高中物理教科版必修一学案 分析受力个数 Word版含解析

分析受力个数
1.知道弹力、摩擦力存在的条件、掌握用正交分解法分析挤压、相对运动趋势的方法
2.理解力与运动状态的对应关系、掌握利用物体的运动状态分析物体的受力情况
3.体会转换受力对象在受力分析过程中的应用
1.条件法：利用力存在的条件进行判断
存在条件
弹力
（1）接触；（2）挤压
摩擦力
（1）接触；（2）挤压；（3）接触面粗糙（4）有相对运动或相对运动的趋势
（1）分析是否挤压的方法：上表中的弹力类型为支持力或压力，要存在弹力必修同时满足上表中的两个条件，对于物体是否接触比较直观，但是接触面上否存在挤压需要通过分析计算才能做出判断。产生压力（或支持力）的原因是由于物体在其他力的作用下，有向垂直于接触面方向上运动的趋势，所以分析是否挤压可采用如下的方法判断：以平行于接触面和垂直于接触面建立一个直角坐标系，分析物体在垂直于接触面方向上除去弹力以外其他力的合力F合，若F合=0，则无挤压，若F合≠0，则物体相互挤压。（超重失重除外）
（2）分析相对运动趋势的方法：以平行于接触面和垂直于接触面建立一个直角坐标系，分析物体在平行于接触面方向上除去摩擦力以外的其他力的合力F合，若F合=0，则无挤压，若F合≠0，则物体相互挤压。
2.假设法
假设不受者摩擦力（或弹力），结合物体的运动状态，判断物体的受力情况与运动状态是否对应，若不对应，则存在摩擦力（或弹力）。
物体的运动状态对于其受力情况而言，它可以反映出物体的受力情况，它可以作为检验你的猜想假设是否正确的依据，所以进行受力分析时，切不可将力与运动孤立开来，应认真审题弄清物体的运动状态！以下为几组常见的力与运动的对应关系：
（1）匀速直线、静止 .
（2）加速直线运动 .
（3）减速直线运动 .
3.牛顿第三定律
若受力分析时有连接体，连接体中某个物体的受力情况较复杂、较难分析时，可灵活转换受力对象进行分析，具体方法如下：
（1）先分析与它接触周围的物体的受力情况，利用作用力与反作用力的关系再来判断该物体的受力情况；
（2）如果连接体中各个部分运动状态都相同，可以考虑采用整体法看能否解决问题。
例1.（2019·原创经典）如图所示，一个质量m=0.4kg的小球穿在水平直杆上处于静止状态，现对小球施加一个5N的拉力F，F与杆的夹角为37°，小球与杆之间的动摩擦因素μ=0.5，则（ ）
A.小球受到2个力 B.小球受到3个力
C.若F=10N，则小球受4个力 D.若F=10N，则小球受3个力
【答案】AC
【解析】本题考查弹力、摩擦力存在的条件及是否挤压的分析
如图建立直角坐标系：
F在y轴上分力Fy=Fsin37°=4N，F与重力在y轴上的合力刚好为0，所以杆与小球只接触不挤压，无弹力和摩擦力，A对，B错；当F=10N时，Fy=6N，它与重力沿杆方向的合力为4N，垂直于杆向上，此时杆对小球的弹力垂直于杆向下，且F在水平方向上有分力，因此杆对小球还有摩擦力，小球一共受四个力，C对，D错。
例2.（2019·原创经典）如图所示，用一个水平推力F作用在木块B上使得AB保持相对静止一起向前做匀加速直线运动，地面粗糙，则下列说法正确的是（ ）
A.木块A不受摩擦力
B.木块A对B摩擦力方向向右
C.若AB一起向前做匀速直线运动、则AB间不存在f
D.若AB一起向前做匀速直线运动、则A物体受到三个力的作用
【答案】AC
【解析】本题考查运动状态在受力分析中的应用
由题意，AB的运动状态为匀加速直线运动，A受力情况较简单，对于A，假设AB无摩擦力，则A只受重力和支持力，合力为0，与运动状态不对应，所以假设不正确，即AB存在摩擦力，且B对A摩擦力方向向，而A对B摩擦力应向左，故A错，B错；若AB匀速，则假设正确，C对，D错。
例3. （2019·重庆璧山来凤中学高三月考）在恒力F作用下，a、b两物体一起沿粗糙竖直墙面匀速向上运动，则关于它们受力情况的说法正确的是（ ）
A．a一定受到4个力 B．b可能受到4个力
C．a与墙壁之间一定有弹力和摩擦力 D．a与b之间不一定有摩擦力
【答案】A
【解析】本题考查牛顿第三定律、转换受力对象在受力分析中的应用
结合物体B的运动状态，B受力情况如图，
所以b受三个力，B错，D错。对于A，受力情况较复杂，不利于直接判断C是否正确，由于ab运动状态相同，可将AB视为一个系统，采用整体法分析可知C错，墙对A无作用力，再单独将A隔离出来分析，其受力情况为：重力、b对a的弹力、摩擦力、外界向上的推力F，共四个力，A对。
专题训练3 受力分析（一）——分析受力个数
1.（多选）如图，用劲度系数K=2N/cm、原长为6cm的轻弹簧沿斜面方向拉住质量为2Kg的木块静止在倾角为30°斜面上,此时弹簧的实际长度为10cm则关于木块的受力情况，g取10m/s2下列说法正确的是（ ）
A.木块受到3个力 B.木块所受摩擦力方向沿斜面向上
C.若弹簧长11cm，则木块受3个力 D.若弹簧长11cm，则木块受4个力
【答案】BC
【解析】本题考查静摩擦力存在的条件、相对运动趋势的分析
木块受到弹簧弹力FK=8N,重力在沿斜面方向的分力为10N，它们在平行于斜面方向合力2N，方向向下，所有物体有沿斜面向下运动趋势，对应就会受到一个沿斜面向上的静摩擦力，一共受4个力，A错，B对。若弹簧长度为11cm，块受到弹簧弹力FK=10N,重力在沿斜面方向的分力为10N，它们在平行于斜面方向合力为0，物体没有运动趋势，不受摩擦力，一共受三个力，C对
2.如图所示,竖直放置的轻弹簧一端固定在地面上,另一端与斜面体 P连接,已知弹簧此时的形变量为5cm，劲度系数K=3N/cm，斜面体质量m=1kg，P与斜放的固定挡板MN接触且处于静止状态,MN与水平方向的夹角为37°，弹簧处于竖直方向,则斜面体P此刻受到力的个数为（ ）
A. 2个 B. 3个 C. 4个 D. 5个
【答案】C
【解析】本题考查是否存在弹力和摩擦的判断
木块受到弹簧弹力FK=15N,重力为10N，它们在垂于斜面MN上的合力不为0，方向垂直于MN向上，所以P与MN存在弹力，且P有沿MN上滑的趋势，所以有摩擦力，P一共受4个力，选C。
3.（2018·成都七中质量检测改编）图中皮带在电机的带动下保持恒定的速率瞬时针转动，将一个质量m=0.5Kg的木块轻放在皮带的底端A点，在皮带的带动下它运动到B与皮带共速，之后匀速运动到顶端C点，已知皮带和地面的倾角α=37°，动摩擦因素μ=0.85，g=10m/s2，则(　　)
A．在AB段为沿皮带向上的滑动摩擦力 B．在AB段摩擦力f=3.5N
C．在BC段不受摩擦力 D．在BC段摩擦力f=3.5N
【答案】AB
【解析】本题考查是两类摩擦力的分析
通过分析，AB段物体将向上加速，如果不受摩擦力，将无向上加速的动力，与物体的运动状态不符，故受到沿皮带向上的的滑动摩擦力，A对；由滑动摩擦力公式可算得f=3.5N，B对；在BC段，物体向上做匀速运动，若不受摩擦力，与运动状态不对应，所有收到一个向上的摩擦力，用以平衡重力沿斜面方向的分力，重力在沿斜面方向的分力为3N，f=3N，CD均错。
4.（2019·河南洛阳一中月考）一辆汽车的质量为m＝5.0×103kg，额定功率为P＝6.0×104W，该车在水平路面上沿直线从静止开始且保持以a＝0.5 m/s2的加速度做匀加速运动，功率达到额定功率后保持恒定功率达到最大速度，已知阻力是车重的0.1倍，g取10m/s2，则（ ）
A.匀加速阶段F牵=2.5×103N B. 当v=10m/s时，功率已经达到额定功率
C.当v=10m/s时，F牵=6.0×103N D.当v=10m/s时，加速度a=0.3m/s2
【答案】BC
【解析】本题考查考查物体运动状态对受力情况的影响
根据汽车的运动状态，其力学关系为：F牵－f阻=ma，F牵=7.5×103N，A错；匀加速阶段结束时汽车功率P=P额=F牵·v，所以v=P额/F=8m/s，B对；当v=10m/s时，P=P额=F牵·v，解得F=F牵=6.0×103N ，C对；由F牵－f阻=ma得a=0.2m/s2，D错。
5.如图所示，小车内一根轻质弹簧沿竖直方向和一条与竖直方向成α角的细绳拴接一小球．当小车和小球相对静止，一起在水平面上做匀速直线运动时，下列说法正确的是
A． 细绳一定对小球有拉力的作用 B． 细绳一定对小球没有拉力的作用
C． 轻弹簧一定对小球有弹力的作用 D． 轻弹簧一定对小球没有弹力的作用
【答案】BC
【解析】本题考查考查运动状态在受力分析中的应用
弹簧对小球一定有向上的弹力，假设绳对小球有拉力，则小球所受合力不为0，结合物体的运动状态，两者不对应，所以绳对小球一定无拉力，应选BC。
6. 物体b在水平推力F作用下，将物体a挤压在竖直墙壁上，如图所示，a、b 处于静止状态，关于a、b两物体的受力情况，下列说法不正确的是（ ）
A. a受到两个摩擦力的作用
B. a共受到四个力的作用
C. b共受到三个力的作用
D. a受到墙壁摩擦力的大小不随F的增大而增大
【答案】AD
【解析】本题考查考查牛顿第三定律在在受力分析中的应用
直接分析A，不利于判断受力情况。先对b分析，b受重力、支持力、a对b的摩擦力力，外界的推力F,一共4个，C错。对于A，受一个向下的重力、受两个水平方向的弹力，由于a对b的摩擦力向上，则b对a的摩擦力向下，结合a处于静止状态，所以墙必定对a有向上的摩擦力，a一共受5个力，AD均对。
7. 如图所示，物体A与B相对静止，共同沿斜面匀速下滑，则（ ）
A. A对B间无摩擦力作用 B. A对B间有摩擦力作用
C. 斜面对B无摩擦力作用 D. B物体的受力个数为5个
【答案】BD
【解析】本题考查考查牛顿第三定律在在受力分析中的应用
直接分析B，不利于判断受力情况。先对A分析，由假设法可知B对A存在摩擦力，B对；对于A，受一个向下的重力、受两个弹力，由于B对A的摩擦力向上，则A对B的摩擦力向下，结合a处于匀速运动状态，所以斜面必定对B有向上的摩擦力，B一共受5个力，C错，D对。
8.作出下列深色物体的受力示意图
【答案】见解析
【解析】如图