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第三章相互作用学案5习题课：物体的受力分析目标定位1.进一步熟练判定弹力方向，能根据平衡法、假设法确定弹力的有无和方向.2.进一步熟练掌握静摩擦力、滑动摩擦力方向的判定和大小的计算方法.3.学会对物体进行受力分析的方法.知识探究自我检测一、弹力有无的判定判断弹力是否存在的方法——假设法1.假设无弹力：将与研究对象接触的另一物体去掉，即假设不存在弹力，看研究对象在该位置是否保持原来的状态.知识探究2.假设有弹力：就是假设与研究对象接触的物体对研究对象施加了弹力，画出假设状态下的受力分析图，判断受力情况与存在状态是否矛盾，若矛盾，则不存在弹力，若不矛盾，则此弹力存在.例1如图1所示，一小球用两根轻绳挂于天花板上，球静止，绳1倾斜，绳2恰好竖直，则小球所受的作用力有()A.1个B.2个C.3个D.4个图1解析假设绳1对球有作用力，该作用力的方向斜向左上方，另外球在竖直方向上受重力和绳2的拉力，在这三个力的作用下球不可能保持平衡，所以绳1不可能对球施加拉力，小球只受重力和绳2的拉力.故B正确.B二、静摩擦力有无及方向的判断静摩擦力有无及方向的判断方法1.平衡条件法当相互接触的两物体处于静止状态或匀速直线运动状态时，可根据二力平衡条件判断静摩擦力的存在与否及其方向.2.假设法利用假设法进行判断时，可按以下思路进行分析：例2如图2所示，物体A、B叠放在水平面上，水平力F作用在A上，使二者一起向左做匀速直线运动，下列说法正确的是()A.A、B之间无摩擦力B.A受到的摩擦力水平向右C.B受到A的摩擦力水平向左D.地面对B的摩擦力为静摩擦力，水平向右图2解析对A物体，由于A匀速运动，由二力平衡可知，B对A的摩擦力必与F等大反向，故A错误，B正确；对B物体，由力的作用的相互性知，B对A的摩擦力一定与A对B的摩擦力反向，故B受到A的摩擦力水平向左，故C正确；对A、B整体分析，由于AB一起向左匀速运动，则地面对B的摩擦力一定为滑动摩擦力，且水平向右，故D错误.答案BC三、摩擦力的计算摩擦力大小的计算，应先分析是静摩擦力还是滑动摩擦力.1.静摩擦力静摩擦力在0F≤Fmax内随外力的变化而变化，一般根据平衡条件求解.2.滑动摩擦力(1)根据F＝μFN进行计算，其中FN为接触面受到的正压力.(2)根据平衡条件.例3如图3所示，用水平力F将木块压在竖直墙壁上，已知木块重力G＝6N，木块与墙壁间的动摩擦因数μ＝0.25，求：(1)当F＝25N时，木块不动，木块受到的摩擦力为多大？(2)当F增大为30N时，木块仍静止，木块受到的摩擦力为多大？(3)当F＝10N时木块沿墙面下滑,此时木块受到的摩擦力为多大？(4)当F＝6N时，木块受到的摩擦力为多大？图3解析分析木块的受力情况，如图所示.(1)、(2)木块静止，根据二力平衡，竖直方向上的静摩擦力等于重力，F1＝F2＝G＝6N，与压力大小无关.(3)木块沿墙面下滑时，木块与墙壁间的摩擦力为滑动摩擦力，F3＝μFNFN＝F所以F3＝μF＝0.25×10N＝2.5N.(4)当F＝6N时，木块与墙壁间的摩擦力也为滑动摩擦力，所以F4＝μF＝0.25×6N＝1.5N.答案(1)6N(2)6N(3)2.5N(4)1.5N四、物体的受力分析受力分析的一般步骤1.明确研究对象，即首先确定我们要分析哪个物体的受力情况，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，分析周围有哪些物体对它施加了力的作用；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.例4如图4所示，直角三棱柱A放在水平地面上，光滑球B放在三棱柱和光滑竖直墙壁之间，A和B都处于静止状态，试分别画出A和B的受力示意图.图4解析隔离A为研究对象，它受到重力、B对它的压力、地面支持力和地面对它的摩擦力，如图甲所示.再以B为研究对象，它受到重力mg、三棱柱对它的支持力FAB、墙壁对它的弹力FN′的作用，如图乙所示.答案见解析课堂要点小结1.弹力有无的判断方法(1)有明显形变时可根据弹力产生的条件判断；(2)无明显形变时可根据假设法判断.2.静摩擦力有无及方向的判断方法(1)平衡条件法；(2)假设法.3.摩擦力的计算(1)静摩擦力：根据平衡条件求解.(2)滑动摩擦力：根据F＝μFN进行计算.4.受力分析的步骤(1)明确研究对象；(2)合理隔离；(3)按由易到难的顺序(先重力，再弹力、摩擦力，最后其他力)画出受力示意图.12341.(弹力有无的判断)如图5所示，将一个钢球分别放在量杯、口大底小的普通茶杯和三角烧杯中，钢球与各容器的底部和侧壁相接触，处于静止状态.若钢球和各容器的接触面都是光滑的，各容器的底面均水平，则以下说法中正确的是()自我检测图51234A.各容器的侧壁对钢球均无弹力作用B.各容器的侧壁对钢球均有弹力作用C.量杯的侧壁对钢球无弹力作用，其余两种容器的侧壁对钢球均有弹力作用D.口大底小的普通茶杯的侧壁对钢球有弹力作用，其余两种容器的侧壁对钢球均无弹力作用1234解析钢球与容器的侧壁接触，它们之间是否有弹力作用就看接触处是否发生弹性形变，但微小形变难以察觉，只能借助假设法判断.假设容器侧壁对钢球无弹力作用，则钢球受重力和容器底面对它的支持力作用，钢球将处于静止状态，故钢球与容器侧壁虽然接触但没有发生弹性形变，容器侧壁对钢球无弹力作用的假设成立.1234我们也可以假设容器侧壁对钢球有弹力作用，作出各容器中钢球的受力示意图分别如图a、b、c所示，可见三种情况均与钢球静止的题设条件相矛盾，所以原假设不成立，即各容器的侧壁对钢球均无弹力作用.因此，本题正确选项为A.答案A12342.(静摩擦力有无及方向的判断)如图6所示是工厂传输货物的装置，物体A在皮带的带动下，以速度v沿直线匀速向右运动，物体A受到几个力的作用()A.1个B.2个C.3个D.4个图61234解析物体A在竖直方向上受竖直向下的重力G、竖直向上的支持力FN作用；由于物体做匀速直线运动，处于平衡状态，在水平方向上不受静摩擦力，因此物体A受两个力作用.答案B12343.(受力分析)画出图(1)～(4)中静止物体A的受力示意图(注意：图中球形物体的接触面光滑).1234答案12344.(摩擦力的计算)如图7所示，物体A重40N，物体B重20N，A与B、A与地面间的动摩擦因数相同，物体B用水平细绳系住，当水平力F＝32N时，才能将A匀速拉出，求接触面间的动摩擦因数.图71234解析以物体A为研究对象，物体B对物体A的正压力FN＝GB地面对A的支持力FN1＝GA＋FNA受B的滑动摩擦力Ff＝μFNA受地面的滑动摩擦力Ff1＝μFN1水平方向：F＝Ff＋Ff1代入数据即可得到μ＝0.4.答案0.4