受力分析与物体的平衡.docx

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1、（1）沿水平草地滚动的足球（2）在力F作用下静止水平面上的物体（3）静A.分析物体的受力情况一、基本知识1. 力的概念定义：力是物体之间的相互作用。作用的相互性：有作用力必有反作用力。力的物质性：力不能脱离施力物体和受力物体而单独存在。2力的种类力通常可以用两种不同的方法来分类：一种是根据力的性质来分类，如重力、弹力、摩 擦力、分子力、电磁力等等；另一种是根据力的效果来分类，如拉力、压力、支持力、动力、 阻力等等.力的这两种划分标准是互相交叉的，即效果不同的力，性质可以相同；性质不同 的力，效果可以相同.二、受力分析基本步骤.受力分析是指分析物体实际所受力的情况，在对物体进行受力分析时要注意防

2、止“漏力” 和“添力”现象，按一定的步骤和顺序进行受力分析是防止“漏力”的最有效的措施.1. 明确研究对象在进行受力分析时，要注意整体法和隔离法的灵活运用。研究对象确定以后，只分析研 究对象以外的物体施予研究对象的力，而不分析研究对象施予外界的力。2. 按顺序找出所有的力先场力（重力、电场力、磁场力），后接触力；接触力中必须先弹力，后 摩擦力（只有在有弹力的接触面之间才可能有摩擦力）。3. 需要合成或分解时，必须画出相应的平行四边形（或三角形）在解同一个问题时，分析了合力就不能再分析分力；分析了分力就不能再分析合力，千 万不可重复。三、实例分析1. 分析满足下列条件的各个物体所受的力，并指出各

3、个力的施力物体.FAF（3）在力F作用下静止在光滑斜面上的物体VV（1）沿斜面下滚的小球， 接触面不光滑.止的小球2. 对下列各种情况下的物体A进行受力分析（2）沿斜面上滑的物体A（接触面光滑）(4)各接触面均光滑(5)随传送带匀速上滑的 物块A3. 对下列各种情况下的物体A进行受力分析，在下列情况下接触面均不光滑.v(4)随电梯匀速上升的人(1 ) A静止在竖直墙面上(2 ) A沿竖直墙面下滑(3 )向上爬杆的运动员4. 对下列各种情况下的A进行受力分析(各接触面均不光滑)(1 ) A、B同时匀速向右行驶(2) A、B同时匀速向右行驶5. 如图所示，质量为M的斜面体放在粗糙的水平地面上，质量

4、为m的木块静止在斜面体 上，M也保持静止，求地面对M的支持力与摩擦力各为多大？6. 如图4-65所示，物体A、B叠放在水平桌面上，接触面之间的摩擦力都是压力的0.4 倍，两物体的重力都是50N，B的左端用水平细线拉住，细线的另一端固定于墙上，现用水平力F将物体A从B的下方匀速拉出，求水平拉力F的大小。图 4-65作业：1、关于力的概念，下列说法中正确的是().A、力是使物体产生形变和改变运动状态的原因B、一个力必定联系着两个物体，其中每个物体既是受力物体又是施力物体C、力在任何情况下都是成对出现的D、两个物体互相作用，其相互作用力可以是不同性质的力2：如图1-33所示，三个木块A、B、C叠放在

5、水平桌面上.用水平力F = 12N向右拉 木块B，同时用水平力F2=8N向左拉木块C，结果三个木块都不动.试求各个木块所受的静 摩擦力.画出受力图图 1-333.如图1-41所示，在水平地面上叠放着质量分别为mA=2kg、mB=1kg的两木块，两木块之 间、木块A与地面间的摩擦因数均为m=0.2木块B与A的支架间有一根处于压缩状态的 轻弹簧，其劲度系数k=100N/m，压缩量x=1cm.整个装置处于静止状态，则(1) A对B的摩擦力方向，摩擦力大小；(2) B对A的摩擦力方向，摩擦力大小；(3) 地面对A的摩擦力等于.画出受力图图 1-414、如图1-42所示，滑块A以一定的初速沿木板B向右滑

6、动，木板B在地面上保持静止.已 知滑块A的质量为m1，木板B的质量为m2, A、B间的动摩擦因数匚口 为R，B与地面间的动摩擦因数为R，则在A滑动过程中，A受到 的摩擦力多大？木板B受到地面的摩擦力又为多大？画出受力图5、如图1-43所示，物体A、B的质量mA= mB= 6 kg，A和B、B和水平桌面间的动摩擦因 数都等于0.3,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，水平力F=30N。求：B对A的摩擦力和 水平桌面对B的摩擦力，画出受力图L1图 1-436.如图，人通过定滑轮用绳拉住平台处于静止状态，已知人重G1=600N,平台重G2=200N, 求人对绳子的拉力和人对平台的压力。画出受力图总结：一定

7、要结合物体的运动状态来判断受力情况B.物体的平衡、共点力作用下物体的平衡状态：静止或匀速直线运动、共点力作用下物体的平衡条件：F合=0口若利用正交分解法，平衡条件可写为Fx=0F=0三、运用平衡条件解决平衡问题的一般思路1. 选择研究对象；2. 画出受力示意图；3. 选择合成法或者正交分解法；4. 根据平衡条件列方程、求解。四、整体法：当平衡问题涉及多个物体时，可以通过选取多个物体为研究对象，整体进行受 力分析，建立平衡方程，往往可简化研究过程。五、正交分解法：将一已知力沿两个互相垂直的方向分解，称为正交分解。以正交分解为先导，处理多个 力合成的方法叫做正交分解法.【例题选讲】).重力、绳的拉

8、力重力、绳的拉力、斜面的弹力重力、斜面的弹力绳的拉力、斜面的弹力1.如图4-48所示，细绳竖直拉紧，小球和光滑斜面接触并处于静止状态，小球受到的力 是(A.B.C.图 4-48D.2. 用两根轻质的绳子AB和BC吊一个0.5kg的灯如果BC绳处于平，AB绳与水平夹角为60，求 绳AB和BC所受的拉力。变式训练1.如右图示，一个半径为r,重为G的圆球被长为r的细线AC悬挂在墙上，求 球对细线的拉力T和球对墙的压力N。3. 所示，一个半径为R重为G的圆球，被用长度L的细绳挂在竖直光 滑的墙上.若L增大，则球对绳的拉力鸟和对竖直墙壁的压力F2的变化是 （）A. 鸟增大，F2增大B.鸟增大，F2减小C

9、. F1减小，F2增大 D.鸟减小，F2减小图 3.6-4变式训练1如图所示，电灯悬挂于两墙之间，更换绳S，使连接点A向上移，但保持O点位置不变，则A点向上移时，绳OA的拉力（）A. 逐渐增大B.逐渐减小C.先增大后减小D.先减小后增大变式训练2如图所示，把一个质量分布均匀的光滑球放在斜面上，斜面 上有一倾斜挡板AO把球挡住；使球在斜面上静止.现使挡板 AO绕O逆时针方向缓慢转动直至水平.在这个过程中（ ）A. 挡板对球的支持力一直变大B 挡板对球的支持力先变小，后变大C. 斜面对球的支持力一直变小D. 斜面对球的支持力先变大，后变小4. 如图所示，质量为m的物体置于水平地面上，受到一个与水平

10、面方向成口角的拉力F作用，恰好作匀速直线运动，则 地面对物体的支持力是多少？物体与水平面间的动摩擦因数是多少?变式训练.如图4-56所示，质量为m的物体在恒力F作用下，沿着水平的天花板匀速滑动，物体与天花板间动摩擦因数为p.那么物体受到摩擦力大小是（）A. FsinOB. FcosOC. p （Fsin0-mg）D. p （mgFsln0）图 4-565. 如图所示，用两根等长的绳将质量等于48kg的重物悬挂起来，两悬挂点M、N在同一水平 面上，相距1.2m.已知两绳能承受的最大拉力均为340N，为使绳不被拉断，绳子的长度应 满足什么条件?（g取10m/s2）（用合成法与正交分解法两种解法）【

11、巩固练习】1. 三段不可伸长的细绳S、OB、OC能承受的最大拉力相同，它们共 ， 同悬挂一重物，如图3.6-5所示，其中OB是水平的，A端、B端固定，若 日、逐渐增加c端所挂物体的重力，则最先断的绳是（）淫一A. 必定是OAB.必定是OBcEC.必定是OCD.可能是OB，也可能是OC亡2. 物体受到如图3.6-6所示的三个共点力鸟、F2、F3的作用，则物体所受的合力是 （）/A. 2FlB. F2C. F3D. 2F3舟、/3. 甲、乙两人分别在两岸用绳拉小船在河流中行驶，已知甲的拉力大小为800N，方向与航 向夹角为300。要保持小船能在河流正中间沿直线行驶，（1）乙怎样用力最小？（2）其最

12、 小的力为多大？（3）此时小船受到两人拉力的合力为多大？4. 如图所示，一物体静止放在一斜面上。若斜面的倾角逐渐增大到。时，物体刚好能沿斜面匀速下滑，则该物体与斜面的动摩擦因数为多大?5、如图1-76所示，物体的重力为G，保持细绳AO的位置不变，让细绳BO的B端沿四分之一圆弧从D点缓慢向E点移动.在此过程中().A. BO绳上的张力先减小后增大B. BO绳上的张力先增大后减小C. AO绳上的张力先减小后增大D. AO绳上的张力先增大后减小6. 如图所示，质量不计的定滑轮以轻绳牵挂在B点，另一条轻 绳一端系重物C，绕过滑轮后，另一端固定在墙上A点。若改 变B点位置使滑轮位置发生移动，但使AO段绳

13、子始终保持水 平，则可以判断悬点B所受拉力T的大小变化情况是()A. 若B左移，T将增大B. 若B右移，T将增大C. 无论B左移、右移，T都保持不变D. 无论B左移、右移，T都减小7. 一个重为G的物体被悬挂后，再对物体施加一个大小一定的作用力F (F G)，使物体 在某一位置重新获得平衡，如图所示，若不计悬线质量，求悬线与竖直方向的最大夹角。图 4-64图 3.7-88. 如图4-64所示，在水平地面上有一个重11N的物体，当它受到与水 平面夹角为370向右的5 N拉力时，恰能做匀速直线运动，求物体与水 平面间的动磨擦因数.当这个力撤去后，物体继续向右运动时，求物体 所受的合力的大小和方向.

14、(cos37=0. 8，sin37=0. 6)9. 轻弹簧AB长35厘米，A端固定在重50牛的物体上，该物体放在倾 角为300的斜面上，如图4-66所示，手执B端，使弹簧与斜面平行，当 弹簧和物体沿斜面匀速下滑时，弹簧长变为40厘米；当弹簧和物体沿斜面匀速上滑时，弹簧长度为50厘米.试求：（1）弹簧的倔强系数k （2）物体跟斜面间的动摩擦因数p。3. 8物体相互作用单元练习1.如图4-51所示，在两木板中间夹住一个质量均匀的立方体木块A, 左右两边的木板所施加的压力均为F,A与两板间的摩擦因数均为（）.A.B.木块A受到两板压力的合力为2F 木块A受到的合外力为零C.木块A受到的压力F增大时，

15、它所受的摩擦力、合力也随之增大图 4-51D.木块A受到的压力F增大时，它所受的摩擦力、合力均保持不变2.如图4-52，两绳下端结于O点，上端固定，现用一个力F作用 于结点O, F与左绳夹角为a，其他如图，不计绳本身的重量，保持 F的大小不变，改变a角的大小。当a角为多大时，两绳的张力相等（）。A. 1500B. 1350C. 1200D. 900图 4-523. 如图4-50所示，质量分别为m1和m2的两物体用轻绳ABC连接，跨过轴承光滑的定滑轮而处于平衡状态.下述说法中正确的是（）A. 若使m1增大一点，在新的位置仍能平衡B. 若使m1增大一点，不会出现新的平衡位置C. 若使m2增大一点，

16、在新的位置仍能平衡D.若使m2增大一点，不会出现新的平衡位置图 4-504. 如图所示，两光滑硬杆AOB成。角，在两杆上各套上轻环P、Q， 两环用细绳相连，现用恒力F沿OB方向拉环Q，当两环稳定时细 绳拉力为（）A.尸sin。B. F/sinGC. FcosGD. F/cosG5. 如图所示，用大小相等、方向相反，并在同一水平面上的力N挤压 相同木板，木板中间夹着三块相同的砖。砖和木板都保持静止不动，设 每块砖重为G，那么（）A、1、2两块砖间不存在摩擦力B、第2块砖右面受到的摩擦力向上，大小为0.5GC、第1块砖左面受到的摩擦力向下，大小为1.5GD、第3块砖左面受到的摩擦力向下，大小为1.

17、5G6. 如图所示，在粗糙的水平地面上有一个三角形木块abc，在它的两个粗糙斜面上分别有两个质量为m和M的物体做匀速下滑，则粗糙水平地面对三角形木块（）A. 有摩擦力的作用，摩擦力的方向水平向右B. 有摩擦力的作用，摩擦力的方向水平向左C. 有摩擦力的作用，但摩擦力的方向不能确定D.以上结论都不对7. 如图4-55所示，人重600 N,木块重400 N,人与木块、木块与水平面间的动摩擦因 数均为0. 2,若人用力拉线，与木块一起向右做匀速运动，设人与木块间的最大静摩擦力图 4-55等于人与木块间的滑动摩擦力，则（）A. 人拉绳的力是200 NB. 人拉绳的力是100 NC. 人对木块的摩擦力向

18、右D. 人与木块间会发生相对运动图 4-598. 如图4-59所示，质量为M的箱子放在水平的地面上，箱中有一固定 的质量不计的竖直杆，杆上套着一个质量为m的环，当环沿着杆匀速下 滑时，求：箱子对地面的压力大小？9、有两根相同的轻弹簧a和仞劲度系数均为K现将它们按如图a所示连接,下挂质量均为m 的两个小物体，此时两根弹簧总长为/.若将两个物体按图b所示方法挂在两弹簧上，则两根弹 簧总长为多少？10. 如图4所示，在半径为R的光滑半球面正上方距球心h处 悬挂一定滑轮，重为G的小球A用绕过滑轮的绳子被站在地面 上的人拉住。人拉动绳子，在与球面相切的某点缓慢运动到接 近顶点的过程中，试分析半球对小球的

19、支持力N和绳子拉力F 如何变化。11. 一个重为G的小圆环套在一个竖直放置的半径为R的光 滑大圆环上，小圆环由一根劲度系数为虹自然长度为L （L V2R的轻质弹簧系着，弹簧的另一端固定在大圆环的最高点 A处（如图4-68）,当小环静止时，弹簧与竖直方向之间的夹角。为多大?arccoskL2(kR G)图 4-6812. 如图4-63所示，一个重为100牛的粗细均匀的圆柱体放在600的V型槽上，两接触面 的动摩擦因数均为0. 25,求：沿圆柱体轴线方向的拉力F为多少时，圆柱体可沿V型槽做匀速运动。图 4-6313. 如图所示，倾角为。的斜面上有一个质量为m的物体处于静止状态，现对它施加一个 水平

20、推力F，使物体做匀速直线运动，则动摩擦因数p =。14. 如图所示，长为5m的细绳两端分别系于竖立在地面上相距为4m的两杆的顶端A、B。 绳上挂一个光滑的轻质挂钩，其下连着一个重为12N的物体。平衡时绳中的张力T=15.如图4-69所示，楔形木块质量为m,放在倾角为。的斜面上，已知木块与斜面间的动摩擦因数为p （M tan0 ），今用水平力F推木块，木块恰好沿斜面匀速运动（斜面保持静止)试求推力的大小。mg (sin0 + 日 cos0)mg (sin0 日 cos0)F =或 F =cos0 -日 sin0cos0 + 日 sin0图 4-6916.一个底面粗糙、质量为M的劈放在粗糙水平面上

21、，劈的斜面光滑且与水平面的夹角 为300.用一端固定的轻绳系一质量为m的小球，小球放在斜面上，轻绳与斜面的夹角为300，如图4-67所示.求：当劈静止时绳对小球的拉力为多大？地面对劈的支持力为多大?很 1,. mg，- mg + Mg0匕补充习题1.如图所示，一直角斜槽（两槽面间夹角为90）对水平面的倾角 为0, 一个横截面为正方形的物块恰能沿此斜槽匀速下滑.假定两图 4-67槽面的材料和槽面的情况相同，求物块和槽面之间的动摩擦因2.把放在倾角为。的斜面上物体所受到的重力分解成沿斜面向下的分力G1和垂直斜面向下 的分力g2,下列说法中正确的是（）.A. 分力G1就是物体所受到的摩擦力B. 分力G1等于Gcos0C. 分力G2就是物体对斜面的压力D. 这两个分力的共同作用效果与重力的作用效果相同3.如图1-74所示，用细线悬挂一个均质小球靠在光滑竖直墙上.如把线的长 度缩短，则球对线的拉力T、对墙的压力N的变化情况正确的是A. T、N都不变.C. T增大，N减小.B. T减小，N增大.D. T、N都增大.图 1-744.气缸内的可燃性气体点燃后膨胀对活塞的推力F=1100N，连杆AB与竖 直方向间夹角a=30 （图1-77），这时活塞对连杆AB的推力F1=，对 气缸壁的压力f2=.12