第一篇:微課受力分析教案
微課專題:受力分析
教學目標:
知識與技能:
1. 掌握對物體進行受力分析的一般順序,能正確地作出物體受力圖。
2. 理解并初步掌握物體受力分析的一般方法,進一步加深對力的概念和三種基本力的認識。3. 能通過對物體受力分析的操作,認識到物體不是孤立的,它與周圍物體是相互聯系的;同時培養(yǎng)思維的條理性和周密性。過程與方法:
通過分析與綜合,進行邏輯思維訓練,使學生能獨立完成物體的受力分析,培養(yǎng)思維的條理和周密性。
情感態(tài)度與價值觀:
使學生認識到自然界中的物體不是孤立的,它與周圍物體是相互聯系的。
教學重點:受力分析的方法和步驟
教學難點: 1.在受力分析時防止“漏力”和“添力”。
2.初步建立“隔離”的思想方法。
教學方法:講授法
主要內容:
一、受力分析定義
把研究對象在指定的物理環(huán)境中受到的所有力都分析出來,并畫出物體所受的力的示意圖,這個過程就是受力分析
二、受力分析的基本方法:
1.明確研究對象
在進行受力分析時,研究對象可以是某一個物體,也可以是保持相對靜止的若干個物體(整體)。在解決比較復雜的問題時,靈活地選取研究對象可以使問題簡潔地得到解決。研究對象確定以后,只分析研究對象以外的物體施予研究對象的力(既研究對象所受的外力),而不分析研究對象施予外界的力。
2.隔離研究對象,按順序找力
把研究對象從實際情景中分離出來,按重力,彈力(支持力、壓力、拉力),摩擦力,最后其它力的順序逐一分析研究對象所受的力,并畫出各力的示意圖。
口訣:一重二彈三摩擦四其他
3.受力分析的重要依據,檢查是否畫錯力,多力,或漏力(1)是否有施力物體
(2)是否符合該力產生的條件(3)根據物體的運動狀態(tài)分析
三、例題講解,感知受力分析。
例題1:(1)分析靜止在水平地面上的物體A受力。
(2)B物體在水平地面上做勻速直線運動,分析B物體受力。
例題2:水平力F把重為G的木塊緊壓在豎直墻壁上靜止不動,分析木塊受力情況。
例題3:如圖所示,分析斜面上物體的受力情況
例題4:分析傳送帶上物體的受力情況(水平傳送帶足夠長)
例題5:傾斜傳送帶。物體與傳送帶保持相對靜止。分析傳送帶上物體的受力情況
例6:有三個物體A、B、C靜止疊放在上,C物
四:課堂小結:教師歸納本節(jié)課要點。
五、布置作業(yè):練習小卷
六、板書設計
專題:受力分析
1.受力分析定義 2.受力分析方法:
(1)明確研究對象
(2)隔離研究對象,按順序分析
(3)受力分析重要依據
水平桌面分析A、B、體受力。
3.例題講解:例題①②③④⑤⑥
第二篇:3.3.1受力分析精品教案
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3.3.1受力分析 學習目標:
1. 掌握對物體進行受力分析的一般順序,能正確地作出物體受力圖。
2. 理解并初步掌握物體受力分析的一般方法,進一步加深對力的概念和三種基本力的認識。
3. 能通過對物體受力分析的操作,認識到物體不是孤立的,它與周圍物體是相互聯系的;同時培養(yǎng)思維的條理性和周密性。學習難點: 1.在受力分析時防止“漏力”和“添力”。2.初步建立“隔離”的思想方法。
主要內容:
一、受力分析的基本知識:
受力分析是研究力學問題的關鍵,是學好力學的基本功.為了能正確地全面地分析物體的受力情況,必須具備一定的基礎知識.概括起來有兩個方面:
1.熟悉各種力的物理含義,產生條件及其特征;
2.掌握力與運動之間的一些基本規(guī)律.如二力平衡等.
二、受力分析的基本方法:
1.明確研究對象 在進行受力分析時,研究對象可以是某一個物體,也可以是保持相對靜止的若干個物體(整體)。在解決比較復雜的問題時,靈活地選取研究對象可以使問題簡潔地得到解決。研究對象確定以后,只分析研究對象以外的物體施予研究對象的力(既研究對象所受的外力),而不分析研究對象施予外界的力。
2.隔離研究對象,按順序找力
把研究對象從實際情景中分離出來,按先已知力,再重力,再彈力,然后摩擦力(只有在有彈力的接觸面之間才可能有摩擦力),最后其它力的順序逐一分析研究對象所受的力,并畫出各力的示意圖。
3.只畫性質力,不畫效果力
畫受力圖時,只能按力的性質分類畫力,不能按作用效果(拉力、壓力、向心力等)畫力,否則將出現重復。
三、受力分析的幾點注意
1.牢記力不能脫離物體而存在,每一個力都有一個明確的施力者,如指不出施力者,意味著這個力不存在.
2.區(qū)分力的性質和力的命名,通常受力分析是根據力的性質確定研究對象所受到的力,不能根據力的性質指出某個力后又從力的命名重復這個力.
3.結合物理規(guī)律的應用,受力分析不能孤立地進行,在許多情況下要根據研究對象的運動狀態(tài),結合相應的物理規(guī)律,才能最后作出正確的判斷
【例一】如圖,一根細線拴著一只氫氣球A,試畫出A所受的力的示意圖。
【例二】如圖所示,一根均質木棒,靠在固定的光滑圓球上處于靜止狀態(tài),則木棒所受到的作用力是()
(A)重力、地面和球給它的彈力(B)重力、地面給它的靜摩擦力
(C)重力、地面給它的靜摩擦力和球給它的支持力
(D)重力、地面和球給它的支持力以及地面給它的靜摩擦力
【例三】運動員用豎直的膠皮乒乓板去推擋水平飛來的上旋弧圈球.試分析推擋
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瞬間乒乓球所受的力,在圖中畫出球的受力圖,標明每一個力的名稱和符號.【例四】試畫出右側側兩圖中的小球所受力的示意圖。
(斜面和檔板均光滑)
【例五】如圖所示,物體A、B各重10N,水平拉力F1 = 4N,F2=2N,物體保持靜止,則A、B間的靜摩擦力大小為________N,B與地面間的摩擦力大小為________N。
課堂訓練:
1. 用水平力F將重力G的木塊壓緊在豎直墻上靜止不動,不計手指與木塊之間的摩擦力,試畫出物體的受力示意圖,2. 畫出右圖中被細細繩吊著的小球所受力的示意圖。
3. 如圖,用水平力F把質量均為m的A、B兩物體靜止的壓在豎直墻面上,試畫出A、B物體所受力的示意圖。并求出各力的大小。
課后作業(yè): 1.水平桌面上放著一本書,下列有關書與桌面之間的作用力的說法中,正確的是()
A 桌面受到的壓力就是書受的重力 B 桌面發(fā)生了形變,對書產生了支持力 C 書發(fā)生了形變,因此書受到了支持力 D 桌面受到的壓力和書受到的支持力,都是彈力
2.關于摩擦力的下列敘述中正確的是()
A 滑動摩擦力的大小與物體間的正壓力大小成正比
B 滑動摩擦力的大小與接觸面的性質有關,與接觸面積的大小無關 C 靜摩擦力的大小與物體間正壓力的大小成正比 D 最大靜摩擦力隨物體間正壓力的增大而增大
3.如圖所示,在水平力F作用下,所受重力大小為G的物體保持沿豎直墻壁勻速下滑,物體與墻壁之間的動摩擦因數為μ,物體所受摩擦力大小等于()A μF B μF+G C μF-G D G 4.放在桌面上的臺燈,對桌面有壓力,其受力物體是,施力物體是,漂浮在水面上的小木塊受到水的浮力,其施力物體是,受力物體是。
5.某人在地球上重588N,則該人的質量為m= Kg;若同一物體在月球表面的重力是在地球表面的1/6,那么,該人在月球表面的重力大小為 N,此時,錦城教育集團
他的質量為_______。
6.在一根彈簧下端懸掛重為15N的重物,靜止時彈簧長20cm,當這根彈簧下端懸掛重21N的重物靜止時,彈簧長20cm,則此彈簧原長為 cm,勁度系數為 N/m.*7.如圖A、B、C是三個相同的物塊疊放在水平桌面上,作用在B上的拉力F=4N,已知A、B、C、桌面間動摩擦因數μ為0.15,A、B、C均重10N,物體間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力大小,且A、B相對靜止,則B、C間的摩擦力為________,C與桌面的摩擦力為________。
*8.下面兩圖中,A、B等物體都靜止,試畫出A、B兩物體所受力的示意圖。
*9.如圖,斜面和墻壁都光滑,A、B兩物體都靜止,試分析A、B兩物體的受力情況,并畫出受力示意圖。
第三篇:臺球受力分析
臺球受力淺析
運動中的球與桌面:
相對滑動速度:
球心速度為Vc,角速度為Ω?(?x,?y,?z)。
球面上任意一點的位置為R(x,y,z),則球面上該點的速度為Vc?Ω?R。
如圖所示,球引起桌面形變,球如果純滾動,則球與桌面之間沒有滑動。而球面上某點與形變接觸面的相對滑動速度是該點速度在球面上的投影(記為Vr),即:
Vr?Vc?Ω?R?((Vc?Ω?R)?R/R)R/R?Vc?(Vc?R)R/R2?Ω?R
滑動動摩擦力:
1.摩擦力的作用點都在接觸面內
2.每一點的摩擦力的方向與該點的相對滑動速度Vr方向相反 3.假設接觸面內的壓力分布為p(x,y,z)因此摩擦力的合力為f???滑動動摩擦力矩:
由摩擦力計算公式可知力矩M???R?S?SVrPdS,其中S表示接觸面的面積區(qū)域。Vr?VrPdS VrVr的展開式:
記Ω//??xi??yj,Ω???zk因為R??Rk??R,所以:
Vr?Vc?(Vc?(?Rk??R))(?Rk??R)/R2?(Ω//?Ω?)?(?Rk??R)
展開并忽略二階小量得:Vr?Vc?Ω//?Rk?(Vc??R/R)k?Ω//??R?Ω???R 受力分析:
接觸面很小,?R的量級遠小于R,若Vc和Ω//不是很小,可認為Vr?Vc?Ω//?Rk,即可以用球最低點的速度來計算摩擦力的方向。因此可以認為整個接觸面以Vc?Ω//?Rk的速度整體相對于桌面滑動。
我們可以注意到Ω?對球在桌面的滾動不起作用,實際上暗示著Ω?將在球撞擊桌邊時起重要作用。碰撞過程:
碰撞瞬間,只有兩球接觸面的正壓力以及摩擦力較大,其他方向的沖量可忽略不計。為了方便起見,假設兩球接觸面很光滑,摩擦因數很小,則兩球碰撞,兩球接觸面的摩擦力就可以忽略。
球只要不是純滾動,球與桌布之間就一定會有滑動摩擦力。在摩擦力的作用下,運動狀態(tài)發(fā)生改變。拉桿球:
假設碰撞時可忽略摩擦力則,目標球沒有轉動,質心的運動方程就如下
mV1?mV1'?mV2'
……1 ……2 111mV12?m[V1']2?m[V2']2 2221式平方減2式可知碰撞后V1'?V2'?0,即碰撞后兩球速度方向垂直,觀察目標球的受力可知目標球的速度方向只可能在兩球連心線上。實際上可以這樣理解,白球把連心線方向的速度傳遞給了目標球,碰撞后白球質心沿垂直于連心線方向以V1'運動。
但白球是拉桿球,碰撞后并不一直沿V1'運動,由于白球向后旋轉,由Vc?Ω//?Rk可知白球最低點的速度V合以及摩擦力f如圖所示:
因此拉桿球撞擊目標球后,先是沿兩球撞擊點切線方向運動,然后會向偏離目標球的方向發(fā)生偏轉。
拉桿球如果正擊目標球,碰撞后白球質心初始速度為0,但由于反方向的旋轉,在摩擦力的作用下,球將向來的方向運動。定桿球:
由于沒有旋轉,球如果是正碰,由于速度交換白球將停下來。由于如果打定桿擊球太慢就有可能在球到達目標球之前已經變成滾動。此時就變成了跟球。跟球:
類似的分析可知,跟球和拉桿的偏轉相反。若跟球的角速度很大,則在碰撞后白球繼續(xù)加速較大的速度,從而與目標球發(fā)生第二次碰撞。強旋球:
則是也是由于旋轉方向與質心運動方向不一致,而且因為旋轉特別強,摩擦力方向幾乎由旋轉方向決定。桌邊球: 桌邊球的分析中,而垂直于桌邊的角速度矢量不再如此重要。Ω???zk顯得相當重要,分析一個有趣的例子:
假設桌球面平行于XOY平面,Y軸為球桌的桌邊,如圖所示,各角速度矢量也在圖中標注,為了方便假設旋轉較強,實際上這正是為了突出主要矛盾。
XOY平面內的投影圖
XOZ平面內的投影圖
通過相對滑動,在接觸點簡單地分析摩擦力,假設球撞擊桌邊后反彈,由于有?y的存在,桌面的摩擦力分量會使球減速并再次回到桌邊碰撞;而由于?x的存在,桌面的摩擦力分量會使球沿Y方向加速。因此球可能產生如下的軌跡:
滾動阻尼:
實際上球不可能做理想的純滾動,滾動中由于桌布形變凹陷還是會有滾動阻尼和能量損耗,滾動阻尼可以用力矩Mf??N(N壓力?等效阻力臂)來表示。
注意,并不只有滾動阻尼才能使球停下,例如球Vc?0Ω//?0時,Ω???zk,球只
3能依靠摩擦力矩停下來。若接觸面對球心張角為?0,摩擦阻力矩約為2??PR3?0/3 能量關系:
球與桌面有滑動時滑動摩擦力就存在,球與桌面有滾動則滾動阻尼存在。他們都在消耗能量,只有當球靜止時這兩種作用才同時消失。兩球碰撞時的摩擦力:
球之間接觸面上的摩擦可以做類似的分析,從而對目標球的運動軌跡的估計做出修正。該摩擦力使目標球在碰撞后具有與主球(白球)相反的旋轉,但由于球比較光滑目標球的旋轉較小,有時為了保證碰撞時兩球接觸面沒有滑動通常要在主球上加點旋轉。擊球以及例子:
要注意的是白球的初始運動狀態(tài)是有桿給出的,因此并不是所有的理論上存在的運動狀態(tài)都能出現,只有應用各種不同的擊球技術才能打出各種各樣有趣路線。以下做出簡要分析:
擊球的目的是通過桿將一定方向的沖量I傳遞給白球,如果擊球作用點不過質心就會有沖量矩R?I(R是擊球點的位置)作用到白球上,此時白球就有旋轉了。質心運動:一般情況下I?與桌面的支持力沖量和球的重力沖量抵消,因此質心沒有豎直方向的運動,I//就是球的初始運動方向。如果豎直方向的總沖量不為0,球就會跳起來。
沖量矩R?I:顯然R?I//使球側旋,因此具有角度速Ω???zk;而R?I?顯然將使球具有角速度Ω//??xi??yj。
由于桿桿與球的摩擦較大,桿與球碰撞時,正壓力與摩擦力的合力趨向于是擊球點受到的力與桿的撞擊方向一致,如下圖。
當然是在擊球點不是太偏是可以粗略地這樣認為,但要記住只是粗略,如下圖擊球點接近球的底部,只要正壓力夠大就會產生跳球。
為便于分析,暫時認為沖量I方向與桿擊球方向相同。分析時將沖量分為水平方向I//和豎直方向I?。用下圖描述擊球位置:
產生另外兩個方向的角速度Ω//??xi??yj,為例便于分析,做出俯視圖:
例如以?角擊球右上部,I//產生的沖量矩使球側旋Ω???zk,I?產生的沖量矩使球
通過控制擊球點,可以使?x和?y的大小不同,當擊球點偏右時?y較?x大。而球桿的傾角?越大,I?越大,Ω//??xi??yj的效應越強;反之I//越大,Ω???zk的效應越強。以上只對右上擊球不為做了粗略估計,在球的不同點規(guī)律有差別,例如在中心正下部,即使??0同樣產生很大的?x??傊鶕饔命c的不同以及沖量的方向大小可以對白球的運動做出分析和估計。
作者經驗尚不足,若有不妥敬請批評指正。
第四篇:高一物理受力分析教案3
[高一物理教案]
物體的受力分析
一、教學目標: 1. 知識目標:
(1)認識物體受力分析的一般順序。理解物體受力圖。
(2)初步掌握物體受力分析的一般方法,加深對力的概念、常見三種力的認識。2.思想方法目標:
(1)分析和綜合的思維方法指導下,認識物體不是孤立的,它與周圍物體是相互聯系的。
(2)進行邏輯思維的訓練,培養(yǎng)思維的條理性和周密性。
二、教學重點、難點點撥:
1.對物體進行受力分析,是解決力學問題的關鍵。受力分析的方法和步驟是:(1)明確研究對象,即明確分析哪個物體的受力情況;
(2)隔離研究對象,將研究對象從周圍物體中隔離出來,并分析周圍有哪些物體對研究對象施加力的作用;
(3)分析受力順序是:先重力,后彈力和摩擦力。
2.在深化力的概念和物體受力分析的教學中,進行分析綜合思維方法的教育,是教學難點
3.受力分析時要注意防止“漏力”和“添力”,按順序進行受力分析是防止“漏力”的最有效的措施。注意尋找施力物體是防止“添力”的措施之一,同時還要深刻理解“確定研究對象”的含義,以防止把研究對象施于另外物體的力錯加在研究對象上。
三、教學方法 分析、歸納、總結
四、教具 幻燈片,投影儀
五、教學過程
(一)復習舊知識,引入新課 力的概念、重力、彈力、摩擦力。
也可以讓學生填寫復習提綱(提綱復習法),見附錄。
(二)進行新課:物體的受力分析
1.二力平衡(初中知識)現象的受力分析:
⑴燈泡掛在空中保持靜止(課本第七頁例二)由學生自學解決受力分析過程和畫受力圖方法。
【教師引導】用二力平衡條件演繹解釋課本中的實例和實驗,得出有關彈力和摩擦力知識。例如依據懸繩下重物的平衡,支持面上重物的平衡,推斷出懸繩彈力的存在和支持面彈力的存在,推斷出彈力的大小和方向。依據水平支持面上物體拉而不動,或在拉力作用下勻速直線運動的物體,推斷出靜摩擦力或滑動摩擦力的存在,并判斷出它們的大小和方向。(演繹時力的作用點不作嚴格要求,在受力物體上即行)
小結:
①物體受力分析的內容:經過觀察分析,將研究對象所受的所有外力,正確地反映在一張圖上,叫做物體的受力分析圖;
②隔離法:一個受力圖,只反映一個跟周圍其它物體隔離開的物體的受力情況,研究對象施于別的物體的作用力,不能在圖中出現,這種分析方法叫隔離法,隔離物就是研究對象。
⑵實例分析:
【例1】子彈從槍口射擊后,在跟水平成30°仰角的方向上運動,畫出子彈的受力分析圖。
⑴觀察:研究對象是子彈,周圍接觸物是空氣。運動狀態(tài)是相對于空氣向斜上方運動。
⑵分析:子彈受到豎直向下的重力G。子彈受到斜向下方的空氣阻力f。(可能有的同學會提出向前的動力F)
師問:有無漏掉的力?有無添出的力? 向前的力F找不到施力物體,故F是添加的力。有人會說F是由高溫高壓氣體施于子彈的力,這里應指出,子彈己射出槍口,它后邊高溫高壓氣體己不存在。維持子彈運動是慣性。而慣性不是力。
【例2】
如圖,兩物塊在水平拉力作用下作勻速直線運動,兩物塊保持相對靜止。畫出兩物體受力分析圖。
⑴觀察:研究對象(上、下物塊)運動狀態(tài)(在水平方向勻速直線運動)周圍接觸物
⑵分析:(略)
小結:①明確研究對象;注意運動狀態(tài);觀察周圍環(huán)境。
②按下列順序考慮所受的力:重力一定有,彈力看四周,摩擦力的方向跟接觸面相切阻礙物體間的相對運動。
③在受力分析的過程中要運用力的概念、力學中常見三種力等有關知識。2.三個以上共點力的受力分析
【教師引導】三個以上共點力的受力分析(平衡狀態(tài))可由二力平衡條件演鐸出來。由于任意兩個共點力可由一個合力等效代替,這是我們下一課題內容。
(三)鞏固練習:
1.分析下列各圖中棒的受力情況。
1題圖 2.如圖所示,光滑斜面上有兩個疊放的物體A和B。A跟光滑豎直墻壁接觸,兩物體均保持靜止。分析A的受力情況。
(四)課堂小結
物體受力分析是解決物理問題的基礎。
1.明確研究對象
2.隔離研究對象
將研究對象從周圍物體中隔離出來,只分析研究對象受到的作用力,不考慮研究對象對別的物體的作用力;只分析外力,不分析內力。
3.按順序分析
重力、彈力、摩擦力(先場力,后接觸力,再摩擦力)
注意:(1)彈力和摩擦力屬被動力,它們的大小和方向與物體受其它力的情況有關。
(2)凡有接觸的地方都要考慮是否有彈力,凡有彈力的地方都要考慮是否有摩擦力。
4.防止添力和漏力
按正確的順序分析是防止漏力的有效措施
防止添力的方法是看能否找到施力物體。
(五)布置作業(yè):16頁章節(jié)習題⑴⑵⑶
附錄:
復習提綱
一、力的概念:力是________________的作用。
1.注意要點:①一些不接觸的物體也能產生力;②任一個力都有受力者和施力者,力不能離開物體而存在;③力的作用效果:使物體發(fā)生形變或使物體的運動狀態(tài)狀態(tài)發(fā)生改變;④力的單位:國際單位制的單位是______,符號為_____;⑤力測量工具是________。
2.力的三要素分別是:_________、_________和___________。
二、力的分類(按性質分): 1.重力
①重力的定義:重力是由于地球對______________而產生的。②重力的大?。篏=__________。③重力的方向:____________。
④重力的作用點:_________。質量分布均勻、外形規(guī)則的物體的重心在物體的__________,有些物體的重心在物體__________,也有些物體的重心在物體____________。
2.彈力
①定義:物體由于__________形變,對跟它接觸的物體產生的力。②產生條件:a、物體相互接觸;b、物體間相互________。
③方向:和物體形變方向_______或和使物體發(fā)生形變的外力方向______。壓力和支持力的方向:_____接觸面指向被______或被______的物體;繩子拉力的方向:_____________指向繩的收縮方向。
④彈簧的彈力:遵循胡克定律。定律條件是彈簧發(fā)生______形變。彈力的大小跟彈簧______或______的量x成____比。公式為___________。其中k為___________,x為_________。
3.摩擦力 ①定義:相互接觸的物體,如果有相對運動或相對運動的趨勢時,兩物體的接觸面就產生阻礙相對運動或相對運動趨勢的力,這就是摩擦力。摩擦力分為_____________和______________兩種。
②滑動摩擦力:a、產生條件:兩物體接觸面壓緊,且發(fā)生_________;b、方向:和_________的方向相反;c、大?。篺滑=______;d、μ稱為__________,跟兩物體的_____________及_____________有關。
③靜摩擦力:a、產生條件:兩物體接觸面壓緊,且有___________;b、方向:和_________的方向相反;c、大?。河啥ζ胶獯_定;d、范圍:0~fmax。fmax是___________(未指明的情況下可近似認為fmax=f滑)
第五篇:專題3:受力分析
專題3:受力分析
參考答案
一、彈力
題型1:彈力的方向分析及大小的計算
1.畫出圖中物體受彈力的方向(各接觸面均光滑)
2.臺球以速度v0與球桌邊框成θ角撞擊O點,反彈后速度為v1,方向與球桌邊框夾角仍為θ,如圖2-1-10所示.OB垂直于桌邊,則下列關于桌邊對小球的彈力方向的判斷中正確的是()
A.可能沿OA方向
B.一定沿OB方向
C.可能沿OC方向
D.可能沿OD方向
解析:臺球與球桌邊框碰撞時,受到邊框的彈力作用,彈力的方向應與邊框垂直,即沿OB方向,故選B.答案:B
3.如圖所示,一小車的表面由一光滑水平面和光滑斜面連接而成,其上放一球,球與水平面的接觸點為a,與斜面的接觸點為b.當小車和球一起在水平桌面上做直線運動時,下列結論正確的是()
A.球在a、b兩點處一定都受到支持力
B.球在a點一定受到支持力,在b點處一定不受支持力
C.球在a點一定受到支持力,在b點處不一定受到支持力
D.球在a點處不一定受到支持力,在b點處也不一定受到支持力
答案:D
4.(2010·重慶聯合診斷)如圖所示,質量為m的球置于斜面上,被一個豎直擋板擋?。F用一個力F拉斜面,使斜面在水平面上做加速度為a的勻加速直線運動,忽略一切摩擦,以下說法中正確的是()
A.若加速度足夠小,豎直擋板對球的彈力可能為零
B.若加速度足夠大,斜面對球的彈力可能為零
C.斜面和擋板對球的彈力的合力等于ma
D.斜面對球的彈力不僅有,而且是一個定值
解析:球在重力、斜面的支持力和擋板的彈力作用下做加速運動,則球受到的合力水平向右,為ma,如圖所示,設斜面傾角為θ,擋板對球的彈力為F1,由正交分解法得:F1-Nsin
θ=ma,Ncos
θ=G,解之得:F1=ma+Gtan
θ,可見,彈力為一定值,D正確.
答案:D
5.如圖所示,小球B放在真空容器A內,球B的直徑恰好等于正方體A的邊長,將它們以初速度v0豎直向上拋出,下列說法中正確的是()
A.若不計空氣阻力,上升過程中,A對B有向上的支持力
B.若考慮空氣阻力,上升過程中,A對B的壓力向下
C.若考慮空氣阻力,下落過程中,B對A的壓力向上
D.若不計空氣阻力,下落過程中,B對A的壓力向下
解析:若不計空氣阻力,則整個系統(tǒng)處于完全失重狀態(tài),所以A、B間無作用力,選項A
D錯;若考慮空氣阻力,則上升過程中,a上>g,所以A對B壓力向下,在下降過程,a下 答案:B 以題說法 1.彈力方向的判斷方法 (1)根據物體產生形變的方向判斷. (2)根據物體的運動情況,利用平衡條件或牛頓第二定律判斷,此法關鍵是先判明物體的運動狀態(tài)(即加速度的方向),再根據牛頓第二定律確定合力的方向,然后根據受力分析確定彈力的方向. 2.彈力大小的計算方法 (1)一般物體之間的彈力,要利用平衡條件或牛頓第二定律來計算. (2)彈簧的彈力,由胡克定律(F=kx)計算. 6.(2010·無錫市期中考試)如圖所示,帶有長方體盒子的斜劈A放在固定的斜面體C的斜面上,在盒子內放有光滑球B,B恰與盒子前、后壁P、Q點相接觸.若使斜劈A在斜面體C上靜止不動,則P、Q對球B無壓力.以下說法正確的是() A.若C的斜面光滑,斜劈A由靜止釋放,則P點對球B有壓力 B.若C的斜面光滑,斜劈A以一定的初速度沿斜面向上滑行,則P、Q對球B均無壓力 C.若C的斜面粗糙,斜劈A沿斜面勻速下滑,則P、Q對球B均無壓力 D.若C的斜面粗糙,斜劈A沿斜面加速下滑,則P點對球B有壓力 解析:若C的斜面光滑,無論A由靜止釋放還是沿斜面向上滑行,通過對A、B整體受力分析可知,整體具有沿斜面向下的加速度,B球所受合力應沿斜面向下,故Q點對球B有壓力,A、B項錯;若C的斜面粗糙,斜劈A勻速下滑時,整體所受合力為零,故P、Q不可能對球B有壓力,C項正確;若C的斜面粗糙,斜劈A加速下滑時,A、B整體具有沿斜面向下的加速度,故球B所受合力也應沿斜面向下,故Q點一定對球B有壓力,D項正確. 答案:C 7.(2009·山東卷,16)如圖所示,光滑半球形容器固定在水平面上,O為球心.一質量為m的小滑塊,在水平力F的作用下靜止于P點.設滑塊所受支持力為FN,OP與水平方向的夾角為θ.下列關系正確的是() 解析:物體受力情況如右圖所示,由物體的平衡條件可得 Nsin θ=mg,Ncos θ=F,聯立解得N=mg/sin θ,F=mg/tan θ,故只有A正確. 答案:A 題型2:胡克定律的運用 8.如圖所示,在水平傳送帶上有三個質量分別為m1、m2、m3的木 塊1、2、3,1和2及2和3間分別用原長為L,勁度系數為k的輕彈簧連接起來,木塊與傳送帶間的動摩擦因數為μ,現用水平細繩將木塊1固定在左邊的墻上,傳送帶按圖示方向勻速運動,當三個木塊達到平衡后,1、3兩木塊之間的距離是() A.2L+μ(m2+m3)g/k B.2L+μ(m2+2m3)g/k C.2L+μ(m1+m2+m3)g/k D.2L+μm3g/k 解析:當三木塊達到平衡狀態(tài)后,對木塊3進行受力分析,可知2和3間彈簧的彈力等于木塊3所受的滑動摩擦力,即μm3g=kx3,解得2和3間彈簧伸長量為同理以2木塊為研究對象得:kx2=kx3+μm2g,即1和2間彈簧的伸長量為1、3兩木塊之間的距離等于彈簧的原長加上伸長量,即2L+μ(m2+2m3)g/k,選項B正確. 9.(2010·成都市高三摸底測試)緩沖裝置可抽象成如圖所示的簡單模型,圖中A、B為原長相等,勁度系數分別為k1、k2(k1≠k2)的兩個不同的輕質彈簧.下列表述正確的是() A.裝置的緩沖效果與兩彈簧的勁度系數無關 B.墊片向右移動穩(wěn)定后,兩彈簧產生的彈力之比F1∶F2=k1∶k2 C.墊片向右移動穩(wěn)定后,兩彈簧的長度之比l1∶l2=k2∶k1 D.墊片向右移動穩(wěn)定后,兩彈簧的壓縮量之比x1∶x2=k2∶k1 解析:裝置的緩沖效果與兩彈簧的勁度系數有關,勁度系數越小,緩沖效果 越好,所以A錯.根據力的作用是相互的可知:輕質彈簧A、B中的彈力是相等的,即k1x1=k2x2,所以F1∶F2=1∶1,兩彈簧的壓縮量之比x1∶x2=k2∶k1,故B、C錯,D正確. 答案:D 解析:裝置的緩沖效果與兩彈簧的勁度系數有關,勁度系數越小,緩沖效果越好,所以A錯.根據力的作用是相互的可知:輕質彈簧A、B中的彈力是相等的,即k1x1=k2x2,所以F1∶F2=1∶1,兩彈簧的壓縮量之比x1∶x2=k2∶k1,故B、C錯,D正確. 答案:D 10.如圖所示,質量為2m的物體A經一輕質彈簧與地面上的質量為3m的物體B相連,彈簧的勁度系數為k,一條不可伸長的輕繩繞過定滑輪,一端連物體A,另一端連一質量為m的物體C,物體A、B、C都處于靜止狀態(tài).已知重力加速度為g,忽略一切摩擦. (1)求物體B對地面的壓力; (2)把物體C的質量改為5m,這時C緩慢下降,經過一段時間系統(tǒng)達到新的平衡狀態(tài),這時B仍沒離開地面,且C只受重力和繩的拉力作用,求此過程中物體A上升的高度. 解析:(1)對AB整體:mg+N=5mg,所以N=4mg.(2)對C:FT=5mg,對A:FT=Fk+2mg,所以Fk=3mg,即kx1=3mg,x1= 開始時,彈簧的壓縮量為x2,則kx2=mg,所以A上升的高度為:hA=x1+x2=.答案:(1)4mg(2) 二、摩擦力 題型1:靜摩擦力的有無及方向的判定 11.如圖4所示,一斜面體靜止在粗糙的水平地面上,一物體恰能在斜面體上沿斜面勻速下滑,可以證明此時斜面不受地面的摩擦力作用.若沿平行于斜面的方向用力F向下推此物體,使物體加速下滑,斜面體依然和地面保持相對靜止,則斜面體受地面的摩擦力() A.大小為零 B.方向水平向右 C.方向水平向左 D.大小和方向無法判斷 解析:物體由斜面上勻速下滑時,斜面體對物體的作用力與物體的重力等大反向,因此斜面體對物塊的作用力豎直向上,根據物體間相對作用,物體對斜面體的作用力豎直向下;若沿平行于斜面的方向用力F向下推此物體,使物體加速下滑,物體對斜面體的作用力大小方向不變,因此地面對斜面體的摩擦力仍然為零,A正確. 答案:A 靜摩擦力方向的判斷方法 1.假設法 2.狀態(tài)法:根據二力平衡條件、牛頓第二定律或牛頓第三定律,可以判斷靜摩擦力的方向.假如用一水平力推桌子,若桌子在水平地面上靜止不動,這時地面會對桌子施一靜摩擦力.根據二力平衡條件可知,該靜摩擦力的方向與推力的方向相反,加速狀態(tài)時物體所受的靜摩擦力可由牛頓第二定律確定. 3.利用牛頓第三定律(即作用力與反作用力的關系)來判斷.此法關鍵是抓住“力是成對出現的”,先確定受力較少的物體受到的靜摩擦力方向,再根據“反向”確定另一物體受到的靜摩擦力. 12.如圖所示,一個木塊放在固定的粗糙斜面上,今對木塊施一個既與斜面底邊平行又與斜面平行的推力F,木塊處于靜止狀態(tài),如將力F撤消,則木塊() A.仍保持靜止 B.將沿斜面下滑 C.受到的摩擦力大小不變 D.受到的摩擦力方向不變 解析:有力F作用時,木塊在斜面內的受力如圖,且f= 當撤去力F后,木塊只受mgsinθ和f ′,且f ′ 答案:A 13.如圖所示,甲物體在水平外力F的作用下靜止在乙物體上,乙物體靜止在水平面上.現增大外力F,兩物體仍然靜止,則下列說法正確的是() A.乙對甲的摩擦力一定增大 B.乙對甲的摩擦力方向一定沿斜面向上 C.乙對地面的摩擦力一定增大 D.乙對地面的壓力一定增大 解析:若未增大F時甲受到的靜摩擦力向上,則增大F后甲受到的靜摩擦力向上可以但減小,A項錯誤;F增大到一定的值時使甲有向上運動的趨勢,此時乙對甲的摩擦力則沿斜面向下,B項錯誤;由整體法可知,地面對乙的摩擦力與F等大反向,因此F增大,地面對乙的摩擦力增大,即乙對地面的摩擦力也增大,C項正確;整體分析可知,地面對乙的支持力始終等于系統(tǒng)的總重力,因此乙對地面的壓力也保持不變,D項錯誤. 答案:C 14.如圖所示,圓柱體的A點放有一質量為M的小物體P,使圓柱體緩慢勻速轉動,帶動P從A點轉到A′點,在這個過程中P始終與圓柱體保持相對靜止.那么P所受靜摩擦力f的大小隨時間t的變化規(guī)律是() 解析:P與圓柱體之間的摩擦力是靜摩擦力.P隨圓柱體從A轉至最高點的過程中Ff=mgsin θ=mgcos(α+ωt)(α為OA與水平線的夾角),摩擦力的大小變化情況以最高點為對稱.所以A正確. 答案:A 題型2:摩擦力的分析與計算 摩擦力大小的計算方法:在計算摩擦力的大小之前,必須首先分析物體的運動情況,判明是滑動摩擦,還是靜摩擦. (1)滑動摩擦力的計算方法: 可用f=μN計算.最關鍵的是對相互擠壓力FN的分析,并不總是等于物體的重力,它跟研究物體受到的垂直于接觸面方向的力密切相關. (2)靜摩擦力的計算方法 一般應根據物體的運動情況(靜止、勻速運動或加速運動),利用平衡條件或牛頓運動定律列方程求解. 15.如圖所示,質量分別為m和M兩物體P和Q疊放在傾角為θ的斜面上,P、Q之間的動摩擦因數為μ1,Q與斜面間的動摩擦因數為μ2.當它們從靜止開始沿斜面滑下時,兩物體始終保持相對靜止,則物體P受到的摩擦力大小為() A.0 B.μ1mgcosθ C.μ2mgcosθ D.(μ1+μ2)mgcosθ 解析:當物體P和Q一起沿斜面加速下滑時,其加速度a=gsinθ-μ2gcosθ 因為P和Q相對靜止,所以P和Q之間的摩擦力為靜摩擦力. 對物體P應用牛頓第二定律得mgsin θ-f=ma 所以f=μ2mgcosθ,故選C.答案:C 16.如圖所示,一根自然長度為l0的輕彈簧和一根長度為a的輕繩連接,彈簧的上端固定在天花板的O點上,P是位于O點正下方的光滑輕小定滑輪,已知OP=l0+a.現將繩的另一端與靜止在動摩擦因數恒定的水平地面上的滑塊A相連,滑塊對地面有壓力作用.再用一水平力F作用于A使之向右做直線運動(彈簧的下端始終在P之上),對于滑塊A受地面滑動摩擦力下列說法中正確的是() A.逐漸變小 B.逐漸變大 C.先變小后變大 D.大小不變 解析:本題考查力的平衡條件、胡克定律.物塊在開始位置,受到重力G和支持力N,彈簧的拉力F=kx0,F+N=G,N=G-kx0;當物塊滑到右邊某一位置時,彈簧的伸長量為x,繩與地面的夾角為α,由豎直方向平衡,N′+kx·sin α=G,即N′=G-kx0=N,支持力不變化,滑動摩擦力f=μN不變化,D正確. 答案:D 三、力的合成與分解 力有哪些分解方法? 1.按力的效果分解法 (1)根據力的實際作用效果確定兩個實際分力的方向; (2)再根據兩個實際分力方向畫出平行四邊形; (3)最后由平行四邊形知識求出兩分力的大?。?/p> 2.正交分解法 (1)定義:把一個力分解為相互垂直的分力的方法. (2)優(yōu)點:把物體所受的不同方向的各個力都分解到相互垂直的兩個方向上去,然后再求每個方向上的分力的代數和,這樣就把復雜的矢量運算轉化成了簡單的代數運算,最后再求兩個互成90°角的力的合力就簡便多了. (3)運用正交分解法解題的步驟 ①正確選擇直角坐標系,通常選擇共點力的作用點為坐標原點,直角坐標x、y的選擇可按下列原則去確定:盡可能使更多的力落在坐標軸上.沿物體運動方向或加速度方向設置一個坐標軸. 17.如圖是某同學對頸椎病人設計的一個牽引裝置的示意圖,一根 繩繞過兩個定滑輪和動滑輪后各掛著一個相同的重物,與動滑輪相連的帆布帶拉著病人的頸椎(圖中是用手指代替頸椎做實驗),整個裝置在同一豎直平面內.如果要增大手指所受的拉力,可采取的辦法是() ①.只增加繩的長度 ②.只增加重物的重量 ③.只將手指向下移動 ④.只將手指向上移動 A .①④正確 B .②③正確 C .①③正確 D .②④正確 答案:B 18.作用于O點的三力平衡,設其中一個力大小為F1,沿y軸正方向,力F2大小未知,與x軸負方向夾角為θ,如圖所示,下列關于第三個力F3的判斷中正確的是() A.力F3只能在第四象限 B.力F3與F2夾角越小,則F2和F3的合力越小 C.力F3的最小值為F2cosθ D.力F3可能在第一象限的任意區(qū)域 答案:C 19.在去年5·12汶川大地震的救援行動中,千斤頂發(fā)揮了很大作用,如圖所示是剪式千斤頂,當搖動手把時,螺紋軸就能迫使千斤頂的兩臂靠攏,從而將汽車頂起.當車輪剛被手把頂起時汽車對千斤頂的壓力為1.0×105 N,此時千斤頂兩臂間的夾角為120°,則下列判斷正確的是() A.此時兩臂受到的壓力大小均為5.0×104 N B.此時千斤頂對汽車的支持力為2.0×105 N C.若繼續(xù)搖動手把,將汽車頂起,兩臂受到的壓力將增大 D.若繼續(xù)搖動手把,將汽車頂起,兩臂受到的壓力將減小 解析:把壓力分解,得到此時兩臂受到的壓力大小均為1.0×105 N,由牛頓第三定律,千斤頂對汽車的支持力為1.0×105 N,若繼續(xù)搖動手把,兩臂間的夾角減小,而在合力不變時,兩分力減小. 答案:D 20.2008年北京奧運會,我國運動員陳一冰勇奪吊環(huán)冠軍,其中有一個高難度的動作就是先雙手撐住吊環(huán),然后身體下移,雙臂緩慢張開到如圖2-3-15所示位置,則在兩手之間的距離增大過程中,吊環(huán)的兩根繩的拉力FT(兩個拉力大小相等)及它們的合力F的大小變化情況為() A.FT增大,F不變 B.FT增大,F增大 C.FT增大,F減小 D.FT減小,F不變 四、物體的受力分析 21.在機場貨物托運處,常用傳送帶運送行李和貨物,如圖所示,靠在一起的兩個質地相同,質量和大小均不同的包裝箱隨傳送帶一起上行,下列說法正確的是() A.勻速上行時b受3個力作用 B.勻加速上行時b受4個力作用 C.若上行過程傳送帶因故突然停止時,b受4個力作用 D.若上行過程傳送帶因故突然停止后,b受的摩擦力一定比原來大 解析:由于兩包裝箱的質地相同,則動摩擦因數相同.無論兩包裝箱勻速、勻加速運動,ab之間均無相對運動趨勢,故無相互作用力,包裝箱b只受三個力的作用,選項A正確;當傳送帶因故突然停止時,兩包裝箱加速度仍然相同,故兩者之間仍無相互作用力,選項C錯誤;傳送帶因故突然停止時,包裝箱受到的摩擦力與停止前無法比較,所以選項D錯誤. 答案:A 22.如圖所示,物體A靠在豎直墻面上,在力F作用下,A、B保持靜止.物體B的受力個數為() A.2 B.3 C.4 D.5 解析:以A為研究對象,受力情況如下圖甲所示,此時,墻對物體A沒有支持力(此結論可利用整體法得出) 再以B為研究對象,結合牛頓第三定律,其受力情況如上圖乙所示,即要保持物體B平衡,B應受到重力、壓力、摩擦力、力F四個力的作用,正確選項為C.答案:C 思考討論 (1)若物體A被固定在墻上,其他條件不變,則物體B可能受幾個力的作用. (2)若將力F改為水平向左的力作用在物體B上,其他條件不變,則物體A、B分別受幾個力的作用. 解析:(1)若A被固定在墻上,則B可能只受重力和力F兩個力的作用,也可能受到重力、力F、A對B的壓力、A對B的摩擦力四個力的作用. (2)把A、B作為一個整體受力情況如圖甲所示,即整體受到重力、力F、墻對整體的壓力和摩擦力四個力的作用. 以B為研究對象,受力情況如圖乙所示,即B受到重力、力F、A對B的壓力和摩擦力四個力的作用. 以A為研究對象,受力情況如上圖丙所示,即A受到重力、墻對A的彈力和摩擦力、B對A的支持力和摩擦力共五個力的作用. 答案:(1)2個或4個(2)5個 4個 23.如圖所示,斜面小車M靜止在光滑水平面上,一邊緊貼墻壁.若再在斜面上加一物體m,且M、m相對靜止,小車后來受力個數為() A.3 B.4 C.5 D.6 解析:對M和m整體,它們必受到重力和地面支持力,因小車靜止,由平衡條件知墻面對小車必無作用力,以小車為研究對象.如右圖所示,它受四個力;重力Mg,地面的支持力N1,m對它的壓力N2和靜摩擦力f,由于m靜止,可知f和N2的合力必豎直向下,故B項正確. 答案:B 24.如圖所示,傾斜天花板平面與豎直方向夾角為θ,推力F垂直天花板平面作用在木塊上,使其處于靜止狀態(tài),則() A.木塊一定受三個力作用 B.天花板對木塊的彈力 N>F C.木塊受的靜摩擦力等于mgcosθ D.木塊受的靜摩擦力等于mg/cosθ 解析:把木塊所受的力沿平行天花板平面和垂直天花板平面分解:mgcosθ=f,mgsinθ+N=F.所以木塊一定受四個力作用,天花板對木塊的彈力N<F,因此A、B、D錯誤,C正確. 答案:C 25.如圖所示,A、B兩物體疊放在水平地面上,已知A、B的質量分別均為mA=10 kg,mB=20 kg,A、B之間,B與地面之間的動摩擦因數均為μ=0.5.一輕繩一端系住物體A,另一端系于墻上,繩與豎直方向的夾角為37°,今欲用外力將物體B勻速向右拉出,求所加水平力F的大小,并畫出A、B的受力分析圖.(取g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8) 解析:A、B的受力分析如右圖所示 對A應用平衡條件 Tsin 37°=f1=μN1① Tcos 37°+N1=mAg② 聯立①、②兩式可得:N1==60 N f1=μN1=30 N 對B用平衡條件 F=f1′+f2=f1′+μN2=f1+μ(N1+mBg)=2f1+μmBg=160 N 答案:160 N 圖見解析