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专题一 受力分析在解决力学问题中的应用

发布时间:2014-05-24 15:00:28  

专题 受力分析在解决力学问题中的应用

正确对物体受力分析是解决力学题目的关键。在初中阶段主要初步学习了重力、摩擦力(包括滑动摩擦力、静摩擦力、滚动摩擦力)、弹力(包括压力、拉力、支持力、浮力等)。受力分析主要是分析这些力。初中物理要求研究的力学问题基本上是处于平衡状态下的,只有正确的对物体进行受力分析,才能准确合理的结合物理规律和公式来解决问题,所以受力分析是解决动力学问题的重要环节。下面简要分析受力分析在力学中的应用。

一、学习目标:

1、掌握受力分析的方法;

2、学会利用受力分析的方法分析解决问题。

二、知识储备:

1.二力平衡的条件: ; ; ; 。二力平衡合力为 。

2、重力的方向;作用点

3、相互接触的物体 受力,如图1中A、B两物体;不相互接触的物体 受力,如图2中两磁铁。

1

4、摩擦力产生的条件 , , ;摩擦力的方向

一、知识储备

1、作用在同一物体上,大小相等,方向相反,作用在同一直线上,0。

2、竖直向下,重心。

3、不一定,不一定不。

4、物体间相互接触、挤压,接触面不光滑,物体间有相对运动趋势或相对运动。

三、典例分析:

(一)、受力分析:

例1. 如图3所示,小球用线系住挂在天花板上并与墙面接触,画出小球的受力示意图。

例2. 如图4所示,木块放在斜面上静止不动,试画出木块受力示意图。

2

由以上例题,总结对物体受力分析的步骤:

(1)首先要确定研究对象(可以把它从周围物体中隔离出来,只分析它所受的力,不考虑研究对象对周围物体的作用力);

(2)在分析物体受力时,应先考虑重力,然后是弹性力、摩擦力等,并分析物体在已知力的作用下,将产生怎样的运动或运动趋势;

(3)根据物体的运动或运动趋势及物体周围的其它物体的分布情况,确定力,保证力既不能多也不能少;

(4)画出研究对象的受力示意图;

(5)检验,根据物体的运动状态和平衡力的知识来检验所画出的力是否正确。

跟踪练习1:

1、如图5所示,试分析放在水平面上的物体A作匀速运动时的受力情况。

2、如图6所示,物体放在作匀速直线运动的传送带上,请画出物体所受力的示意图。(如果传送带突然加速或减速运动,画出物体所受力的示意图。)

3、一小球静止在竖直的墙壁之间,如图7,请画出小球所受力的示意图。

3

跟踪练习1:

(二)、应用:

例1、一个放在水平桌面上的物体,受到分别为5牛和3牛的两个力F1、F2的作用后仍处于静止状态,如图8所示,则该物体受到的合力为 ,桌面对此物体的摩擦力大小为 ,方向为 。

跟踪练习2:

1、一物体做匀速直线运动,在所受的多个力中,有一对大小为15N的平衡力,当这对力突然消失后,该物体的运动状态将_______________(填“改变”或“不变”).

4

2、一个小球重3牛顿,当它以0.5米/秒的速度在光滑的平面上作匀速直线运动时,加在小球上的水平推力是( )

A、0牛顿 B、1.5牛顿 C、3牛顿 D、无法判断。

3、如图9甲所示,完全相同的木块A和B叠放在水平桌面上,在12N的水平拉力F1作用下,A、B一起做匀速直线运动,此时木块B所受的摩擦力为 N;若将A、B紧靠着放在水平桌面上,用水平力F2推A使它们一起匀速运动(如图9乙所示),则推力F2= N。

跟踪练习2:

1、不变; 2、A; 3、0;12。

例2、用力F将木块压在竖直墙面上,木块静止,如图10所示,当F增大时,墙对木块的摩擦力的变化情况是:

A、增大; B、减小; C、不变; D、无法判断。

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跟踪练习3:

1、竖直悬挂的磁性黑板上吸附着一磁性黑板擦,黑板擦静止不动。在竖直方向上黑板擦保持平衡的原因是受到摩擦力和 力的作用。

2、体育课上,小明匀速爬杆,小刚匀速爬绳。有关他们受到的摩擦力,下面说法正确的是( )

A.因为爬杆时手握杆的压力大,所以小明受到的摩擦力一定大

B.因为绳子粗糙,所以小刚受到的摩擦力一定大

C.小明和小刚受到的摩擦力一定相等

D.若小明的体重大,则他受到的摩擦力一定大。

3、起重机吊着一重为G的物体(1)匀速上升拉力为F1,(2)匀速下降拉力为F2,(3)静止在空中拉力为F3,(4)在空中水平匀速运动拉力为F4,(5)以3m/s的速度匀速上升,拉力为F5,(6)以2m/s的速度匀速下降拉力为F6,这几种状态都是 状态。比较F1、F2,F3,F4,F5,F6,有F12___ F345 F6。

跟踪练习3

1、重 2、D 3、平衡状态,=,=,=,=,=。

6

达标测试:

1、重5N的茶杯静止在水平桌面上,受到的摩擦力大小为。

2、如图11物体A在水平力F作用下,静止在竖直墙壁上。当水平力减小为F/2时,物体A恰好沿竖直墙壁匀速下滑,此时物体A所受摩擦力的大小

A、减为原来的1/2; B、和原来一样; C、增大为原来的2倍; D、无法判断。

3、如图12中的水平桌面足够长,不计托盘质量和滑轮与绳的摩擦.物体A重10N,当物体B重为2N时,物体A保持静止,这时A物体受到的摩擦力为 N;当物体B重为3N时,物体A向右做匀速直线运动,运动一段时间托盘着地,此后物体A做 运动,受到的摩擦力是.

4、如图13所示,放在光滑水平面上的小车上固定一块磁铁,人用木杆吊着一块磁铁,始终保持两块磁铁之间有一定的间隙且不变。则小车的状态是要( )

A.向左运动,越来越快 B.向右运动,越来越快

C.匀速直线运动或静止 D.有时快有时慢的直线运动

7

5、如图14所示,为某校校园艺术节时气球悬挂一

3幅竖标的情景。已知气球的体积为8m,气球(含内部所

充气体)、标语及细绳的总质量为9kg,空气的密度为

31.29 kg/ m.g取10N/ kg,则系于地面拉住标语的细绳的拉力为( )

A、103.2N B、90N C、13.2N D、193.2N.

6、如图15,用弹簧秤拉着木块在水平桌面上做直线运动,实验记录如下表。由此可知,木块与水平桌面的滑动摩擦力为 。

8

7、如图16物体A重50N,物体B重30N,物体A在物体B的作用下向右做匀速直线运动。如果在物体A上加一个水平向左的力F拉动物体A,使物体B以0.1m/s的速度匀速上升,求2s内拉力F通过的距离是多少?F的大小是多少?

达标测试答案:

1、0; 2、B; 3、2, 减速, 3。

4、C. 5、C. 6、3.0N

7、12J

已知:GA=50N,GB=30N,vB=0.1 m/s,t=2s. 解:A向右运动,受向右拉力F1和向左的摩擦力f,A匀速运动:f=Fl.

与B相连的滑轮上方共有3根绳子承担物重GB.

1∴ F1=1G=×30=10 B33

f=F1=10N

当A向左运动时,A受向左的拉力F2和向右的摩擦力f及向右的绳子拉力F1.

9

F2=f+F1(F1=1GB=10N),f大小不变 3

∴ F2=10N+10N=20N

在2s内,物体上升距离h=vB×t=0.1m/s×2s=0.2m 拉力移动距离s=3h=3×0.2m=0.6m 10

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