2022年高三物理一輪復(fù)習(xí) 2-受力分析教學(xué)案 新人教版

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1、2022年高三物理一輪復(fù)習(xí) 2-受力分析教學(xué)案 新人教版 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 掌握受力分析的步驟，養(yǎng)成良好的受力分析習(xí)慣，并能正確的規(guī)范的畫(huà)出受力分析圖。 【自主學(xué)習(xí)】 一、摩擦力 1.定義:相互接觸的物體間發(fā)生 時(shí)，在接觸面處產(chǎn)生的阻礙 的力. 2.產(chǎn)生條件:兩物體 . 兩物體間有彈力是這兩物體間有摩擦力的必要條件（沒(méi)有彈力不可能有摩擦力）. 3.滑動(dòng)摩擦力大小:滑動(dòng)摩擦力；其 中FN是壓力，μ為動(dòng)摩擦因數(shù)

2、 ，無(wú)單位. 說(shuō)明:⑴在接觸力中，必須先分析彈力，再分析摩擦力. ⑵只有滑動(dòng)摩擦力才能用公式F=μFN，其中的FN表示正壓力，不一定等于重力G. G F F1 F2 f FN α α F G 例1.如圖所示，用跟水平方向成α角的推力F推重量為G的木塊沿天花板向右運(yùn)動(dòng)，木塊和天花板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，求木塊所受 的摩擦力大小. 解：由豎直方向合力為零可得FN=Fsinα-G， 因此有：f =μ(Fsinα-G) 4.靜摩擦力大小 ⑴必須明確，靜摩擦力大小不能用滑動(dòng)摩擦定律Ff=μFN計(jì)算，只有當(dāng)靜摩擦

3、力達(dá)到最大值時(shí)，其最大值一般可認(rèn)為等于滑動(dòng)摩擦力，即Fm=μFN F A B ⑵靜摩擦力:靜摩擦力是一種 力，與物體的受力和運(yùn)動(dòng)情況有關(guān).求解靜摩擦力的方法是用力的平衡條件或牛頓運(yùn)動(dòng)定律.即靜摩擦力的大小要根據(jù)物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況共同確定，其可能的取值范圍是 0＜Ff≤Fm 例2.如圖所示，A、B為兩個(gè)相同木塊，A、B間最大靜摩擦力Fm=5N，水平面光滑.拉力F至少多大，A、B才會(huì)相對(duì)滑動(dòng)？ 解：A、B間剛好發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，A、B間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)處于一個(gè)臨界狀態(tài)，既可以認(rèn)為發(fā)生了相對(duì)滑動(dòng)，摩擦力是滑動(dòng)摩擦力，其大小等于最大靜摩擦力5N，也可以認(rèn)為還沒(méi)有發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)

4、，因此A、B的加速度仍然相等。分別以A和整體為對(duì)象，運(yùn)用牛頓第二定律，可得拉力大小至少為F=10N （研究物理問(wèn)題經(jīng)常會(huì)遇到臨界狀態(tài).物體處于臨界狀態(tài)時(shí)，可以認(rèn)為同時(shí)具有兩個(gè)狀態(tài)下的所有性質(zhì)） 5.摩擦力方向 ⑴摩擦力方向和物體間 的方向相反. ⑵摩擦力的方向和物體的運(yùn)動(dòng)方向可能成任意角度.通常情況下摩擦力方向可能和物體運(yùn)動(dòng)方向相同（作為動(dòng)力），可能和物體運(yùn)動(dòng)方向相反（作為阻力），可能和物體速度方向垂直（作為勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力）.在特殊情況下，可能成任意角度. a v相對(duì) 例3.小車(chē)向右做初速為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，質(zhì)量為m的物體恰好沿車(chē)后壁勻速下滑.求物體

5、下滑過(guò)程中所受摩擦力和彈力的大小，并分析物體所受摩擦力的方向和物體速度方向的關(guān)系. 解：豎直方向:f=mg；水平方向:N=ma 物體受的滑動(dòng)摩擦力始終和小車(chē)的后壁平行，方向豎直向上，而物體的運(yùn)動(dòng)軌跡為拋物線，相對(duì)于地面的速度方向不斷改變（豎直分速度大小保持不變，水平分速度逐漸增大），所以摩擦力方向和運(yùn)動(dòng)方向間的夾角可能取90°和180°間的任意值. 由例2和例3的分析可知：無(wú)明顯形變的彈力和靜摩擦力都是被動(dòng)力.就是說(shuō)：彈力、靜摩擦力的大小和方向都無(wú)法由公式直接計(jì)算得出，而是由物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況共同決定的. 6.作用效果:阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，但對(duì)物體來(lái)說(shuō)，摩擦力可以

6、是動(dòng)力，也可以是阻力. 7.發(fā)生范圍: ①滑動(dòng)摩擦力發(fā)生在兩個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的物體間，但靜止的物體也可以受滑動(dòng)摩擦力； ②靜摩擦力發(fā)生在兩個(gè)相對(duì)靜止的物體間，但運(yùn)動(dòng)的物體也可以受靜摩擦力. 8.規(guī)律方法總結(jié) (1)靜摩擦力方向的判斷 F A B ①假設(shè)法:即假設(shè)接觸面光滑，看物體是否會(huì)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)；若發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，則說(shuō)明物體原來(lái)的靜止是有運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的靜止.且假設(shè)接觸面光滑后物體發(fā)生的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向即為原來(lái)相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向，從而確定靜摩擦力的方向. ②根據(jù)物體所處的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，應(yīng)用力學(xué)規(guī)律判斷. 如圖所示物塊A和B在外力F作用下一起沿水平面向右以加速度a做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，若A的質(zhì)量

7、為m，則很容易確定A所受的靜摩擦力大小為ma，方向水平向右. B AS F ③在分析靜摩擦力方向時(shí)，應(yīng)注意整體法和隔離法相結(jié)合. 如圖所示，在力F作用下，A、B兩物體皆靜止，試分析A所受的靜摩擦力. (2)摩擦力大小計(jì)算 ①分清摩擦力的種類(lèi)：是靜摩擦力還是滑動(dòng)摩擦力. ②滑動(dòng)摩擦力由Ff=μFN公式計(jì)算.最關(guān)鍵的是對(duì)相互擠壓力FN的分析，它跟研究物體在垂直于接觸面方向的力密切相關(guān)，也跟研究物體在該方向上的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān).特別是后者，最容易被人所忽視.注意FN變，則Ff也變的動(dòng)態(tài)關(guān)系. ③靜摩擦力:最大靜摩擦力是物體將發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)這一臨界狀態(tài)時(shí)的摩擦力，它只在這一狀態(tài)下才表現(xiàn)出

8、來(lái).它的數(shù)值跟正壓力成正比，一般可認(rèn)為等于滑動(dòng)摩擦力.靜摩擦力的大小、方向都跟產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的外力密切相關(guān)，但跟接觸面相互擠壓力無(wú)直接關(guān)系.因而靜摩擦力具有大小、方向的可變性，即靜摩擦力是一種被動(dòng)力，與物體的受力和運(yùn)動(dòng)情況有關(guān).求解靜摩擦力的方法是用力的平衡條件或牛頓運(yùn)動(dòng)定律.即靜摩擦力的大小要根據(jù)物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況共同確定，其可能的取值范圍是 0＜Ff≤Fm 二、物體受力分析 1.明確研究對(duì)象 在進(jìn)行受力分析時(shí)，研究對(duì)象可以是某一個(gè)物體，也可以是保持相對(duì)靜止的若干個(gè)物體。在解決比較復(fù)雜的問(wèn)題時(shí)，靈活地選取研究對(duì)象可以使問(wèn)題簡(jiǎn)潔地得到解決.研究對(duì)象確定以后，只分析研究對(duì)象以外的

9、物體施予研究對(duì)象的力（既研究對(duì)象所受的外力），而不分析研究對(duì)象施予外界的力. 2.按順序找力 必須是先場(chǎng)力（重力、電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力），后接觸力；接觸力中必須先彈力，后摩擦力（只有在有彈力的接觸面之間才可能有摩擦力）. 3.只畫(huà)性質(zhì)力，不畫(huà)效果力 畫(huà)受力圖時(shí)，只能按力的性質(zhì)分類(lèi)畫(huà)力，不能按作用效果（拉力、壓力、向心力等）畫(huà)力，否則將出現(xiàn)重復(fù). 4.需要合成或分解時(shí)，必須畫(huà)出相應(yīng)的平行四邊形（或三角形） 在解同一個(gè)問(wèn)題時(shí)，分析了合力就不能再分析分力；分析了分力就不能再分析合力，千萬(wàn)不可重復(fù). B 乙 ∟ 丙 C 【典型例題】 例1.畫(huà)出下列各圖中物體A、B、C的 α A

10、 O 甲 受力示意圖（已知物體A、B、C均靜止）. 例2、A、B、C三物塊質(zhì)量分別為M、m和m０，作如圖所示的聯(lián)結(jié)。繩子不可伸長(zhǎng)，且繩子和滑輪的質(zhì)量、滑輪的摩擦均可不計(jì)。若B隨A一起沿水平桌面作勻速運(yùn)動(dòng)，則可以斷定(A ) (A)物塊A與桌面之間有摩擦力，大小為m０g (B)物塊A與B之間有摩擦力，大小為m０g (C)桌面對(duì)A，B對(duì)A，都有摩擦力，兩者方向相同，合力為m０g (D)桌面對(duì)A，B對(duì)A，都有摩擦力，兩者方向相反，合力為m０g 例3、如圖所示，位于斜面上的物塊M在沿斜面向上的力F作用下，處于靜止?fàn)顟B(tài)。則斜面作用于物塊的靜摩擦力的（ ABCD ）

11、 (A)方向可能沿斜面向上(B)方向可能沿斜面向下 (C)大小可能等于零(D)大小可能等于F 例4、如圖19-8所示，C 是水平地面，A、B是兩個(gè)長(zhǎng)方形物塊，F(xiàn)是作用在物塊B上沿水平方向的力，物體A和B以相同的速度作勻速直線運(yùn)動(dòng)。由此可知，A、B間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)μ1和B、C間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)μ2有可能是(BD )。 (A)μ1＝0,μ2＝0(B)μ1＝0,μ2≠0 (C)μ1≠0,μ2＝0(D)μ1≠0,μ2≠0 【針對(duì)訓(xùn)練】 1.汽車(chē)在平直公路上勻速前進(jìn)（設(shè)驅(qū)動(dòng)輪在后），則（D） A.前、后輪受到的摩擦力方向均向后 B.前、后輪受到的摩擦力方向均向前 C.前輪受

12、到的摩擦力向前，而后輪受到的摩擦力向后 D.前輪受到的摩擦力向后，而后輪受到的摩擦力向前 2.分析物體A在以下四種情況下所受的靜摩擦力的方向： ①物體A靜止于斜面，如圖甲所示. ②物體A受到水平拉力F的作用，仍靜止在水平面上，如圖乙所示. ③物體A放在車(chē)上，當(dāng)車(chē)在剎車(chē)過(guò)程中，如圖丙所示. A 丁 ω ④物體A在水平轉(zhuǎn)臺(tái)上，隨轉(zhuǎn)臺(tái)一起勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖丁所示. 甲 A 丙 A 乙 F A B C F A 3.如圖所示，一木塊放在水平面上，在水平方向施加外力F１＝10 N，Ｆ２＝ 2 N，木塊處于靜止?fàn)顟B(tài)．若撤去外力F1，則木塊受到的摩擦力大小

13、為 2 N，方向 水平向右 . 4.如圖所示，三個(gè)物體疊放著，當(dāng)作用在B物體上的水平力F=2N時(shí)，三個(gè)物體均靜止，則物體A與B之間的摩擦力大小為 0 N，B與C之間B F A C α 的摩擦力大小為 2 N，C與地面之間的摩擦力大小為 2 N. 5.如圖所示，質(zhì)量為m，橫截面為直角三角形的物塊ABC,

14、的水平力壓木板，使磚靜止不動(dòng)，則第2塊磚對(duì)第3塊磚的摩擦力大小為（A） A．0 B．mg C． D．2mg q m 7.如圖所示，粗糙的長(zhǎng)木板上放一質(zhì)量為m的物塊，當(dāng)木板繞其一端由水平位置緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)到豎直位置的過(guò)程中，試分析物塊所受摩擦力大小的變化情況. (先增大后減小) 8.把一重為G的物體，用一水平推力F=kt(k為恒量，t為時(shí)間)壓在豎直的足夠高的平整墻上(如圖所示)，從t=0開(kāi)始物體所受的摩擦力Ff隨t的變化關(guān)系是下圖中的哪一個(gè)？（B） Ff t D 0 G Ff t C 0 G Ff t B 0 G Ff t A 0 G