1、习题课 物体的受力分析学习目标 1.进一步熟练判定弹力的方向，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、弹力有无及方向的判断例 1 在图中画出物体 A 所受弹力的示意图图 1答案 如图解析 用假设法判断甲图中，若拿走 B 球， A 球将向右运动，说明 A、B 间有弹力乙图中，若拿走 A 球，B 球将向下运动，说明 A、B 间有弹力；将容器左壁和底拿走，A 球将会运动，说明容器左壁和底部对 A 也会有弹力作用；丙图中杆给重物的弹力 F 为支持力，方向沿杆向上；丁图中杆给重物的弹力 F 并不沿着
2、杆的方向，根据假设法判断 F 的方向应竖直向上二、静摩擦力有无及方向的判断1静摩擦力产生的条件：接触面间有压力、接触面粗糙且有相对运动趋势2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3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 2 所示，有三个相同的物体叠放在一起，置于粗糙的水平地面上，现用水平力 F 作用在 B 上，三个物体仍然静止，下列说法中正确的是( )图 2AB 对 A 有摩擦力作用BB 受到 A、C 的摩擦力作用CB 只受到 C 的摩擦力作用D地面对 C 有摩擦力作用，大小等于 F答案
3、CD解析 假设 B 对 A 有摩擦力作用，则 A 受力不能平衡，与题给条件不符，所以 B 对 A 无摩擦力作用，A 错误根据力的相互性可知，A 对 B 也无摩擦力作用，B 错误假 设 C 对 B 无摩擦力作用，则 B 在水平方向上只受力 F 作用，不可能保持静止，与题给条件不符，故 B 受到 C的摩擦力作用由于 A、B、C 是保持静止的，那么地面 给 C 的摩擦力大小为 F，方向向左，所以选项 C、D 正确在分析 C 对 B 的摩擦力时，也可以将 A、B 看做一个整体，因 A、B 均保持静止，说明 C 对 B的摩擦力与 F 大小相等、方向相反.针对训练 1 (多选)如图 3 所示，物体 A、B
4、 叠放在水平面上，水平力 F 作用在 A 上，使二者一起向右做匀速直线运动，下列说法正确的是( )图 3AA、B 之间无摩擦力BA 受到的摩擦力水平向右CB 受到 A 的摩擦力水平向右D地面对 B 的摩擦力为滑动摩擦力，水平向左答案 CD三、摩擦力的计算例 3 如图 4 所示，用水平力 F 将木块压在竖直墙壁上，已知木块的重力 G6 N，木块与墙壁间的动摩擦因数 0.25，求：图 4(1)当 F 25 N 时，木块静止，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？答案 (
5、1)6 N (2)6 N (3)2.5 N解析 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，f 1f 2G6 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，f3N NF所以 f3F 0.2510 N2.5 N.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
6、，画出各力的示意图例 4 画出图 5 中物体 A 所受力的示意图，并写出力的名称和施力物体：(1) 物体 A 静止，接触面光滑；(2)A 沿粗糙斜面上滑；(3)A 沿粗糙水平面滑行；(4)接触面光滑，A 静止图 5答案 见解析图解析 (1)物体 A 受重力 G、推力 F、支持力 N、墙壁对 A 向左的弹力 N，施力物体分别是地球、推 A 的物体、地面、墙壁；(2)物体 A 受竖直向下的重力 G、垂直于斜面向上的支持力 N、沿斜面向下的滑动摩擦力 f，施力物体分别是地球、斜面、斜面；(3)物体 A 受重力 G、支持力N、滑动 摩擦力 f，施力物体分别是地球、水平面、水平面；(4) 物体 A 受重
7、力 G、拉力 T、弹力N，施力物体分别是地球、绳子、墙壁针对训练 2 如图 6 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( )图 6A1 个 B2 个C3 个 D4 个答案 B解析 假设绳 1 对球有作用力， 该作用力的方向斜向左上方，另外，球在 竖直方向上还受重力和绳 2 的拉力，在这三个力的作用下球不可能保持平衡，所以绳 1 不可能对球施加拉力，小球只受重力和绳 2 的拉力，故 B 正确1.(弹力方向的判断)分别画出图 7 中小球的受力示意图 (图甲中小球用细绳挂在光滑的斜面上，乙中小球用细绳挂着静止在桌角上，丙中小球固定在杆上)图
8、7答案 如图2(摩擦力的理解及计算)如图 8 所示，在研究摩擦力的实验中，用弹簧测力计拉一个放在水平板上的木块，部分实验记录如表所示则实验中木块受到的( )图 8实验次序 木块状态 弹簧测力计读数/N第 1 次 静止 0.60 第 5 次 匀速 0.50 第 10 次 加速 0.90A.静摩擦力恒为 0.60 NB静摩擦力可能大于 0.60 NC滑动摩擦力为 0.90 ND滑动摩擦力一定小于静摩擦力答案 B解析 当木块保持静止时，静摩擦力的大小随着拉力的变 化而变化， 选项 A 错误；当拉力为0.60 N 时，木块处于静止，静摩擦力大小为 0.60 N，随着拉力的增大，静摩擦力可能大于 0.6
9、0 N，选项 B 正确；当弹簧拉力为 0.50 N 时，木 块做匀速直线 运动，知滑动摩擦力等于 0.50 N，选项 C 错误；静摩擦力随着拉力的 变化而变化，因此可能大于滑动摩擦力，可能小于滑动摩擦力，也可能等于滑动摩擦力，选项 D 错误3.(简单的受力分析问题)( 多选 )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 9 所示，a、b 处于静止状态，关于 a、b 两物体的受力分析，下列说法正确的是( )图 9Aa 受到两个摩擦力的作用Ba 共受到四个力的作用Cb 共受到三个力的作用Da 受到墙壁摩擦力的大小不随 F 的增大而增大答案 AD解析 b 共受到四个力的作用
10、：重力、 F、a 对 b 向右的弹力和向上的静摩擦力，故 C 错误a受到五个力：重力、墙对 a 向右的 弹力和向上的静摩擦力，b 对 a 向左的压力和向下的静摩擦力故 A 正确，B 错误由上得知， 墙壁对 a 的摩擦力大小等于 a 和 b 的总重力之和，不随 F的增大而增大，故 D 正确4(摩擦力大小的计算)如图 10 所示，一个质量为 M2 kg 的物体放在粗糙水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数 0.2，用一条质量不计的细绳绕过定滑轮和一个质量为 m00.1 kg 的小桶相连，已知：M 受到的最大静摩擦力 f 静 max4.5 N，细绳水平，滑轮上的摩擦不计，g 取 10 N/kg，求在以
11、下情况中，M 受到的摩擦力的大小图 10(1)只挂 m0 处于静止状态时；(2)只挂 m0 但在 M 上再放一个 M3 kg 的物体时；(3)只在桶内加入 m10.33 kg 的砂子时；(4)只在桶内加入 m20.5 kg 的砂子时答案 (1)1 N (2)1 N (3)4.3 N (4)4 N解析 (1)因为 m0g1 Nf 静 max，故物体运动，受到滑 动摩擦力作用，所以 f4NMg4 N.课时作业一、选择题(17 为单选题， 810 为多选题)1.在立起一根木棍的过程中要经过如图 1 所示的位置，此时地面对木棍的弹力方向是图中的( )图 1AF 1 的方向BF 2 的方向CF 3 的方
12、向DF 4 的方向答案 B解析 点面接触的弹力方向垂直于接触面指向被支持的物体，所以地面施予木棍的弹力方向正确的是 F2.2如图 2 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都是光滑的，各容器的底部均处于水平面内，则以下说法中正确的是( )图 2A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答案 A解析 假设容器侧壁对钢球均有弹力作用，作出各容器中钢球的受力分析图分别
13、如图 a、b、c所示，可见三种情况均与钢球静止的 题设条件相矛盾，所以原假设不成立，各容器的侧壁对钢球均无弹力作用因此，本题正确选项为 A.3.如图 3 所示，若小猫沿树匀速攀上和匀速下滑，它所受的摩擦力分别是 f1 和 f2，则( )图 3Af 1 向下，f 2 向上，且 f1f 2Bf 1 向下，f 2 向上，且 f1f 2Cf 1 向上，f 2 向上，且 f1f 2Df 1 向上，f 2 向下，且 f1f 2答案 C解析 由题意可知小猫向上、向下均做匀速运动，且小猫受重力、摩擦力作用，故二力平衡，由重力的大小和方向可推断出摩擦力总是向上的，且大小等于小猫的重力4.如图 4 所示，木箱 A
14、 中放一个光滑的铁球 B，它们一起静止于斜面上，如果对铁球 B(不包括木箱 A)进行受力分析，则铁球 B 受力个数为( )图 4A3 个 B4 个C2 个 D1 个答案 A解析 对 B 受力分析，受重力、斜面 对球垂直斜面向上的支持力和木箱对球平行斜面向上的支持力，三力平衡，故选 A.5.如图 5 所示，一人站在自动扶梯的水平踏板上，随扶梯斜向上匀速运动，以下说法正确的是( )图 5A人受到重力和支持力的作用B人受到重力、支持力和向右的摩擦力的作用C人受到重力、支持力和向左的摩擦力的作用D人受到重力、支持力和与速度方向相同的摩擦力的作用答案 A解析 人做匀速直线运动，则 人处于平衡状态，受重力
15、和支持力，若受摩擦力，一定沿水平方向，但没有力与摩擦力平衡，故 A 正确，B 、C、D 错误6.如图 6 所示，A、B 两物体重力都等于 10 N，各接触面间的动摩擦因数都等于 0.3, F11 N 和 F2 2 N 的两个水平力分别作用在 A 和 B 上，A、B 均静止，则 A 受的摩擦力和地面对B 的摩擦力大小分别为( )图 6A3 N,6 N B1 N,2 NC1 N,1 N D0 N,1 N答案 C解析 因两个物体都处于静止状态，故所受的摩擦力均 为 静摩擦力；对物体 A 受力分析可知：F1f A 1 N；对 A、B 整体受力分析，由平衡条件可知：F 2 F1f B，解得 fB1 N，
16、故选项 C 正确7物体 A 的质量为 1 kg，置于水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数 0.2，从 t0 开始，物体以一定的初速度 v0 向右滑行的同时，受到一个水平向左大小恒为 F01 N 的作用力，则反映物体受到的摩擦力 f 随时间变化的图像是图中的(取向右为正方向，g 取 10 N/kg)( )答案 C解析 物体向右滑动时，受到地面向左的滑 动摩擦力，由 f1mg，得 f12 N；物体静止后，因受到向左的拉力 F01 Nf1，故物体 A 不再运动由二力平衡可知，物体受到向右的静摩擦力，f 2F 01 N，故 C 正确8.水平的皮带传输装置如图 7 所示，皮带的速度保持不变，物体被轻轻地
17、放在 A 端皮带上，开始时物体在皮带上滑动，当它到达位置 C 后滑动停止，随后就随皮带一起匀速运动，直至传送到目的地 B 端，在传输过程中，该物体受摩擦力的情况是( )图 7A在 AC 段受水平向左的滑动摩擦力B在 AC 段受水平向右的滑动摩擦力C在 CB 段不受静摩擦力D 在 CB 段受水平向右的静摩擦力答案 BC解析 在 AC 段物体相对皮带 向左滑动，受水平向右的滑动摩擦力；在 CB 段物体相对皮带没有滑动，物体随皮带一起匀速运 动，受到的是平衡力，如果有静摩擦力，则物体不可能处于平衡状态，所以不受静摩擦力故 B、C 两项正确9如图 8 所示，A 物体沿竖直墙自由下滑，B、C 、D 物体
18、均静止，各接触面均粗糙下列说法正确的是( )图 8AA 物体受到三个力作用BB 物体受到三个力作用CC 物体受到三个力作用DD 物体受到三个力作用答案 BC解析 A 物体沿竖直墙自由下滑， “自由”说明物体 A 虽与竖直墙之间接触但没有弹力和摩擦力，因此 A 只受重力作用，故 A 选项错误；B 物体处于静止状态，受到重力、弹力、摩擦力三个力的作用，故 B 正确；C 物体受到重力和两个绳子的拉力，故 C 正确；D 物体处于静止状态，受到重力、支持力、绳子的拉力和摩擦力四个力的作用，故 D 错误10如图 9 是某小组同学为研究动摩擦因数所设计的实验装置其中 A 为一质量为 M 的长直木板，B 为木
19、板上放置的质量为 m 的木块，Q 为木块右端连接的一弹簧测力计实验时用力将 A 从 B 的下方抽出，通过 Q 的读数即可测出动摩擦因数若实验条件较为理想，则( )图 9A只有将木板 A 匀速抽出才能从 Q 上读取稳定读数B将木板 A 加速、减速或匀速抽出均能从 Q 上读取稳定读数C通过该方法可测得 A 与 B 之间的动摩擦因数D通过该方法可测得 A 与地面之间的动摩擦因数答案 BC解析 用力将 A 从 B 的下方抽出达到稳定状态时，在水平方向上 B 所受的滑动摩擦力与弹簧测力计的拉力平衡，根据滑动 摩擦力公式 fN 可知，滑动摩擦力的大小跟压力大小和接触面的粗糙程度有关，与 B 的速度无关，无
20、论木板 A 是做匀速直线运动还是变速直线运动，都不会改变木块受到摩擦力的大小，木 块相对地面总是静止的，均能从 Q 上读取稳定读数， 选项 A 错误，B 正确；当 B 达到 稳定状态时， 弹簧测力计的读 数 F 与 B 所受的滑动摩擦力 f 大小相等，B 对木块 A 的压力大小等于 B 的重力 mg，由 fN ，得 ，从 Q 上读取 F，则可Fmg求得 ，选项 C 正确，D 错误 二、非选择题11画出图 10(1)(3) 中静止物体 A 的受力示意图图 10答案12如图 11 甲所示，将完全相同、质量均为 4 kg 的木块 A 和 B 叠放在水平桌面上，在 16 N 的水平拉力 F1 作用下，
21、A、 B 一起做匀速直线运动( g 取 10 N/kg)图 11(1)此时木块 B 上表面受到摩擦力 f1 是多少？B 的下表面所受的摩擦力 f2 又是多少？(2)桌面与木块之间的动摩擦因数是多少？(3)若将 A、B 紧靠着放在水平桌面上(如图乙所示) ，用水平推力 F2 推 A 使它们一起匀速运动，这时，A 对 B 的弹力有多大？答案 (1)0 16 N (2)0.2 (3)8 N解析 (1)A 做匀速运动，水平方向不受力，所以 B 上表面 f10，下表面 f2F 116 N.(2)由 N(m A mB)gf2N解得 0.2.(3)NBm BgB 受的摩擦力 fB8 NFB fB8 N.13
22、如图 12 所示，A 物体重力为 20 N，B 物体重力为 10 N，力 F 竖直向下，A 与水平面间的动摩擦因数 0.4，其余摩擦不计，求(1)(2) 两种情况下物体 A 受什么摩擦力？大小如何？(假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)图 12(1)F0 时由静止释放 B 物体；(2)F10 N 时由静止释放 B 物体；(3)若要使 A 匀速运动，所加力 F 的大小是多少？答案 (1)滑动摩擦力 8 N (2)静摩擦力 10 N(3)5 N解析 (1)F0 时，A 所受最大静摩擦力为 f 静 maxm Ag8 N，此时 mBgf 静 max，故 A 将运动，A 所受摩擦力为滑动摩擦力，大小为 f 滑 m Ag8 N ；(2)当 F 10 N 时，A 所受最大静摩擦力为 f 静 max (Fm Ag)12 N，此时 mBgf 静 max，故 A 静止，A 所受摩擦力 为静摩擦力，大小为 f 静 m Bg10 N.(3)若 A 匀速运动，此时滑动摩擦力大小等于 B 的重力大小，故此时有：(m AgF) m Bg，代入数据得：F5 N，故所加力 F 的大小是 5 N.