理受力分析[1]1

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1、受力分析【知识要点知识要点】 对物体进行受力分析是解决力学问题的基础，是研究力学问题的重要方法。受力分析的步骤是： 1.根据题意选取研究对象。选取研究对象的原则是要使对问题的研究尽量简便，研究对象可以是单 个物体或物体的某一部分，也可以是由几个物体组成的系统。 2.把研究对象从周围的物体中隔离出来.为防止漏掉某个力，要养成按一般步骤分析受力的好习惯。 一般应先分析重力；然后环绕物体一周，找出跟研究对象接触的物体，并逐个分析这些物体对研究对象 的弹力和摩擦力；最后再分析其他场力（电场力、磁场力等） 。 3.每分析一个力，都要想一想它的施力物体是谁，这样可以避免分析出某些不存在的力。如竖直上 抛的

2、物体并不受向上的推力，而刹车后靠惯性滑行的汽车也不受向前的“冲力” 。 4.画完受力图后要进行定性检验，看一看根据你画的受力图，物体能否处于题目中所给的运动状态。5.对物体受力分析时应注意以下几点：（1）不要把研究对象所受的力与它对其他物 体的作用力相混淆；（2）对于作用在物体上的每一个力，都必须明确它的来源，不能无 中生有；（3）分析的是物体受到哪些“性质力” （按性质分类的力） ，不要把“效果力”与 “性质力”混淆重复分析.例如，有人认为在竖直面内做圆周运动的物体运动至最高点时（如图所示）受三 个力的作用：重力、绳的拉力和向心力。实际上这个向心力是重力与绳拉力的合力，是“效果力” ，不属于

3、 单独某一性质的力，不能重复分析。 【典型例题典型例题】 例例 1 1 均匀长棒一端搁在地面上，另一端用细线系在天花板上，如图所示。 （1）若细线竖直，试分析 棒的受力情况. （2）若悬线不竖直，棒的受力情况可能如何? （3）若水平面光滑，悬线可能不竖直吗?例例 2 如图所示，人重 600N，平板重 400N，人要拉住平板，他必须用多大的力？（滑 轮重可忽略）例例 3 如图所示，A 的质量 m1=2kg，B 的质量 m2=3kg，A 与 B 之间的动摩擦因数1=0.2，B 与地之间的动摩擦因数 2=0.3，A 由水平细绳拉住，问至少用多大的力 F 才能把 B 从 A 下拉 出？（g 取 10N

4、/kg）例例 4 木块 A、B 分别重 50N 和 60N，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为 0.25。夹在 A、B 之间的轻 弹簧被压缩了 2cm，弹簧的劲度系数为 400N/m。系统置于水平地面上静止不动。现用 F=1N 的水平拉力 作用在木块 B 上，如图所示。力 F 作用后（ ） A木块 A 所受摩擦力大小是 12.5N B木块 A 所受摩擦力大小是 11.5N C木块 B 所受摩擦力大小是 9N D木块 B 所受摩擦力大小是 7N 例例 5如图所示，物体 A 置于物体 B 上，一轻质弹簧一端固定，另一端与 B 相连，在弹性限度范围内， A 和 B 一起在光滑水平面上做往复运动（不计

5、空气阻力） ，并保持相对静止。则下列说法正确的是（ ）A A 和 B 均做简谐运动。 B 作用在 A 上的静摩擦力大小与弹簧的形变量成正比。 C B 对 A 的静摩擦力对 A 做功，而 A 对 B 的静摩擦力对 B 不做功。 D B 对 A 的静摩擦力始终对 A 做正功，而 A 对 B 的静摩擦力始终对 B 做负功。【当堂反馈当堂反馈】 1如图所示，竖直墙壁光滑，分析静止的均匀木杆受到哪几个力作用？2画出下列各图中物体 A、B、C 的受力示意图（已知物体 A、B、C 均静止）.3如图所示，在两块相同的竖直木板之间，有质量均为 m 的 4 块相同 的砖，用两个大小均为 F 的水平力压木板，使砖静

6、止不动，则第 2 块砖 对第 3 块砖的摩擦力大小为（ ） A0 Bmg Cmg/2 D2mg 4如图所示，位于斜面上的物块 M 在沿斜面向上的力 F 作用下，处于 静止状态。则斜面作用于物块的静摩擦力（ ） A方向可能沿斜面向上 B方向可能沿斜面向下 C大小可能等于零 D大小可能等于 F 5如图所示，C 是水平地面，A、B 是两个长方形物块，F 是作用在物块 B 上沿水平方向的力，物体 A 和 B 以相同的速度作匀速直线运动。由此可知，A、B 间的滑动摩擦系数 1和 B、C 间的滑动摩擦系数 2 有可能是( ) A10，20 B10，20 C10，20 D10，20参考答案参考答案【典型例题

7、典型例题】 例例 1 1（1）取棒为研究对象，它只受三个力的作用，其中重力G竖直向下，支持力FN垂 直于地面竖直向上，绳子拉力FT沿绳竖直向上，如图所示。 虽然地面不光滑，棒并不受静摩擦力的作用。因为重力G、支持力FN和拉力FT均沿 竖直方向，所以棒在水平方向上没有运动趋势，也就不受静摩擦力了。 （2）若悬线不竖直，棒受四个力作用：重力、支持力、线的拉力和摩擦力。 （3）若水平光滑，悬线一定竖直。 例例 2 解：先以定滑轮下方的各物体组成的整体为研究对象。这一整体受力 如图甲所示，由平衡条件得 2F1=G人+G板=1000N， 解得 F1=500N。 再以动滑轮为研究对象，它的受力情况如图乙所

8、示，由平衡条件得 2F2=F1， 所以 F2=F1/2=250N。AO甲B乙丙C例例 3 解：以 B 为研究对象。 在竖直方向，有重力 m2g、A 对 B 的压力 FN1和地对 B 的支持力 FN2，三力关系是。212NNFFgm在水平方向，有拉力 F、A 对 B 的摩擦力和地对 B 的摩擦力 F2，拉力 F 的最小值。1F21FFF又因为，NgmFFN411111，NgmmFFN15)(212222所以 F=19N。例例 4C 解：分别对 A、B 作受力分析如图A、B 所受的最大静摩擦力分别为：，NgmfAAm5 .12NgmfBBm15弹簧对 A、B 的弹力分别为。NkxFF821所以当力

9、 F=1N 作用在 B 上时，A、B 系统仍处于静止状态，A、B 所受到的静摩擦力分别为。NFFfNFfBA9821，故选 C。 例例 5AB 解：解：先以 A、B 整体为研究对象。整体做简谐运动，由弹簧弹力提供回复力，即有，amMkxf)(得。mMkxa然后以 A 为研究对象。A 做简谐运动的回复力由什么力来提供呢？显然只能是 B 对 A 的静摩擦力， 所以。xmMmkmaf静B 对 A 的静摩擦力随着 A 的运动有时做正功，有时做负功。根据牛顿第三定律知，A 对 B 也有静摩擦 力，这个力也是有时做正功，有时做负功。故选 A、B。 【当堂反馈当堂反馈】 1首先杆受到重力 G 的作用，作用点

10、在杆的中点。其次，杆和其它物体（墙和地面）有 两个接触点。墙对杆有垂直于墙的弹力 F1，地面对杆有垂直于地面的弹力 F2。由于竖直墙 壁光滑，所以墙对杆没有摩擦力作用，而地面对杆是否有摩擦力？方向如何？这时可设想 地面光滑，则杆的下端将向右滑，由此可确定有静摩擦力阻碍杆向右运动的趋势，所以此 处有方向向左的静摩擦力。所以受力分析图如右图所示。 2略1 A 2 ABCD 3 BD带电粒子在某种场带电粒子在某种场(重力场、电场、磁场或复合场重力场、电场、磁场或复合场)中的运动问题，本质仍然是物体的动力学问题。中的运动问题，本质仍然是物体的动力学问题。1. 电场力、磁场力、重力的性质和特点：电场力、

11、磁场力、重力的性质和特点： 在均匀场中重力和电场力均为恒力，可能做功；在均匀场中重力和电场力均为恒力，可能做功； 电场力和磁场力都与电荷正负、场的方向有关，磁场力还受粒子的速度影响，反过来影响粒子的速电场力和磁场力都与电荷正负、场的方向有关，磁场力还受粒子的速度影响，反过来影响粒子的速 度变化度变化. 洛伦兹力总不做功。洛伦兹力总不做功。 2.动力学理论：动力学理论：(1)粒子所受的合力和初速度决定粒子的运动轨迹及运动性质；粒子所受的合力和初速度决定粒子的运动轨迹及运动性质；(2)匀变速直线运动公式、运动的合成和分解、匀速圆周运动的运动学公式；匀变速直线运动公式、运动的合成和分解、匀速圆周运动

12、的运动学公式；(3)牛顿运动定律、动量定理和动量守恒定律；牛顿运动定律、动量定理和动量守恒定律；(4)动能定理、能量守恒定律动能定理、能量守恒定律. 3.数学知识与方法：数学知识与方法： 对粒子运动路线上空间位置、距离的关系，注意利用几何知识、代数知识、图像知识和数形结合的对粒子运动路线上空间位置、距离的关系，注意利用几何知识、代数知识、图像知识和数形结合的 思想综合分析运算思想综合分析运算. 4.在生产、生活、科研中的应用：如显像管、回旋加速器、速度选择器、正负电子对撞机、质谱仪、电磁在生产、生活、科研中的应用：如显像管、回旋加速器、速度选择器、正负电子对撞机、质谱仪、电磁 流量计、磁流体发

13、电机、霍尔效应等等流量计、磁流体发电机、霍尔效应等等.正因为这类问题涉及知识面大、能力要求高，而成为近几年高考的热点问题。正因为这类问题涉及知识面大、能力要求高，而成为近几年高考的热点问题。 分析方法分析方法 首先从粒子的开始运动状态受力分析着手，由合力和初速度判断粒子的运动轨迹和运动性首先从粒子的开始运动状态受力分析着手，由合力和初速度判断粒子的运动轨迹和运动性 质，注意速度和洛伦兹力相互影响这一特点，将整个运动过程和各个阶段都分析清楚，然后再结合题设质，注意速度和洛伦兹力相互影响这一特点，将整个运动过程和各个阶段都分析清楚，然后再结合题设 条件，边界条件等，选取粒子的运动过程，选用有关动力

14、学理论或公式求解。条件，边界条件等，选取粒子的运动过程，选用有关动力学理论或公式求解。 13、如图，直角三角形导线框abc固定在匀强磁场中，ab是一段长为l、电阻为R的均匀导线，ac和bc的电阻可不计，ac长度为。磁场的磁感强度为B，方向垂直于纸面向里。21现有一段长度为、电阻为的均匀导体杆MN架在导线框上，开始时紧靠ac，然后沿2l 2Rac方向以恒定速度v向b端滑动，滑动中始终与ac平行并与导线框保持良好接触。当MN滑过的距离为时，导线ac中的电流是多大？方向如何？3l14、如图所示，OACO 为置于水平面内的光滑闭合金属导轨，O、C 处分别接有短电阻丝（图中粗线表法） ，R1= 4、R2

15、=8（导 轨其它部分电阻不计） 。导轨 OAC 的形状满足方程（单位：m） 。磁感强度 B=0.2T 的匀强磁场方向)3sin(2xy垂直于导轨平面。一足够长的金属棒在水平外力 F 作用下，以恒定的速率v=5.0m/s 水 平向右在导轨上从 O 点滑动到 C 点，棒与导思接触良好且始终 保持与 OC 导轨垂直，不计棒的电阻。求： (1)(1)外力 F 的最大值； (2)(2)金属棒在导轨上运动时电阻丝 R1上消耗的最大功率； (3)(3)在滑动过程中通过金属棒的电流 I 与时间 t 的关系。15、水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置，间距为L，一端通过导线与阻值为R的 电阻连接；导轨上放一

16、质量为m的金属杆(见右上图)，金属杆与导轨的电阻不计；均匀 磁场竖直向下。用与导轨平行的恒定力F作用在金属杆上，杆最终将做匀速运动。当改 变拉力的大小时，相对应的匀速运动速度v也会改变，v和F的关系如右下图。(取重 力加速度g=9.8m/s2)(1)(1) 金属杆在匀速运动之前做作什么运动？(2)(2) 若m=0.5kg，L=0.5m，R=0.5，磁感应强度B为多大？(3)(3) 由vF图线的截距可求得什么物理量？其值为多少？ 16、如图所示，两条互相平行的光滑金属导轨位于水平面内，距离为02，在导轨的 一端接有阻值为05 的电阻，在0 处有一与水平面垂直的均匀磁场，磁感应 强度05一质量为01的