3.6 受力分析与物体平衡

知识点复习：1.力学里的三种性质力是：重力、弹力、摩擦力2.重力的方向：竖直向下3.弹力的分类：支持力；压力；绳子的拉力支持力（F支）方向：垂直于支持面而指向被支持的物体压力（FN）方向：垂直于支持面而指向被压的物体绳子拉力（T）方向：沿着绳子收缩的方向静摩擦力方向：沿着接触面的切线与相对运动趋势方向相反。滑动摩擦力方向：沿着接触面的切线与相对运动方向相反。二、受力分析的步骤：（画物体的受力分析图就是画力的示意图且只能画出性质力和外力）外力：外界的物体施加给研究对象的力叫做外力。①确定研究对象②观察有几个物体会对研究对象产生作用，然后标出有几个接触点或接触面。③受力分析。先画重力，其次画弹力、摩擦力（方法：绕研究对象顺时针或逆时针观察一周，如果接触点（面）间存在挤压，则画出弹力；存在相对运动或相对运动趋势则画出滑动摩擦力或静摩擦力。分析完一个接触点（面）后，再分析下一个。④再分析其它场力。如;电场力和磁场力⑤检查有没有多力或漏力。13:18水平面竖直面倾斜面四、题型：分类静止运动传送带被悬挂13:18GTNGT分析光滑球的受力比较13:1813:18分析物体受力的一般程序：2、受力分析的顺序：（1）先分析重力（方向总是竖直向下）（2）接着分析弹力（用假设法判断）（3）再分析摩擦力（用假设法判断）（4）最后分析外力(外力可以方向不变地平移)3、注意：①不要把研究对象的受力与其它物体的受力混淆②在分析各力的过程中，要找到它的施力物体，没有施力物体的力是不存在的，这样可以防止漏力和添力1、明确研究对象（隔离法.整体法）。课堂小结明对象选方法分析力再验证总之，在进行受力分析时一定要按次序画出物体实际受的各个力，为解决这一难点可记忆以下受力口诀：地球周围受重力绕物一周找弹力考虑有无摩擦力其他外力细分析合力分力不重复只画受力抛施力正交分解法的解题步骤：b.步骤：①建立平面直角坐标系，并确定正方向（具体方法是：如果物体向哪边运动或有向哪边运动的趋势，这一边的方向就确定为x轴的方向，剩下y轴的方向跟x轴垂直，且过物体的重心。总的原则是让尽可能多的力重合在坐标轴上）②坐标系建好后，把没有重合在坐标轴上的力进行分解，分别分解到x轴上和y轴上。③分解后求出x轴上各分力的代数和和y轴上的各分力的代数和④求合力。即用公式：合力的方向为：（为合力F与x轴间的夹角）c.正交分解法解题的一种题型：如果题目叙述的已知条件指明研究对象（即物体）处于静止或做匀速直线运动。列出方程另一种题型：如果题目叙述的已知条件物体的状态不属于上面的情况，那么列牛二定律方程xF合yF合22xyFFF合合合tanyxFF合合000xyFFF合合正交分解合0xyFmaFFma合合正交合yxF1xF1yF3x=F3F3y=0F=Fx2+Fy2坐标的选取：原则上是任意的，实际问题中，让尽可能多的力落在这个方向上，这样就可以尽可能少分解力。F1F2F3F2yF2x把力沿两个互相垂直的方向进行分解的方法叫做力的正交分解法。力的正交分解O例：如图所示，在倾角为θ的斜面上，放一质量为m的光滑小球，小球被竖直的木板挡住，则球对斜面的压力为（）A．mgcosθB．mgtanθC．mg/cosθD．mgθ例：如图所示，电灯的重力G=10N,AO绳与顶板间的夹角为450,BO绳水平，则AO绳所受的拉力F1是多少？BO绳所受的拉力F2是多少？1.如图所示,质量为m的物体在与竖直方向成θ角的推力F作用下,沿竖直墙壁向上匀速运动。若物体与墙面间的动摩擦因数为μ,试求F的大小。2.物体受到与水平方向成30°角的拉力F的作用,向左做匀速直线运动,如图所示。则物体受到的拉力F与地面对物体的摩擦力的合力的方向是()A.向上偏左B.向上偏右C.竖直向上D.竖直向下3.如图所示，放在水平面上质量为m的物体受一个斜上的拉力F，这个力与水平方向成θ角，在此力作用下，物体水平向右匀速滑动，求：物体与水平面间的动摩擦因数u。θmF4.如图所示,一个质量为m=2kg的均匀小球,放在倾角θ=37°的光滑斜面上。若球被与斜面垂直的光滑挡板挡住,处于平衡状态。求小球对挡板和斜面的压力。(g=10m/s2)5.如右图所示，拉B物体的轻绳与竖直方向成60°角，O为一定滑轮，物体A与B间用跨过定滑轮的细绳相连且均保持静止，已知B的重力为100N，水平地面对B的支持力为80N，绳和滑轮质量及摩擦均不计，试求：(1)物体A的重力；(2)B受到的摩擦力．6.如右图所示，是一种测定风作用力的仪器原理图．它能自动随着风的转向而转动，使风总从图示方向水平吹向小球P.P是质量为m的金属球，固定在一细长而轻的钢性金属丝下端，能绕悬挂点O在竖直平面内无摩擦地转动，无风时金属丝自然下垂，有风时金属丝将偏离竖直方向一定角度θ，角θ大小与风力大小有关，下列关于风力F与θ的关系式正确的是()A．F＝mgsinθB．F＝mgcosθC．F＝mgtanθD．F＝mg/cosθ7.（2012年全国卷）拖把是由拖杆和拖把头构成的擦地工具（如图）。设拖把头的质量为m，拖杆质量可以忽略；拖把头与地板之间的动摩擦因数为常数μ，重力加速度为g，某同学用该拖把在水平地板上拖地时，沿拖杆方向推拖把，拖杆与竖直方向的夹角为θ。若拖把头在地板上匀速移动，求推拖把的力的大小。8.一个质量m=10kg的圆球被沿水平方向的绳索拉着，处于光滑的斜面上，已知斜面倾角为30°，如图所示，求绳索的拉力。（g取10m/s2）第6题图mgTF支9.如下图所示，质量分别为m1，m2的两个物体通过轻弹簧连接，在力F的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动(m1在地面，m2在空中)，力F与水平方向成θ角．则m1所受支持力FN和摩擦力Ff正确的是()A．FN＝m1g＋m2g－FsinθB．FN＝m1g＋m2g－FcosθC．Ff＝FcosθD．Ff＝Fsinθ1．氢气球受风力作用，而使拉住它的细绳与地面的夹角为θ，在绳被剪断的瞬间，气球所受合外力为（氢气球的重力忽略不计）A.与原来绳的拉力大小相等，方向相反B.沿风力方向，大小等于风力C.沿竖直方向向上,大小等于气球所受的浮力D.与原来绳的拉力方向相反，大小等于风力与浮力的合力ααF浮F风AD2．如图所示，水平地面上的物体A，在斜向上的拉力F作用下，向右做匀速运动，由此可以判断A.物体A可能只受到三个力的作用B.物体A一定受到了四个力的作用C.物体A受到的滑动摩擦力大小为FcosαD.物体A对水平地面的压力大小一定为FsinαF解：物体做匀速运动，合外力为零，可以判断水平方向必受滑动摩擦力；有摩擦力一定有弹力，所以一定有弹力。根据平衡条件可得：BCfFcos①mgFNsin②FαmgNFxFyfcosFfsin'FmgNN弹力是产生摩擦力的必要条件αmgsingasinmgF合对小球进行受力分析，其重力沿斜面向下的分力为mgsinα,等于小球受到的合外力．故重力垂直于斜面的分力与细线拉力大小相等，方向相反．故悬线与天花板垂直．3.小车从足够长的光滑斜面自由下滑，斜面的倾角为α，小车上用细线吊着小球m,试证明当小球与小车相对静止后，悬线与小车的天花板垂直．αa大小方向F合大小方向确定确定某个力大小方向解:小球和小车一起沿光滑斜面加速自由下滑，加速度a=gsinα，根据牛顿第二定律得小球受到的合外力4.如图所示，在倾角θ=30°的粗糙斜面上放一重量为G的物体，物体能保持静止。现在用与斜面底边平行的力F=G/2推物体，物体恰能做匀速直线运动，则物体与斜面之间的滑动摩擦因数是多少？解：将物体所受重力沿平行于斜面和垂直于斜面进行分解。在垂直于斜面平面内物体受到斜面的支持力和重力垂直于斜面的分力平衡；NGcos300Gsin300F=G/2f36联立①②③式解出物体与斜面之间的滑动摩擦因数θmFGGN2330cos0①GNf23②GGGf22)2()2(22③在斜面平面内，推力、重力平行于斜面向下的分力和滑动摩擦力三力平衡，物体沿斜下方做匀速直线运动。