高考物理第一轮复习导学 §2．3　受力分析

高考物理第一轮复习导学
§2．3　受力分析

【考点自清】　　　　　晶品质心_新浪博客
　　受力分析是高中物理的基础，它贯穿于力学、电磁学等各部分.正确地对研究对象进行受力分析是解决问题的关键。若受力分析出错，则“满盘皆输”。受力分析单独考查的也有，但更多的是结合其他知识解决综合性问题。
　　一、受力分析
　　1、概念
　　把研究对象（指定物体）在指定的物理环境中受到的所有力都分析出来，并画出物体所受的力的示意图，这个过程就是受力分析。
　　2、受力分析的重要依据
　　①从力的概念判断，寻找对应的施力物体；
　　②从力的性质判断，寻找产生各性质力的原因；
　　③从力的效果判断，寻找是否改变物体的形状或改变物体的运动状态（即是否产生加速度）（是静止、匀速还是变速运动）。
　　3、受力分析一般顺序
　　一般先分析场力（重力、电场力、磁场力）；然后分析弹力，环绕物体一周，找出跟研究对象接触的物体，并逐个分析这些物体对研究对象是否有弹力作用；最后分析摩擦力，对凡有弹力作用的地方逐一进行分析。

　　二、受力分析常用的方法
　　1、整体法与隔离法
　　
　　整体法、隔离法在受力分析时要灵活选用：
　　(1)当所涉及的物理问题是整体与外界作用时，应用整体分析法，可使问题简单明了，而不必考虑内力的作用。
　　(2)当涉及的物理问题是物体间的作用时，要应用隔离分析法，这时系统中物体间相互作用的内力就会变为各个独立物体的外力。
　　2、假设法
　　在受力分析时，若不能确定某力是否存在，可先对其作出存在或不存在的情况假设，然后再就该力存在与否对物体运动状态影响的不同来判断该力是否存在。
　　三、受力分析的步骤
　　(1)明确研究对象——即确定受力分析的物体，研究对象可以是单个物体，也可以是多个物体的组合．
　　(2)隔离物体分析——将研究对象从周围物体中隔离出来，进而分析周围有哪些物体对它施加了力的作用．
　　(3)画出受力示意图——边分析边将力画在示意图上，准确标出各力的方向．
　　(4)检查画出的每一个力能否找到它的施力物体，检查分析结果能否使研究对象处于题目所给运动状态，否则，必然发生了漏力、多力等错误。
　　 
　　四、受力分析要注意的问题
　　受力分析就是指把指定物体(研究对象)在特定的物理情景中所受到的所有外力找出来，并画出受力图.受力分析时要注意以下五个问题：
　　(1)研究对象的受力图，通常只画出根据性质命名的力，不要把按效果分解的力或合成的力分析进去。受力图完成后再进行力的合成和分解，以免造成混乱。
　　(2)区分内力和外力：对几个物体组成的系统进行受力分析时，这几个物体间的作用力为内力，不能在受力图中出现；当把其中的某一物体单独隔离分析时，原来的内力变成外力，要画在受力图上。
　　(3)防止“添力”：找出各力的施力物体，若没有施力物体，则该力一定不存在。为避免多力，应注意
　　①分析出的所有力都应找到施力物体；
　　②不能把研究对象对其他物体的作用力也分析进去；
　　③不能同时考虑合力和分力．
　　(4)防止“漏力”：严格按照重力、弹力、摩擦力、其他力的步骤进行分析是防止“漏力”的有效办法。为避免漏力，应做到：
　　①养成“一重二弹三摩四其他”的顺序分析受力的习惯；
　　②分析是弹力、摩擦力这些接触力时，按一定的绕向围绕研究对象，对接触面逐一分析．
　　(5)受力分析还要密切注意物体的运动状态，运用平衡条件或牛顿运动定律判定未知力的有无及方向。
【重点精析】　　　　　晶品质心_新浪博客
　　【例1】如图所示，物体A靠在竖直墙面上，在力F作用下，A、B保持静止。物体B的受力个数为（   ）
　　A、2      B、3      C、4      D、5
　　【思路点拨】求解此题应把握以下三点：
　　(1)整体法分析A不受墙壁弹力；
　　(2)隔离A分析A的受力；
　　(3)隔离B分析B的受力。
　　【解析】以A为研究对象，受力情况如图甲所示，此时，墙对物体A没有支持力（此结论也可利用整体法得出）。再以B为研究对象，结合牛顿第三定律，其受力情况如图乙所示，即要保持物体B平衡，B应受到重力、压力、摩擦力、力F四个力的作用。
　　【答案】C
　　【方法提炼】受力分析的基本思路
　　 
　　【变式练习1】如图所示，物体A靠在倾斜的墙面上，在与墙面和B垂直的力F作用下，A、B保持静止，试分析A、B两物体受力的个数。
　　【解析】先取B为研究对象，把A看作墙的一部分，受力如下图所示。
　　若只受GB和F，B物体不能静止，因此A对B有沿接触面向上的静摩擦力Ff1，受Ff1则一定有A对B的弹力FN，B受4个力作用。
　　取AB整体为研究对象，同理可得墙对A有沿墙面向上的静摩擦力Ff2和墙的弹力FNA；由牛顿第三定律知A还受B的斜向下的静摩擦力Ff1′和垂直接触面向上的弹力FN′，还有自身的重力GA，共5个力。
　　【答案】A受5个力，B受4个力。
　　【变式练习2】两倾斜的滑杆上分别套有A、B两个圆环，两圆环上分别用细线悬吊着一个物体，如图所示。当它们都沿滑杆向下滑动时，A的悬线与滑杆垂直，B的悬线竖直向下，则(   )
　　A、A圆环与滑杆无摩擦力
　　B、B圆环与滑杆无摩擦力
　　C、A圆环做的是匀速运动
　　D、B圆环做的是匀速运动
　　【解析】由于A圆环与物体的连线与滑杆垂直，对物体研究，将物体的重力沿滑杆的方向和垂直于滑杆的方向分解，则沿滑杆向下的分力产生的加速度为gsinθ，对整体研究，整体沿滑杆向下运动，整体要有沿滑杆向下的加速度必须是A圆环与滑杆的摩擦力为零，A正确；对B圆环连接的物体研究，由于连接圆环与物体的绳竖直向下，物体受到的合力如果不为零，合力必定沿竖直方向，合力在垂直于滑杆的方向上的分力必产生加速度，这与题意矛盾，物体在垂直于滑杆的方向上速度为零，因此物体受到的合力必为零，物体和圆环一起做匀速运动。D正确。
　　【答案】AD
【同步作业】　　　　　晶品质心_新浪博客
　　1、如图所示，物体b在水平推力F作用下，将物体a挤压在竖直墙壁上。a、b处于静止状态，对于a，b两物体的受力情况，下列说法正确的是(    )
　　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受到墙壁的摩擦力的大小不随F的增大而增大
　　【解析】要使b处于平衡状态，a须对b产生一个竖直向上的摩擦力，则a受到b的摩擦力向下(大小等于b的重力)，a要处于平衡状态，还要受到墙壁竖直向上的摩擦力，由整体受力平衡知此力大小不变.分析a、b的受力知它们分别受到5个、4个力的作用，综上所述可知A、D正确。
　　【答案】AD
　　2、如图所示，位于斜面上的物体M在沿斜面向上的力F作用下而处于静止状态，对M的受力情况，下列说法正确的是(    )
　　A、可能受三个力作用
　　B、可能受四个力作用
　　C、一定受三个力作用
　　D、一定受四个力作用
　　【解析】对M进行分析，受重力.M与斜面、外界F接触，与斜面挤压，F推M.与斜面挤压处是否有摩擦，是沿斜面向上还是沿斜面向下由F与mgsinα决定，所以A、B正确。
　　【答案】AB
　　3、如图所示，小车M在恒力作用下，沿水平地面做直线运动，由此判断（  ）
　　A、若地面光滑，则小车一定受三个力作用
　　B、若地面粗糙，则小车一定受三个力作用
　　C、若小车做匀速运动，则小车一定受四个力作用
　　D、若小车做加速运动，则小车可能受三个力作用
　　【解析】先分析重力和已知力F，再分析弹力，由于F的竖直分力可能等于重力，因此地面可能对物体无摩擦力作用，选项A错误；F的竖直分力可能小于重力，地面对物体有弹力作用，若地面光滑，小车不受摩擦力作用，受三个力作用；若地面粗糙，小车受摩擦力作用，共四个力作用；若Ｆ的竖直分力恰好等于重力，这时没有地面对物体的摩擦力作用，只有两个力作用于物体；若F的竖直分力大于重力，物体不可能在平面上运动，不符合题意．综上，A、B选项错．
　　若小车匀速运动，那么水平面方向上必受摩擦力，摩擦力与F的分力平衡，这时小车一定受重力、恒力F、地面弹力、摩擦力四个力作用，选项C正确．
　　若小车做加速运动，当地面光滑时，小车受重力和力Ｆ作用或受重力、力F、地面弹力三力作用，若地面粗糙，小车受摩擦力作用（F的水平分力大于摩擦力），共四个力作用，选项D正确。
　　【答案】CD
　　4、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相连，P与斜放在其上的固定档板MN接触且处于静止状态，则斜面体P此刻受到的外力的个数有可能是（   ）
　　A、2个    B、3个
　　C、4个    D、5个
　　【解析】若斜面体P受到的弹簧弹力F等于其重力mg，则MN对P没有力的作用，如图(a)所示，P受到2个力，A对；若弹簧弹力大于P的重力，则MN对P有压力FN，只有压力FN则P不能平衡，一定存在向右的力，只能是MN对P的摩擦力Ff，因此P此时受到4个力，如图(b)所示，C对．
　　【答案】AC
　　5、均匀长杆一端搁在地面上，另一端用细线系在天花板上，如图所示的受力分析示意图中，正确的是(　　)
　　 
　　【解析】长杆处于平衡状态，其所受所有外力的合力为零，即水平方向和竖直方向的合力都要为零，显然选项A正确；B、C、D选项中，将F沿水平和竖直方向分解，水平方向满足平衡条件的还有C、D选项。综上可知，选项A、C、D正确。
　　【答案】ACD
　　6、如图所示，一个马戏团的小丑正在木板上做一个“ 金鸡独立”的动作。他站在一块被他踩成斜面状的木板上处于静止状态，关于斜面对小丑的作用力，下面说法正确的是(　　)
　　A、木板对人可能有摩擦力作用
　　B、木板对人一定有摩擦力作用
　　C、木板对人的弹力方向一定竖直向上
　　D、木板对人的作用力方向一定竖直向上
　　【解析】木板对人的弹力垂直于板面斜向上，C错误；小丑有沿木板的斜面下滑的趋势，因此木板对人一定有沿板斜向上的静摩擦力，A错误，B正确；因人处于平衡状态，木板对人的作用力一定与人的重力等大反向，故D正确。
　　【答案】BD
　　7、(2010·济南模拟)如图所示，物体M在竖直向上的拉力F的作用下静止在斜面上，关于M受力的个数，下列说法中正确的是(　　)
　　A、M一定是受两个力作用
　　B、M一定是受四个力作用
　　C、M可能受三个力作用
　　D、M不是受两个力作用就是受四个力作用
　　【解析】若拉力F大小等于重力，则物体与斜面之间没有相互作用力，所以物体就只受到两个力的作用；若拉力F小于物体的重力，则斜面对物体产生支持和静摩擦力，且支持力与静摩擦力的合力竖直向上，故物体就受到四个力作用。
　　【答案】D
　　8、如图所示，A、B两物体紧靠着放在粗糙水平面上，A、B间接触面光滑．在水平推力F作用下两物体一起加速运动，物体A恰好不离开地面，则物体A的受力个数为(　　)
　　A．3                   B．4
　　C．5                   D．6
　　【解析】A恰好不离开地面，即A与地面无作用力，故A受重力、F和B对A的作用力，共三个力，正确选项为A。
　　【答案】A