专题三：物体受力分析方法

章内专题三物体受力分析方法类型之一区分物体受平衡力和相互作用力二力平衡时，两个力需满足四个条件，即二力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在同一个物体上，即等值、反向、共线、同体。相互作用力的两个力与二力平衡相比较，前三个条件相同，但相互作用力作用在不同的物体上。例如：一个人静止地站在地面上，人对地面的压力和地面对人的支持力，这一对力属于什么情况呢？仔细分析发现，这两个力的大小相等、方向相反、作用在同一直线上，但这两个力前者作用在地面，后者作用在人，两个力作用在不同的物体上，因此属于相互作用力。在实际题目中，我们常常利用这两对力的这点区别，加以区分。[2014·广东]静止放置在水平桌面上的水杯，如图Z3－1所示，下列属于一对平衡力的是()A．水杯的重力与桌面对水杯的支持力B．水杯的重力与水杯对桌面的压力C．水杯的重力与水杯对地球的吸引力D．水杯对桌面的压力与桌面对水杯的支持力图Z3－1A【解析】水杯的重力和桌面对水杯的支持力都作用在水杯上使水杯静止，是一对平衡力，故A选项正确；水杯的重力与水杯对桌面的压力，这两个力的方向相同，都竖直向下，所以不是平衡力，故B选项错误；水杯的重力与水杯对地球的吸引力作用在两个物体上，是一对相互作用力，故C选项错误；水杯对桌面的压力与桌面对水杯的支持力作用在两个物体上，是一对相互作用力，故D选项错误。[2014·杭州]小明和小忠想把一条弹性绳拉开，使弹性绳两端的拉环能分别套在相隔一段距离的两根柱子上，用来晒衣服。现有两种方法：一种是按图Z3－2甲的方法做，另一种是按图Z3－2乙的方法做，关于这两种做法下列说法正确的是()图Z3－2BA．图甲中每个人所用的力比图乙中每个人所用力要小B．图乙中每个人所用的力比图甲中每个人所用力要小C．图甲中每个人所用的力与图乙中每个人所用力相同D．条件不足，无法比较图甲中每个人所用的力与图乙中每个人所用力的大小【解析】图甲和图乙两种方式同一弹性绳的伸长量是相同的，说明弹力的大小相同。图甲弹性绳静止，所以受力平衡，所以甲中每个人所用的力大小相等，都等于弹性绳的弹力。图乙所受力也平衡，柱子对弹性绳的力与两个人的合力相等，都等于弹性绳的弹力，但二人的合力与弹性绳的弹力相等，所以每个人所用力只有图甲的一半。[2015·中考预测题]同学们在一起讨论有关运动与力的问题，下列观点正确的是()A．减速运行的火车其惯性逐渐减小B．用力推车，车没动是因为推力小于摩擦力C．运动的物体如果不受力，它将慢慢地停下来D．物体在不受力时总是保持匀速直线运动或静止状态【解析】减速运行的火车其惯性不变，故A错误；用力推车，车没动车处于静止，则是因为推力等于摩擦力，故B错误；运动的物体如果不受力，它将做匀速直线运动，故C错误；物体不受力的作用时，总保持静止或匀速直线运动状态，故D正确。D类型之二二力平衡状态的受力分析二力平衡将物体的运动和受力情况紧密联系起来，它们之间的关系如下所示。若题目给出一个受力的物体处于静止或匀速直线运动状态，则可得出该物体受平衡力。由二力平衡的条件，两个力的大小相等、方向相反可得出物体所受力的大小和方向。物体受平衡力作用⇔物体保持静止或匀速直线运动状态[2014·泉州]静止在水平桌面上的文具盒，受到的平衡力是()A．文具盒受到的重力和文具盒对桌面的压力B．文具盒受到的重力和桌面对文具盒的支持力C．文具盒对桌面的压力和桌面对文具盒的支持力D．文具盒对桌面的压力和文具盒对地球的吸引力【解析】满足二力平衡的两个力必须同时符合“同一物体”、“同一直线”、“大小相等”、“方向相反”四个条件，A选项中的两个力既不在同一物体上也不是方向相反，C选项中两个力不在同一物体上，D选项中的两个力既不在同一物体上，所以这三个B选项中的两个力都不是平衡力。B选项中的两个力完全符合“同一物体”、“同一直线”、“大小相等”、“方向相反”四个条件，这两个力是一对平衡力。故B正确。[2013·郴州]一个箱子重为100N，放在水平面上，受6N的水平推力，箱子未动，这时箱子受到的摩擦力应________(填“大于”、“小于”或“等于”)6N。当水平推力增大到10N时，箱子恰好做匀速运动。当水平推力增大到20N时，箱子受到的摩擦力为______N。【解析】箱子受6N的水平推力，箱子未动，说明箱子处于静止状态，则在水平方向上所受的推力与摩擦力相互平衡，摩擦力等于推力等于6N；当水平推力增大到10N时，箱子恰好做匀速运动，所以此时摩擦力与推力是一对平衡力，大小等于10N，当水平推力增大到20N时，箱子对地面的压力和接触面的粗糙程度不变，所以摩擦力不变，仍为10N。10等于[2014·无锡]我国第一位“太空教师”王亚平通过物理实验，展示了飞船内部物体在失重(相当于物体不受重力)情况下的物理现象，王亚平利用小球做了两次实验：第一次实验时，将小球偏离竖直位置后放手；第二次实验时，将小球偏离竖直位置后，在放手时对小球施加一个垂直于悬线的力。下列四图表示小球在这两次实验中可能出现的运动情况，其中符合实际的是()B图Z3－3A．甲、丙B．甲、丁C．乙、丙D．乙、丁【解析】物体不受力或者受平衡力作用，将保持静止或者匀速直线运动；放手后小球不受力的作用，所以保持原来的静止状态，故甲说法正确，乙说法错误；第二次实验时，放手时，给小球施加一个垂直悬线的力，小球在力的作用下改变了原来的运动状态，由静止变为了运动，小球运动时受到绳对物体的拉力作用，拉力与物体运动方向垂直，小球做圆周运动，所以丙说法错误，丁说法正确，故B正确。类型之三多力平衡状态的受力分析初中阶段的多力平衡包括两种情况，其一，物体受到四个力平衡，可以用某一方向的二力平衡方法来解决。例如：在公路上匀速直线运动的汽车，此时汽车是受到四个力的作用，这四个力可以分为两对平衡力，水平方向上汽车的动力和摩擦力平衡，竖直方向上汽车的重力和支持力平衡。其二，物体在同一方向上，受到三个力平衡。这类问题可以利用共线力合成和二力平衡的知识就可以解决。[2014·汕尾]图Z3－4中的小球受到了重力、绳子的拉力和墙壁的支持力作用。请在图中画出这三个力的示意图。图Z3－4【解析】画力的示意图要先分析力的大小、方向和作用点，再按照画图的要求画出这个力，小球受到的重力作用点在重心，方向竖直向下，物体受到绳的拉力，方向沿绳子向上，作用点在小球上，墙壁对小球的支持力，方向是水平向右的，作用在小球上。【答案】如图所示命题视角1答图[2015·中考预测题]一辆小车在拉力F作用下沿水平地面匀速向左运动，其受力分析如图Z3－5，下列说法正确的是()图Z3－5A．重力G和F支是一对相互作用力B．拉力F和F支是一对平衡力DC．拉力F和重力G是一对平衡力D．拉力F和摩擦力f是一对平衡力【解析】因为小车在拉力F作用下沿水平地面匀速运动，所以物体受平衡力作用；A选项中重力G和F支是一对平衡力，故二力不是一对相互作用力；B选项中拉力F方向水平向左，F支的方向竖直向上，因此二力不是一对平衡力；C选项中拉力F方向水平向左，重力G的方向竖直向下，因此二力不是一对平衡力；D选项中拉力F和摩擦力f，作用在小车上，这两个力大小相等、方向相反且作用在同一直线上，所以这两个力是一对平衡力。[2014·德阳]如右图所示，A物体重40N，B物体重12N。A物体在绳子水平拉力作用下沿水平桌面向右做匀速直线运动，它受到桌面的摩擦力为______N。如果要使A物体匀速向左运动，则应给它施加一个大小为______N的水平向左的拉力。图Z3－61224【解析】物体B通过定滑轮拉着物体A向右做匀速直线运动，物体A水平方向上受到水平向右12N的拉力和水平向左的滑动摩擦力作用，这两个力是平衡力，大小相等，所以滑动摩擦力f＝12N；对A物体施加一个水平向左的拉力F，使物体A向左进行匀速直线运动，物体A水平方向上受到水平向左的拉力F、水平向右的滑动摩擦力、水平向右的拉力F′＝GB，三力平衡。即水平向左的拉力F与水平向右的拉力F′、滑动摩擦力的合力是平衡力，所以F＝F′＋f＝12N＋12N＝24N。类型之四非平衡状态受力分析物体受非平衡力的状态主要有三种，其一，物体所受合力方向与运动方向相同，物体做加速运动；其二，物体所受合力方向与运动方向相反，物体做减速运动；其三，物体所受合力方向与运动方向不在一条直线上，物体做曲线运动。根据物体的各种不同运动情况，我们就可以分析物体受到的非平衡力情况。在自动化生产线上，常用传送带传送工件，如图Z3－7所示，一个工件与传送带一起沿水平方向向右做加速运动，不计空气阻力，请在图中画出工件受到的所有的力的示意图。图Z3－7【答案】如图所示命题视角1答图[2015·中考预测题]如图Z3－8所示，一个铁球从竖直立在地面的轻弹簧的正上方某处自由下落，接触弹簧后将弹簧压缩至最短，设在弹簧被压缩的过程中小球的速度为v，小球受到的重力和弹簧弹力的合力为F，则()图Z3－8DA．F不断变小，v不断变小B．F先变小后变大，v不断变小C．F不断变小，v先变大后变小D．F先变小后变大，v先变大后变小踢毽子是一项有益的体育活动。毽子踢出后竖直上升又竖直下落的过程中，均受到空气阻力的作用，若毽子上升和下落过程中受到的合力大小分别为F1、F2，则F1、F2的大小关系正确的是()A．F1F2B．F1F2C．F1＝F2D．无法确定A