高考物理 研究物体间的相互作用复习课件4.ppt

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1、2021/8/11 星期三12021/8/11 星期三2受力分析步骤：先确定研究对象然后分析物体受到的重力、电场力、磁场力和牵引力等等再分析接触力中的弹力(对象接触的周围物体)最后分析是否受到摩擦力1受力分析受力分析2021/8/11 星期三3(1)不要把研究对象所受的力与它对其它物体的作用力相混淆，譬如A为研究对象，则要找出“甲对A”、“乙对A”的力，而“A对甲”、“A对乙”的力就不是A所受的力(2)对于作用在物体上的每一个力，都必须明确其来源，即每一个力都应找出施力物体，不能无中生有受力分析时必须注意的几点受力分析时必须注意的几点2021/8/11 星期三4(3)只分析“性质力”，不分析“

2、效果力”，不能把两者混淆重复分析例如：有人认为在竖直面内做圆周运动的物体运动到最高点时(如图221所示)受到的重力、绳的拉力和向心力共三个力的作用实际上向心力是效果力，是由重力和绳拉力的合力来提供的，不属某一性质的力，这样的分析是重复的分析2021/8/11 星期三5(4)合力和分力不能重复地列为物体所受的力，不能把分力列为物体所受的一个力，如分析斜面上的物体受力时，不能把重力和“下滑力”并列为物体所受的力，因为“下滑力”是重力的一个分力(5)画完受力图后应分析结果作一番检查，看能否使研究对象处于题目所给的运动状态(静止或加速)之中，否则，必定是出现了多力或漏力的现象2021/8/11 星期三

3、6(6)区分内力和外力，对几个物体的整体进行受力分析时，这几个物体间的作用力为内力，不能在受力图中出现；当把某一物体单独隔离分析时，原来内力变成了外力，要画在受力图上(7)在难以确定物体的某些受力情况时，可先根据(或确定)物体的运动状态，再运用平衡条件或牛顿运动定律判定未知力2021/8/11 星期三7(1)合力与分力：如果一个力的作用效果与另外几个力共同相同，那么这个力与另外几个力可以相互替代，这个力称为另外几个力的，另外几个力称为这个力的2力的合成与分解力的合成与分解作用效果作用效果合力合力分力分力2021/8/11 星期三8(2)力的合成与分解求几个力的合力叫做力的，求一个力的分力叫做力

4、的力的合成在同一直线上的两个力的合成：两个力方向相同时，合力等于；两个x方向相反，合力等于，方向合成合成分解分解F1F2F1F2跟较大的力同向跟较大的力同向2021/8/11 星期三9两个互成角度共点力的合成遵循平行四边形定则：用表示两个共点力的线段为邻边作一个平行四边形，则这两个邻边之间的对角线就表示两个力合力的取值范围：合力随两个分力夹角的增大而减小；合力的取值范围是力的分解力的分解是力的合成的逆运算，同样遵循平行四边形定则力的分解的两种方法：合力的大小和方向合力的大小和方向|F1F2|F1F22021/8/11 星期三10.遵循平行四边形定则，一般按力的效果来分解.力的正交分解法：将一个

5、力分解到两个相互垂直的方向上这样分解是为了方便计算分力，特别是在物体受到多个共点力作用时，把物体受到的各力都分解到互相垂直的两个方向上去，然后分别求每个方向上的力的代数和，再用直角三角形性质求总的合力这样就可把复杂的矢量运算转化为互相垂直的方向上的简单的运算2021/8/11 星期三11(1)共点力：物体受到的各力作用于一点或作用线(或延长线)相交于一点的力(2)平衡状态：在共点力的作用下，物体处于或的状态(3)共点力作用下物体的平衡条件：3共点力的平衡共点力的平衡静止静止匀速直线运动匀速直线运动合力为零，即合力为零，即F合合02021/8/11 星期三12(4)力的平衡：作用在物体上几个力的

6、合力为零，这种情形叫做若处于平衡状态的物体仅受两个力作用，这两个力一定，即二力平衡；若处于平衡状态的物体受三个力作用，则这三个力中的任意两个力的合力一定与另一个力力的平衡力的平衡大小相等、方向相反，作用在一条直线上大小相等、方向相反，作用在一条直线上大小相等、方向相反，作用在一条直线上大小相等、方向相反，作用在一条直线上2021/8/11 星期三13若处于平衡状态的物体受到三个或三个以上的力的作用，则宜用正交分解法处理，此时的平衡方程可写成：Fx0，Fy0 2021/8/11 星期三142021/8/11 星期三15一物体在斜向上的拉力F的作用下，沿水平面向右做匀速直线运动，如图222所示，则

7、物体所受拉力F和地面对它的摩擦力的合力的方向为()A竖直向上B竖直向下C向上偏右 D水平向右1物体受力分析物体受力分析2021/8/11 星期三16解析物体受力如图223所示，设F与水平方向夹角为，分解F，则FFcos，FFsin.由于物体做匀速运动，据二力平衡条件F1F，即F1与F的合力为零，故F与F1的合力大小为FFsin，方向竖直向上答案A图图2232021/8/11 星期三17如图224所示，光滑斜面的倾角为，有两个相同的小球，分别用光滑挡板A、B挡住，挡板A沿竖直方向，挡板B垂直斜面，则两挡板受到小球压力大小之比为_，斜面受到两个小球压力大小之比为_答案1cos1cos22021/8

8、/11 星期三18如图225所示，A、B两物体的质量分别为mA和mB，且mAmB，整个系统处于静止状态小滑轮的质量和一切摩擦均不计如果绳的一端由Q点缓慢地向左移到P点，整个系统重新平衡后，物体A的高度和两滑轮间绳与水平方向的夹角如何变化()2力的合成力的合成2021/8/11 星期三19A物体A的高度升高，角变大B物体A的高度降低，角变小C物体A的速度升高，角不变D物体A的高度不变，角变小图2262021/8/11 星期三20解析系统静止时，与动滑轮接触的那一小段绳子受力情况如图226所示，同一根绳子上的拉力F1、F2总是相等的，它们的合力F与F3是一对平衡力，以F1、F2为邻边所作的平行四边

9、形是菱形，故mBg2mAgsin.绳的端点由Q点移向P点时，由于mA、mB的大小不变，故不变，因此B下降，A上升答案C2021/8/11 星期三21(2008肇庆)如图227甲所示的装置，OA、OB是两根轻绳，AB是轻杆，它们构成一个正三角形，在AB杆两端分别固定一个质量均为m的小球，此装置悬挂在O点，开始时装置自然下垂，现对小球B施加一个水平力F，使装置静止在图227乙所示的位置，此时OA竖直设在图甲中OB对小球B的作用力大小为T，在图乙中OB对小球B的作用力大小为T，则下列说法中正确的是()2021/8/11 星期三222021/8/11 星期三23答案答案C2021/8/11 星期三24

10、(2008安徽皖南)如图228所示，一端可绕O点自由转动的长木板上方放一个物块手持木板的另一端，使木板从水平位置沿顺时针方向缓慢旋转，则在物体相对于木板滑动前()A物块对木板的压力不变B物块的机械能不变C物块对木板的作用力减小D物块受到的静摩擦力增大3力的分解力的分解2021/8/11 星期三25解析木板沿顺时针方向缓慢转动，木板与水平面的夹角增大，物块相对于木板滑动前物体处于平衡状态，对物体受力分析如图229：由平衡条件知沿板方向：Ffmgsin，2021/8/11 星期三26垂直板方向：FNmgcos.所以D对A错木板对物块的作用力(支持力、摩擦力的合力)与重力等大反方向，C错物块相对于地

11、面下移，机械能减小，B错，因而答案为D.答案D2021/8/11 星期三27(2008广东六校联考)小明想推动家里的衣橱，但使出了吃奶的力气也推不动，他便想了个妙招，如图2210所示，用A、B两块木板，搭成一个底角较小的人字形架，然后往中央一站，衣橱居然被推动了！下列说法中正确的是()2021/8/11 星期三28A这是不可能的，因为小明根本没有用力去推衣橱B这是不可能的，因为无论如何小明的力气也没那么大C这有可能，A板对衣橱的推力有可能大于小明的重力D这有可能，A板对衣橱的推力不可能大于小明的重力2021/8/11 星期三29解析小明对人字形架的压力等于小明的重力，当两板的夹角足够大时，这个

12、压力沿两板的分力有可能大于小明的重力，因此A板对衣橱的推力有可能大于小明的重力将衣橱推动C正确答案C2021/8/11 星期三30已知共面的三个力F120 N、F230 N、F340 N作用在物体的同一点上，三力之间的夹角都是120，求合力的大小和方向解析建立如图2211所示的直角坐标系，则F2xF2sin3015 N4正交分解正交分解2021/8/11 星期三312021/8/11 星期三32答案答案见解析见解析2021/8/11 星期三33进行正交分解时，只需分解不在坐标轴上的力，把矢量转化为标量来运算2021/8/11 星期三34(2009广东省实验中学模拟)如图2212所示，质量为m的

13、正方体和质量为M的正方体放在两竖直墙和水平面间，处于静止状态m与M相接触边与竖直方向的夹角为，若不计一切摩擦，求：(1)水平面对正方体M的弹力大小；(2)墙面对正方体m的弹力大小2021/8/11 星期三35解析(1)以两个正方体整体为研究对象整体受到向上的支持力和向下的重力，处于静止状态所以水平面对正方体M的弹力大小为(Mm)g(2)对正方体m进行受力分析如图2213，把N2沿水平方向和竖直方向分解为N2cosN1N2sinmg解得N1mgcot.2021/8/11 星期三36答案(1)(Mm)g(2)mgcot正交分解法是处理平衡问题的最常规方法，尤其是对物体受多个力作用正确的受力分析是解

14、这类问题的关键合理选取坐标轴方向可使问题简单通常选取坐标系的原则是让尽多个力通过坐标轴2021/8/11 星期三37 如图2214所示，质量为m的铁球在水平推力F的作用下，静止在竖直光滑的墙壁与光滑斜面之间，已知斜面倾角45，水平推力的作用线通过球心，则下述说法中正确的有()5共点力的平衡共点力的平衡图图22142021/8/11 星期三38A水平推力F一定大于铁球重力B水平推力F一定小于铁球重力C斜面对球的弹力一定大于铁球的重力D竖直墙壁对铁球的弹力一定与F的大小相等解析以铁球为研究对象，铁球受到重力G、推力F、斜面弹力FN1和竖直墙壁的弹力FN2的作用，并处于静止状态，受力图如图2215所

15、示建立水平、竖直方向的直角坐标系由平衡条件得：2021/8/11 星期三392021/8/11 星期三40答案答案C2021/8/11 星期三41共点力作用下物体的平衡条件(F0)是矢量方程，求合力时通常用正交分解法把矢量运算转化为标量运算，正交分解法解平衡问题的基本思路是：(1)选取研究对象，即处于平衡状态的物体(2)对研究对象进行受力分析，画受力图(3)建立直角坐标系(4)根据Fx0，Fy0列方程2021/8/11 星期三42 如图2216所示，物体的质量为2 kg，两根轻细绳AB和AC的一端连接于竖直墙上，另一端系于物体上，在物体上另施加一个方向与水平线成60的拉力F，若要使绳都能伸直，

16、求拉力F的大小范围2021/8/11 星期三43解析设AB的张力为F1，AC的张力为F2，对A受力分析如图2217所示根据力的平衡条件得图图22172021/8/11 星期三442021/8/11 星期三45 如图2218所示，轻绳的A端固定在天花板上，B端系一重为G的小球，小球静止在固定的光滑大球表面上，已知AB绳长度为L，大球半径为R，天花板到大球顶点的竖直距离ACd，且ABO90，求绳中张力F和大球对小球的支持力FN(小球直径忽略不计)6用数学知识解共点力平衡问题用数学知识解共点力平衡问题2021/8/11 星期三462021/8/11 星期三472021/8/11 星期三48此题也可以

17、对小球受到的力进行正交分解，而后据Fx0，Fy0方程求解，读者可以计算一下，不过采用正交分解法较相似三角形法要复杂，但要注意的是，不是任何时候矢量三角形与结构三角形都有相似的关系，要具体问题具体分析2021/8/11 星期三49 如图2219所示，在竖直平面的固定光滑圆轨道的最高点有一个光滑的小孔，质量为m的小环套在圆轨道上，用系在环上的细线通过小孔，缓慢拉动细线，使环沿轨道上移，在移动过程中拉力F和轨道对小环的作用力FN的大小变化情况是 ()2021/8/11 星期三50AF不变，FN增大BF不变，FN不变CF变小，FN不变DF增大，FN变小解析如图2220所示，由三角形相似，可得FNmgR

18、R，故FN不变；又FmgLR，L变小，故F变小2021/8/11 星期三51答案答案C2021/8/11 星期三522021/8/11 星期三532021/8/11 星期三54错解对人受力分析，他受到重力mg、竖直向上的支持力FN和斜向上的摩擦力Ff作用根据平衡条件：FNmg，由力的相互性，人对梯面压力的大小等于支持力的大小；故人对梯面压力FNmg，方向竖直向下据牛顿第二定律可得：Ffma，即梯面对人的摩擦力的方向与加速度方向相同，大小等于ma.2021/8/11 星期三55分析纠正对人受力分析，他受到重力mg、竖直向上的支持力FN和水平向右的摩擦力Ff作用，如图2222所示取水平向右为x轴正

19、向，竖直向上为y轴正向，此时只需分解加速度据牛顿第二定律可得：FNmgmasin30Ffmacos302021/8/11 星期三56答案见解析2021/8/11 星期三572021/8/11 星期三58有一半径r为0.2m的圆柱体绕竖直轴OO以角速度为9rad/s匀速转动，今用水平力F把质量m为1kg的物体A压在圆柱体的侧面由于受挡板上竖直的光滑槽的作用，物体A在水平方向上不能随圆柱体转动，而以v0为2.4m/s的速率匀速下滑，如图2223所示若物体A与圆柱体间的动摩擦因数为0.25，试求水平推力F的大小(g取10m/s2)图图22232021/8/11 星期三592021/8/11 星期三60答案答案50N2021/8/11 星期三61如图2225所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O是球心，碗的内表面光滑一根轻质杆的两端固定有两个小球，质量分别是m1、m2.当它们静止时，m1、m2与球心的连线跟水平面分别成60、30角，则碗对两小球的弹力大小之比是()2021/8/11 星期三622021/8/11 星期三632021/8/11 星期三64