物理竞赛培训09(受力分析).doc

1、 长沙市望城金海学校 让每个生命闪光 第九讲 受力分析【知识补充】1、受力分析的具体方法： 确定研究对象：即确定所研究的问题中，要研究的是哪一个物体； 隔离研究对象：把受力物体单独画； 分析物体受力：按照重力、弹力、摩擦力的次序进行受力分析，防止漏力和添力； 画好受力图：每个力都要标上符号。2、力的合成和分解 力的合成：求几个已知力的合力 力的分解力的合成的逆运算a、力的分解同样遵循平行四边形定则，即以已知力为平行四边形对角线，平行四边形的两邻边就是这已知力的分力。力的分解原则：平行四边形定则力的分解方法：把已知力F作为平行四边形的对角线想一想：没有条件限制，能有多少种分解方法？B、力的正交分

2、解：将一个力分解为FX和FY两个相互垂直的分力的方法，叫作力的正交分解例1：放在水平面上的物体受一个斜向上方的拉力F，这个力与水平面成角。 分析：（1）力F的作用效果有水平向前拉物体和竖直向上提物体的效果，那么副的两个分力就在水平方向和竖直方向上。 （2）方向确定，根据平行四边形定则，分解就是唯一的。（3）如图所示分解F1Fcos， F2=Fsin例2：物体放在斜面上，那物体受的重力产生有什么样的效果。 （1）G方向竖直向下，又不能下落。在垂直于斜面方向产生紧压斜面的力的作用效果；在沿斜面方向上使物体产生沿斜面向下滑动的效果。 （2）两分力方向确定了，分解是唯一的。（3）G1=Fsin, G2

3、=Gcos【热身训练】例一：（07年上海物理竞赛题）考虑到地球上物体除受地球的引力外还受到太阳的引力作用，设地球上各点到太阳的距离之差距离不计，若在赤道上用精密测力计测量同一物体的重力，白天的示数与夜晚的示数相比较（ ）A夜晚示数大 B.白天示数大 C.一样大 D.无法确定【解析】考虑到重力和引力的方向应选择A。例二： 小江制作了一个弹簧秤，如图所示，弹簧一共20匝。经检验，该弹簧秤在测量范围内（0-5N）示数是标准的，该弹簧不但“伸长的长度跟所受的拉力成正比”，而且弹簧受拉力伸长时，各匝伸长的长度都相等。有一次，小江不慎把弹簧靠近O端的一小部分挤压变形，他把变形的3匝剪去，并把弹簧上端重新固

4、定在O点，然后把指针C适当向下移，使它在弹簧秤竖直旋转时指针仍然指在“O”刻度线处。（1）写出这个改制的弹簧秤受到的拉力F与它的示数F测的关系式，并说明理由。 （2）用这个新改制的弹簧秤称量一个重物，它的示数为4N，该物实际重是多少？【解析】（1）弹簧一共20匝，小浩把变形的3匝剪去，弹簧在受到相同的拉力作用下，弹簧的伸长量就会减少因为各匝伸长的长度都相等，故弹簧的伸长量减少 ，变为原来伸长量的 而弹簧的刻度面是不改变的，所以弹簧测力计受到1N的拉力时，弹簧测力计的示数为 N当测力计受到拉力为F时，测力计的示数F示=F由此推出F=F示（2）用这个新改制的弹簧秤称量一个重物，示数为4.0N，物体

5、的实际重力G=F=F示=4.0N=4.7N物体的质量m=G g =4.7N 9.8N/kg =0.48kg例三： 如图所示，有两本完全相同的书A、B，书重均为5N，若将两本书等分成若干份后，交叉地叠放在一起置于光滑桌面上，并将书A固定不动，用水平向右的力F把书B抽出。现测得一组数据如下：根据以上数据，试求：（1）若将书分成32份，力F应为多大？（2）该书的页数。（3）如果我们把纸与纸接触面间的滑动摩擦力f和压力N的比值叫做滑动摩擦系数，即=f/N且两本书任意两张纸之间的滑动摩擦系数相等，则为多少？实验次数1234n将书分成的份数24816逐页交叉力F的大小（N）4.510.522.546.51

6、90.5【解析】（1）假设每本书的重量为G，纸张之间的摩擦系数为，那么当每本书被分为x份时，每一份的重力就为G/x ；根据摩擦力的定义，那么可以看到：1部分对2部分的压力为1的重力，因此摩擦力为G/4 ，2部分对3部分的压力为1、2的重力和，因此摩擦力为2G/4 ，3部分对4部分的压力为1、2、3的重力和，因此摩擦力为3G/4 ，4部分对5部分的压力为1、2、3、4的重力和，因此摩擦力为4G/4 ，以此类推7部分对8部分的压力位1至7部分的重力和，因此摩擦力为7G/4 ，可以得到：右边被抽出的书收到的总摩擦力为F4=(1+2+3+4+5+6+7)G/4 =10.5N，所以：G=1.5N，总的摩

7、擦力：Fx=1+2+3+（2x-1）G/x=（2x-1）G，即当x=32时，计算得到 F32=94.5N；（2）当F=190.5N时，则：（2x-1）G=190.5N，答：（1）若将书分成32份，力F应为94.5N；（2）该书的页数为128页；（3）本书任意两张纸之间的滑动摩擦系数为0.3例四：（2010常德）如图甲所示，完全相同的木块A和B叠放在水平桌面上，在12N的水平拉力F1的作用下，A、B一起作匀速直线运动，此时木块B所受的摩擦力为 N；若将A、B紧靠着放在水平桌面上，用水平力F2推A使它们一起匀速运动（如乙图所示），则推力F2= N。【解析】摩擦力的存在是有条件的，一是接触面间存在压

8、力；二是有相对运动或相对运动趋势。影响摩擦力大小的因素只有两个，即接触面间的压力和粗糙程度，与接触面积大小无关。故填：0、12。例五：如图所示，用一个大小为15牛顿、方向沿斜面向上的力拉物体A时，物体能沿斜面匀速向上运动，此时物体所受的摩擦力的大小是5牛顿若要使物体静止在斜面上，则作用在物体上的沿斜面方向的力的大小可能是（）A20牛顿 B15牛顿 C10牛顿 D5牛顿【解析】物体沿斜面向上匀速运动，在平行于斜面方向上，物体受平行于斜面向上的拉力F，平行于斜面向下的摩擦力Ff，平行于斜面向下的重力的分力G1物体处于平衡状态，在平行于斜面方向上所受合力为零，即：F-Ff-G1=0，G1=F-Ff=

9、15-5=10N在这里物体所受最大静摩擦力就等于滑动摩擦力，即最大静摩擦力Ffmax=5N因为最大静摩擦力Ffmax小于重力的分力G1，要想使物体静止在斜面上，拉力必须平行于斜面向上（1）当拉力较大时，摩擦力平行于斜面向下，当摩擦力为最大静摩擦力时，拉力最大，设最大拉力为F1，由平衡条件得：G1+Ffmax-F1=0，F1=G1+Ffmax=15N（2）当拉力较小时，摩擦力平行于斜面向上，当摩擦力等于最大静摩擦力时，拉力最小，设最小拉力为为F2，由平衡条件得：F2+Ffmax-G1=0，F2=G1-Ffmax=10-5=5N物体静止在斜面上时，拉力的范围是5NF15N2O牛顿不在拉力范围内，故

10、A错误15牛顿，10牛顿，5牛顿都在拉力范围内，故BCD都正确故选BCD【突破训练】一、选择题1、如图所示，质量为的圆环用轻绳吊在天花板上，环上有两个质量均为的小环自大环顶部开始分别向两边滑下，当两个小环下落至与大环圆心等高时，小环所受摩擦力为，则此时绳对大环的拉力为（ ）A（）B（2）C D22、一只封闭的小箱子，自重为G，内有一只重为Co的小蜜蜂，箱子放在水平地面上。则关于箱子对地面的压力的说法正确的是( )A.若小蜜蜂在箱子内水平匀速飞行，箱子对地面的压力等于GB.若小蜜蜂在箱子内竖直向上匀速飞行，箱子对地面的压力大于G+GoC.若小蜜蜂在箱子内竖直向下匀速飞行，箱子对地面的压力小于G+

11、GnD.若小蜜蜂在箱子内倾斜向上匀速飞行，箱子对地面的压力等于G+Cn3、如图，A、B为质量均为m的两条形磁铁，置于台秤的托盘上，忽略台秤与磁铁间的磁力作用，当平衡时B对A的弹力为F1，台秤的示数为F2，它们的大小关系是（ ）A.F1mg，F22 mg B.F1mg，F22 mgC.F1mg，F2mg D.F1mg，F22 mg4、如图所示，木块A的质量为m1，一端与水平细绳相连，细绳的另一端挂着质量为m2(m2m1)的钩码B，木块恰好在桌面上匀速运动若在A上再加一个质量为m的砝码，同时在日下再挂上一个质量为m的钩码，木块的速度将( )A不变 B变快 C变慢 D由ml、m2、m的大小关系而决定

12、5、如图10所示，轻质细杆ABC的A端用铰链固定在竖直墙面上，C端悬挂一重物P,B点与一细绳相连，细绳的另一端系于墙面D点。整个装置平衡时，细杆正好呈水平。关于细杆在A端所受外力的示意图如图11所示，其中正确的是( ) 6、把一个力分解为两个力的时候A.一个分力变大时，另一个分力一定会变小B.两个分力不能同时变大C.无论如何分解，两个分力不能同时小于这个力的一半D.无论如何分解，两个分力不能同时大于这个力的2倍7、有两个大小恒定的力，作用在一点上，当两力同向时，合力为A，反向时合力为B，当两力相互垂直时，其合力大小为A.B.C.D.7、如图所示，把一个物体用两根等长的细绳Oa和Ob悬挂在半圆环

13、上，O点为半圆环的圆心让a点固定不动，当b点由最高点c向最低点d缓慢移动的过程中，Oa和Ob两绳对物体的拉力T1和T2的大小变化是（ ）A.T1和T2均逐渐增大B.T1始终增大，T2先减小后增大C.T1始终增大，T2先增大后减小D.T1和T2都是逐渐减小OOMFabcdoavb第9题图第8题图第7题图8、如图所示，在粗糙水平面上放一个三角形木块a，有一滑块b沿木块斜面匀速下滑，则下列说法中正确的是（ ）A.a保持静止，且没有相对于水平面运动的趋势B.a保持静上，但有相对水平面向右运动的趋势C.a保持静止，但有相对水平面向左运动的趋势D.没有数据，无法通过计算判断9、如图所示，物体静止于光滑水平

14、面M上，力F作用于物体O点，现要使物体沿着OO方向作加速运动，（F和OO都在M平面内），那么，必须同时再加一个力F，这个力最小值是（ ）A.B.C.D.30FAB)FG10、如图所示，通过一个动滑轮拉住物体G，当角逐渐减小时，为了使物体最后静止，拉绳头的力F必须（ ）第12题图第11题图第10题图A.增大 B.不变 C.减小 D.无法确定11、如图所示，重力为G的光滑球放在倾角为的斜面上，并被AB板挡住，设球对斜面的压力为N1，对挡板的压力为N2，当挡板与斜面的夹角增大到挡板呈水平的过程中（ ）A.N1变小，N2变大 B.N1和N2都变小C.N1变大，N2变小 D.N1变小，N2先变小后变大12、质量为0.8的物块静止在倾角为30的斜面上，若用平行于斜面沿水平方向大小等于3N顿的力推物块，物块仍保持静止，如图所示，则物块所受的摩擦力大小等于（ ）A.5N B.4N C.3N D.NPQAB13、被两块同样竖直的板A、B夹着的完全相同的重物P和Q都处于静止状态，则P受到