《浙江版2017-2018学年高一物理新人教版必修1《学案导学与随堂笔记》学案：第3章 相互作用习题课 物体的受力分析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《浙江版2017-2018学年高一物理新人教版必修1《学案导学与随堂笔记》学案：第3章 相互作用习题课 物体的受力分析（12页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 习题课 物体的受力分析 学习目标 1.进一步熟练判定弹力的方向，能根据平衡法、假设法确定弹力的有无和方向.2.进一步熟练掌握静摩擦力、滑动摩擦力方向的判定和大小的计算方法.3.学会对物体进行受力分析的方法. 一、弹力有无及方向的判断 例1 如图1所示，将一个钢球分别放在量杯、口大底小的普通茶杯和三角烧杯中，钢球与各容器的底部和侧壁相接触，处于静止状态.若钢球和各容器都是光滑的，各容器的底部均处于水平面内，则以下说法中正确的是( ) 图1 A.各容器的侧壁对钢球均无弹力作用 B.各容器的侧壁对钢球均有弹力作用 C.量杯的侧壁对钢球无弹力作用，其余两种容器的侧壁对钢球均有弹力作用 D.茶杯的侧壁
2、对钢球有弹力作用，其余两种容器的侧壁对钢球均无弹力作用 答案 A 解析 假设容器侧壁对钢球均有弹力作用，作出各容器中钢球的受力分析图分别如图a、b、c所示，可见三种情况均与钢球静止的题设条件相矛盾，所以原假设不成立，各容器的侧壁对钢球均无弹力作用.因此，本题正确选项为A. 二、静摩擦力有无及方向的判断 四种方法判断静摩擦力的有无： (1)条件判断法：接触面之间有压力、粗糙且有相对运动趋势. (2)假设法：假设两物体间无静摩擦力，看物体是否相对滑动，判断思路如下： (3)力的作用效果判断法：如果相互接触的物体间存在摩擦力，则必有相应的作用效果：平衡其他作用力或改变受力物体的运动状态，可据此确定有
3、无静摩擦力. (4)相互作用判断法：利用力的相互作用性，若甲对乙有静摩擦力，则乙对甲也有静摩擦力，据此可以判断物体是否受静摩擦力. 例2 如图2所示，有三个相同的物体叠放在一起，置于粗糙的水平地面上，现用水平力F作用在B上，三个物体仍然静止，下列说法中正确的是( ) 图2 A.B对A有摩擦力作用 B.B受到A、C的摩擦力作用 C.B不受C的摩擦力作用 D.地面对C有摩擦力作用，大小等于F 答案 D 解析 假设B对A有摩擦力作用，则A受力不能平衡，与题给条件不符，所以B对A无摩擦力作用，A错误.根据力的相互性可知，A对B也无摩擦力作用，B错误.假设C对B无摩擦力作用，则B在水平方向上只受力F作用
4、，不可能保持静止，与题给条件不符，故B受到C的摩擦力作用.由于A、B、C是保持静止的，那么地面给C的摩擦力大小为F，方向向左，所以选项C错误，D正确. 例3 如图3所示，物体A、B叠放在水平面上，水平力F作用在A上，使二者一起向左做匀速直线运动，下列说法正确的是( ) 图3 A.A、B之间无摩擦力 B.A受到的摩擦力水平向右 C.B受到A的摩擦力水平向右 D.地面对B的摩擦力为静摩擦力，水平向右 答案 B 解析 对A物体分析，由于A匀速运动，由二力平衡可知，B对A的摩擦力必与F等大反向，故A错误，B正确；对B物体分析，由力的作用的相互性知，B对A的摩擦力一定与A对B的摩擦力反向，故B受到A的摩
5、擦力水平向左，故C错误；对A、B整体分析，由于AB一起向左匀速运动，则地面对B的摩擦力一定为滑动摩擦力，且水平向右，故D错误. 三、摩擦力的计算 例4 如图4所示，用水平力F将木块压在竖直墙壁上，已知木块的重力G6 N，木块与墙壁间的动摩擦因数0.25，求： 图4 (1)当F25 N时，木块静止，木块受到的摩擦力为多大？ (2)当F增大为30 N时，木块仍静止，木块受到的摩擦力为多大？ (3)当F10 N时，木块沿墙面下滑，此时木块受到的摩擦力为多大？ 答案 (1)6 N (2)6 N (3)2.5 N 解析 分析木块的受力情况，如图所示. (1)(2)木块静止，根据二力平衡，竖直方向上的静摩
6、擦力等于重力，Ff1Ff2G6 N，与压力大小无关. (3)木块沿墙面下滑时，木块与墙壁间的摩擦力为滑动摩擦力， Ff3FN，FNF 所以Ff3F0.2510 N2.5 N. 四、物体的受力分析 受力分析的一般步骤： (1)明确研究对象，即首先确定我们要分析哪个物体的受力情况，研究对象可以是单个物体(质点、结点)，也可以是两个(或多个)物体组成的整体. (2)隔离分析：将研究对象从周围物体中隔离出来，分析周围有哪些物体对它施加了力的作用. (3)按重力、弹力、摩擦力、其他力的顺序，依据各力的方向，画出各力的示意图. 例5 画出图5中物体A所受力的示意图，并写出力的名称和施力物体：(1)物体A静
7、止，接触面光滑；(2)A沿粗糙斜面上滑；(3)A沿粗糙水平面滑行；(4)接触面光滑，A静止. 图5 答案 见解析 解析 (1)物体A受重力G、推力F、支持力FN、墙壁对A向左的弹力FN，施力物体分别是地球、推A的物体、地面、墙壁；(2)物体A受竖直向下的重力G、垂直于斜面向上的支持力FN、沿斜面向下的滑动摩擦力Ff，施力物体分别是地球、斜面、斜面；(3)物体A受重力G、支持力FN、滑动摩擦力Ff，施力物体分别是地球、水平面、水平面；(4)物体A受重力G、拉力FT、弹力FN，施力物体分别是地球、绳子、墙壁. 针对训练 如图6所示，一小球用两根轻绳挂于天花板上，球静止，绳1倾斜，绳2恰好竖直，则小
8、球所受的作用力有( ) 图6 A.1个 B.2个 C.3个 D.4个 答案 B 解析 假设绳1对球有作用力，该作用力的方向斜向左上方，另外，球在竖直方向上还受重力和绳2的拉力，在这三个力的作用下球不可能保持平衡，所以绳1不可能对球施加拉力，小球只受重力和绳2的拉力.故B正确. 1.(静摩擦力的方向及有无的判断) 如图7所示，一人站在自动扶梯的水平踏板上，随扶梯斜向上匀速运动，以下说法正确的是( ) 图7 A.人受到重力和支持力的作用 B.人受到重力、支持力和向右的摩擦力的作用 C.人受到重力、支持力和向左的摩擦力的作用 D.人受到重力、支持力和与速度方向相同的摩擦力的作用 答案 A 2.(弹力
9、的方向及有无)画出图8(1)(4)中静止物体A的受力示意图(注意：图中球形物体的接触面光滑). 图8 答案 3.(简单的受力分析问题) 物体b在水平推力F作用下，将物体a挤压在竖直墙壁上，如图9所示，a、b处于静止状态，关于a、b两物体的受力分析，下列说法正确的是( ) 图9 A.a受到两个摩擦力的作用 B.a共受到四个力的作用 C.b共受到三个力的作用 D.a受到墙壁摩擦力的大小随F的增大而增大 答案 A 解析 b共受到四个力的作用：重力、F、a对b向右的弹力和向上的静摩擦力，故C错误.a受到五个力：重力、墙对a向右的弹力和向上的静摩擦力，b对a向左的压力和向下的静摩擦力.故A正确，B错误.
10、由上得知，墙壁对a的摩擦力大小等于a和b的总重力之和，不随F的增大而增大，故D错误. 4.(摩擦力大小的计算)如图10所示，一个质量为M2 kg的物体放在粗糙水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数0.2，用一条质量不计的细绳绕过定滑轮和一个质量为m00.1 kg的小桶相连，已知：M受到的最大静摩擦力Fmax4.5 N，细绳水平，滑轮上的摩擦不计，g取10 N/kg，求在以下情况中，M受到的摩擦力的大小. 图10 (1)只挂m0处于静止状态时； (2)只挂m0但在M上再放一个M3 kg的物体时； (3)只在桶内加入m10.33 kg的砂子时； (4)只在桶内加入m20.5 kg的砂子时. 答案 (
11、1)1 N (2)1 N (3)4.3 N (4)4 N 解析 (1)因为m0g1 NFmax，故物体运动，受到滑动摩擦力作用，所以F4FNMg4 N. 课时作业 一、单选题 1. 在立起一根木棍的过程中要经过如图1所示的位置，此时地面对木棍的弹力方向是图中的( ) 图1 A.F1的方向 B.F2的方向 C.F3的方向 D.F4的方向 答案 B 解析 点面接触的弹力方向垂直于接触面指向被支持的物体，所以地面施予木棍的弹力方向正确的是F2. 2.如图2所示，在粗糙的水平地面上有质量为m的物体A，连接在一劲度系数为k的轻弹簧上，物体与地面之间的动摩擦因数为，现用一水平力F向右拉弹簧(弹簧未拉动前处
12、于原长)，使物体A做匀速直线运动，则弹簧伸长的长度为(重力加速度为g)( ) 图2 A. B. C. D. 答案 D 解析 设弹簧伸长的长度为x，由胡克定律和二力平衡得kxmg，所以x.故选项D正确. 3. 如图3所示，木箱A中放一个光滑的铁球B，它们一起静止于斜面上，如果对铁球B(不包括木箱A)进行受力分析，则铁球B受力个数为( ) 图3 A.3个 B.4个 C.2个 D.1个 答案 A 解析 对B球受力分析，受重力、斜面对球垂直斜面向上的支持力和箱子对球平行斜面向上的支持力，三力平衡，故选A. 4.(2015台州中学期中)如图4所示，在研究摩擦力的实验中，用弹簧测力计拉一个放在水平板上的木
13、块，部分实验记录如表所示.则实验中木块受到的( ) 图4 实验次序 木块状态 弹簧测力计读数/N 第1次 静止 0.60 第5次 匀速 0.50 第10次 加速 0.90 A.静摩擦力恒为0.60 N B.静摩擦力可能大于0.60 N C.滑动摩擦力为0.90 N D.滑动摩擦力一定小于静摩擦力 答案 B 解析 当木块保持静止时，静摩擦力的大小随着拉力的变化而变化，选项A错误；当拉力为0.60 N时，木块处于静止，静摩擦力大小为0.60 N，随着拉力的增大，静摩擦力可能大于0.60 N，选项B正确；当弹簧拉力为0.50 N时，木块做匀速直线运动，知滑动摩擦力等于0.50 N，选项C错误；静摩擦
14、力随着拉力的变化而变化，因此可能大于滑动摩擦力，可能小于滑动摩擦力，也可能等于滑动摩擦力，选项D错误. 5.如图5所示，传送带运输机正在把货物从低处匀速运往高处，运送过程中货物与传送带保持相对静止，则下列说法正确的是( ) 图5 A.货物具有相对传送带向上运动的趋势 B.货物具有相对传送带向下运动的趋势 C.货物受传送带的摩擦力沿传送带向下 D.传送带没有给货物摩擦力作用 答案 B 解析 若货物与传送带间的接触面光滑，则货物不会被传送带“带着”向高处运动，即货物相对传送带有向下运动的趋势，所以货物受传送带的摩擦力方向沿传送带向上. 6.如图6所示，不光滑的水平面上并列放置两物块A和B.已知水平
15、面对A的最大静摩擦力为4 N，水平面对B的最大静摩擦力为2 N，当用F3 N的水平力从左侧推A时，物体A、B受的摩擦力分别为FfA、FfB，则( ) 图6 A.FfA1 N，FfB2 N B.FfA3 N，FfB0 C.FfA4 N，FfB2 N D.因动摩擦因数和A、B的质量未知，故无法计算 答案 B 解析 对A：水平方向受到3 N向右的推力和3 N向左的静摩擦力，没有超过A的最大静摩擦力4 N，所以A和B接触而没有挤压，B对A的作用力FBA0. 对B：没有相对水平面滑动的趋势，水平面对B没有摩擦力，FfB0. 7. 水平的皮带传输装置如图7所示，皮带的速度保持不变，物体被轻轻地放在A端皮带
16、上，开始时物体在皮带上滑动，当它到达位置C后滑动停止，随后就随皮带一起匀速运动，直至传送到目的地B端，在传输过程中，该物体受摩擦力的情况是( ) 图7 A.在AC段受水平向左的滑动摩擦力 B.在AC段受水平向右的滑动摩擦力 C.在CB段受水平向右的滑动摩擦力 D在CB段受水平向右的静摩擦力 答案 B 解析 在AC段物体相对皮带向左滑动，受水平向右的滑动摩擦力；在CB段物体相对皮带没有滑动，物体随皮带一起匀速运动，如果有摩擦力，则物体不可能处于平衡状态，所以不受摩擦力.故只有B项正确. 8.如图8所示，A物体沿竖直墙自由下滑，B、C、D物体均静止，各接触面均粗糙.下列说法正确的是( ) 图8 A.A物体受到三个力作用 B.B物体受到四个力作用 C.C物体受到三个力作用 D.D物体受到三个力作用 答案 C 解析 A物体沿竖直墙自由下滑，“自由”说明物体A与竖直墙之间没有弹力和摩擦力，因此A只受重力作用，故A选项错误；B物体处于静止状态，受到重力、弹力、摩擦力
