高中物理 第3章 研究物体间的相互作用 习题课2 物体受力分析学案（含解析）粤教版必修1-粤教版高中必修1物理学案.doc

习题课2物体受力分析学习目标：1.进一步熟练判定弹力的方向能根据平衡法、假设法确定弹力的有无及方向.2.进一步熟练掌握静摩擦力、滑动摩擦力的方向判定及大小计算方法.3.学会对物体进行受力分析的方法．静摩擦力有无及方向的判断1.静摩擦力产生的条件：接触面间有压力、接触面粗糙且有相对运动趋势．2．平衡条件法当相互接触的两物体处于静止状态或匀速直线运动状态时可根据二力平衡条件判断静摩擦力的存在与否及其方向．3．假设法利用假设法进行判断时可按以下思路进行分析：【例1】如图所示一辆汽车在平直公路上车上有一木箱．试判断下列情况中木箱所受的摩擦力及其方向．(1)汽车由静止加速运动时(木箱和车面无相对滑动)；(2)汽车刹车时(二者无相对滑动)；(3)汽车匀速运动时(二者无相对滑动)；(4)汽车刹车木箱在车上向前滑动时．解析：(1)木箱随汽车一起由静止加速运动时假设二者的接触面是光滑的则汽车加速时它将相对于汽车向后滑动说明木箱有相对于汽车向后滑动的趋势所以木箱受到向前的静摩擦力．(2)汽车刹车时速度减小假设木箱与汽车的接触面是光滑的则木箱将相对于汽车向前滑行．实际木箱没有滑动说明木箱有相对于汽车向前滑行的趋势所以木块受到向后的静摩擦力．(3)木箱随汽车一起匀速运动时二者无相对滑动．假设木箱与汽车的接触面光滑由于惯性木箱仍做匀速直线运动木箱与汽车间无相对滑动说明木箱与汽车间没有相对运动趋势没有摩擦力．(4)汽车刹车木箱相对于汽车向前滑动易知木箱受向后的滑动摩擦力．答案：(1)向前的静摩擦力(2)向后的静摩擦力(3)无摩擦力(4)向后的滑动摩擦力1．(多选)如图所示有三个相同的物体叠放在一起置于粗糙的水平地面上现用水平力F作用在B上三个物体仍然静止下列说法中正确的是()A．B对A有摩擦力作用B．B受到A、C的摩擦力作用C．B只受到C的摩擦力作用D．地面对C有摩擦力作用大小等于FCD[假设B对A有摩擦力作用则A受力不能平衡与题目所给条件不符所以B对A无摩擦力作用A错误；根据力的相互性可知A对B也无摩擦力作用B错误；假设C对B无摩擦力作用则B在水平方向上只受力F作用不可能保持静止与题目所给条件不符故B受到C的摩擦力作用．由于A、B、C是保持静止的那么地面给C的摩擦力大小为F方向向左所以选项C、D正确．]摩擦力的计算1.计算摩擦力时应先判断是静摩擦力还是滑动摩擦力．2．静摩擦力用平衡条件计算其大小只与平行于接触面方向的力有关与垂直于接触面方向的力无关．静摩擦力在0<f≤fmax内随外力的变化而变化．3．滑动摩擦力用f＝μFN计算其中FN为接触面受到的正压力．或用平衡条件计算其大小只与垂直于接触面方向的力有关与平行于接触面方向的力无关．也可用平衡条件计算．【例2】如图所示用水平力F将木块压在竖直墙壁上已知木块的重力G＝6N木块与墙壁间的动摩擦因数μ＝0.25求：(1)当F＝25N时木块静止木块受到的摩擦力为多大？(2)当F增大为30N时木块仍静止木块受到的摩擦力为多大？(3)当F＝10N时木块沿墙面下滑此时木块受到的摩擦力为多大？思路点拨：①判断木块受到的是静摩擦力还是滑动摩擦力．②木块与墙面间的正压力大小为F而不是G.解析：分析木块的受力情况如图所示．(1)(2)木块静止根据二力平衡竖直方向上的静摩擦力等于重力f1＝f2＝G＝6N与压力大小无关．(3)木块沿墙面下滑时木块与墙壁间的摩擦力为滑动摩擦力f3＝μFNFN＝F＝10N所以f3＝μF＝0.25×10N＝2.5N.答案：(1)6N(2)6N(3)2.5N静摩擦力的大小特点静摩擦力是被动力它可以在0～fmax之间变化它与物体间的正压力无关但是最大静摩擦力大小与正压力大小成正比．2．将一张A4纸(质量可忽略不计)夹在英汉字典内书对A4纸的压力为3NA4纸与书之间的动摩擦因数为0.4要把A4纸从书中拉出拉力至少应为()A．0.6NB．1.2NC．2.4ND．3NC[根据f＝μFN得f＝1.2N因为纸的上下两面都要受到书对它的滑动摩擦力所以要把纸从书中拉出拉力至少应为2.4NC正确．]物体的受力分析受力分析的一般步骤：1．明确研究对象即首先确定我们要分析哪个物体的受力情况研究对象可以是单个物体(质点、结点)也可以是两个(或多个)物体组成的整体．2．隔离分析：将研究对象从周围物体中隔离出来分析周围有哪些物体对它施加了力的作用．3．按重力、弹力、摩擦力、其他力的顺序依据各力的方向画出各力的示意图．【例3】(多选)如图所示A、B两物体叠放在粗糙的水平面上A、B间的动摩擦因数为μ水平轻绳一端拴住B物体另一端固定在墙上且恰能伸直水平外力F作用于AA、B均保持静止状态则A、B两物体受力的个数分别为()A．5、2B．4、2C．5、4D．