2-3(教育精.ppt

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1、 第二章第二章 相互作用相互作用第三节受力分析共点力的平衡 第二章第二章 相互作用相互作用 第二章第二章 相互作用相互作用一、受力分析一、受力分析1 1概念概念把研究对象把研究对象(指定物体指定物体)在指定的物理环境中受到的所有力都分析在指定的物理环境中受到的所有力都分析出来，并画出物体所受力的出来，并画出物体所受力的 ，这个过程就是受力分析。，这个过程就是受力分析。2 2受力分析的一般顺序受力分析的一般顺序先分析先分析 ，然后按接触面分析接触力，然后按接触面分析接触力(弹力、摩擦力弹力、摩擦力)，再分，再分析其他力析其他力(电磁力、浮力等电磁力、浮力等)，最后分析已知力。，最后分析已知力。示

2、意图示意图重力重力 第二章第二章 相互作用相互作用1 1青年战士武文斌获得青年战士武文斌获得20082008感动中国感动中国年度人物奖，因为过度年度人物奖，因为过度劳累他把年轻的生命献给了抗震救灾第一线，抗震救灾中，武文劳累他把年轻的生命献给了抗震救灾第一线，抗震救灾中，武文斌背着老人在洪水中缓慢前行。则老人受到武文斌作用力的方向斌背着老人在洪水中缓慢前行。则老人受到武文斌作用力的方向是是()A A斜向后上方，与背垂直斜向后上方，与背垂直B B斜向前上方，与背平行斜向前上方，与背平行C C竖直向上竖直向上 D D水平向前水平向前【答案】C C 第二章第二章 相互作用相互作用二、共点力作用下物体

3、的平衡二、共点力作用下物体的平衡1 1平衡状态平衡状态物体处于物体处于 或或 的状态。的状态。静止的运动特征为：静止的运动特征为：v v0 00 0，且，且a a0 0。2 2竖直上抛运动物体上升到最高点时，能说处于静止状态吗？为什竖直上抛运动物体上升到最高点时，能说处于静止状态吗？为什么？么？【解析】不能。因为不能。因为a ag g。2 2共点力的平衡条件：共点力的平衡条件：或者或者 静止静止匀速直线运动匀速直线运动F F合合0 0 第二章第二章 相互作用相互作用三、共点力平衡的几条重要推论三、共点力平衡的几条重要推论1 1二力平衡：如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态，二力平衡：如果物

4、体在两个共点力的作用下处于平衡状态，这两个力必定大小这两个力必定大小 ，方向，方向 。2 2三力平衡：如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态，三力平衡：如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态，其中任意两个力的合力一定与第三个力大小其中任意两个力的合力一定与第三个力大小 、方向、方向 。3 3多力平衡：如果物体受多个力作用处于平衡，其中任何一个多力平衡：如果物体受多个力作用处于平衡，其中任何一个力与其余力的合力大小力与其余力的合力大小 ，方向，方向 。相等相等相反相反相等相等相反相反相等相等相反相反 第二章第二章 相互作用相互作用3如右图所示，重物的质量为如右图所示，重物的质量为m，轻细线，

5、轻细线AO和和BO的的A、B端是固定的，平衡时端是固定的，平衡时AO是水平的，是水平的，BO与水平面的夹角为与水平面的夹角为，AO的拉力的拉力F1和和BO的拉力的拉力F2的大小是的大小是()第二章第二章 相互作用相互作用【解析】以结点以结点O O为研究对象，为研究对象，受三力平衡受三力平衡根据平衡条件根据平衡条件F Fmgmg如右图所示，在如右图所示，在OFF2OFF2中中选项选项B B、D D正确。正确。【答案】BDBD 第二章第二章 相互作用相互作用 第二章第二章 相互作用相互作用注意的问题注意的问题1 1常用方法常用方法(1)(1)整体法与隔离法整体法与隔离法物体受力分析的常用方法及其应

6、物体受力分析的常用方法及其应 第二章第二章 相互作用相互作用(2)(2)假设法假设法在受力分析时，若不能确定某力是否存在，可先对其作出存在在受力分析时，若不能确定某力是否存在，可先对其作出存在或不存在的假设，然后再就该力存在与否对物体运动状态影响的不或不存在的假设，然后再就该力存在与否对物体运动状态影响的不同来判断该力是否存在。同来判断该力是否存在。2 2受力分析的受力分析的方法步骤方法步骤 第二章第二章 相互作用相互作用3 3应注意的问题应注意的问题(1)(1)不要把研究对象所受的力与研究对象对其他物体的作用不要把研究对象所受的力与研究对象对其他物体的作用力混淆。力混淆。(2)(2)对于分析

7、出的物体受到的每一个力，都必须明确其来对于分析出的物体受到的每一个力，都必须明确其来源，即每一个力都应找出其施力物体，不能无中生有。源，即每一个力都应找出其施力物体，不能无中生有。(3)(3)合力和分力不能重复考虑。合力和分力不能重复考虑。第二章第二章 相互作用相互作用 如右图所示，物体如右图所示，物体A A靠在竖直墙面上，在力靠在竖直墙面上，在力F F作用下，作用下，A A、B B保持静止。物体保持静止。物体B B的受力个数为的受力个数为()A A2 2B B3 3C C4 D4 D5 5 第二章第二章 相互作用相互作用【解题切点】先根据先根据A A确定确定A A、B B之间有弹力，然后对之

8、间有弹力，然后对B B受力分受力分析，由平衡条件，判断析，由平衡条件，判断A A对对B B的摩擦力是否存在及方向。的摩擦力是否存在及方向。【解析】A A能静止地靠在墙上，能静止地靠在墙上，A A、B B之间必有弹力，故之间必有弹力，故B B受重力、受重力、外力外力F F与与A A对对B B的弹力，为了的弹力，为了B B保持静止，必受保持静止，必受A A给的摩擦力，如右给的摩擦力，如右图所示，所以图所示，所以B B受力个数为受力个数为4 4个。个。C C项正确。项正确。【答案】C C 第二章第二章 相互作用相互作用1(2010山东济南模拟山东济南模拟)如下图所示，物体如下图所示，物体M在竖直向上

9、的拉在竖直向上的拉力力F的作用下静止在斜面上，关于的作用下静止在斜面上，关于M受力的个数，下列说法中正确受力的个数，下列说法中正确的是的是()AM一定是受两个力作用一定是受两个力作用BM一定是受四个力作用一定是受四个力作用CM可能受三个力作用可能受三个力作用DM不是受两个力作用就是受四个力作用不是受两个力作用就是受四个力作用 第二章第二章 相互作用相互作用【解析】若拉力若拉力F F大小等于重力，则物体与斜面之间没有相互大小等于重力，则物体与斜面之间没有相互作用力，所以物体就只受到两个力的作用；若拉力作用力，所以物体就只受到两个力的作用；若拉力F F小于物体的重力小于物体的重力时，则斜面对物体产

10、生支持力和静摩擦力，且支持力与静摩擦力的时，则斜面对物体产生支持力和静摩擦力，且支持力与静摩擦力的合力竖直向上，故物体就受到四个力作用。合力竖直向上，故物体就受到四个力作用。【答案】D D 第二章第二章 相互作用相互作用处理共同点平衡问题的常用方法 第二章第二章 相互作用相互作用 如右图所示，质量为如右图所示，质量为M M的直角三棱柱的直角三棱柱A A放在水平地面上，放在水平地面上，三棱柱的斜面是光滑的，且斜面倾角为三棱柱的斜面是光滑的，且斜面倾角为。质量为。质量为m m的光滑球放在三的光滑球放在三棱柱和光滑竖直墙壁之间，棱柱和光滑竖直墙壁之间，A A和和B B都处于静止状态，求地面对三棱柱都

11、处于静止状态，求地面对三棱柱的支持力和摩擦力各为多少？的支持力和摩擦力各为多少？【解题切点】连接体受力分析的顺序是先整体，后隔离。连接体受力分析的顺序是先整体，后隔离。第二章第二章 相互作用相互作用【解析解析】选取选取A和和B整体为研究对象，它受到重力整体为研究对象，它受到重力(Mm)g，地面支持力，地面支持力FN，墙壁的弹力，墙壁的弹力F和地面的摩擦力和地面的摩擦力Ff的作用而处于平衡状态。根据平衡条件有：的作用而处于平衡状态。根据平衡条件有：FN(Mm)g0，FFf可得可得FN(Mm)g再以再以B为研究对象，它受到重力为研究对象，它受到重力mg，三棱柱对它的支持力三棱柱对它的支持力FAB，

12、墙壁对它的弹力墙壁对它的弹力F的作用，的作用，处于平衡状态，根据平衡条件有：处于平衡状态，根据平衡条件有：竖直方向上：竖直方向上：FABcos mg水平方向上：水平方向上：FABsin F解得解得Fmgtan，所以，所以FfFmgtan。第二章第二章 相互作用相互作用【答案】(M(Mm)gm)gmgmgtantan 【发散思维】对对B B物体的处理方法，亦可采用效果分解物体的处理方法，亦可采用效果分解(分解分解mg)mg)，亦可采用合成方法，亦可采用合成方法(如如F F与与mg)mg)；有的情境中符合图；有的情境中符合图解法特点，则可用图解法判断；有的是一般三角形，而边长大解法特点，则可用图解

13、法判断；有的是一般三角形，而边长大小小(或大小变化或大小变化)知道，则可用相似三角形求解。知道，则可用相似三角形求解。第二章第二章 相互作用相互作用2.如右图所示，轻绳的两端分别系在圆环如右图所示，轻绳的两端分别系在圆环A和小球和小球B上，圆环上，圆环A套套在粗糙的水平直杆在粗糙的水平直杆MN上。现用水平力上。现用水平力F拉着绳于上的一点拉着绳于上的一点O，使小，使小球球B从图中实线位置缓慢上升到虚线位置，但圆环从图中实线位置缓慢上升到虚线位置，但圆环A始终保持在原位始终保持在原位置不动。则在这一过程中，环对杆的摩擦力置不动。则在这一过程中，环对杆的摩擦力Ff和环对杆的压力和环对杆的压力FN的

14、的变化情况是变化情况是()A AF Ff f不变，不变，F FN N不变不变 B BF Ff f增大，增大，F FN N不变不变C CF Ff f增大，增大，F FN N减小减小 D DF Ff f不变，不变，F FN N减小减小 第二章第二章 相互作用相互作用【解析】以结点以结点O O为研究对象进行受力分析如图为研究对象进行受力分析如图(a a)。由题可。由题可知，知，O O点处于动态平衡，则可作出三力的平衡关系图如图点处于动态平衡，则可作出三力的平衡关系图如图(a a)。由。由图可知水平拉力增大。图可知水平拉力增大。以环、绳和小球构成的整体作为研究对象，作受力分析图如图以环、绳和小球构成的

15、整体作为研究对象，作受力分析图如图(b b)。由整个系统平衡可知：。由整个系统平衡可知：F FN N(mA(mAmB)gmB)g；F Ff fF F。即。即F Ff f增大，增大，F FN N不变，故不变，故B B正确。正确。【答案】B 第二章第二章 相互作用相互作用 第二章第二章 相互作用相互作用1 1物体在共点力的作用下，下列说法中正确的是物体在共点力的作用下，下列说法中正确的是()A A物体的速度在某一时刻等于零，物体就一定处于平衡状态物体的速度在某一时刻等于零，物体就一定处于平衡状态B B物体相对于另一物体保持静止，物体一定处于平衡状态物体相对于另一物体保持静止，物体一定处于平衡状态C

16、 C物体所受合力为零，物体一定处于平衡状态物体所受合力为零，物体一定处于平衡状态D D物体做匀加速运动时，物体处于平衡状态物体做匀加速运动时，物体处于平衡状态【解析】某一时刻速度为零的物体，受力不一定为零，故不某一时刻速度为零的物体，受力不一定为零，故不一定处于平衡状态，一定处于平衡状态，A A错；物体相对于另一物体静止时，该物错；物体相对于另一物体静止时，该物体不一定静止，如当另一物体做变速运动时，该物体也做变速体不一定静止，如当另一物体做变速运动时，该物体也做变速运动，此物体处于非平衡状态，故运动，此物体处于非平衡状态，故B B错；错；C C选项符合平衡条件的选项符合平衡条件的判断，为正确

17、选项；物体做匀加速运动，所受合力不为零，故判断，为正确选项；物体做匀加速运动，所受合力不为零，故不是平衡状态，不是平衡状态，D D错。错。【答案】C C 第二章第二章 相互作用相互作用2 2(2009(2009浙江高考浙江高考)如右图所示，质量为如右图所示，质量为m m的等边三棱柱静止在水的等边三棱柱静止在水平放置的斜面上。已知三棱柱与斜面之间的动摩擦因数为平放置的斜面上。已知三棱柱与斜面之间的动摩擦因数为，斜面，斜面的倾角为的倾角为3030，则斜面对三棱柱的支持力与摩擦力的大小分别为，则斜面对三棱柱的支持力与摩擦力的大小分别为()第二章第二章 相互作用相互作用【解析】三棱柱受重力、斜面的支持

18、力和摩擦力三力平衡，故三棱柱受重力、斜面的支持力和摩擦力三力平衡，故F FN Nmgmgcoscos mgmg，F Ff fmgmgsinsin mgmg，A A选项正确。选项正确。【答案】A A 第二章第二章 相互作用相互作用3(2010山东理综山东理综)如右图所示，质量分别为如右图所示，质量分别为m1、m2的两个的两个物体通过轻弹簧连接，在力物体通过轻弹簧连接，在力F的作用下一起沿水平方向做匀的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动速直线运动(m1在地面，在地面，m2在空中在空中)，力，力F与水平方向成与水平方向成角。则角。则m1所受支持力所受支持力N和摩擦力和摩擦力f正确的是正确的是()AN

19、m1gm2gFsin BNm1gm2gFcos CfFcos DfFsin 第二章第二章 相互作用相互作用【解析】对于对于m m1 1、m m2 2和轻弹簧组成的系统受力分析如图，由平和轻弹簧组成的系统受力分析如图，由平衡条件知：衡条件知：水平方向：水平方向：f fF Fcoscos 竖直方向：竖直方向：N NF Fsinsin m m1 1g gm m2 2g g。由以上两式得：由以上两式得：f fF Fcoscos ，N Nm m1 1g gm m2 2g gF Fsinsin ，正确选，正确选项为项为A A、C C。【答案】AC 第二章第二章 相互作用相互作用4如右图所示，一个半径为如右

20、图所示，一个半径为R、重为、重为G的小球，用长度为的小球，用长度为R的细绳悬挂在光滑的竖直墙壁上。用的细绳悬挂在光滑的竖直墙壁上。用FT表示绳子对球的拉表示绳子对球的拉力，用力，用FN表示墙对球的支持力，下列结果中正确的是表示墙对球的支持力，下列结果中正确的是()第二章第二章 相互作用相互作用【解析】以小球为研究对象，受力分析如图所示，由小球的半以小球为研究对象，受力分析如图所示，由小球的半径为径为R R和长度为和长度为R R的细绳，可知夹角的细绳，可知夹角3030，可求得，可求得F FT T ，F FN NG Gtantan 30 30 G G故选故选B B。【答案】B 第二章第二章 相互作

21、用相互作用5 5如右图所示，人重如右图所示，人重600 600 N N，木块，木块A A重重400 400 N N，人与，人与A A、A A与地面与地面的动摩擦因数均为的动摩擦因数均为0.20.2，现人用水平力拉绳，使他与木块一起向，现人用水平力拉绳，使他与木块一起向右做匀速直线运动，滑轮摩擦不计，求：右做匀速直线运动，滑轮摩擦不计，求：(1)(1)人对绳的拉力；人对绳的拉力；(2)(2)人脚对木块人脚对木块A A的摩擦力的方向和大小的摩擦力的方向和大小 第二章第二章 相互作用相互作用【解析】设绳子的拉力为设绳子的拉力为F FT T，地面对木块的摩擦力为，地面对木块的摩擦力为F FfAfA。(

22、1)(1)取人和木块为整体，并对其进行受力分析，如图甲所示，取人和木块为整体，并对其进行受力分析，如图甲所示，由题意可知由题意可知F FfAfA(m(mA Am m人人)g)g200 200 N N。由于系统处于平衡状态，故由于系统处于平衡状态，故2F2FT TF FfAfA，所以所以F FT T100 100 N N。第二章第二章 相互作用相互作用(2)(2)取人为研究对象，对其进行受力分析，如图乙所示。取人为研究对象，对其进行受力分析，如图乙所示。由于人处于平衡状态，故由于人处于平衡状态，故F FT TF Ff f人人100 100 N N由于人与木块由于人与木块A A处于相对静止状态，故人与木块处于相对静止状态，故人与木块A A之间的摩擦力之间的摩擦力为静摩擦力。由牛顿第三定律可知人脚对木块的摩擦力为静摩为静摩擦力。由牛顿第三定律可知人脚对木块的摩擦力为静摩擦力，方向向右，大小为擦力，方向向右，大小为100 100 N N。【答案】(1)100 (1)100 N N(2)(2)方向向右方向向右100 100 N N 第二章第二章 相互作用相互作用