物体的受力动态平衡分析典型例题.docx

1、物体的受力动态平衡分析典型例题物体的受力（动态平衡）分析及典型例题受力分析就是分析物体的受力，受力分析是研究力学问题的基础，是研究力学问题的 关键。受力分析的依据是各种力的产生条件及方向特点。一 几种常见力的产生条件及方向特点。1重力。重力是由于地球对物体的吸引而使物体受到的力，只要物体在地球上，物体就会受到重力。重力不是地球对物体的引力。重力与万有引力的关系是高中物理的一个小难点。重力的方向：竖直向下。2弹力。弹力的产生条件是接触且发生弹性形变。判断弹力有无的方法：假设法和运动状态分析法。弹力的方向与施力物体形变的方向相反，与施力物体恢复形变的方向相同。 弹力的方向的判断：面面接触垂直于面，

2、点面接触垂直于面，点线接触垂直于线。【例1】如图1 1所示，判断接触面对球有无弹力，已知球静止，接触面光滑。图 a中接触面对球 无 弹力；图b中斜面对小球 有 支持力。【例2】如图1 2所示，判断接触面 MO、ON对球有无弹力，已知球静止，接触面 光滑。水平面 ON对球 支持力，斜面 MO对球 弹力。【例3】如图1 4所示，画出物体 A所受的弹力。 a图中物体A静止在斜面上。b图中杆A静止在光滑的半圆形的碗中。c图中A球光滑，0为圆心，0/为重心。图1 4【例4】如图1 6所示，小车上固定着一根弯成a角的曲杆， 杆的另一端固定一个质量为m的球，试分析下列情况下杆对球的弹力的大小和方向： （1）

3、小车静止；（2）小车以加速度a水平向右加速运动；（3）小车以加速度a水平向左加速运动；（4）加速度满足什么条件时，杆对小球的弹力沿着杆的方向。3摩擦力。摩擦力的产生条件为：（1 ）两物体相互接触，且接触面粗糙； （2）接触面间有挤压;（3）有相对运动或相对运动趋势。摩擦力的方向为与接触面相切，与相对运动方向或相对运动趋势方向相反。判断摩擦力有无和方向的方法：假设法、运动状态分析法、牛顿第三定律分析法。【例5】如图1 8所示，判断下列几种情况下物体 A与接触面间有、无摩擦力。图a中物体A静止。图b中物体A沿竖直面下滑，接触面粗糙。图 c中物体A沿光滑斜面下滑。图d中物体A静止。图a中 无 摩擦力

4、产生,图b中 无 摩擦力产生,图c中无 摩擦力产生，图d中有 摩擦力产生。【例6】如图1 9所示为皮带传送装置，甲为主动轮，传动过程中皮带不打滑， P、Q分别为两轮边缘上的两点，下列说法正确的是： A . P、Q两点的摩擦力方向均与轮转动方向相反B.P点的摩擦力方向与甲轮的转动方向相反，Q点的摩擦力方向与乙轮的转动方向相同C.P点的摩擦力方向与甲轮的转动方向相同，Q点的摩擦力方向与乙轮的转动方向相反D.P、Q两点的摩擦力方向均与轮转动方向相同体B上使它们一起运动，试分析两物体受到的静摩擦力的方向。图 1 10【例8】如图1 12所示，A、B两物体竖直叠放在水平面上，今用水平力 F拉物体,两物体

5、一起匀速运动，试分析 A、B间的摩擦力及B与水平面间的摩擦力。二.受力分析的步骤：（1） 确定研究对象，可以是某个物体也可以是整体。高中物理中受力分析的研究对 象大多数可看成质点。（2） 按顺序画力：a.先画重力：作用点画在物体的重心，方向竖直向下。b .次画已知力c.再画接触力（弹力和摩擦力）：看研究对象跟周围其他物体有几个接触点（面） 先对某个接触点（面）分析，若有挤压，则画出弹力，若还有相对运动或相对运动的趋势, 则再画出摩擦力。分析完一个接触点（面）后，再依次分析其他的接触点（面） 。d 再画其它力：看是否有电场力、磁场力作用，如有则画出。（3） 验证：a.每一个力都应找到对应的施力物

6、体和受力物体。对哪个物体进行受力分析，哪个物 体就是每一个力的受力物体。b.受的力应与物体的运动状态对应。【例9】如图1 13所示，竖直墙壁光滑，分析静止的木杆受哪几个力作用。三受力分析的方法：整体法和隔离法。整体法隔离法概念将几个物体作为一个整 体来分析的方法将研究对象与周围物 体分隔开的方法选用原则研究系统外的物体对系 统整体的作用力研究系统内物体之间 的相互作用力注意问题分析整体周围其他物体 对整体的作用。而不画整体内 部物体间的相互作用。分析它受到周围其他物体对它的作用力【例10】如图1 14所示，A、E、C叠放于水平地面上，加一水平力F,三物体仍 静止，分析A、E、C的受力情况。【总

7、结】用隔离法分析物体受力时应将研究的物体单独拿出来，不要都画在一起，以 免出现混乱。隔离法分析物体受力时要特别注意牛顿第三定律分析法的使用。给每个力起 好名字。【例11】如图1 15所示，物体A、E静止，画出A、E的受力图。图 1-15【例12】如图1 16所示，用两相同的夹板夹住三个重为 G的物体A、B、C,三个物体均保持静止，请分析各个物体的受力情况【例13】如图1 18所示，放置在水平地面上的直角劈 M上有一个质量为 m的物体,若m在其上匀速下滑，M仍保持静止，那么正确的说法是（ AC ）A.M对地面的压力等于（M+m ） gB.M对地面的压力大于（M+m ） gC.地面对M没有摩擦力D

8、.地面对M有向左的摩擦力四正交分析法列平衡方程及力的三角形 图1 18将物体受到的各个力向两个相互垂直的方向上分解，然后列出两个平衡方程。五、物体的动态平衡（一） 共点力的平衡1共点力：物体受到的各力的作用线或作用线的延长线能相交于一点的力2平衡状态：在共点力的作用下，物体处于静止或匀速直线运动的状态3共点力作用下物体的平衡条件：合力为零，即 卩合=0.4力的平衡：作用在物体上几个力的合力为零，这种情形叫做力的平衡（1） 若处于平衡状态的物体仅受两个力作用，这两个力一定大小相等、方向相反、作用 在一条直线上，即二力平衡 .（2） 若处于平衡状态的物体受三个力作用， 则这三个力中的任意两个力的合

9、力一定与另一个力大小相等、方向相反、作用在一条直线上（3） 若处于平衡状态的物体受到三个或三个以上的力的作用，则宜用正交分解法处理， 此时的平衡方程可写成：（二） 物体的动态平衡问题物体在几个力的共同作用下处于平衡状态，如果其中的某个力（或某几个力）的大小 或方向，发生变化时，物体受到的其它力也会随之发生变化，如果在变化的过程中物体仍 能保持平衡状态，我们就可以依据平衡条件，分析出物体受到的各力的变化情况。分析方法：（1）矢量三角形法1如果物体在三个力作用下处于平衡状态，其中只有一个力的大小和方向发生变化，而另外两个力中，一个大小、方向均不变化；一个只有大小变化， 方向不发生变化的情况。2如果

10、物体在三个力作用下处于平衡状态， 其中一个力的大小和方向发生变化时， 物体受到的另外两个力中只有一个大小和方向保持不变， 另一个力的大小和方向也会发生变化的情况下， 考虑三角形的相 彳D似关系。 /-y C例题与习题： /当细绳由水平方向逐渐向上偏移时，细绳上的拉力将:A .逐渐变大B .逐渐变小C .先增大后减小D .先减小后增大2.如图所示，用两相同的夹板夹住四个重为 G的物体A、B、C、D、E,五个物体均保持静止，则BC间的摩擦力为 。3. 自行车正常行驶时，前轮所受摩擦力向 ，后轮所受摩擦力向 。4. 如图所示，将质量为 m的滑块放在倾角为 0的固定斜面上。滑块与斜面之间的动摩擦因数为

11、 卩。若滑块与斜面之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力大小相等， 重力加速度为g,则（ ）（A） 将滑块由静止释放，如果 卩tan0,滑块将下滑（B） 给滑块沿斜面向下的初速度，如果 lc tan0,滑块将减速下滑（C） 用平行于斜面向上的力拉滑块向上匀速滑动， 如果 尸tan B,拉力大小应是2mgsin 0（D） 用平行于斜面向下的力拉滑块向下匀速滑动， 如果 尸tan 0拉力大小应是 mgsin 09.建筑工人用图所示的定滑轮装置运送建筑材料。 质量为70.0kg的工人站在地面上,通过定滑轮将 20.0kg的建筑材料以0.500m/ 3的加速度拉升，忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦，则工人

12、对地面的压力大小为 （g取10m/s2）（A . 510 N B. 490 NC. 890 N D. 910 N10.为了节省能量，某商场安装了智能化的电动扶梯。 无人乘行时，扶梯运转得很慢;有人站上扶梯时，它会先慢慢加速，再匀速运转。一顾客乘扶梯上楼，恰好经历了这两个 过程，如图所示。那么下列说法中正确的是 （ ）B角缓慢增大到90在B角增A.顾客始终受到三个力的作用B.顾客始终处于超重状态C.顾客对扶梯作用力的方向先指向左下方，再竖直向下D.顾客对扶梯作用力的方向先指向右下方，再竖直向下11.重力为G的重物D处于静止状态。如图所示，AC和BC两段绳子与竖直方向的夹角分别为a和伎a+ 3 9

13、0现保持a角不变，改变 B角，使 大过程中，AC的张力T1 , BC的张力T2的变化情况为A . T1逐渐增大, B . T1逐渐增大, C. T1逐渐增大, D . T1逐渐增大,12.如图所示，均匀小球放在光滑竖直墙和光滑斜木板之间,木板上端用水平细绳固定，下端可以绕 O点转动，在放长细绳使板转至水平的过程中 （包括水平）:（）A .小球对板的压力逐渐增大且恒小于球的重力B .小球对板的压力逐渐减小且恒大于球的重力C.小球对墙的压力逐渐增大D .小球对墙的压力逐渐减小13.有一个直角支架 AOB , AO是水平放置，表面粗糙. 0B竖直向下，表面光滑. OA上套有小环 P, 0B套有小环Q

14、,两环质量均为 m,两环间由一根质量可以忽略.不可伸长的细绳相连，并在某一位置平衡，如图所示现将 P环向左移一小段距离，两环再次达到平衡，那么移动后的平衡状态和原来的平衡状态相比较， A0杆对的支持力FN和细绳上的拉力 F的变化情况是：（）A . FN不变，F变大C . FN变大，F变大14如图所示，两个质量都是 m的小球A、B用轻杆连接后斜放在墙上处 于平衡状态。已知竖直墙面光滑，水平地面粗糙，现将 A向上移动一小F变大 B.N不变，F变小F变大 D.N变大，F变小轻杆A端用光滑水平铰链装在竖直墙面上， B端用水平绳结在墙 C处并吊一重）段距离，两球再次平衡，那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比 较，地面对B球的支持力N和轻杆上的压力 F的变化情况是：（）A.N不变，C.N变大，15.如图，物P，在水平向右力F缓缓拉起重物P有过程中，杆 AB所受压力（B.变小A .变大C.先变小再变大 D.不变1AC2 略 3 略 4C5BC6AB7C8B9B10C11D12D13B14B15D