2022年高中物理大难点强行突破之一物体受力分析.docx
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1、精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -高中物理 10 大难点强行突破目录难点之一:物体受力分析1难点之二:传送带问题难点之三:圆周运动的实例分析难点之四:卫星问题分析难点之五:功与能.难点之六:物体在重力作用下的运动.难点之七:法拉第电磁感应定律难点之八:带电粒子在电场中的运动难点之九:带电粒子在磁场中的运动.难点之十:电学试验.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 1 页,共 12 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料
2、_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -难点之一物体受力分析一、难点形成缘由:1、力是物体间的相互作用.受力分析时,这种相互作用只能靠着各力的产生条件和方向要求,再加上抽象的思维想象去画,不想实物那么明显,这对于刚升入高中的同学来说,多习惯于直观形象,缺乏抽象的规律思惟,所以形成了难点.2、有些力的方向比较好判定,如:重力、电场力、磁场力等,但有些力的方向难以确定.如:弹力、摩擦力等,虽然发生在接触处,但在接触的的方是否存在、方向如何却难以把握.3、受力分析时除了将各力的产生要求、方向的判定方法娴熟把握外,同时仍要与物体的运动状态相联系,这就需要肯定的综合才
3、能.由于同学对物理学问把握不全,导致综合分析才能下降,影响了受力分析精确性和全面性.4、老师的教学要求和教学方法不当造成难点.教学要求不符合同学的实际,要求过高,想一步到位, 例如:一开头就给同学讲一些受力个数多、且又难以分析的物体的受力情形等. 这样势必在同学心理上会形成障碍.二、难点突破策略:物体的受力情形打算了物体的运动状态, 正确分析物体的受力, 是争论力学问题的关键.受力分析就是分析物体受到四周其它物体的作用. 为了保证分析结果正确, 应从以下几个方面突破难点.1. 受力分析的方法:整体法和隔离法整体法隔离法可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_将几个物体作为一个整体来分析
4、的概念方法将争论对象与四周物体分隔开的方法可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_选用原就争论系统外的物体对系统整体的作用力争论系统内物体之间的相互作用力可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_留意问题分析整体四周其他物体对整体的作用.而不画整体内部物体间的相互作用.分析它受到四周其他物体对它的作用力可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2. 受力分析的依据:各种性质力的产生条件及各力方向的特点3. 受力分析的步骤:为了在受力分析时不多分析力,也不漏力,一般情形下按下面的步
5、骤进行:( 1)确定争论对象可以是某个物体也可以是整体.( 2) 按 顺 序 画 力a先画重力:作用点画在物体的重心,方向竖直向下.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 2 页,共 12 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -b次画已知力c再画接触力(弹力和摩擦力):看争论对象跟四周其他物体有几个接触点(面), 先对某个接触点(面)分析,如有挤压,就画出弹力,如仍有相对运动或相对运动的趋势,就再画出
6、摩擦力.分析完一个接触点(面)后,再依次分析其他的接触点(面).d再画其他场力:看是否有电、磁场力作用,如有就画出.( 3)验证:a每一个力都应找到对应的施力物体b.受的力应与物体的运动状态对应.说明:( 1)只分析 争论对象受的依据性质命名的实际力如:重力、弹力、摩擦力等,不画它对别的物体的作用力.( 2)合力和分力不能同时作为物体所受的力.( 3)每一个力都应找到施力物体,防止“漏力 ”和“添力 ”.( 4)可看成质点的物体,力的作用点可画在重心上,对有转动成效的物体,就力应画在实际位置上.( 5)为了使问题简化,常忽视某些次要的力.如物体速度不大时的空气阻力、物体在空气中所受的浮力等.(
7、 6)分析物体受力时,除了考虑它与四周物体的作用外,仍要考虑物体的运动情形平稳状态、 加速或减速 ,当物体的运动情形不同时,其情形也不同.4. 受力分析的帮助手段( 1)物体的平稳条件(共点力作用下物体的平稳条件是合力为零)( 2)牛顿其次定律(物体有加速度时)( 3)牛顿第三定律(内容:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在一条直线上)5. 常见的错误及防范的方法:( 1)多画力.a.争论对象不明,错将其他物体受到的力画入.b.虚构力,将不存在的力画入.c.将合力和分力重复画入.要防止多画力.第一,完全隔离争论对象.其次,每画一个力要心中默念受力物体和施力物体.(2)
8、少画力.少画力往往是由受力分析过程纷乱所致,因此a.要严格按次序分析.b.分析弹力和摩擦力时,全部接触点都要分析到.(3) 错画力.即把力的方向画错.防范方法是要按规律作三、分类例析1弹力有、无的判定弹力的产生条件是接触且发生弹性形变.但有的形变明显,有的不明显. 那么如何判定相互接触的物体间有无弹力?法 1: “假设法”,即假设接触物体撤去,判定争论对象是否能维护现状.如维护现状就接触物体对争论对象没有弹力,由于接触物体使争论对象维护现状等同于没有接触物,即接触物形同虚设,故没有弹力. 如不能维护现状就有弹力,由于接触物撤去随之撤去了应当 有的弹力, 从而转变了争论对象的现状.可见接触物对争
9、论对象维护现状起着举足轻重的作用,故有弹力.例 1: 如下列图,判定接触面对球有无弹力,已知球静止,接触面光滑.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 ab- - - - - - - - - -第 3 页,共 12 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -【审题】 在 a、b 图中,如撤去细线,就球都将下滑,故细线中均有拉力, a图中如撤去接触面,球仍能保持原先位置不动,所以接触面对球没有弹力.b 图中如撤去斜面,球就不会停在原位置静止,所以斜
10、面对小球有支持力.【解析】 图 a 中接触面对球没有弹力.图b 中斜面对小球有支持力法 2:依据“物体的运动状态”分析弹力.即可以先假设有弹力,分析是否符合物体所 处的运动状态.或者由物体所处的运动状态反推弹力是否存在.总之, 物体的受力必需与物体的运动状态符合.同时依据物体的运动状态,由二力平稳(或牛顿其次定律)仍可以列方程求解弹力.例 2: 如下列图,判定接触面MO 、ON 对球有无弹力,已知球静止,接触面光滑.图 1 2【审题】 图中球由于受重力,对水平面ON肯定有挤压,故水平面ON对球肯定有支持力,假设仍受到斜面MO的弹力,如图1 3 所示,就球将不会静止,所以斜面MO对球没有弹力.【
11、解析】 水平面 ON对球有支持力,斜面MO对球没有弹力.图 1 3再如例 1 的 a 图中, 如斜面对球有弹力,其方向应是垂直斜面且指向球,这样球也不会处于静止状态,所以斜面对球也没有弹力作用.【总结】 弹力有、无的判定是难点,分析经常用“假设法” 并结合 “物体的运动状态”分析.2.弹力的方向弹力是发生弹性形变的物体由于要复原原状,而对它接触的物体产生的力的作用.所以弹力的方向为物体复原形变的方向.平面与平面、 点、曲面接触时, 弹力方向垂直于平面,指向被压或被支持的物体.曲面与点、曲面接触时,弹力方向垂直于过接触点的曲面的切面,特别的曲面,如圆面时,弹力方向指向圆心.弹力方向与重心位置无关
12、.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 4 页,共 12 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -绳子的弹力方向为:沿着绳子且指向绳子收缩的方向.且同一条绳子内各处的弹力相等杆产生的弹力方向比较复杂,可以沿杆指向杆伸长或收缩的方向,也可不沿杆, 与杆成肯定的夹角.例 3: 如图 1 4 所示,画出物体A 所受的弹力可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_a 图中物体A 静止在斜面上abc可编辑
13、资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_b 图中杆 A 静止在光滑的半圆形的碗中c 图中 A 球光滑O 为圆心,O为重心.图 1 4可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_【审题】 图 a 中接触处为面面接触,由于物体受重力作用,会对斜面斜向下挤压,斜面要复原形变,应垂直斜面斜向上凸起,对物体有垂直斜面且指向物体斜向上的弹力.图 b 中 B 处为点与曲面接触,发生的形变为沿半径方向向外凹,要复原形变就得沿半径向上凸起, C处为点与平面接触,C 处碗的形变的方向为斜向下压,要复原形变就得沿垂直杆的方向向上,所以B 处杆受的弹力为垂直过接触点的切面沿半径指向圆心,C 处杆受的弹力为垂直杆
14、向上.图 c 中接触处为点与曲面接触,发生的形变均为沿半径分别向下凹,要复原形变就得沿半径方向向上凸起, 所以在 M、N 两接触处对A 球的弹力为垂直过接触点的切面沿半径方向向上,作用线均过圆心O,而不过球的重心O.【解析】 如图 15 所示abc图 1 5【总结】 弹力的方向为物体复原形变的方向.分析时第一应明确接触处发生的形变是怎样的, 复原形变时应向哪个方向复原.另外应记住平面与平面、点、曲面接触, 曲面与点、曲面接触,绳、杆弹力方向的特点,才能得以正确分析.例 4: 如图 1 6 所示,小车上固定着一根弯成角的曲杆,杆的另一端固定一个质量为m 的球,试分析以下情形下杆对球的弹力的大小和
15、方向:( 1)小车静止. (2)小车以加速度a 水平向右运动. ( 3)小车以加速度a 水平向左运动.图 1 6图 1 7【审题】 此题杆对球的弹力与球所处的运动状态有关.分析时应依据不同的运动状态具可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 5 页,共 12 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -体分析.(1)小车静止时,球处于平稳状态,所受合外力为零,因重力竖直向下,所以杆对球的弹力F 竖直向上,大小
16、等于球的重力mg,如图 1 7 甲所示.( 2)当小车向右加速运动时,因球只受弹力和重力,所以由牛顿其次定律F=ma 得,两力的合力肯定是水平向右.由平行四边形法就得,杆对球的弹力F 的方向应斜向右上方,设弹力 F 与竖直方向的夹角为,就由三角学问得: F=( mg)2 +( ma)2tan=a/g如图 1 7 乙所示.( 3)当小车向左加速运动时,因球只受弹力和重力,所以由牛顿其次定律F=ma 得,两力的合力肯定是水平向左,由平行四边形法就得,杆对球的弹力F 的方向应斜向左上方,设弹力 F 与竖直方向的夹角为,就由三角学问得: F=( mg)2 +( ma)2tan=a/g如图 1 7 丙所
17、示可见,弹力的方向与小车运动的加速度的大小有关,并不肯定沿杆的方向.【解析】( 1)球处于平稳状态,杆对球产生的弹力方向竖直向上,且大小等于球的重力mg.( 2)当小车向右加速运动时,球受合力方向肯定是水平向右,杆对球的弹力方向应斜向右上方,与小车运动的加速度的大小有关,其方向与竖直杆成arctan a/g 角,大小等于( mg) 2+( ma) 2 .( 3)当小车向左加速运动时,球受合力方向肯定是水平向左,杆对球 的弹力方向应斜向左上方,与小车运动的加速度的大小有关,其方向与竖直杆成arctan a/g角,大小等于( mg) 2+( ma) 2 .【总结】 杆对球的弹力方向不肯定沿杆,只有
18、当加速度向右且 a= gtan时,杆对小球的弹力才沿杆的方向, 所以在分析物体与杆固定连接或用轴连接时, 物体受杆的弹力方向应与运动状态对应并依据物体平稳条件或牛顿其次定律求解.3判定摩擦力的有、无摩擦力的产生条件为: ( 1)两物体相互接触,且接触面粗糙. (2)接触面间有挤压. ( 3)有相对运动或相对运动趋势例 5: 如图 1 8 所示,判定以下几种情形下物体A 与接触面间有、无摩擦力.图 a 中物体 A 静止图 b 中物体 A 沿竖直面下滑,接触面粗糙图 c 中物体 A 沿光滑斜面下滑图 d 中物体 A 静止图 1 8【审题】 图 a 中物体 A 静止,水平方向上无拉力,所以物体A 与
19、接触面间无相对运动趋势,所以无摩擦力产生.图b 中物体 A 沿竖直面下滑时,对接触面无压力,所以不论接触面是否光滑都无摩擦力产生.图c 中接触面间光滑,所以无摩擦力产生.图d 中物体A静止,由于重力作用,有相对斜面对下运动的趋势,所以有静摩擦力产生.【解析】 图 a、图 b、图 c 中无摩擦力产生,图d 有静摩擦力产生.【总结】 判定摩擦力的有、无,应依据摩擦力的产生条件,关键是看有没有相对运动或相对运动趋势.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 6 页,共 12 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 -
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