第3章 微专题4 物体的受力分析-【创新大课堂系列】2025-2026学年高中物理必修第一册同步辅导与测试(人教版)

物理必修第一册 微专题4物体 关键能力·合作探究 类型1重力、弹力和摩擦力的分析 探究归纳 1.产生条件和大小 重力 弹力 摩擦力 (1)接触面粗糙； (1)直接接触； 产生 地球的 (2)接触且挤压； (2)发生弹性 条件 吸引 (3)有相对运动或相 形变 对运动趋势 静摩擦力：0<F≤ 胡克定律：F 大小 G=mg Fmx滑动摩擦力：F 1 -kx uFN /特别提醒/ 最大静摩擦力Fmx略大于滑动摩擦力F:,通 常可近似认为Fmax=F。 2.重力、弹力和摩擦力的方向 (1)重力的方向竖直向下。 (2)轻绳只能产生拉力，方向沿绳指向轻绳收缩 的方向。 2 (3)弹簧产生的压力或拉力方向沿弹簧的轴线， 指向弹簧恢复原长的方向。 (4)轻杆既可产生压力，又可产生拉力；既能沿 杆，也可以跟杆成任意角度。 (5)摩擦力的方向与相对运动方向（或相对运动 趋势的方向)相反。 [典例1]如图所示，A、B两物体通过一根轻绳 相连，跨过光滑的定滑轮，A静止在水平地面 上，B悬在空中。关于物体A的受力情况正确 的说法是 M∠ B A A.可能受4个力 B.可能受3个力 C.一定受4个力 D.一定受3个力 70 的受力分析 讲练设计探究重，点 [听课记录] 针对训练 图示为足球运动员正在 向前带球的精彩画面，足 球被踢后正在快速地向前 滚动。此时，足球受到的 力有 A.重力、支持力 B.重力、支持力、脚对足球的作用力 C.重力、支持力、脚对足球的作用力、地面阻力 D.重力、支持力、地面阻力、空气阻力 如图所示，一架直梯斜靠光滑的竖直 墙壁上，下端放在粗糙的水平地面上， 直梯处于静止状态。从侧面观察时， 下列直梯的受力分析图中正确的是 ( FN2 4N A B FN2 G G 类型2整体法、隔离法的应用 探究归纳 1.受力分析的四个步骤 选对像 选择研究对象，单个或多个物体 隔离研究对象 析受力 分析研究对象受到的力 画力图 画受力分析图，标方向 检查每个力能否找到施力物体 查结果 分析结果，判断状态 /特别提醒/ 有时需要根据物体的运动状态去检查物体的 受力情况。 2.受力分析常用的两种方法 3 方法 步骤 方法优点 将整个系统或整个过 避开了中间环节的烦琐 整体法 程进行整体分析，研究 推算 的方法 将所研究的对象从周 看清单个物体的受力情 围的物体中分离出来， 隔离法 况或单个过程的运动 单独进行受力分析的 情形 方法 素养演练·提升技能 1.如图所示，物体A在竖 直向上的拉力F作用下 静止在斜面上。对物体 A受到作用力个数的判 断，不正确的是() A.物体A可能受到两个力作用 B.物件A可能受到四个力作用 C.物体A可能受到三个力作用 D.不可能受到五个力作用 2.质量均匀的钢管，一端支在水 平地面上，另一端被竖直绳悬 吊着，如图所示。下列画出了 3 四幅钢管受力的示意图，其中 正确的是 ( M 71 第三章相互作用一力 ：…/特别提醒/ 整体法和隔离法是相对的，两种方法结合使用 会起到事半功倍的效果 典例2]如图所示，物 体a、b和c叠放在水平 桌面上，水平力Fb= 6 H 1 5N、F。=10N分别作 用于物体b、c上，a、b 7777/77n77n7nnmmm 和c仍保持静止，则物体c受力的个数为( A.3 B.4 C.5 D.6 [听课记录] 针对训练 (多选)如图所示，两长方体 物体A、B叠放在粗糙的水 B 平地面上，现用水平恒力F 推物体B,整个系统始终处于静止状态。下列 说法正确的是 ) A.物体A受2个力的作用 B.物体B受6个力的作用 C.物体B受到地面的摩擦力大小为F D.地面受到的摩擦力大小为F,方向水平向右 达标训练素养提高 F , G G A F2 D 在恒力F作用下，a、b两物体一起沿粗糙竖直 墙面匀速向上运动，则关于它们受力情况的说 法正确的是 物理 必修第一册 :4.在水平桌面上叠放着木块P 和Q,用水平力F推Q,使P、 F Q Q两木块一起沿水平桌面匀 777777001 速滑动，如图所示。以下说法中正确的是( A.P受三个力，Q受六个力 B.P受四个力，Q受六个力 A.a一定受到4个力 C.P受两个力，Q受五个力 B.b可能受到4个力 D.P受两个力，Q受四个力 C.a与墙壁之间一定有弹力和摩擦力 温馨提示 请做课时分层检测（十四） D.a与b之间不一定有摩擦力 力的合成和分解 第1课时 力的合成和分解 学习目标要求 核心素养和关键能力 1.通过实际生活实例，体会等效替代物理思想。 1.核心素养 2.通过实验探究，得出力的合成与分解遵从的规律—平 能完成“探究两个互成角度的力的合成规律”实验，观察实 行四边形定则。 验现象，发现并提出物理问题；能通过图形分析、寻找规 3.会用作图法和直角三角形的知识解决共点力的合成与 律，体会等效替代的思想方法。 分解问题。 4.运用力的合成与分解知识分析日常生活中的相关问题， 2.关键能力 几何法解决力的合成与分解问题。 培养将物理知识应用于生活和生产实践的意识。 必备知识·自主梳理 预习新知夯实基础 一、合力和分力 4.力的分解 1.合力：假设一个力 作用的效果跟某几： (1)力的分解也遵从 个力 作用的效果 ,这个力就 (2)如果没有限制，同一个力可以分解为 叫作那几个力的 大小、方向不同的分力。如图所示。 2.分力：假设几个力 作用的效果跟某个 力 作用的效果 ,这几个力就 F" 叫作那个力的 F 二、力的合成和分解 (3)一个已知力的分解要根据 来确定。 1.力的合成：求几个力的 的过程。 5.多个力的合成方法 2.力的分解：求一个力的 的过程。 先求出 的合力，再求出这个合力跟 3.平行四边形定则 的合力，直到把所有的力都合成进去， 在两个力合成时，以表示这 最后得到的结果就是这些力的 两个力的有向线段为邻边 0 三、矢量和标量 作 这两个邻边之 1.矢量：既有 又有 相加时遵从 间的 就代表合力的 和 的物理量。 如图所示， 表示F1与F2的 合力。 2.标量：只有 ,没有 ,相加时遵 从 的物理量。 72空气有向下的作用力，根据牛顿第三定律，空气对叶片有向上的 作用力，此时杆对电扇的拉力FG,得F<F,A、B错误；固定杆 对电扇的作用力与电扇对固定杆的作用力为一对作用力和反作 用力，故两者总是等大反向，C正确，D错误。 微专题4物体的受力分析 关键能力·合作探究 探究归纳 [典例1门[解析]裉据平衡条件对物体A受力分析，其受重力、支 持力、拉力和向左的静摩擦力共4个力，其中摩擦力的存在使得 物体一定受到支持力，故选C。 答案]C 针对训练 1.D[足球受到的力有：重力、支持力、地面阻力、空气阻力，脚和足 不接触时脚对足球没有弹力，故选D。] 2.B 直梯受重力和弹力作用，重力方向竖直向下，弹力方向垂直 于接触面，由于竖直墙壁光滑，直梯处于静止状态，还受到地面的 摩擦力，故A、C、D错误，B正确。 探究归纳 典例2] [解析]物体c在竖直方向上受到重力、物体b的压力 和地面的支持力：将ab看成整体受力分析，由平衡条件得E F.=5N,则b对c的摩擦力向左，大小为5N,对b、c看成整体 受力分析，有F十F=F,解得F=5N,则物体C在水平方向 上受到物体b、地面对物体C的摩擦力和水平力F。,物体C受力的 个数为6个，故A、B、C错误，D正确。 答案D 针对训练 3.AC [整个系统处于静止状态，A受力平衡，只受重力和B对 的支持力，因此只受2个力作用，故A正确：对B受力分析，B受 力平衡，受重力、地面的支持力、A对B的压力、水平力℉和地面 对B的静摩擦力，共受5个力的作用，故B错误；对整个系统受力 分析，其受力平衡，在水平方向上受向左的F作用和水平向右的 地面静摩擦力作用，静摩擦力大小F=F,故C正确：地面受到的 摩擦力与B受到地面的静摩擦力是一对作用力与反作用力，故地 面受到的摩擦力大小为F,方向水平向左，故D错误。] 素养演练·提升技能 1.C [若F=mg,则物体受到重力和拉力F两个力作用：若F g,则物体受重力、斜面的支持力和摩擦力以及F四个力的作 用，则远项A、B、D正确，C错误。」 2.B [对钢管受力分析，其受竖直向下的重力G、细线竖直向上的 拉力F及地面竖直向上的支持力F,三个力，故远B。 3.A 「对物体b受力分析，受重力、支持力和摩擦力，处于三力平衡 状态，故B、D错误：对物体a、b整体受力分析，受重力、恒力F,若 墙壁对整体有支持力，水平方向不能平衡，故墙壁对整体没有支 持力，故也没有摩擦力；对物体受力分析，受恒力F、重力、 物体b a的压力和摩擦力，即物体a共受4个力，故A正确，C错误。 4.C [两物体做匀速运动，均处于平衡状态，P物体受重力和支持 力两个力的作用：Q物体受重力、P对Q的压力、地面的支持力和 摩擦力以及力F共5个力的作用，故选C。] 4 力的合成和分解 第1课时 力的合成和分解 必备知识·自主梳理 1.单独 共同相同合力 2.共同单独相同分方 1.合力 2.分力 3.平行四边形对角线大小方向F 4.(1)平行四边形定则(2)无数对(3)具体问题 5.任意两个力第三个力合力 1.大小 方向 平行四边形定则 2.大小 方向 算术法则 3.首尾始端 末端 即学即用 1.(1)/(2)×(3)×(4)×(5)/ 2.10245 关键能力·合作探究 要点1 探究导入 提示：(1)F1-F2。(2)F1十F。(3)F-F2<F<F+F2。 探究归纳 「典例1门 「解析]合力与分力的作用效采相同，它们并不同时作 用在物体上，选项A错误，B正确：当两分力大小不变时，由平行 四边形定则可知，分力间的夹角越大，合力越小，合力可能大于分 力（如两分力间的夹角为锐角时），也可能小于分力（如两等大分 力间的夹角大于120°时)，远项C、D正确。 答案BCD 工典例2][解析]由二力合成时合力范圆为F,一F,≤FF十 F知，F,-10N与F:-20N的合力最大值为30N,最小值为 10N,故B、C正确。 答案]BC 2 针对训练 1.AB[合力与分力是等效替代关系，一定作用于同一物体，故A 正确：力的合成与分解遵从平行四边形定则或三角形定则，因此 合力不是儿个分力的代数和，合力不一定大于任一分力，故B正 确，C、D错误。 2.B[F与F2的合力范周是4NF2≤10N,第三个力F3=9N 在其范国之内，所以三个力的合力的最小值为0，三个力的合力可 能为9N和2N。故远B。] 要点2 探究导入 提示：(1)根据勾股定理F=√/F2十F,求解，合力F与分力F 的夹角的正切值tana一F· (2)作出的平行四边形为菱形，利用“菱形的对角线互相垂直且平 分”这一基本性质，解直角三角形求得合力F=2FC0s乞，合力 与每一个分力的夹角等于 2 o (3)可以用作图法（平行四边形定则或三角形定则）求解，也可以 用计算法先求出任意两个力的合力，再求出这个合力跟第三个力 的合力，直到把所有的力都合成进去，最后得到的结果就是这些 力的合力。 探究归纳 典例3] 「解析门当两分力大小不变时，合力随两分力夹角的减 小而增大，故选B。 答案] B [典例4」 [解析]方法一：作图法 150N 用图示中的线段表示150N的力。用 个点)代表牌匾，依题意作出力的 F 平行四边形，如图所示。 用刻度尺量 F 出平行四边形的对角线长为图示线段 的5倍，故合力大小为F=5×150N 一750N,用量角器量出合力F与F 0 的夹角0=53° 方法二：计算法 设F,=450N,F,=600N,合力为F 由于F1与F2间的夹角为90°，根据 勾股定理得 G F- √/4502+6002N=750N 合力F与F1的夹角0的正切值 600N4 tan0= F 450N=3,所以0=53。 [答案]750N,与较小拉力的夹角为53 针对训练 3.D[求几个力的合力大小，遵循平行四边形定则，故合力可能大 于、小于或等于任意一个分力，故A错误：如采一个力的大小数值 上等于几个力的矢量和，这个力才是那几个力的合力，故B错误： 大小一定的两个力，它们间的夹角从0°增大至180°过程中，合力 一直减小，故C错误：两个力的合力的取值范圆为F,一F,F F十F2,故D正确。 4.D [如图所示，F与F箭头相连后形成以F1和F,为邻边的平 行四边形，F为所夹的对角线（即F1与F,的合力为Fg),同理可 知，F。与F的合力也为F,,故5个力的合力等于3倍的F,,又 F?等于2倍的F,则5个力的合力等于6F=60N,D正确。] 要点3 探究导入 提示：拖把杆的推力产生了使拖把前进和压紧地面两个效果。 -F2 Fi----------F 探究归纳 「典例5] 「解析门把球的重力沿垂直于 斜面和垂直于挡板的方向分解为力G,和 G G,如图所示 G1=Gtan37°=100×10-3×10×0.75N =0.75N 37 1G2 G G2= 100×10-3X10N cos 37 0.8 -1.25N 答案]图见解析0.75N1.25N 8