高考受力分析专题讲解
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图2-1-2
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图2-1-4
1.力的概念
(1)力是物体对物体的作用
①力的物质性:力不能脱离物体独立存在. ②力的相互性:力的作用是相互的.
③力的矢量性:力是矢量,既有大小,又有方向.
④力的独立性:一个力作用于某一物体上产生的效果,与这个物体是否同时受到其他力的作用无关.
2.重力
(1)产生原因:重力是由于地球的吸引而产生的.地球周围的物体,无论与地球接触与否,运动状态如何,都要受到地球的吸引力,因此任何物体都要受到重力的作用.
3.弹力
(1)定义:发生弹性形变的物体,由于要恢复原状,对跟它接触的物体产生力的作用,这种力叫弹力. (2)产生条件:两物体直接接触、接触处有弹性形变. (3)弹力方向的判断
弹力的方向与物体形变方向相反,作用在迫使物体发生形变的那个物体上.弹力垂直于两物接触面,具体分析弹力时,应利用到弹力的以下特点:
(1)弹簧两端的弹力方向,与弹簧中心轴线重合,指向弹簧恢复原状方向. (2)轻绳(或橡皮条)对物体的弹力方向,沿绳指向绳收缩的方向.
(3)点与面接触时的弹力方向,过接触点垂直于接触面(或接触面切线方向)而指向受力物体. (4)面与面接触时弹力的方向,垂直于接触面而指向受力物体.
(5)球与面接触时弹力的方向,在接触点与球心的连线上而指向受力物体.
(6)球与球相接触时弹力的方向,垂直过接触点的分切面,通过两球球心而指向受力物体. (7)轻杆可沿杆也可不沿杆,弹力的方向应视题意而定,常利用平衡条件或动力学规律来判断. 【例1】画出图2-1-2中小球或杆受到的弹力.除(2)中的地面外,其他各接触面均光滑,O 为圆心.
变式训练:三个质量和直径都相等的光滑圆球a 、b 、c 分别放在三个相同的支座上,支点P 、Q 在同一水平面上,a 球的重心O a 位于球心,b 球的重心O b 位于球心的正上方,C 球的重心O c 位于球心的正下方.三个球都处于平衡状态.支点P 对a 球、b 球、c 球的弹力分别为F a 、F b 、F c ,则( )
A .F a =F b =F c
B .F b >F a >F c
C .F b <F a <F c
D .F a >F b =F c
【例 2】如图2-1-5所示,固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为θ,在斜杆下端固定有质量为m 的小球,下列关于杆对球的作用力F 的判断中,正确的是( ) A .小车静止时,F=mg sin θ,方向沿杆向上 B .小车静止时,F=mg cos θ,方向垂直杆向上 C .小车向右以加速度a 运动时,一定有F =ma/sin θ D .小车向左以加速度a 运动时,22()()F ma mg =+
1.摩擦力
当一个物体在另一个物体的表面上相对运动或有相对运动趋势时,受到的阻碍相对运动或相对运动趋势的力,叫做摩擦
θ
图2-1-5
力
.摩擦力可分为滑动摩擦力和静摩擦力.
2.摩擦力产生条件
(1)相互接触的物体间有弹力存在.
(2)接触面粗糙.
(3)接触面间有相对运动或相对运动的趋势.
3.摩擦力的大小
(1)滑动摩擦力的大小跟压力成正比,即F=μF N,F N指接触面的压力,不一定等于重力G.μ是动摩擦因数,与接触面的两个物体的材料、接触面的情况(如粗糙程度)有关,与接触面积、接触面上受力情况和物体运动状态无关.
(2)静摩擦力大小不能用动摩擦力公式F=μF N计算,要根据物体的受力情况和运动情况共同决定.静摩擦力的大小可以在0与最大静摩擦力F m之间变化,即0<F≤F m.静摩擦力的大小与物体间的压力无关,只与外力有关,但物体间的最大静摩擦力与物体间的压力有关.
1.如图2-2-7所示,一木块放在水平桌面上,在水平方向上共受到三个力即F1、F2和摩擦力,木块处于静止状态,其中F1=10 N,F2=2 N.若撤去F1,则木块在水平方向上受到的摩擦力为()合力为()
A.10 N,方向向左B.6 N,方向向右
C.2 N,方向向左D.零
2.如图2-2-8所示,物体a、b和c叠放在水平桌面上,水平力F b=5N、F c=10N分别作用于物
体b、c上,a、b和c仍保持静止.以F1、F2、F3分别表示a与b、b与c、c与桌面间的静摩擦
力的大小,则()
A.F1=5N,F2=0,F3=5N
B.F1=5N,F2=5N,F3=0
C.F1=0,F2=5N,F3=5N
D.F1=0,F2=10N,F3=5N
考点一、受力分析的步骤
例1、下列各图的A物体处于静止状态,试分析A物体的受力情况
跟踪训练1、下列各图的物体处于静止状态,试分析物体的受力情况
考点二、受力分析的方法
F1F2
F c F b
图2-2-8
a
b
c
墙壁光滑
(1)简单的整体法隔离法
例2、ABC均静止,F=10N,求各接触面间的摩擦力
跟踪训练2、用大小相等、方向相反,并在同一水平面上的力F挤压相同的木板,木板中间夹着两块相同的砖,砖和木板均保持静止,则()
A.两砖间摩擦力为零
B.F越大,板与砖之间的摩擦力就越大
C.板砖之间的摩擦力大于砖的重力
D.两砖之间没有相互挤压的力
拓展:若有三块砖,每块质量均为m,则各砖间的摩擦力为多大?
(2)产生原因分析法
例3、如图所示,重力G=20N的物体,在动摩擦因数为0.1的水平面上向左运动,同时受到大小为10N的,方向向右的水平力F的作用,则物体所受摩擦力大小和方向是( )
A.2N,水平向左B.2N,水平向右
C.10N,水平向左D.12N,水平向右
跟踪训练3、如图所示,物体A重40N,物体B重20N,A与B、B与地面间的动摩擦因数均为0.4.当用水平力向右拉动物体A时,试求:
(1)B物体所受的滑动摩擦力的大小和方向;
(2)A物体所受的地面滑动摩擦力的大小和方向.
例4、如图所示的皮带传送装置,如果右边的皮带轮是主动轮,左边的是从动轮,则传送带上的P点受摩擦力方向如何,从动轮上的Q点受摩擦力方向如何?
变:①若物体与传送带相对静止,当传送带匀速、加速、减速时物体受到的摩擦力方向分别向什么方向?
②若将物体轻放在匀速运动的传送带上,分析物体受到的摩擦力如何变化?
(3)运动状态分析法
例5、把一个物体放在传送带上,当传送带匀速向上运动时(物体与传送带之间无相对运动)如图则物体受到的力有()
A.重力,传送带的支持力,静摩擦力(沿传送带向上)
B.重力,传送带的支持力,静摩擦力(沿传送带向下)
C.重力,传送带的支持力,静摩擦力(沿传送带向上),下滑力
D.重力,传送带的支持力,静摩擦力(沿传送带向下),下滑力
跟踪训练5、运动员用双手握住竖直的竹竿匀速攀上和匀速下滑,他们所受的摩擦力分别为F上和F下,则()