《2009年高三物理第一轮复习物体的受力分析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2009年高三物理第一轮复习物体的受力分析（46页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第一章 力 物体的平衡一什么叫物体的受力分析？一什么叫物体的受力分析？分析研究对象 分析研究对象所受到所受到的研究对象以外的研究对象以外 的物体对它的作用力（的物体对它的作用力（外力外力），而不分析），而不分析 研究对象对研究对象以外的物体研究对象对研究对象以外的物体施加施加的力的力 ，也不分析研究对象内部各部分之间的相，也不分析研究对象内部各部分之间的相 互作用力（互作用力（内力内力）二受力分析按什么程序进行？二受力分析按什么程序进行？1.1.灵活选择明确研究对象，整体法和隔离法相结合灵活选择明确研究对象，整体法和隔离法相结合研究对象可以是 研究对象可以是某一个物体某一个物体，也可以是几个物
2、体组成的，也可以是几个物体组成的 系统系统。求各部分求各部分加速度相同加速度相同的联接体中的的联接体中的加速度或合外力时加速度或合外力时， 优先考虑优先考虑“ “整体法整体法” ”；如果还要求物体间的作用力，再用；如果还要求物体间的作用力，再用“ “隔离隔离 法法” ”当各部分当各部分加速度不同时加速度不同时, ,一般采用一般采用“ “隔离法隔离法” ” 也可以采也可以采 用用“ “整体法整体法” ”解题解题例例1. 1. 在粗糙水平面上放着一个三角形木块在粗糙水平面上放着一个三角形木块abcabc，在它的两个粗糙斜面上分别，在它的两个粗糙斜面上分别 放有质量为放有质量为mm1 1和和mm2
3、2的两个物体，的两个物体，mm1 1mm2 2，若两物体分别以若两物体分别以v v1 1和和v v2 2沿沿 斜面向下做匀速运动，且斜面向下做匀速运动，且v v1 1 v v2 2, ,三角形木块保持静止状态，则粗糙水平面对三角形木块保持静止状态，则粗糙水平面对 三角形木块三角形木块 A. A. 摩擦力的方向水平向右摩擦力的方向水平向右 B. B. 摩擦力的方向水平向左摩擦力的方向水平向左 C. C. 摩擦力的方向不能确定摩擦力的方向不能确定 D.D.以上结论都不对以上结论都不对D Dm1m2abcM+2mgN解解2 2：由于三角形木块和斜面上的两物体加：由于三角形木块和斜面上的两物体加 速度
4、均相等，可以把它们看成一个整体，速度均相等，可以把它们看成一个整体， 竖直方向受到重力（竖直方向受到重力（M+mM+m1 1+m+m2 2）g g和支持力和支持力 NN作用处于平衡状态，水平方向无任何滑动作用处于平衡状态，水平方向无任何滑动 趋势，因此不受地面的摩擦力作用趋势，因此不受地面的摩擦力作用. .如果连接体中各部分的加速度相同，并且不涉及到物体之间 的相互作用力时，优先考虑选用“整体法”m1m2abcv1v2解解1 1：隔离法：隔离法. .例例2. 2. 底座底座A A上有一根直立长杆，其总质量为上有一根直立长杆，其总质量为MM，杆，杆 上套有质量为上套有质量为mm的环的环B B，
5、它与杆有摩擦，设摩擦力它与杆有摩擦，设摩擦力 的大小恒定。当环从底座以初速度的大小恒定。当环从底座以初速度v v向上飞起时，向上飞起时， 底座保持静止，环的加速度大小为底座保持静止，环的加速度大小为a a，求环在升起，求环在升起 过程中，底座对水平面的压力分别是多大？过程中，底座对水平面的压力分别是多大？ v解解1 1：环向上做匀减速运：环向上做匀减速运 动，底座连同直杆静止动，底座连同直杆静止mgfa环环v底底 座座MgNf 因此底座对水平地面的压力因此底座对水平地面的压力解解2 2：对环杆（连同底座）为研究对象，根据牛顿第二定律得：对环杆（连同底座）为研究对象，根据牛顿第二定律得因此底座对
6、水平地面的压力因此底座对水平地面的压力例例3 3如图所示：一圆筒形气缸，静置于地面上，气缸筒的质量如图所示：一圆筒形气缸，静置于地面上，气缸筒的质量 为为MM，活塞（连同手柄）的质量为，活塞（连同手柄）的质量为mm，气缸内部横截面积为，气缸内部横截面积为S S， 大气压为大气压为P P0 0，若用手提住活塞手柄缓慢上提，设气缸足够长，不，若用手提住活塞手柄缓慢上提，设气缸足够长，不 计气缸内气体重量和各处摩擦，试求气缸刚被提离地面时缸内气计气缸内气体重量和各处摩擦，试求气缸刚被提离地面时缸内气 体的压强体的压强mMS解解1 1：以活塞为研究对象：以活塞为研究对象mgmgp0sps F 以汽缸和
7、活塞组成的系统为研究对象以汽缸和活塞组成的系统为研究对象联立以上两式解出气体的压强联立以上两式解出气体的压强mMS解解2 2：以汽缸为研究对象：以汽缸为研究对象MgMgpsp0s因此气体的压强因此气体的压强求固体封闭气体的压强，首先应灵活选择研究对象，对研究对象按顺 序进行受力分析，注意不要漏掉内、外气体的压力解：以物体和绳整体为研究对象，根据牛顿第二定律得：解：以物体和绳整体为研究对象，根据牛顿第二定律得：例例4. 4. 用质量为用质量为mm、长度为、长度为L L的质量均匀的质量均匀 分布的绳（下垂度不计）沿着光滑水分布的绳（下垂度不计）沿着光滑水 平面拉动质量为平面拉动质量为MM的物体，在
8、绳的一的物体，在绳的一 端所施加的水平拉力为端所施加的水平拉力为F, F, 求绳中各处求绳中各处 张力的大小。张力的大小。FmM以物体和靠近物体以物体和靠近物体x x长的绳为研究对象，同理：长的绳为研究对象，同理：联立联立两式解出绳中靠近物体两式解出绳中靠近物体x x长处的张力大小长处的张力大小连接体问题的“连接”的本质是物体之间相互联系的相互作用力（不一定 相互接触）连接体问题求解的关键是灵活选择研究对象，对研究对象 认真受力分析和运动分析例例5. 5. 如图所示，在托盘测力计上放一个重量为如图所示，在托盘测力计上放一个重量为5N5N的斜木块，斜木块的斜面倾的斜木块，斜木块的斜面倾 角为角为
9、37370 0, ,现将一个重量为现将一个重量为5N5N的小铁块无摩擦地从斜面滑下，在小铁块下滑的的小铁块无摩擦地从斜面滑下，在小铁块下滑的 过程中，测力计的示数为（过程中，测力计的示数为（g=10m/sg=10m/s2 2） （ ） （ ） ） A. 8.2N B. 7N C. 7.4N D. 10NA. 8.2N B. 7N C. 7.4N D. 10NA A370gsin370ax ay解解1 1：隔离法（略）。：隔离法（略）。解解2 2：整体法用牛顿第二定律的分量：整体法用牛顿第二定律的分量 式求解。式求解。解解3 3：整体法用超重失重观点求解。斜木块和小铁块组成的系：整体法用超重失重
10、观点求解。斜木块和小铁块组成的系 统，小铁块失重统，小铁块失重GsinGsin2 237370 0=1.8N=1.8N，故测力计的示数为，故测力计的示数为10N-10N- 1.8N=8.2N1.8N=8.2N例例6 6（全国高考题全国高考题）下图）下图 中容器中容器A A、B B各有一个可自由移动的轻各有一个可自由移动的轻 活塞，活塞下面是水，上面是空气，大气压恒定。活塞，活塞下面是水，上面是空气，大气压恒定。A A、B B的底部的底部 由带有阀门由带有阀门K K的通道相连，整个装置与外界绝热。原先，的通道相连，整个装置与外界绝热。原先，A A中的中的 水面比水面比B B中高，打开阀门，使中高
11、，打开阀门，使A A中的水逐渐向中的水逐渐向B B中流，最后达到平中流，最后达到平 衡。在这个过程中（衡。在这个过程中（ ） A.A. 大气压力对水做功，水的内能增加大气压力对水做功，水的内能增加 B. B. 水克服大气压力做功，水的内能减少水克服大气压力做功，水的内能减少 C. C. 大气压力对水不做功，水的内能不变大气压力对水不做功，水的内能不变 D. D. 大气压力对水不做功，水的内能增加大气压力对水不做功，水的内能增加ABKD D研究对象的选取是解决问题的关键。一般来说选择已知量较多的物体作为研究对象 。不过有些问题研究对象的选取也不是一眼就能看出的，需要具体问题具体分析， 然后确定哪
12、部分物体作为研究对象，才能有效地解决问题，巧妙地选取研究对象， 能使繁杂问题迅速得到简化。本题中，选取A、B两容器中所有的水为研究对象，大气压力对两边活塞做功合功 为零；水的重力对水做功，整个装置与外界绝热，根据热力学第一定律可知，水 的内能增加。若选取最后平衡时水平面上方A中的水为研究对象，可等效认为其 迁移到最后平衡时水平面下方B中，其重心下降，可知水的重力对水做功，水的 重力势能减少，根据能量守恒定律可知，水的内能增加。2.2.按顺序分析物体受到的性质力，防止漏力和添力按顺序分析物体受到的性质力，防止漏力和添力 受力分析的一般顺序是受力分析的一般顺序是先主动力先主动力（万有引力包括重力、
13、（万有引力包括重力、 电场力），电场力），后被动力后被动力（洛伦兹力、弹力、摩擦力）；被动力（洛伦兹力、弹力、摩擦力）；被动力 中，中，先洛伦兹力先洛伦兹力（与物体的速度有关），（与物体的速度有关），后接触力后接触力（弹力和（弹力和 摩擦力，与物体的加速度密切相关）；接触力中摩擦力，与物体的加速度密切相关）；接触力中先弹力，后先弹力，后 摩擦力摩擦力（弹力是产生摩擦力的必要条件）。（弹力是产生摩擦力的必要条件）。弹力弹力看接触物体看接触物体 ，弹力的个数小于等于接触物体的个数，弹力的个数小于等于接触物体的个数，摩擦力看摩擦力看接触面接触面 摩擦力的个数小于等于接触面的个数对装有动力机械的物摩擦
14、力的个数小于等于接触面的个数对装有动力机械的物 体，还要考虑是否有体，还要考虑是否有牵引力；牵引力；物体在液体或空气中，还要物体在液体或空气中，还要同同 时时考虑是否受考虑是否受浮力和流体阻力；浮力和流体阻力；求固体或液体封闭气体的压求固体或液体封闭气体的压 强，对研究对象进行受力分析时，注意不要漏掉强，对研究对象进行受力分析时，注意不要漏掉内、外气体内、外气体 的压力。的压力。按顺序受力分析，能有效防止按顺序受力分析，能有效防止“ “漏力漏力” ”。 对研究对象进行受力分析，只分析研究对象受到的对研究对象进行受力分析，只分析研究对象受到的性质性质 力，力，不分析不分析效果力效果力，千万不能加
15、上，千万不能加上“ “向心力向心力” ”、“ “回复力回复力” ”等效等效 果力。果力。浮力浮力是物体的上下两个表面的压力差产生的是物体的上下两个表面的压力差产生的效果力效果力。 浮力浮力和和流体压力流体压力不能重复多算不能重复多算. .另外惯性不是力，另外惯性不是力，每个力都应每个力都应 有施力物体。有施力物体。有效防止有效防止“ “添力添力” ”。例例1.1.如图所示，将某均匀的长方体锯成如图所示，将某均匀的长方体锯成A A、B B两块后，放在水平两块后，放在水平 桌面上并对放在一起，现用水平力桌面上并对放在一起，现用水平力F F推推B B物体，使物体，使A A、B B整体保持整体保持 矩形沿矩形沿F F方向匀速运动，则（方向匀速运动，则（
