高中物理 3.4 分析物体的受力课件 沪科版必修1.ppt

高中物理 必修1 沪科版 第3章力与相互作用3 4分析物体的受力 3 1 2 知道重心的概念 能够准确地绘出物体的受力示意图 初步掌握分析物体受力的一般的方法 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 4 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 一 受力分析1 意义 任何物体的运动变化 都跟它受到的力的大小 方向有关 因此学会对物体进行受力分析 是研究物体运动的基础 也是学好力学的先决条件 2 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 注意实际物体运动时的受力情况往往是很复杂的 许多时候 为了使问题简化 可以略去某些次要因素 这是物理中常用的一种研究方法 解析 二 弹力有无的判定 判断弹力是否存在的方法 假设法1 假设无弹力 在该处将与研究对象接触的另一物体去掉 即假设不存在弹力 看研究对象在该位置是否保持原来的状态 2 假设有弹力 就是假设与研究对象接触的物体对研究对象施加了弹力 画出假设状态下的受力分析图 判断受力情况与存在状态是否矛盾 若矛盾 则不存在弹力 若不矛盾 则此弹力存在 解析 例2 如图所示 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 则小球所受的作用力有 A 1个B 2个C 3个D 4个 B 假设绳1对球有作用力 假设法 G F2 F1 三个力不能平衡 所以只有两个力 解析 B 三 静摩擦力有无及方向的判断 静摩擦力有无及方向的判断方法1 平衡条件法当相互接触的两物体处于静止状态或匀速直线运动状态时 可根据二力平衡条件判断静摩擦力的存在与否及其方向 2 假设法利用假设法进行判断时 可按以下思路进行分析 例3 如图所示 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 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的摩擦力水平向左D 地面对B的摩擦力为静摩擦力 水平向右 解析 BC fBA fAB f地 A B两者均受力平衡 滑动摩擦力 四 摩擦力的计算摩擦力大小的计算 应先分析是静摩擦力还是滑动摩擦力 1 静摩擦力静摩擦力在0 f fmax内随外力的变化而变化 一般根据平衡条件求解 2 滑动摩擦力 1 根据f N进行计算 其中N为接触面受到的正压力 2 根据平衡条件 解析 例4 如图所示 用水平力F将木块压在竖直墙壁上 已知木块重力G 6N 木块与墙壁间的动摩擦因数 0 25 求 1 当F 25N时 木块不动 木块受到的摩擦力为多大 2 当F增大为30N时 木块仍静止 木块受到的摩擦力为多大 3 当F 10N时木块沿墙面下滑 此时木块受到的摩擦力为多大 4 当F 6N时 木块受到的摩擦力为多大 F f G N 1 根据二力平衡 f1 G 6N 与压力大小无关 2 根据二力平衡 f2 G 6N 与压力大小无关 解析 例4 如图所示 用水平力F将木块压在竖直墙壁上 已知木块重力G 6N 木块与墙壁间的动摩擦因数 0 25 求 1 当F 25N时 木块不动 木块受到的摩擦力为多大 2 当F增大为30N时 木块仍静止 木块受到的摩擦力为多大 3 当F 10N时木块沿墙面下滑 此时木块受到的摩擦力为多大 4 当F 6N时 木块受到的摩擦力为多大 F f G N 3 根据 F3 N其中 FN F 10N所以 F3 F 0 25 10N 2 5N v 滑动摩擦力 解析 例4 如图所示 用水平力F将木块压在竖直墙壁上 已知木块重力G 6N 木块与墙壁间的动摩擦因数 0 25 求 1 当F 25N时 木块不动 木块受到的摩擦力为多大 2 当F增大为30N时 木块仍静止 木块受到的摩擦力为多大 3 当F 10N时木块沿墙面下滑 此时木块受到的摩擦力为多大 4 当F 6N时 木块受到的摩擦力为多大 F f G N 4 根据 F4 N其中 N F 6N所以 F4 F 0 25 6N 1 5N v 木块仍下滑 滑动摩擦力 1 弹力有无的判断 如图所示 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 若钢球和各容器的接触面都是光滑的 各容器的底面均水平 则以下说法中正确的是 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 口大底小的普通茶杯的侧壁对钢球有弹力作用 其余两种容器的侧壁对钢球均无弹力作用 解析 无摩擦力 假设法 假设侧壁无弹力 假设侧壁有弹力 均能静止 均不能静止 G N G N G N F1 F2 F3 A 受力平衡 2 静摩擦力有无及方向的判断 如图所示 是工厂传输货物的装置 物体A在皮带的带动下 以速度v沿直线匀速向右运动 请问物体A受到几个力的作用 A 1个B 2个C 3个D 4个 解析 B G N A处于平衡状态所以 水平方向不受力A只受图中的两个力 3 受力分析 画出图 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 解析 没有摩擦力 G N G N T G N1 N3 N2 G T1 T2 4 摩擦力的计算 如图所示 物体A重40N 物体B重20N A与B A与地面间的动摩擦因数相同 物体B用水平细绳系住 当水平力F 32N时 才能将A匀速拉出 求接触面间的动摩擦因数 GA FBA N fBA f地 解析 合外力为0 水平方向 F fBA f地 B对A的滑动摩擦力 fBA FBA GB 20 地面对A的滑动摩擦力 f地 N GA GB 60 代入数据 解得 0 4 再见