3.3 牛顿第三定律（2）—【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一册学案

学案6　牛顿第三定律(2)--受力分析初步
[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。
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．
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（单选）如图所示，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
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（多选）如图所示，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
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02．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　如图所示，用水平力F将木块压在竖直墙壁上，已知木块重力G＝6
N，木块与墙壁间的动摩擦因数μ＝0.25，求：
(1)当F＝25
N时，木块不动，木块受到的摩擦力为多大？
(2)当F增大为30
N时，木块仍静止，木块受到的摩擦力为多大？
(3)当F＝10
N时木块沿墙面下滑，此时木块受到的摩擦力为多大？
(4)当F＝6
N时，木块受到的摩擦力为多大？
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．
当堂自测
1．（单选）如图所示，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(　　)
A．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
2．（单选）如图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
3．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)．
4．如图所示，物体A重40
N，物体B重20
N，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＝32
N时，才能将A匀速拉出，求接触面间的动摩擦因数．
课后巩固
1．（单选）如图所示，一根弹性杆的一端固定在倾角为30°的斜面上，杆的另一端固定一个重为2
N的小球，小球处于静止状态，则弹性杆对小球的弹力(　
　)
A．大小为2
N，方向平行于斜面向上
B．大小为1
N，方向平行于斜面向上
C．大小为2
N，方向垂直于斜面向上
D．大小为2
N，方向竖直向上
2．（多选）如图所示，皮带运输机正在把货物从低处匀速运往高处，运送过程中货物与传送带保持相对静止，则下列说法正确的是(　　)
A．货物具有相对传送带向上的运动趋势
B．货物具有相对传送带向下的运动趋势
C．货物受传送带的摩擦力沿传送带向上
D．传送带没有给货物摩擦力作用
3．（多选）如图所示，A、B两物体均静止，关于B物体的受力情况，下列叙述正确的是(　　)
A．可能受到三个力，也可能受到四个力
B．一定受到四个力的作用
C．必受到地面的静摩擦力作用
D．必受到地面的支持力作用
4．如图所示，在水平拉力F作用下，B、C两球均处于静止状态，AB绳竖直，则C球受几个力的作用？画出C球的受力示意图．
5．（单选）如图所示，不光滑的水平面上并列放置两物块A和B.已知水平面对A的最大静摩擦力为4
N，水平面对B的最大静摩擦力为2
N，当用F＝3
N的水平力从左侧推A时，物体A、B受的摩擦力分别为FfA、FfB，则(　　)
A．FfA＝1
N，FfB＝2
N
B．FfA＝3
N，FfB＝0
C．FfA＝4
N，FfB＝2
N
D．因动摩擦因数和A、B的质量未知，故无法计算
学案2
参考答案（2）
例1　B
例2　BC
例3
解: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＝6
N，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＝μFN
FN＝F
所以F3＝μF＝0.25×10
N＝2.5
N.
(4)当F＝6
N时，木块与墙壁间的摩擦力也为滑动摩擦力，
所以F4＝μF＝0.25×6
N＝1.5
N.
答案　(1)6
N　(2)6
N　(3)2.5
N　(4)1.5
N
例4解: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．
当堂自测
A
2．B
3．答案
4．解: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＋FN
A受B的滑动摩擦力Ff＝μFN
A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
课后巩固
D
2．BC
3．BCD
4．解析　先分析B的受力情况如图所示，B受重力GB及AB绳的拉力FAB，BC绳无拉力．再分析C球的受力情况如图所示，C受重力GC、AC绳的拉力FAC及水平拉力F共三个力作用．
答案　三　受力示意图见解析图
5．B