内容正文:
专题:三种性质的力及物体的受力分析
第
三
章
1.进一步掌握弹力、摩擦力的方向(重点)。
2.学会对物体进行受力分析(重点)。
学习目标
内容索引
巩固练习
一、弹力、摩擦力的方向
二、物体的受力分析
< 一 >
弹力、摩擦力的方向
1.弹力方向的确定
2.摩擦力的方向
(1)滑动摩擦力的方向与相对运动方向相反。
(2)静摩擦力方向与相对运动趋势方向相反。
(2023·资阳市高一月考)下列物体均处于静止状态,其中B、C中接触面光滑,则图中所画弹力方向正确的是
例1
√
根据题意可知,杆的弹力方向与小球重力方向相反,竖直向上,A错误;
斜面与球接触但无挤压,所以斜面对球无弹力,B错误;
斜面对球若有弹力,则小球不可能处于静止状态,所以斜面对小球弹力为0,C错误;
绳子弹力沿绳竖直向上,地面对杆的弹力垂直于地面向上,D正确。
如图所示,物体A、B放在物体C上,水平力F作用于A,使A、B、C一起匀速运动,各接触面间的摩擦力的情况是
A.A对C有向右的摩擦力
B.C对B有向左的摩擦力
C.物体C受到两个摩擦力的作用
D.C对地面有向右的摩擦力
例2
√
以物体A为研究对象,做匀速运动,由二力平衡可知,C对A有向右的摩擦力,则A对C有向左的摩擦力,选项A错误;
对物体B,B与C无相对运动和相对运动趋势,故B、C间没有摩擦力,选项B错误;
选A、B、C整体为研究对象,在F的作用下向左匀速运动,由二力平衡可知地面对C有向右的摩擦力,C对地面有向左的摩擦力,C受到A、地面给它的两个摩擦力的作用,C正确,D错误。
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< 二 >
物体的受力分析
如图所示,一个木块静止在粗糙的固定斜面上。
(1)请按重力、弹力和摩擦力的顺序来分析木块的受力情况。
答案 受力分析如图所示。
(2)木块对斜面施加了几个力的作用,并说明哪些力是一对作用力和反作用力?在对木块受力分析时,这些力能否同时在木块上画出?
答案 木块对斜面有一个压力和一个摩擦力,分别跟斜面对木块的支持力和摩擦力是一对作用力和反作用力。在对木块进行受力分析时,应明确研究对象,确定受力物体,只画出受力物体所受到的力即可。
画出图中物体A所受力的示意图,并写出力的名称和施力物体:(1)物体A静止,接触面光滑;(2)A沿固定粗糙斜面上滑;(3)A沿粗糙水平面滑行;(4)接触面光滑,A静止。
例3
答案 见解析
(1)中物体A受重力G、推力F、地面的支持力N、墙壁对A向左的弹力N',施力物体分别是地球、推A的物体、地面、墙壁;
(2)中物体A受竖直向下的重力G、垂直于斜面向上的支持力N、沿斜面向下的滑动摩擦力f,施力物体分别是地球、斜面、斜面;
(3)物体A受重力G、支持力N、滑动摩擦力f,施力物体分别是地球、水平面、水平面;
(4)中物体A受重力G、拉力T、弹力N,施力物体分别是地球、绳子、墙壁。
(2023·阿坝州高一开学考试)如图所示,A、B、C三个物体叠放在水平地面上,物体B受到大小为15 N、方向水平向右的力F1的作用,物体C受到大小为5 N、方向水平向左的力F2的作用,三者均处于静止状态,则
A.物体B对物体A的摩擦力方向水平向右
B.物体C对物体B的摩擦力方向水平向左
C.地面与物体C之间的摩擦力大小为5 N
D.地面与物体C之间无摩擦力
例4
√
A静止,A与B无相对运动及相对运动趋势,可知B对A无摩擦力,故选项A错误;
因A、B整体静止,对A、B组成的整体受力分析,由二力平衡可知,C对物体B的摩擦力与F1等大反向,故选项B正确;
因A、B、C整体静止,对A、B、C组成的整体受力分析,由平衡条件可知,地面对物体C的摩擦力大小为10 N,方向水平向左,故C、D错误。
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受力分析的一般步骤
1.明确研究对象。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。
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。
4.当题中出现多个物体时,注意整体法与隔离法的运用。
总结提升
< 三 >
巩固练习
1.(2024·甘孜州高一期末)如图所示,一物体沿竖直墙壁下落(忽略空气阻力),这时它的受力情况为
A.受到重力、摩擦力和弹力
B.受到重力和摩擦力
C.受到重力和弹力
D.只受重力
由题意知物体只受到重力,由于没有挤压,则不会有弹力,因此也不会产生摩擦力,故选D。
√
2.如图,斜面B固定在地面上,木块A恰好能在斜面上匀速下滑,木块A受力个数为
A.2个 B.3个
C.4个 D.5个
√
首先木块A一定受到重力和斜面的支持力,另外木块A恰能匀速下滑,说明一定受到沿斜面向上的摩擦力,所以木块A受力个数为3个,故选B。
3.(2024·凉山州高一期末)如图所示,重力为G的木棒,可绕光滑轴O自由转动,现将木棒搁在表面水平且粗糙的小车上,小车原来静止。用水平力F拉动小车沿水平面向右运动,则下列关于木棒受到的小车的摩擦力、弹力的说法正确的是
A.弹力方向沿木棒斜向左上方
B.弹力方向垂直木棒斜向右上方
C.摩擦力方向水平向右
D.木棒受到的摩擦力是静摩擦力
√
由题意可知,木棒受到的弹力方向垂直于小车表面竖直向上,故A、B错误;
由题意可知,木棒相对于小车向左运动,受到水平向右的滑动摩擦力,故C正确,D错误。
4.如图所示,质量为m的木块,在斜向左上方的推力F的作用下,沿天花板向左做匀速直线运动,则该木块受到的作用力的个数为
A.2个 B.3个
C.4个 D.5个
√
由题意可知,木块在斜向左上方的推力F的作用下,沿天花板向左做匀速直线运动,因此除受到重力外,还受到天花板对木块的水平向右的滑动摩擦力,根据摩擦力
产生的条件,则木块一定受天花板竖直向下的弹力,对木块受力分析如图所示,木块受重力、支持力、摩擦力与推力共4个力,故C正确。
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