《2011高三物理一轮复习教学案2-受力分析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2011高三物理一轮复习教学案2-受力分析（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2011 高三物理一轮复习教学案（2）-受力分析【学习目标】 掌握受力分析的步骤，养成良好的受力分析习惯，并能正确的规范的画出受力分析图。【自主学习】 一、摩擦力 1.定义:相互接触的物体间发生 时，在接触面处产生的阻碍 的力. 2.产生条件:两物体 . 两物体间有弹力是这两物体间有摩擦力的必要条件（没有弹力不可能有摩擦力）. 3.滑动摩擦力大小:滑动摩擦力；其 中 FN是压力， 为动摩擦因数 ，无单 位. 说明:在接触力中，必须先分析弹力，再分析摩擦力. 只有滑动摩擦力才能用公式 F=FN，其中的 FN表示正压力，不一定等于重力 G. 例 1.如图所示，用跟水平方向成 角的推力 F 推重量为
2、 G 的木块沿天花板向右运动， 木块和天花板间的动摩擦因数为 ，求木块所受 的摩擦力大小. 解：由竖直方向合力为零可得 FN=Fsin-G， 因此有：f =(Fsin-G) 4.静摩擦力大小 必须明确，静摩擦力大小不能用滑动摩擦定律 Ff=FN计算，只有当静摩擦力达到 最大值时，其最大值一般可认为等于滑动摩擦力，即 Fm=FN 静摩擦力:静摩擦力是一种 力，与物体的受力和运动情况有关.求解静摩擦力 的方法是用力的平衡条件或牛顿运动定律.即静摩擦力的大小要根据物体的受力情况和运动 情况共同确定，其可能的取值范围是 0FfFm 例 2.如图所示，A、B 为两个相同木块，A、B 间最大静摩擦力 Fm
3、=5N，水平面光滑. 拉力 F 至少多大，A、B 才会相对滑动？ 解：A、B 间刚好发生相对滑动时，A、B 间的相对运动状态处于一个临界状态，既可 以认为发生了相对滑动，摩擦力是滑动摩擦力，其大小等于最大静摩擦力 5N，也可以认为 还没有发生相对滑动，因此 A、B 的加速度仍然相等。分别以 A 和整体为对象，运用牛顿第 二定律，可得拉力大小至少为 F=10N （研究物理问题经常会遇到临界状态.物体处于临界状态时，可以认为同时具有两个状 态下的所有性质） 5.摩擦力方向 摩擦力方向和物体间 的方向相反. 摩擦力的方向和物体的运动方向可能成任意角度.通常情况下摩擦力方向可能和物体 运动方向相同（作
4、为动力） ，可能和物体运动方向相反（作为阻力） ，可能和物体速度方向 垂直（作为匀速圆周运动的向心力）.在特殊情况下，可能成任意角度. 例 3.小车向右做初速为零的匀加速运动，质量为 m 的物体恰好沿车后壁匀 速下滑.求物体下滑过程中所受摩擦力和弹力的大小，并分析物体所受摩擦力的 方向和物体速度方向的关系.av相对F1F2fFN解：竖直方向:f=mg；水平方向:N=ma 物体受的滑动摩擦力始终和小车的后壁平行，方向竖直向上，而物体的运动轨迹为抛 物线，相对于地面的速度方向不断改变（竖直分速度大小保持不变，水平分速度逐渐增大） ， 所以摩擦力方向和运动方向间的夹角可能取 90和 180间的任意值
5、. 由例 2 和例 3 的分析可知：无明显形变的弹力和静摩擦力都是被动力.就是说：弹力、 静摩擦力的大小和方向都无法由公式直接计算得出，而是由物体的受力情况和运动情况共 同决定的. 6.作用效果:阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势，但对物体来说，摩擦力可以是动 力，也可以是阻力. 7.发生范围: 滑动摩擦力发生在两个相对运动的物体间，但静止的物体也可以受滑动摩擦力； 静摩擦力发生在两个相对静止的物体间，但运动的物体也可以受静摩擦力. 8.规律方法总结 (1)静摩擦力方向的判断 假设法:即假设接触面光滑，看物体是否会发生相对运动；若发生相对运动，则说明 物体原来的静止是有运动趋势的静止.且假设接
6、触面光滑后物体发生的相对运动方向即为原 来相对运动趋势的方向，从而确定静摩擦力的方向. 根据物体所处的运动状态，应用力学规律判断. 如图所示物块 A 和 B 在外力 F 作用下一起沿水平面向右以加速度 a 做匀加速直线运 动时，若 A 的质量为 m，则很容易确定 A 所受的静摩擦力大小为 ma，方向水平向右. 在分析静摩擦力方向时，应注意整体法和隔离法相结合. 如图所示，在力 F 作用下，A、B 两物体皆静止，试分析 A 所受的静摩擦力.(2)摩擦力大小计算 分清摩擦力的种类：是静摩擦力还是滑动摩擦力. 滑动摩擦力由 Ff=FN公式计算.最关键的是对相互挤压力 FN的分析，它跟研究物体 在垂直
7、于接触面方向的力密切相关，也跟研究物体在该方向上的运动状态有关.特别是后者， 最容易被人所忽视.注意 FN变，则 Ff也变的动态关系. 静摩擦力:最大静摩擦力是物体将发生相对运动这一临界状态时的摩擦力，它只在这 一状态下才表现出来.它的数值跟正压力成正比，一般可认为等于滑动摩擦力.静摩擦力的 大小、方向都跟产生相对运动趋势的外力密切相关，但跟接触面相互挤压力无直接关系.因 而静摩擦力具有大小、方向的可变性，即静摩擦力是一种被动力，与物体的受力和运动情 况有关.求解静摩擦力的方法是用力的平衡条件或牛顿运动定律.即静摩擦力的大小要根据 物体的受力情况和运动情况共同确定，其可能的取值范围是 0FfF
8、m 二、物体受力分析 1.明确研究对象 在进行受力分析时，研究对象可以是某一个物体，也可以是保持相对静止的若干个物 体。在解决比较复杂的问题时，灵活地选取研究对象可以使问题简洁地得到解决.研究对象 确定以后，只分析研究对象以外的物体施予研究对象的力（既研究对象所受的外力） ，而不 分析研究对象施予外界的力. 2.按顺序找力 必须是先场力（重力、电场力、磁场力） ，后接触力；接触力中必须先弹力，后摩擦力 （只有在有弹力的接触面之间才可能有摩擦力）. 3.只画性质力，不画效果力 画受力图时，只能按力的性质分类画力，不能按作用效果（拉力、压力、向心力等）BA SF画力，否则将出现重复. 4.需要合成
9、或分解时，必须画出相应的平行四边形（或三角形） 在解同一个问题时，分析了合力就不能再分析分力；分析了分力就不能再分析合力， 千万不可重复. 【典型例题】 例 1.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）.例 2、A、B、C 三物块质量分别为 M、m 和 m，作如图所示的联结。绳子不可伸长，且 绳子和滑轮的质量、滑轮的摩擦均可不计。若 B 随 A 一起沿水平桌面作匀速运动，则可以 断定(A ) (A)物块 A 与桌面之间有摩擦力，大小为 mg (B)物块 A 与 B 之间有摩擦力，大小为 mg (C)桌面对 A，B 对 A，都有摩擦力，两者方向相同，合力为
10、mg (D)桌面对 A，B 对 A，都有摩擦力，两者方向相反，合力为 mg 例 3、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的（ ABCD ） (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 例 4、如图 19-8 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(BD )。 (A)10,20(B)10,20 (C)10
11、,20(D)10,20【针对训练】1.汽车在平直公路上匀速前进（设驱动轮在后） ，则（D） A.前、后轮受到的摩擦力方向均向后 B.前、后轮受到的摩擦力方向均向前 C.前轮受到的摩擦力向前，而后轮受到的摩擦力向后 D.前轮受到的摩擦力向后，而后轮受到的摩擦力向前 2.分析物体 A 在以下四种情况下所受的静摩擦力的方向： 物体 A 静止于斜面，如图甲所示. 物体 A 受到水平拉力 F 的作用，仍静止在水平面上，如图乙所示. 物体 A 放在车上，当车在刹车过程中，如图丙所示. 物体 A 在水平转台上，随转台一起匀速转动，如图丁所示.3.如图所示，一木块放在水平面上，在水平方向施加外力 F10 N，
12、 2 N，木甲A丙A乙FAA丁BCFAAO甲B乙丙C块处于静止状态若撤去外力 F1，则木块受到的摩擦力大小为 2 N，方向 水平向右 . 4.如图所示，三个物体叠放着，当作用在 B 物体上的水平力 F=2N 时，三个物体均静 止，则物体 A 与 B 之间的摩擦力大小为 0 N，B 与 C 之间的摩擦力大小为 2 N，C 与 地面之间的摩擦力大小为 2 N. 5.如图所示，质量为 m，横截面为直角三角形的物块 ABC,BCA=，AB 边靠在竖直墙 面上，F 是垂直于斜面 BC 的推力.现物块静止不动，则摩擦力的大小为 mg+Fcos . 6.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，使砖静止不动，则第 2 块砖对第 3 块砖的摩擦力大小为（A） A0 Bmg Cmg21D2mg7.如图所示，粗糙的长木板上放一质量为 m 的物块，当木板绕其一端由水平位置缓慢 转动到竖直位置的过程中，试分析物块所受摩擦力大小的变化情况. (先增大后减小)8.把一重为 G 的物体，用一水平推力 F=kt(k 为恒量，t 为时间)压在竖直的足够高的 平整墙上(如图所示)，从 t=0 开始物体所受的摩擦力 Ff随 t 的变化关系是下图中的哪一个？ （B）BFACFft A0GFft B0GFft C0GFft D0G2314FFm
