内容正文:
第15讲 牛顿第三定律和受力分析
学习目标
1.知道力的作用是相互的,理解作用力和反作用力的概念。
2.知道牛顿第三定律的内容,能用它解决简单的问题。
3.能区分平衡力与作用力和反作用力。
4. 掌握不同模型中,受力分析的方法和受力示意图的画法
5. 学习假设法,整体法,隔离法等受力分析方法的使用
知识精讲归纳
一、作用力与反作用力
1. 力是 的作用,只要谈到力,就一定存在着 和 .
2. 力的作用是 ,物体间相互作用的这一对力称为 和
3. 作用力与反作用力总是 、 的.把它们中的一个力叫做作用力,另一个力叫做反作用力.
二、牛顿第三定律
1.内容:两个物体之间的作用力和反作用力总是 , , .
2.对牛顿第三定律的理解
(1)牛顿第三定律表达式:F=-F′ ,式中的“-”号表示作用力与反作用力方向相反.
(2)理解:①三个性质
②四个特征
等值
作用力和反作用力大小总是相等的
反向
作用力和反作用力方向总是相反的
共线
作用力和反作用力总是作用在同一条直线上
同性质
作用力和反作用力的性质总是相同的
③正确理解牛顿第三定律中“ 总是” 的含义
“总是”是强调对于 ,在 下,作用力与反作用力的关系都成立.对此,我们可以从以下几个方面理解.
3.对作用力和反作用力与一对平衡力的比较
内容
比较
一对作用力和反作用力
一对平衡力
不
同
点
作用对象
作用在两个相互作用的物体上
作用在同一物体上
依赖关系
相互依存,不可单独存在,同时产生,同时变化,同时消失
无依赖关系,撤除一个,另一个依然可存在
叠加性
两力作用效果不可叠加,不可求合力
两力作用效果可相互抵消,可叠加,可求合力,且合力为零
力的性质
一定是同种性质的力
可以是同种性质的力,也可以是不同种性质的力
相同点
大小相等、方向相反、作用在同一条直线上
题型一:作用力与反作用力
【例题1】某学校教室里的竖直磁性黑板上通常粘挂一些小磁铁,小磁铁被吸在黑板上可以用于“贴”挂图或试题答案。关于小磁铁,下列说法中正确的是( )
A.磁铁受到的电磁吸引力大于受到的弹力才能被吸在黑板上
B.磁铁受到五个力的作用
C.磁铁与黑板间存在三对作用力与反作用力
D.磁铁受到的支持力与黑板受到的压力是一对平衡力
变式1.羊角球是幼儿园常用的活动器材。如图所示,某小朋友正在玩羊角球。关于小朋友往下将球压扁的过程,下列说法正确的是( )
A.球对地面的压力是由球发生形变产生的
B.小朋友对球的压力大于球对小朋友的支持力
C.球对地面的压力和地面对球的支持力是一对平衡力
D.小朋友对球施加压力之后,球才对小朋友产生支持力
变式2.磁铁吸着铁片保持接触面竖直一起自由下落,他们之间( )
A.有一对作用力和反作用力
B.有两对作用力和反作用力
C.有三对作用力和反作用力
D.有四对作用力和反作用力
题型二:牛顿第三定律的理解
【例题2】马拉着车在水平路面上沿直线运动,下列说法正确的是( )
A.马拉车加速前进时,马拉车的力大于车拉马的力
B.马拉车加速前进时,车可能做加速度不断减小、位移不断增加的运动
C.马拉车匀速前进时,马拉车的力与车拉马的力,这两个力的合力为零
D.马拉车的力与车拉马的力是一对平衡力
变式1.关于牛顿运动定律的理解,下列说法正确的是( )
A.抛出去的小球,离手后仍能运动,说明小球已经失去惯性
B.物体不受力时处于静止或匀速运动的状态
C.物体所受的合力方向与物体的加速度方向可能相反
D.甲、乙双方进行拔河比赛,甲方胜利,说明甲对乙的力大于乙对甲的力
变式2.《考工记》是春秋战国时期齐国人的一部科技著作,最早作出了关于物体惯性的论述。在《辀人篇》中说:“劝登马力,马力既竭,辀尤能一取焉。”意思是马拉车的时候,马已停止用力了,但车还能前进一段路程。则关于马拉车的情境,下列说法正确的是( )
A.静止在乡间公路上的马和车没有惯性,马拉车速度越大惯性越大
B.马拉车加速度越大,说明它的速度改变得越快,因此加速度大的物体惯性小
C.马拉车不动是因为马拉车的力小于车拉马的力,马拉车前进是因为马拉车的力大于车拉马的力
D.马拉车的力与车拉马的力是相互作用力,不管车如何运动,两个力大小都相等
变式3.一木箱在水平拉力作用下,在水平地面上做匀加速直线运动。下列说法正确的是( )
A.木箱受到的重力和地面对木箱的支持力是一对作用力和反作用力
B.木箱对地面的压力和地面对木箱的支持力是一对作用力和反作用力
C.地面对木箱的摩擦力和木箱对地面的摩擦力是一对平衡力
D.水平拉力和地面对木箱的摩擦力是一对作用力和反作用力
题型三:牛顿第三定律的应用
【例题3】(2023·全国·高一假期作业)如图所示,甲、乙两位同学相隔一定距离站立在水平面上,然后伸出双掌水平相抵且稍微发力,若甲、乙两位同学始终处于静止状态。则( )
A.甲对乙的推力是由于的乙手掌发生形变
B.甲对乙的推力可能大于乙对甲的推力
C.甲对乙的推力与乙对甲的推力是一对相互作用力
D.甲、乙两位同学受到的摩擦力与各自的重力成正比
变式1.A、B、C三个物体如图放置在水平面上,所有接触面均不光滑,有一个水平向右的力F作用在物体A上,使A、B、C一起向右做匀速运动,则( )
A.A给B的摩擦力和A给C的摩擦力大小一定相等
B.A给B的摩擦力和A给C的摩擦力大小的和一定等于力F大小
C.B受到4个力的作用
D.C对A的静摩擦力方向水平向右
变式2.跳水一直是我国的优势项目。如图所示,一运动员站在跳板上,图中F1表示人对跳板的弹力,F2表示跳板对人的弹力,则( )
A.先有F1后有F2
B.一旦人离开跳板,F2立即消失,F1依旧存在
C.因人离开跳板前向上运动,所以F2大于F1
D.F1和F2大小相等、方向相反,是一对相互作用力
三、物体受力的初步分析
1、受力分析的一般步骤
①明确研究对象:研究对象可以是质点、结点、单个物体,也可以是多个物体组成的系统。对于由多个物体组成的系统,要将整体法和隔离法结合起来使用。
②隔离物体分析:将研究对象从周围物体中隔离出来进而分析周围有哪些物体对它施加了力的作用。
③画出受力示意图:分析并找出研究对象所受的各种作用力并将力一一画在受力示意图上,准确标出各力的方向。一般按照重力、弹力、摩擦力、其他力的顺序分析。
④检查受力分析是否有误:检查画出的每一个力是否有施力物体,检查分析结果能否使研究对象处于题目所给的状态,防止“添力”和“漏力”。
【注意】不要把研究对象的受力与其他物体的受力混淆;每个力都应有施力物体,若不存在施力物体,则该力不存在。
2、整体法与隔离法
整体法
隔离法
概念
将加速度相同的几个物体作为一个整体来分析的方法
将研究对象与周围物体分隔开来分析的方法
选用原则
研究系统外的物体对系统整体的作用力
研究系统内物体之间的相互作用力
3、受力分析的技巧
(1)除了根据力的性质和特点进行判断,假设法是判断弹力、摩擦力有无及方向的常用方法.
(2)善于转换研究对象,尤其是弹力、摩擦力的方向不易判定的情形,可以分析与其接触物体的受力,再应用牛顿第三定律判定.
(3)受力物体与周围物体的每个接触处最多有两个接触力——弹力、摩擦力
题型四:单个物体的受力分析
1.平面上物体的受力分析
2.绳有关模型受力分析
3.斜面上物体的受力分析
4.B匀速上滑,C匀速下滑
题型五:多物体的受力分析
1.分析A的受力
2.分析P的受力
3.A光滑,B与接触面间粗糙,分析A和B的受力
4.接触物体的受力分析
(1)相同的A和B叠放在水平桌面上,用水平力F拉B时,两长方体均保持静止
(2)物体A、B叠放在水平地面上,水平力F作用在A上,使二者一起向左做匀速直线运动
(3)物体A、B在力F作用下一起以相同速度沿F方向做匀速运动,
(4)水平拉力F作用在物体B上,拉着三个物体一起向右匀速直线运动
(5)物体B受到大小为15N、方向水平向右的力F1的作用,物体C受到大小为5N、方向水平向左的力F2的作用,三者均处于静止状态
题型六:杆的受力分析
1.杆处于静止状态,其中杆与半球面之间光滑,杆的受力分析
课堂过关精练
1.如图所示,物体静止于水平桌面上,则( )
A.桌面对物体的支持力的大小等于物体的重力,这两个力是一对平衡力
B.物体所受的重力和桌面对它的支持力是一对作用力与反作用力
C.物体对桌面的压力就是物体的重力,这两个力是同一种力
D.物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对平衡的力
2.(多选)如图是小明同学将石块A、B、C从下到上依次叠放在一块大石头上,并使它们始终保持静止,假设整个环境处于无风状态下,则下列说法正确的是( )
A.石块B可能受到6个力的作用
B.石块B一定会受到A施加给它的摩擦力
C.石块B对石块A的作用力一定竖直向下
D.石块B对C的支持力和C的重力一定是一对平衡力
3.如图所示,甲图是用力传感器“探究作用力与反作用力的关系”的实验装置,乙图是实验中与力传感器相连的计算机屏幕上得到的两个力随时间变化的图线。根据图线可以得出的结论是( )
A.作用力变大时,反作用力变小
B.作用力和反作用力的方向总是相反的
C.作用力与反作用力总是同时变化
D.此图线一定是在两个传感器都处于静止状态下得到的
4.如图所示,小晓同学将一台无故障体重计放置在一斜坡上来测量自己的体重,下列说法正确的是( )
A.小晓受重力、摩擦力、压力三个力
B.小晓此时测量的体重小于他实际体重
C.小晓受到支持力方向是竖直向上
D.小晓受到的支持力是由于脚底发生形变而产生
5.(23-24高一上·福建·课时练习)两个小球A和B,中间用弹簧连接,并用细绳悬于天花板下,如图所示.则小球A、B各受几个力?这些力的反作用力是哪些力?这些力的平衡力是哪些力?
6.对下列物体A受力分析,接触面不光滑。
(
A
A
以上A处于静止状态
A
A
A沿着墙向上运动
A
A沿着水平面向右运动
A
A沿着斜面向上运动
)
(
第
1
页 共
22
页
)
学科网(北京)股份有限公司
$
第15讲 牛顿第三定律和受力分析
学习目标
1.知道力的作用是相互的,理解作用力和反作用力的概念。
2.知道牛顿第三定律的内容,能用它解决简单的问题。
3.能区分平衡力与作用力和反作用力。
4. 掌握不同模型中,受力分析的方法和受力示意图的画法
5. 学习假设法,整体法,隔离法等受力分析方法的使用
知识精讲归纳
一、作用力与反作用力
1. 力是物体对物体的作用,只要谈到力,就一定存在着受力物体和施力物体.
2. 力的作用是相互的,物体间相互作用的这一对力称为作用力和反作用力.
3. 作用力与反作用力总是互相依存、同时存在的.把它们中的一个力叫做作用力,另一个力叫做反作用力.
二、牛顿第三定律
1.内容:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上.
2.对牛顿第三定律的理解
(1)牛顿第三定律表达式:F=-F′ ,式中的“-”号表示作用力与反作用力方向相反.
(2)理解:
①三个性质
②四个特征
等值
作用力和反作用力大小总是相等的
反向
作用力和反作用力方向总是相反的
共线
作用力和反作用力总是作用在同一条直线上
同性质
作用力和反作用力的性质总是相同的
③正确理解牛顿第三定律中“ 总是” 的含义
“总是”是强调对于任何物体,在任何情况下,作用力与反作用力的关系都成立.对此,我们可以从以下几个方面理解.
3.对作用力和反作用力与一对平衡力的比较
内容
比较
一对作用力和反作用力
一对平衡力
不
同
点
作用对象
作用在两个相互作用的物体上
作用在同一物体上
依赖关系
相互依存,不可单独存在,同时产生,同时变化,同时消失
无依赖关系,撤除一个,另一个依然可存在
叠加性
两力作用效果不可叠加,不可求合力
两力作用效果可相互抵消,可叠加,可求合力,且合力为零
力的性质
一定是同种性质的力
可以是同种性质的力,也可以是不同种性质的力
相同点
大小相等、方向相反、作用在同一条直线上
题型一:作用力与反作用力
【例题1】(2023秋•碑林区校级期末)某学校教室里的竖直磁性黑板上通常粘挂一些小磁铁,小磁铁被吸在黑板上可以用于“贴”挂图或试题答案。关于小磁铁,下列说法中正确的是( )
A.磁铁受到的电磁吸引力大于受到的弹力才能被吸在黑板上
B.磁铁受到五个力的作用
C.磁铁与黑板间存在三对作用力与反作用力
D.磁铁受到的支持力与黑板受到的压力是一对平衡力
【解答】解:A.磁铁受到黑板的吸引力等于受到的弹力,它们是一对平衡力,故A错误;
B.磁铁受重力、静摩擦力、吸引力和弹力共4个力的作用,故B错误;
C.磁铁与黑板间作用力与反作用力有:黑板对磁铁的吸引力与磁铁对黑板的吸引力,黑板对磁铁的弹力与磁铁对黑板的弹力,黑板对磁铁的静摩擦力和磁铁对黑板的静摩擦力,所以磁铁与黑板间存在三对作用力与反作用力,故C正确;
D.磁铁受到的支持力的受力物体是磁铁,黑板受到的压力的受力物体是黑板,受力物体不同,是一对相互作用力,不是平衡力,故D错误。
故选:C。
变式1.(2023秋•温州期末)羊角球是幼儿园常用的活动器材。如图所示,某小朋友正在玩羊角球。关于小朋友往下将球压扁的过程,下列说法正确的是( )
A.球对地面的压力是由球发生形变产生的
B.小朋友对球的压力大于球对小朋友的支持力
C.球对地面的压力和地面对球的支持力是一对平衡力
D.小朋友对球施加压力之后,球才对小朋友产生支持力
【解答】解:A.球对地面的压力是由球发生形变产生的,故A正确;
BD.小朋友对球的压力与球对小朋友的支持力是一对相互作用力,由牛顿第三定律知,大小总是相等,且同时产生,故BD错误;
C.球对地面的压力和地面对球的支持力是对相互作用力,分别作用在两个物体上,故C错误。
故选:A。
变式2.(2023秋•杨浦区校级期末)磁铁吸着铁片保持接触面竖直一起自由下落,他们之间( )
A.有一对作用力和反作用力
B.有两对作用力和反作用力
C.有三对作用力和反作用力
D.有四对作用力和反作用力
【解答】解:以铁片为研究对象,受到三个力的作用,即重力、磁铁的吸引力、磁铁的支持力。因为力的作用总是相互的,是成对出现的,所以这三个力的反作用力分别是磁铁对地球的吸引力、铁片对磁铁的吸引力、铁片对磁铁的压力,所以磁铁吸着铁片保持接触面竖直一起自由下落时,磁铁和铁片之间有两对作用力和反作用力,故B正确,ACD错误。
故选:B。
题型2牛顿第三定律的理解
【例题2】(2023秋•河西区期末)马拉着车在水平路面上沿直线运动,下列说法正确的是( )
A.马拉车加速前进时,马拉车的力大于车拉马的力
B.马拉车加速前进时,车可能做加速度不断减小、位移不断增加的运动
C.马拉车匀速前进时,马拉车的力与车拉马的力,这两个力的合力为零
D.马拉车的力与车拉马的力是一对平衡力
【解答】解:AD.马拉车的力与车拉马的力是一对相互作用力,大小总是相等,故AD错误;
B.马拉车加速前进时,可能车受到的合力不断减小,加速度不断减小,但加速度方向与速度方向相同,车的位移不断增加,故B正确;
C.马拉车匀速前进时,马拉车的力与车拉马的力是一对相互作用力,但作用对象不同,所以不能说这两个力的合力为零,故C错误。
故选:B。
变式1.(2023秋•武邑县校级期末)关于牛顿运动定律的理解,下列说法正确的是( )
A.抛出去的小球,离手后仍能运动,说明小球已经失去惯性
B.物体不受力时处于静止或匀速运动的状态
C.物体所受的合力方向与物体的加速度方向可能相反
D.甲、乙双方进行拔河比赛,甲方胜利,说明甲对乙的力大于乙对甲的力
【解答】解:A.一切物体都有惯性,并且惯性的大小只与物体的质量有关,惯性的大小与物体的运动状态无关,抛出去的小球,小球的质量不变,惯性不变,故A错误;
B.根据牛顿第一定律可知,物体不受力时处于静止或匀速运动的状态,故B正确;
C.由牛顿第二定律知,物体所受的合力方向与物体的加速度方向一定相同,故C错误;
D.甲对乙的力与乙对甲的力是相互作用力,大小相等,甲方胜利的原因是地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力,故D错误。
故选:B。
变式2.(2023秋•朝阳期末)《考工记》是春秋战国时期齐国人的一部科技著作,最早作出了关于物体惯性的论述。在《辀人篇》中说:“劝登马力,马力既竭,辀尤能一取焉。”意思是马拉车的时候,马已停止用力了,但车还能前进一段路程。则关于马拉车的情境,下列说法正确的是( )
A.静止在乡间公路上的马和车没有惯性,马拉车速度越大惯性越大
B.马拉车加速度越大,说明它的速度改变得越快,因此加速度大的物体惯性小
C.马拉车不动是因为马拉车的力小于车拉马的力,马拉车前进是因为马拉车的力大于车拉马的力
D.马拉车的力与车拉马的力是相互作用力,不管车如何运动,两个力大小都相等
【解答】解:AB、一切物体在任何情况下都有惯性,因此静止在乡间公路上的马和车都有惯性,物体的惯性仅由质量决定,与位置、速度、加速度、外力等因素无关,故A、B错误;
C、根据牛顿第三定律可知,马拉车不论车动还是不动,马拉车的力的大小总是等于车拉马的力的大小,故C错误;
D、马拉车的力与车拉马的力是相互作用力,不管车如何运动,两个力都相等,故D正确。
故选:D。
变式3.(24-25高一上·全国·课后作业)一木箱在水平拉力作用下,在水平地面上做匀加速直线运动。下列说法正确的是( )
A.木箱受到的重力和地面对木箱的支持力是一对作用力和反作用力
B.木箱对地面的压力和地面对木箱的支持力是一对作用力和反作用力
C.地面对木箱的摩擦力和木箱对地面的摩擦力是一对平衡力
D.水平拉力和地面对木箱的摩擦力是一对作用力和反作用力
【答案】B
【解析】A.木箱受到的重力和地面对木箱的支持力是一对平衡力,故A错误;
B.木箱对地面的压力和地面对木箱的支持力是一对作用力和反作用力,故B正确;
C.地面对木箱的摩擦力和木箱对地面的摩擦力是一对作用力和反作用力,故C错误;
D.水平拉力和地面对木箱的摩擦力都作用在木箱上,不是一对作用力和反作用力,故D错误。
故选B。
题型三:牛顿第三定律的应用
【例题3】(2023·全国·高一假期作业)如图所示,甲、乙两位同学相隔一定距离站立在水平面上,然后伸出双掌水平相抵且稍微发力,若甲、乙两位同学始终处于静止状态。则( )
A.甲对乙的推力是由于的乙手掌发生形变
B.甲对乙的推力可能大于乙对甲的推力
C.甲对乙的推力与乙对甲的推力是一对相互作用力
D.甲、乙两位同学受到的摩擦力与各自的重力成正比
【答案】C
【详解】A.甲对乙的推力是由于甲的手掌发生形变,从而产生对乙的推力,故A错误;
BC.甲对乙的推力与乙对甲的推力是一对相互作用力,大小相等,故B错误,C正确;
D.甲、乙两位同学受到的静摩擦力与各自的重力无关,故D错误。
故选C。
变式1.(2020秋·山东青岛·高一青岛二中校考期中)A、B、C三个物体如图放置在水平面上,所有接触面均不光滑,有一个水平向右的力F作用在物体A上,使A、B、C一起向右做匀速运动,则( )
A.A给B的摩擦力和A给C的摩擦力大小一定相等
B.A给B的摩擦力和A给C的摩擦力大小的和一定等于力F大小
C.B受到4个力的作用
D.C对A的静摩擦力方向水平向右
【答案】B
【详解】A.由于B匀速运动,受力平衡,故A对B的摩擦力和地面对B的摩擦力大小相等,同理A匀速运动,A给C的摩擦力和地面对C的摩擦力大小相等,由于地面对A、B摩擦力的大小无法判断,因此不能判断A给B的摩擦力和A给C的摩擦力大小是否相等,故A错误;
B.对A进行受力分析,设B给A的摩擦力为,C给A的摩擦力为,在水平方向上由受力平衡可得
结合牛顿第三定律可知A给B的摩擦力和A给C的摩擦力之和等于F,故B正确;
C.B受自身重力,A给B向右的摩擦力,A给B向下的压力,地面给B向左的摩擦力,地面给B向上的支持力,总共5个力的作用,故C错误;
D.对C,A给C的摩擦力水平向右,根据牛顿第三定律,可知C对A的静摩擦力方向水平向左,故D错误。
故选B。
变式2.(24-25高一上·全国·课后作业)跳水一直是我国的优势项目。如图所示,一运动员站在跳板上,图中F1表示人对跳板的弹力,F2表示跳板对人的弹力,则( )
A.先有F1后有F2
B.一旦人离开跳板,F2立即消失,F1依旧存在
C.因人离开跳板前向上运动,所以F2大于F1
D.F1和F2大小相等、方向相反,是一对相互作用力
【答案】D
【解析】人对跳板的弹力F1和跳板对人的弹力F2是一对相互作用力,由牛顿第三定律可知,这两个力总是大小相等、方向相反,作用在同一直线上,分别作用在两个物体上,同时产生,同时变化,同时消失,即。
故选D。
三、物体受力的初步分析
1、分析物体受力的思路
①根据物体运动状态的变化来分析和判断其受力情况。(这是下一章学习的内容)
②根据各种力的特点,从相互作用的角度来分析物体的受力。
2、受力分析的一般步骤
①明确研究对象:研究对象可以是质点、结点、单个物体,也可以是多个物体组成的系统。对于由多个物体组成的系统,要将整体法和隔离法结合起来使用。
②隔离物体分析:将研究对象从周围物体中隔离出来进而分析周围有哪些物体对它施加了力的作用。
③画出受力示意图:分析并找出研究对象所受的各种作用力并将力一一画在受力示意图上,准确标出各力的方向。一般按照重力、弹力、摩擦力、其他力的顺序分析。
④检查受力分析是否有误:检查画出的每一个力是否有施力物体,检查分析结果能否使研究对象处于题目所给的状态,防止“添力”和“漏力”。
【注意】不要把研究对象的受力与其他物体的受力混淆;每个力都应有施力物体,若不存在施力物体,则该力不存在。
3、整体法与隔离法
整体法
隔离法
概念
将加速度相同的几个物体作为一个整体来分析的方法
将研究对象与周围物体分隔开来分析的方法
选用原则
研究系统外的物体对系统整体的作用力
研究系统内物体之间的相互作用力
4、受力分析的两个技巧
(1) 除了根据力的性质和特点进行判断,假设法是判断弹力、摩擦力有无及方向的常用方法.
(2) 善于转换研究对象,尤其是弹力、摩擦力的方向不易判定的情形,可以分析与其接触物体的受力,再应用牛顿第三定律判定.
(3) 受力物体与周围物体的每个接触处最多有两个接触力——弹力、摩擦力
题型四:单个物体的受力分析
1.平面上物体的受力分析
2.绳有关模型受力分析
3.斜面上物体的受力分析
4.B匀速上滑,C匀速下滑
题型五:多物体的受力分析
1.分析A的受力
2.分析P的受力
3.A光滑,B与接触面间粗糙,分析A和B的受力
4.接触物体的受力分析
(1)相同的A和B叠放在水平桌面上,用水平力F拉B时,两长方体均保持静止
(2)物体A、B叠放在水平地面上,水平力F作用在A上,使二者一起向左做匀速直线运动
(3)物体A、B在力F作用下一起以相同速度沿F方向做匀速运动,
(4)水平拉力F作用在物体B上,拉着三个物体一起向右匀速直线运动
(5)物体B受到大小为15N、方向水平向右的力F1的作用,物体C受到大小为5N、方向水平向左的力F2的作用,三者均处于静止状态
题型六:杆的受力分析
1.杆处于静止状态,其中杆与半球面之间光滑,杆的受力分析
课堂过关精练
1.(2023秋·高一校考单元测试)如图所示,物体静止于水平桌面上,则( )
A.桌面对物体的支持力的大小等于物体的重力,这两个力是一对平衡力
B.物体所受的重力和桌面对它的支持力是一对作用力与反作用力
C.物体对桌面的压力就是物体的重力,这两个力是同一种力
D.物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对平衡的力
【答案】A
【详解】AB.桌面对物体的支持力与物体的重力,大小相等、方向相反,作用于同一物体,是一对平衡力,A正确,B错误;
C.物体对桌面的压力与物体的重力不是同一种性质的力,C错误;
D.物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对作用力与反作用力,D错误。
故选A。
2.(多选)(23-24高一上·浙江丽水·阶段练习)如图是小明同学将石块A、B、C从下到上依次叠放在一块大石头上,并使它们始终保持静止,假设整个环境处于无风状态下,则下列说法正确的是( )
A.石块B可能受到6个力的作用
B.石块B一定会受到A施加给它的摩擦力
C.石块B对石块A的作用力一定竖直向下
D.石块B对C的支持力和C的重力一定是一对平衡力
【答案】C
【解析】A.石块B受力的个数最多可能5个,即重力、C对B的压力和摩擦力、A对B的支持力和摩擦力,故A错误;
B.若石块B和A之间水平接触,以B、C为整体受力分析可知A、B间没有摩擦力,故B错误;
C.以B、C为整体受力分析可知A对B的作用力竖直向上与B、C的总重力平衡,则石块B对石块A的作用力一定竖直向下,故C正确;
D.由于石块C可能倾斜,此时石块C要受到B对其的摩擦力,故石块B对C的支持力和C的重力不一定是一对平衡力,故D错误。
故选C。
3.(2023秋·湖南长沙·高一长沙一中校考期末)如图所示,甲图是用力传感器“探究作用力与反作用力的关系”的实验装置,乙图是实验中与力传感器相连的计算机屏幕上得到的两个力随时间变化的图线。根据图线可以得出的结论是( )
A.作用力变大时,反作用力变小
B.作用力和反作用力的方向总是相反的
C.作用力与反作用力总是同时变化
D.此图线一定是在两个传感器都处于静止状态下得到的
【答案】BC
【详解】A.由图像可知,作用力变大时,反作用力同时也变大,故A错误;
B.由图像可知,作用力和反作用力的方向总是相反的,故B正确;
C.由图像可知,作用力和反作用力总是同时变化,故C正确;
D.此图线不一定是在两个传感器都处于静止状态下得到的,也可能处于运动状态,故D错误。
故选BC。
【点睛】作用力与反作用力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,同时产生,同时变化,同时消失。
4.(23-24高三上·四川·期末)如图所示,小晓同学将一台无故障体重计放置在一斜坡上来测量自己的体重,下列说法正确的是( )
A.小晓受重力、摩擦力、压力三个力
B.小晓此时测量的体重小于他实际体重
C.小晓受到支持力方向是竖直向上
D.小晓受到的支持力是由于脚底发生形变而产生
【答案】B
【解析】A.根据题意,对小晓受力分析可知,小晓受重力、摩擦力、支持力三个力,故A错误;
B.根据题意,设斜面的倾角为,由平衡条件有
由牛顿第三定律可知,小晓对体重计的压力
即小晓此时测量的体重小于他实际体重,故B正确;
C.小晓受到支持力方向是垂直体重计面斜向上,故C错误;
D.小晓受到的支持力的施力物体是体重计,由弹力产生条件可知,小晓受到的支持力是由于体重计发生形变而产生,故D错误。
故选B。
5.(23-24高一上·福建·课时练习)两个小球A和B,中间用弹簧连接,并用细绳悬于天花板下,如图所示.则小球A、B各受几个力?这些力的反作用力是哪些力?这些力的平衡力是哪些力?
【答案】见解析
【解析】A受重力、弹簧弹力、绳拉力,B受重力、弹簧弹力;的反作用力是A对地球的引力、的反作用力是A球对弹簧的拉力、的反作用力是A球对绳的拉力;的反作用力是B对地球的引力、的反作用力是B球对弹簧的拉力,与和的合力平衡、与平衡。
6.对下列物体A受力分析,接触面不光滑。
(
A
A
以上A处于静止状态
A
A
A沿着墙向上运动
A
A沿着水平面向右运动
A
A沿着斜面向上运动
)
(
第
1
页 共
22
页
)
学科网(北京)股份有限公司
$