3.4受力分析教案-经典教学教辅文档.docx

适用学科高中物理适用年级ra'FrJ适用区域沪科版区域课不时长（分钟）2课时I知识点1 .形变、弹性、胡克定律2 .滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力3 .进一步熟习受力分析的基本方法，培养先生处理力学成绩的基本技能。教学目标共点力的平衡I教学重点受力分析教学难点；受力分析受力分析的基本技巧（D步骤：明确研讨对象（如一个点、一个物体或一个零碎），并将其隔离、分析周围物体对它施加的力。按按次找力：首先重力，其次弹力（个数不多于周围与之接触的物体个数），再次摩擦力（个数不多于弹力），最初分析有无外加的已知力或其他场力。（2）技巧：擅长转换研讨对象，特别是对于摩擦力不易判定的情形，可以借助相接触物体的受力判定，再运用牛顿第三定律。假想法是判断弹力、摩擦力的存在及方向的基本方法。受力分析的方法步骤处理平衡成绩的常用方法方法内容合成物体受三个共点力的作用而平衡，则任意两个力的合力必法然与第三个力大小相等，方向相反分解物体受三个共点力的作用而平衡，将某一个力按力的效果法分解，则其分力和其他两个力满足平衡条件正交分解法物体遭到三个或三个以上力的作用时，将物体所受的力分解为彼此垂直的两组，每组力都满足平衡条件力的对受三力作用而平衡的物体，将力的矢量图平移，使三力三角组成一个首尾依次相接的矢量三角形，根据正弦定理、余形法弦定理或类似三角形等数学知识求解未知力1 .动态平衡成绩经过控制某些物理量，使物体的形状发生缓慢的变化，而在这个过程中物体又一直处于一系列的平衡形状，在成绩的描述中常用“缓慢”等言语叙说。2 .临界成绩当某物理量变化时，会引发其他几个物理量的变化，从而使物体所处的平衡形状“恰好出现”或“恰好不出现”，在成绩的描述中常用“刚好”“刚能”“恰好”等言语叙说。3 .极值成绩平衡物体的极值，普通指在力的变化过程中的最大值和最小值成绩。4 .解决动态平衡、临界与极值成绩的常用方法(1)解析法：利用物体受力平衡写出未知量与已知量的关系表达式，根据已知量的变化情况来确定未知量的变化情况，利用临界条件确定未知量的临界值。(2)图解法：根据已知量的变化情况，画出平行四边形的边角变化，确定未知量大小、方向的变化，确定未知量的临界值。如图所示，在探求摩擦力的实验中，用弹簧测力计程度拉一放在程度桌面上的小木块，小木块的运动形状和弹簧测力计的读数如下表所示（每次实验时，木块与桌面的接触面相反），则由下表分析可知，以下选项正确的是（）实验次数小木块的运动形状弹簧测力计读数/N1静止0.42静止0.63直线加速0.74匀速直线0.55直线减速0.3A.木块遭到的最大静摩擦力为0.7NB.木块遭到的最大静摩擦力可能为0.6NC.在这五次实验中，木块遭到的摩擦力大小有三次是相反的D.在这五次实验中，木块遭到的摩擦力大小各不相反【答案】BC【解析】第1次和第2次实验都没有拉动木块，阐明这两次的拉力大小均未超过最大静摩擦力，第三次实验时，木块做加速运动，阐明拉力曾经大于最大静摩擦力我，因而可知，最大静摩擦力范围0.6N<0.7N,故A错、B对；滑动摩擦力与运动情况无关，因而第3、4、5次的摩擦力大小相等，故C对、D错。如图所示，有一个重力不计的正方描述器，被程度力尸压在竖直的墙面上处于静止形状，现缓慢地向容器内注水，直到将容器刚好盛满为止，在此过程中容器一直保持静止，则以下说法中正确的是（）A.容器遭到的摩擦力不变B.容器遭到的摩擦力逐渐增大C.程度力/可能不变D.程度力/必须逐渐增大【答案】BC【解析】容器一直保持静止，竖直方向重力平衡静摩擦力，因重力变大，则静摩擦力变大。程度力厂决定最大静摩擦力，只需重力小于等于最大静摩擦力，容器静止，所以少不必然变大，可能不变。如图甲、乙所示，倾角为O的斜面上放置一滑块,在滑块"上放置一个质量为力的物块，和勿绝对静止，一同沿斜面匀速下滑，以下说法正确的是（）A.图甲中物块宜遭到摩擦力B.图乙中物块。遭到摩擦力C.图甲中物块勿遭到程度向左的摩擦力D.图乙中物块勿遭到与斜面平行向上的摩擦力【答案】BD【解析】对图甲：设力遭到摩擦力，则物块勿遭到重力、支持力、摩擦力，而重力、支持力平衡，若遭到摩擦力作用，其方向与接触面相切，方向程度，则物体勿受力将不平衡，与题中条件矛盾，故假设不成立，A、C错误。对图乙：设物块勿不受摩擦力，由于力匀速下滑，勿必受力平衡，若勿只受重力、支持力作用，由于支持力与接触面垂直，故重力、支持力不可能平衡，则假设不成立，由受力分析知乙图中勿遭到沿斜面向上的摩擦力。如图所示，4B、C三个物体质量相等，它们与传送带间的动摩擦因数相反。三个物体随传送带一同匀速运动，运动方向如图中箭头所示。则以下说法正确的是（）A.4物体遭到的摩擦力不为零，方向向右B.三个物体只需力物体遭到的摩擦力为零C. B、C遭到的摩擦力大小相等，方向相反D. B、C遭到的摩擦力大小相等，方向相反【答案】BC【解析】/物体与传送带一同匀速运动，没有发生绝对滑动，也没有绝对运动趋势，所以力物体不受摩擦力，选项A错误；对反。物体进行受力分析，可知反C所受的静摩擦力大小均等于娱in方向均沿传送带向上，选项B、C正确，D错误。（多选）如图所示，三条绳子的一端都系在细直杆顶端，另一端都固定在程度地面上,将杆竖直紧压在地面上。若三条绳长度不同,以下说法正确的有（）A.三条绳中的张力都相等E. 杆对地面的压力大于本身重力C.绳子对杆的拉力在程度方向的合力为零D.绳子拉力的合力与杆的重力是一对平衡力【答案】BC【解析】根据物体受力平衡可知，三条绳上拉力的程度分力的合力为零，C项正确；由于三条绳的长度不同，因而三条绳与竖直方向的夹角不同，如果三条绳程度分力间的夹角相等，则三条绳上张力必然不等，A项错误；由杆受力平衡可知，杆对地面的压力等于杆的重力与三条绳拉力的竖直分力之和，B项正确；三条绳的拉力的合力和杆的重力的方向均竖直向下，而一对平衡力要求方向相反，所以它们不是一对平衡力，D项错误。1、【题干】已知两个共点力的合力为50N,分力E的方向与合力分的方向成30°角，分力E的大小为30No贝J()A.£的大小是独一的B.E的方向是独一的C.E有两个可能的方向D.E可取任意方向【答案】C【解析】由£、£和尸的矢量三角形图可以看出：因£=30N&=25N且凡凡所以A的大小有两个，即和,E的方向有两个，即£'的方向和的方向，故选项A、B、D错误，选项C正确。B.1T 1D. -G-G2、【题干】如图所示，两根等长的轻绳将日光灯悬挂在天花板上，两绳与竖直方向的夹角都为45°,日光灯保持程度，所受重力为G摆布两绳的拉力大小分别为(1工3C.-GG乙乙【答案】B【解析】根据对称性知两绳拉力大小相等，设为兄日光灯处于平衡6形状，由2¾os45°=G解得尸=方-GB项正确。乙3、【题干】如图所示，质量为勿的小球套在竖直固定的光滑圆环上，轻绳一端固定在圆环的最高点用另一端与小球相连。小球静止时位于环上的8点，此时轻绳与竖直方向的夹角为60。，则轻绳对小球的拉力大小为（）A.cmgB.mgrn也C.mgD.2【答案】C【解析】对5点处的小球受力分析，如图所示，正交分解，则有7sin60o=Akin60。7cos60o÷fcos60o=Ing解得7=N=mg,则A、B、D错，C正确。1.如图所示，一只小鸟沿着较粗的均匀树枝从右向左缓慢爬行，在小鸟从A运动到B的过程中（）A.树枝对小鸟的合作用力先减小后增大B.树枝对小鸟的摩擦力先减小后增大C.树枝对小鸟的弹力先减小后增大D.树枝对小鸟的弹力保持不变【答案】B【解析】因树枝较粗，排除了小鸟爪子握住树枝的情况。树枝对鸟的合作用力是支持力和摩擦力的合力，由二力平衡得，它与小鸟重力等大反向，因小鸟所受重力不变,所以树枝对小鸟的合作用力不变,A项错误。由受力分析图可知，树枝对小鸟的摩擦力先减小后增大,对小鸟的弹力先增大后减小，所以B项对，C、D两项均错误。2.【题干】（多选）如图所示，固定的半球面右侧是光滑的，左侧是粗糙的，。点为球心，力、8为两个完全相反的小物块（可视为质点），小物块力静止在球面的左侧，遭到的摩擦力大小为A,对球面的压力大小为小物块8在程度力K作用下静止在球面的右侧，对球面的压力大小为屈，已知两小物块与球心连线和竖直方向的夹角均为。，则（）A.F1:K=CoS0：1B.E：E=Sin：1C.N:=cos20：1D.N1：N2=Sin0：1【答案】AC【解析】对48分别受力分析如图，根据力的平衡得E=侬sin&=mgtan。，得£：E=COS。：LM'=ngcos夕，N2'-,cos8结合牛顿第三定律得N1:=cos2：1,所以A、C项正确，B、D项错误。3、【题干】两个共点力A与E的合力大小为6N,则E与人的大小可能是（）A.羯=2N,£=9NB.£=4N,K=8NC.F1=IN,K=8ND.F=2N,E=IN【答案】B【解析】由于合力大小范围为：防一川gA+川，可经过以下表格对选项进行分析选项诊断结论A7NllNX选项诊断结论B4N712NC7NA9NXD1N73NX1、如图所示，有5个力作用于同一点。表示这5个力的有向线段恰构成一个正六边形的两邻边和三条对角线，已知£=10N,求这5个力的合力大小（）A.50NB.30NC.20ND.10N【答案】B【解析】由力的平行四边形定则可知，图中£与A的合力等于A与A的合力也等于故这5个力的合力为3A=30N02、【题干】三个共点力大小分别是£、F2、K,关于它们的合力厂的大小，以下说法中正确的是（）A.尸大小的取值范围必然是OWgA+E+AB./最少比£、F2、A中的某一个大C.若£：£：£=3：6：8,只需适当调解它们之间的夹角，必然能使合力为零D.若内：£：片=3：6：2,只需适当调解它们之间的夹角，必然能使合力为零【答案】C【解析】合力不必然大于分力，B错；三个共点力的合力的最小值能否为零，取决于任何一个力能否都在其余两个力的合力范围内，由于三个力大小未知，所以三个力的合力的最小值不必然为零，A错;当三个力的大小分别为30、6a、8a,其中任何一个力都在其余两个力的合力范围内，故C正确；当三个力的大小分别为3队6队2a时，不满足上述情况，故D错。3、【题干】小明想推进家里的衣橱，但使出了很大的力气也推不动，他便想了个妙招，如图所示，用力、6两块木板，搭成一个底角较小的人字形架，然后往中央一站，衣橱居然被推进了！以下说法中正确的是（）A.这是不可能的，由于小明根本没有用力去推衣橱B.这是不可能的，由于不管如何小明的力气也没那么大C.这有可能，力板对衣橱的推力有可能大于小明的重力D.这有可能，但力板对衣橱的推力不可能大于小明的重力【答案】C【解析】小明的重力分解为沿木板48的推力，且推力大于重力。故答案C正确。力的合成与分解方法的选择力的效果分解法、正交分解法、合成法都是常见的解题方法，普通情况下，物体只受三个力的情形下，力的效果分解法、合成法解题较为简单，在三角形中找几何关系，利用几何关系或三角形类似求解；而物体受三个以上力的情况多用正交分解法，但也要视标题具体情况而定。1、【题干】（多选）如图3所示，位于程度面上的小车，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为心在斜杆的下端固定有质量为勿的小球。以下关于杆对球的作用力尸的判断中，正确的是',/R/焉I国3A.小车静止时，F=ngsin0,方向沿杆向上B.小车静止时，F=JngCoS0,方向垂直于杆向上C.小车向右做匀速运动时，必然有尸=R&方向竖直向上D.小车向右做匀加速运动时，必然有F>mg,方向可能沿杆向【答案】CD【解析】小球受重力和杆的作用力尸处于静止或匀速运动形状时，由力的平衡条件知，二力必等大反向，有F=mg,方向竖直向上。小车向右做匀加速运动时，小球有向右的恒定加速度，根据牛顿第二定律知，/昭和/的合力应程度向右，如图所示，由图可知，F>mg,方向可能沿杆向上。故选项C、D正确。2、【题干】如图4所示，杆回的夕端用钱链固定在竖直墙上，另一端C为一滑轮。重物G上系一绳经过滑轮固定于墙上/点处，杆恰好平衡。若将绳的4端沿墙缓慢向下移（加杆、滑轮、绳的质量及摩擦均不计），则（）"r-L-图4A.绳的拉力增大,B.绳的拉力不变,C.绳的拉力不变,D.绳的拉力不变,比杆受绳的压力增大比杆受绳的压力增大式杆受绳的压力减小比杆受绳的压力不变【答案】B【解析】拔取绳子与滑轮的接触点为研讨对象，对其受力分析，如图所示。绳中的弹力大小相等，即吊=民=。点处于三力平衡形状，将三个力的表示图平移可以组成闭合三角形，如图中虚线所示，设/。段绳子与竖直墙壁间的夹角为则根据几何知识可知Q26in,当绳的/端沿墙缓慢向下移时，绳的拉力不变，夕增大，尸也增大，根据牛顿第三定律知，肉杆受绳的压力增大，B正确。3、【题干】（多选）如图7甲、乙所示，倾角为。的斜面上放置一滑块也在滑块上放置一个质量为勿的物块，"和勿绝对静止，一同沿斜面匀速下滑，以下说法正确的是（）A.图甲中物块勿遭到摩擦力B.图乙中物块勿遭到摩擦力C.图甲中物块/遭到程度向左的摩擦力D.图乙中物块/遭到与斜面平行向上的摩擦力【答案】BD【解析】对图甲：设勿遭到摩擦力，则物块加遭到重力、支持力、摩擦力，而重力、支持力平衡，若遭到摩擦力作用，其方向与接触面相切，方向程度，则物体勿受力将不平衡，与题中条件矛盾，故假设不成立，A、C错误。对图乙：设物块不受摩擦力，由于勿匀速下滑，力必受力平衡，若勿只受重力、支持力作用，由于支持力与接触面垂直，故重力、支持力不可能平衡，则假设不成立，由受力分析知：勿遭到与斜面平行向上的摩擦力，B、D正确。1、【题干】如图10所示，质量为力的木块在质量为的木板上滑行，木板与地面间的动摩擦因数为小，木块与木板间的动摩擦因数为木板不断静止，那么木板所受地面的摩擦力大小为（）图10A. UlMgB.2侬C.小（勿+M）gD.dMg+U2ing【答案】B【解析1由于木板不断静止，单独隔离木板受力分析，在程度方向上木板所受地面的静摩擦力与木块对它的滑动摩擦力大小相等、方向相反，木块对木板的压力大小等于磔，故E=2A=2侬，B对。2、【题干】如图11所示，两个等大反向的程度力/分别作用在物体从C上，物体4、B、。都处于静止形状，各接触面与程度地面平行。物体4C间的摩擦力大小为4,物体从C间的摩擦力大小为片2,物体C与地面间的摩擦力大小为月3,则（）图11AFc=0,Ft2=0,居3=0B. Ftx0,Ff）,F,Ffa=0C. Fe-F,Ff>0,Ft?=0D. =0,Fn=F,Ffti=F【答案】B【解析】首先从全体的角度考虑，由因而两个等大、反向的力分别作用在零碎上，所以物体C与地面间的摩擦力大小及=0;其次分析物体力的受力情况，物体/静止于物体。上，所以物体力、。间的摩擦力大小后也为零；最初分析物体8的受力情况，不言而喻,物体反C间的摩擦力大小品=尺3、【题干】（多选）如图12所示，质量为力的木块在质量为"的长木板上，遭到向右的拉力厂的作用而向右滑行，长木板处于静止形状，已知木块与木板间的动摩擦因数为小，木板与地面间的动摩擦因数为以下说法正确的是（）图12A.木板遭到地面的摩擦力的大小必然是小侬B.木板遭到地面的摩擦力的大小必然是2（勿+，协gC.当冷2（%+胁g时，木板便会开始运动D.不管怎样改变尸的大小，木板都不可能运动【答案】AD【解析】由于木块在木板上运动，所以木块遭到木板的滑动摩擦力的作用，其大小为小侬，根据牛顿第三定律可得木块对木板的滑动摩擦力也为小侬。又由于木板处于静止形状，木板在程度方向上遭到木块的摩擦力小侬和地面的静摩擦力的作用，二力平衡，选项A正确，B错误；若增大月的大小，只能使木块的加速度大小变化，但木块对木板的滑动摩擦力大小不变，因而也就不可能使木板运动起来，选项C错误，D正确。1、【题干】在图中，48均处于静止形状，则A,8之间必然有弹力的是（）【答案】B【解析】假设将与研讨对象接触的物体逐一移走，如果研讨对象的形状发生变化，则表示它们之间有弹力；如果形状无变化，则表示它们之间无弹力。四个选项中当B选项中的碘体移走后，力物体必然会摆动，所以B选项中44可必然有弹力。2、【题干】小车上固定一根弹性直杆4杆顶固定一个小球8（如图12所示），现让小车从光滑斜面上自鄙人滑，鄙人图的情况中杆发生了不同的形变，其中正确的是（）图12【答案】C【解析】小车在光滑斜面上自鄙人滑，则加速度a=外in为斜面的倾角），由牛顿第二定律可知小球所受重力和杆的弹力的合力沿斜面向下，且小球的加速度等于外in9,则杆的弹力方向垂直于斜面向上，杆不会发生曲折，C正确。3、【题干】（多选）以下关于重力、弹力和摩擦力的说法，正确的是（）A.物体的重心不必然在物体的几何中心上B.劲度系数越大的弹簧，产生的弹力越大C,动摩擦因数与物体之间的压力成反比，与滑动摩擦力成反比D.静摩擦力的大小在零和最大静摩擦力之间【答案】AD【解析】物体的重心不必然在物体的几何中心上，如质量分布不均课后反思匀的球体，A对；根据胡克定律Q4x可知，B错；对于确定的物体之间，动摩擦因数是常数，C错；静摩擦力的大小在零和最大静摩擦力之间，D对。受力分析1.定义把指定物体（研讨对象）在特定的物理环境中遭到的一切外力都找出来，并画出受力表示图的过程。2.受力分析的普迟滞序先分析场力（重力、电场力、磁场力），再分析接触力（弹力、摩擦力），最初分析其他力