高中物理受力分析专题练习教科版必修1

受力分析

正确的受力分析有以下几步：

第一步：隔离物体。隔离物体就是把题目中你分析其受力的那个物体单独画出来，不要管它周围与它相关联的其它物体，这一点很重要。

第二步：在已隔离的物体上画上重力和其它已知力。因高一物理初学时分析的都是地面上的物体，重力是已知力，要把它的作用点画到已隔离物体的中心上。另外，物体往往是在重力及其它主动力的作用下才产生了与其它物体间的挤压、拉伸以及相对运动等，进而才才产生了弹力和摩擦力，所以必须先分析它们。

第三步：查找接触点和接触面。就是查找被分析物体与其它物体的接触点和接触面。弹力和摩擦力是接触力，其他物体对被分析物体的弹力和摩擦力只能通过接触点和接触面来作用，这就是说寻找物体所受弹力（拉力、压力、支持力）和摩擦力只能在被分析物体跟其他物体相接触的点和面上找，所以要查找接触点和接触面，而且要找全。每个接触点或面上最多有两个力（一个弹力、一个摩擦力）。

第四步：分析弹力（拉力、压力、支持力），在被分析物体与其他物体的接触点和接触面上，如果有弹性形变（挤压或拉伸），则该点或面上有弹力，反之则没有。在确定弹力存在后，弹力的方向就比较容易确定了，它总是跟接触面垂直，指向受力物体 ，弹力的方向，有三种情况：一是两平面重合接触，弹力的方向跟平面垂直，指向受力物体；而是硬点面接触，就是两个坚硬的物体相接触时，其中一个物体的一个突出端（点）顶在另一个物体的表面上（如梯子一端支地，一端靠墙），这时弹力的方向过接触点跟接触面垂直（如梯子靠墙端受的弹力跟墙垂直，靠地端的受的弹力跟地面垂直）。如果接触面是曲面，弹力的方向和曲面垂直，沿过接触点的曲面法线的方向。三是软点接触，就是一个柔软的物体通过一个点连接到另一个物体表面上（如用绳或弹簧拉一物体），这时弹性形变主要发生在柔软物体上，所以这时弹力的方向总是沿着绳和弹簧的轴线，跟弹性形变的方向相反。

第五步：分析摩擦力、摩擦力分静摩擦力和滑动摩擦力，它们的产生条件是两物体接触处不光滑，除挤压外还要有相对滑动或相对滑动趋势，因此分析接触面上有无摩擦力，首先要看接触面是否光滑（这是题目中的已知条件），其次看有弹力没有（不光滑的有弹力的接触面上才可能有摩擦力）。然后进行有无摩擦力的判断：接触面上有相对滑动时有滑动摩擦力，其大小f=μN，方向跟物体的相对运动方向相反。接触面上没有相对滑动但有相对滑动趋势时有静摩擦力，它的大小和方向总是跟迫使物体产生相对滑动趋势的外力等大反向。对静摩擦力不好判断的是物体何时具有相对运动趋势及运动趋势方向，比较简单的判断方法还是假设法：设想接触面是光滑的，看这时物体是否还能相对静止，若还能相对静止就是没有运动趋势，相对运动趋势的方向就是此时的相对运动方向，这个接触面上有静摩擦力，方向跟相对运动趋势相反。要注意，静摩擦力的大小和方向总是随使物体产生运动趋势的外力的变化而变化，使物体保持相对静止。静摩擦力有最大值

=

N，当外力大于或等于最大静摩擦力时，相对静止破坏，物体开始滑动。

把分析出的所有弹力、摩擦力都隔离体上，就画好了被分析物体的受力图。

把受力分析的方法总结起来，我编了几句顺口溜：受力分析不真难，掌握方法是关键。分析对象先隔离，已知各力画上面。接触点、面要找全，推压挤压弹力显。糙面滑动摩擦、欲动未动静

摩现。隔离体上力画全，踏平门槛展笑颜。

望同学们多做一些受力分析题，多做方法自然熟练，熟能生巧。

力的正交分解法

把力沿着两个经选定的互相垂直的方向分解叫力的正交分解法，在多个共点力作用下，运用正交分解法的目的是用代数运算公式来解决矢量的运算。在力的正交分解法中，分解的目的是为了求合力，尤其适用于物体受多个力的情况，物体受到F1、F2、F3…，求合力F时，可把各力沿相互垂直的x轴、y轴分解，则在x轴方向各力的分力分别为 F1x、F2x、F3x…，在y轴方向各力的分力分别为F1y、F2y、F3y…。那么在x轴方向的合力Fx = F1x+ F2x+ F3x+ … ，在y轴方向的合力Fy= F2y+ F3y+ F3y+…。合力F?F22Fyx?Fy，设合力与x轴的夹角为θ，则tan??F。在运用正交

x分解法解题时，关键是如何确定直角坐标系，在静力学中，以少分解力和容易分解力为原则；在动力学中，以加速方向和垂直加速度方向为坐标轴建立坐标，这样使牛顿第二定律表达式为：

Fy?0;Fx?ma

例.物体放在粗糙的水平地面上，物体重50N，受到斜向上方向与水平面成300角的力F作用，

F = 50N，物体仍然静止在地面上，如图1所示，求：物体受到的摩擦

y 力和地面的支持力分别是多少？

解析：对F进行分解时，首先把F按效果分解成竖直向上的分力和

F 水平向右的分力， 对物体进行受力分析如图2

N

所示。F的效果可以由分解的水平方向分力Fα

x

和竖直方向的分力F300 f x y来代替。则：

FX?Fcos300,Fy?Fsin300

图1

G 由于物体处于静止状态时所受合力为零，则在竖直方向有：

图2

N?Fsin300?G N?G?Fsin300

则在水平方向上有： f?Fcos300

1

对物体A进行受力分析

A、B、C三者都 静止

A、B、C三者都静止

大环光滑

A沿墙壁向下滑动。

2

空中飞行

的足球

v B A （A静止，A质量大于B的质量）

测验题

一、选择题（本题共10小题，每小题6分，共60分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确；有的小题有多个选项正确。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分。）

1、如图所示，物体在水平力F作用下静止在斜面上，若稍增大水平力F，而物体仍能保持静止，下列说法正确的是（ ）

A、斜面对物体的静摩擦力及支持力都不一定增大

B、斜面对物体的静摩擦力不一定增大，支持力一定增大 C、斜面底部受到地面的摩擦力为F，方向水平向右 D、斜面底部受到地面的摩擦力为F，方向水平向左

2、如图所示，物体B的上表面水平，B上面载着物体A，当它们一起沿固定斜面C匀速下滑的过程中物体A受力是（ ）

A、只受重力

A B、只受重力和支持力

B C、有重力、支持力和摩擦力

C D、有重力、支持力、摩擦力和斜面对它的弹力

3、把一木块放在水平桌面上保持静止，下面说法中哪些是正确的（ ） A、木块对桌面的压力就是木块受的重力，施力物体是地球 B、木块对桌面的压力是弹力，是由于桌面发生形变而产生的 C、木块对桌面的压力在数值上等于木块受的重力

D、木块保持静止是由于木块对桌面的压力与桌面对木块的支持力二力平衡 4、在力的合成中，下列关于两个分力(大小为定值)与它们的合力的关系的说法中，正确的是（ ） A、合力一定大于每一个分力； F B、合力一定小于分力；

θ C、合力的方向一定与分力的方向相同；

D、两个分力的夹角在0°～180°变化时，夹角越大合力越小

5、如图所示，恒力F大小与物体重力相等，物体在恒力F的作用下，沿水平面做匀速运动，恒力F的方向与水平成?角，那么物体与桌面间的动摩擦因数为（ ） A、cos?

B、ctg?

C、cos?1?sin?

D、tg?

6、物体A、B、C叠放在水平桌面上，用水平力F拉B，使三者一起匀速向右运动，则（ ） A、物体A对物体B有向左的摩擦力作用； B、物体B对物体C有向右的摩擦力作用； C C、桌面对物体A有向左的摩擦力作用； B D、桌面和物体A之间没有摩擦力的作用。

A F O α 7、如图所示，在倾角为α的斜面上，放一质量为

m的小球，小球和斜坡及挡板间均无摩擦，当档板绕O点逆时针缓慢地转向水平位置的过程中，

则有（ ）

A、斜面对球的支持力逐渐增大 B、斜面对球的支持力逐渐减小

C、档板对小球的弹力先减小后增大 D、档板对小球的弹力先增大后减小 8、在水平力F的作用下，重力为G的物体匀速沿竖直墙壁下滑，如图，若物体与墙壁之间动摩擦因数为μ，则物体所受的摩擦力大小为（ ）

A、μF B、μF+G C、G D、F2?G2F

9、如图所示，F1、F2为两个分力，F为其合力，图中正确的合力矢量图是（ ）

10、如图所示为四位同学在“验证力的平行四边形定则”的实验中所作的图示，F1和F2是两

个弹簧秤同时拉橡皮条时的力的图示，F’是一个弹簧秤单独拉橡皮条时的力的图示，F是根据平行四边形定则作出的F1和F2的合力的图示，其中错误的一个图是（ ）

二、实验题（本题共4小题，每题5分，共10分）

1、在“探究力的等效和替代的平行四边形定则”的实验中，橡皮条的一端固定在木板上，用两个弹簧秤把橡皮条的另一端拉到某一位置O点，以下操作中错误．．的有（ ） A、同一次实验中，O点位置允许变动。

B、实验中，弹簧秤必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧秤刻度。

C、实验中，先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一弹簧秤的拉力的大小和方向，把橡皮条的节点拉到O点。

D、实验中，把橡皮条的节点拉到O点时，两弹簧秤之间的夹角应取900不变，以便于算出合力的大小

2、在“验证力的平行四边形定则”实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳，细绳的一另一端都有绳套（如图）。实验中需用两个弹簧秤分别勾住绳套，并互成角度地拉像皮条。某同学认为在此过程中必须注意以下几项：

A．两根细绳必须等长

B．橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上。

C．在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行。 其中正确的是 。（填入相应的字母）

三、计算题（本题共3小题，每题10分，共30分） 1、（10分）如图，水平面上有一重为50N的物体，受到F1＝12N和F2＝6N的水平力作用而保持静

3

止。已知物体与水平地面间的动摩擦因数为μ＝0.2，设水平面对物体的最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，求：

（1）此时物体所受到的摩擦力多大？

（2）若将F2撤出后，物体受的摩擦力多大？

2、(10分)如图，轻绳OA一端系在天花板上，与竖直线夹角37°，轻绳OB水平，一端系在墙上，O点处挂一重为40N的物体．（cos37°=0.8, sin37°=0.6） （1）求AO、BO的拉力各为多大？

（2）若AO、BO、CO所能承受的最大拉力均为100N，则所吊重物重力最大不能超过多大？

3、(10分)如图所示，斜面与水平面的夹角为37°，物体A质量为2kg，与斜面间摩擦因数为0.4，求：

(1)A受到斜面的支持力多大？

(2)若要使A在斜面上静止，求物体B质量的最大值和最小值？(sin37°=0.6；cos37°=0.8；g=10N/kg假设最大静摩擦力＝滑动摩擦力)

4、如图所示，拉力F作用在重为G的物体上，使它沿水平地面匀速前进，若物体与地面的动摩擦因素为μ，当拉力最小时和地面的夹角θ为多大？

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