1、3.4 分析物体的受力,第3章 力与相互作用,目标定位,1.知道重心的概念. 2.能够准确地绘出物体的受力示意图，初步掌握分析物体受力的一般的方法. 3.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. 4.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.,内容索引,知识探究 新知探究 点点落实,达标检测 当堂检测 巩固反馈,知识探究,1.意义：任何物体的运动变化，都跟它受到的力的大小、方向有关.因此学会对物体进行受力分析，是研究物体运动的基础，也是学好力学的先决条件. 2. 是受力分析的着眼点.力学中的研究对象，可以是某个、 或某个作用点.,一、受力分析,明
2、确研究对象,物体,物体的一部分,3.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. 注意 实际物体运动时的受力情况往往是很复杂的.许多时候，为了使问题简化，可以略去某些次要因素，这是物理中常用的一种研究方法.,例1 画出图1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
3、滑；(3)A沿粗糙水平面滑行；(4)接触面光滑，A静止.,图1,答案 见解析,答案,解析,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1 如图2所示，物体A靠在竖直墙面上，在力F作用下，A、B保持静止状态，请分析B受到几个力的作用？,图2,答案 4
4、个力,答案,解析,解析 这里要分析的是B物体的受力个数，B即为研究对象，把它隔离出来，然后从易到难，先从重力着手，再分析跟它有联系的物体，按弹力、摩擦力的顺序分析它受到的力.如图所示，其受A对它的压力N，同时物体B有相对A上移的趋势，故A对B的静摩擦力f沿斜面向下，故B共受到4个力作用.,二、重力及重心的理解,1.重力 (1)重力的大小：由于地球的吸引而使物体受到的力，其大小G .g为重力加速度，g9.8 m/s2，同一地点，重力的大小与质量成正比，不同地点因g值不同而不同.(注意：重力的大小与物体的运动状态无关，与物体是否受其他力无关) (2)方向：总是 . (3)作用点：在重心上.,竖直向
5、下,mg,2.重心 (1)一个物体各部分都会受到重力的作用，从效果上，可以把这些作用力视作 ，这一点称为重心. (2)质量分布均匀、规则的物体，重心就在其 . (3)质量分布不均匀的物体，其重心的位置跟物体的形状和质量分布有关，并且它既可以在物体内部，也可以在物体外部.比如一根均匀直铁丝的重心位置在其中心O，把它弯成一个圆环或直角形状，重心位置就在圆心或空间某点上.,集中作用于一点,几何中心,例2 关于重力和重心，下列说法正确的是 A.当物体漂浮在水面上时重力会减小 B.放置在水平面上的物体对水平面的压力就是物体的重力 C.物体的重心位置总是在物体的几何中心上 D.物体的重心位置可能随物体形状
6、的变化而改变,答案,解析,解析 物体的重力与物体所处状态无关，A错； 物体对水平面的压力与物体的重力的施力物体及受力物体不同，B错； 物体的重心位置与物体的形状及质量分布有关，只有质量分布均匀、形状规则的物体的重心才在其几何中心，C错，D对.,三、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：在该处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3 如图3所示，一
7、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,图3,答案,解析,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.,针对训练2 在下列各图中，A、B之间一定有弹力的是,答案,解析,解析 两物体间产生弹力的条件除了相互接触外，还要相互挤压产生弹性形变.A、C、D图中A、B间虽有相互接触，但不一定相互挤压，故选B.,四、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
8、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4 (多选)如图4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 A.B对A有摩擦力作用 B.B受到A、C的摩擦力作用 C.B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,图4,答案,解析,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
9、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.,课堂要点小结,1.受力分析的步骤 (1)明确研究对象；(2)合理隔离；(3)按由易到难的顺序(先重力，再弹力、摩擦力，最后其他力)画出受力示意图. 2.弹力有无的判断方法 (1)有明显形变时可根据弹力产生的条件判断； (2)无明显形变时可根据假设法判断. 3.静摩擦力有无及方向的判断方法 (1)平衡条件法；(2)假设法.,4.摩擦力的计算 (1)静摩擦力：根据平衡条件求解. (2)滑动摩擦力：根据fN
10、进行计算.,达标检测,1.(对重心的理解)(多选)关于物体的重心，下列说法正确的是 A.物体的重心一定在物体上 B.用线竖直悬挂的物体静止时，线的方向一定通过重心 C.一块砖平放、侧放或立放时，其重心在砖内的相对位置不变 D.舞蹈演员在做各种优美的动作时，其重心在体内相对位置不变,答案,1,2,3,4,解析,解析 物体的重心可以在物体上，也可以在物体外，A错误. 用线悬挂物体静止时，重力与拉力等大、反向、共线，所以线的方向一定过重心，B正确. 物体形状不变时，重心相对物体的位置不变，如果物体形状变化了，重心相对物体的位置改变，所以C正确，D错误.,1,2,3,4,A.各容器的侧壁对钢球均无弹力
11、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.(弹力有无的判断)如图5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,答案,1,2,3,4,解析,图5,解析 钢球与容器的侧壁接触，它们之间是否有弹力作用就看接触处是否发生弹性形变，但微小形变难以察觉，只能借助假设法判断.假设容器侧壁对钢球无弹力作用，则钢球受
12、重力和容器底面对它的支持力作用，钢球将处于静止状态，故钢球与容器侧壁虽然接触但没有发生弹性形变，容器侧壁对钢球无弹力作用的假设成立.我们也可以假设容器侧壁对钢球有弹力作用，作出各容器中钢球的受力示意图分别如图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，即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.,1,2,3,4,3.(摩擦力有无及方向的判断)(多选)若例题中的水平力F作用在物体B上，A、B一起做匀速直线运动，如图6所示，则 A.A、B之间无摩擦力 B.A受到的摩擦力水平向右 C.B与地面之间无摩擦力 D.地面对B的摩擦力水平向右,答案,1,2,3,4,解析,图6,解析 假设B对A有摩擦力，则A受力不平衡，不可能做匀速直线运动，故B对A无摩擦力，故A正确，B错误； 由于A、B一起匀速运动，故把A、B作为一个整体，B相对于地面向左滑动，故地面对B有摩擦力，且方向水平向右，故C错误，D正确.,1,2,3,4,4.(受力分析)画出图7(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).,1,2,3,4,答案,答案,图7,
