20130506高考物理复习物体的受力分析.pptVIP

第三章 力 物体的平衡 物体的受力分析 共点力作用下物体的平衡 一、物体受力的分析 对物体进行正确地受力分析，是解决好力学问题的关键。 1、受力分析的顺序： 先找重力，再找已知力，再找接触力（弹力、摩擦力），最后分析其它力（场力、浮力等） 2、受力分析的几个步骤 ①灵活选择研究对象： ②对研究对象周围环境进行分析： ③审查研究对象的运动状态： ④根据上述分析，画出研究对象的受力分析图；把各力的方向、作用点（线）准确地表示出来． 3、受力分析的判断依据： ①力的产生条件。 ②物体所处的状态。 基础知识 1．共点力 物体同时受几个力的作用，如果这几个力都作用于物体的同一点或者它们的作用线交于同一点，这几个力叫共点力。 2、平衡状态 物体保持静止或匀速运动状态（或有固定转轴的物体匀速转动） 3、共点力作用下物体的平衡条件 物体受到的合外力为零．即F合=0 三、物体的平衡 物体的受力分析 【例1】以下四种情况中，物体处于平衡状态的有 A、竖直上抛物体达最高点时 B、做匀速圆周运动的物体 C、单摆摆球通过平衡位置时 D、弹簧振子通过平衡位置时 解析：竖直上抛物体在到达最高点时a=g，匀速园周运动物体的加速度a=v2/R，单摆摆球通过平衡位置时，平切向加速度a切=0，法向加速度a法=v2/R，合加速度a=v2/R，弹簧振子通过平衡位置时，a=0，故D正确 例2】如图所示，A、B两物体排放在水平面上，在水平力F的作用下处于静止状态．在以下情况中对B进行受力分析，（1）B与水平面间无摩擦．（2）B与水平面间及B、A之间都存在摩擦． 解析：（1）B只受两个力的作用、重力 和平面对它竖直向上的支持力．不存在 A对B的压力和摩擦力．因为假若存在其中的一个力，这个力会有一个向右的水平分量．其结果B－定会向右加速运动，这与题意不符。 （2）若F＞fAm，这种情况B受五个力的作用,对A受力分析可知，因为A有沿面向上运动趋势，所以B对A的摩擦力沿面向下，根据牛顿第三定律A对B的摩擦力是沿面向上即f2． 例3】如图所示，倾角为θ的斜面A固定在水平面上。木块B、C的质量分别为M、m，始终保持相对静止，共同沿斜面下滑。B的上表面保持水平，A、B间的动摩擦因数为μ。⑴当B、C共同匀速下滑；⑵当B、C共同加速下滑时，分别求B、C所受的各力。 A B C θ 解：⑴先分析C受的力。这时以C为研究对象，重力G1=mg，B对C的弹力竖直向上，大小N1= mg，由于C在水平方向没有加速度，所以B、C间无摩擦力，即f1=0。 f2 G1+G2 N2 θ 再分析B受的力，B与A间的弹力N2和摩擦力f2时，以BC整体为对象，A对该整体的弹力和摩擦力 就是A对B的弹力N2和摩擦力f2，得到B受4个力作用： 重力G2=Mg，C对B的压力竖直向下，大小N1=mg， A对B的弹力N2=(M+m)gcosθ， A对B的摩擦力f2=(M+m)gsinθ f2 G1+G2 N2 θ a v ⑵由于B、C 共同加速下滑，加速度相同， 先以B、C整体为对象求A对B的弹力N2、摩擦力f2， 并求出a ；再以C为对象求B、C间的弹力、摩擦力。 这里，f2是滑动摩擦力N2=(M+m)gcosθ， f2=μN2=μ(M+m)gcosθ 沿斜面方向用牛顿第二定律： (M+m)gsinθ-μ(M+m)gcosθ=(M+m)a 可得a=g(sinθ-μcosθ)。B、C间的弹力N1、摩擦力f1则应以C为对象求得。 由于C所受合力沿斜面向下， 分别沿水平、竖直方向用牛顿第二定律： f1=macosθ，mg-N1= masinθ， 可得：f1=mg(sinθ-μcosθ) cosθ N1= mg(cosθ+μsinθ)cosθ a θ N1 G1 f1 v 例4】固定在水平面上光滑半球，半径为R，球心O的正上方固定一个小定滑轮，细线一端拴一小球，置于半球面的A点，另一端绕过A点，现缓慢地将小球从A点拉到B点，则此过程中，小球对半球的压力大小FN、细线的拉力大小F的变化情况是：（ ） A、FN变大，F不变；B、FN变小，F变大； C、FN不变，F变小；D、FN变大，F变小； O A R L B β α C 解析： 相似三角形法 小球缓慢运动合力为零，由于重力G、半球的弹力FN、绳的拉力F的方向分别沿 竖直方向、半径方向、绳收缩的方向，所以由G、FN、F组成的力的三角形与长度三角形△AOC相似，所以有： ，FN= ，F= 拉动过程中，AC变小，OC与R不变，所以FN不变，F变小。 例5】如图所示，A、B两个带有同种电荷的小球，质量都是m，用两根长为L的细丝线将这两球吊于O点，当把球A固定点O的正下方时，球B偏转的角度α=600，求A、B两球带