2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理必修1 第3章相互作用-力3.5共点力的平衡(5)课件

第三章5共点力的平衡\n一、弹力有无及方向的判断例1在图1中画出物体A所受弹力的示意图.解析答案图1答案如图\n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球则会运动,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并不沿着杆的方向,根据假设法判断F的方向应竖直向上.\n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：\nA.B对A有摩擦力作用B.B受到A、C的摩擦力作用C.B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解析答案√图2√\n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.\n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.\nA.A、B之间无摩擦力B.A受到的摩擦力水平向右C.B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,水平向左针对训练1(多选)如图3所示,物体A、B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,下列说法正确的是答案√图3√\n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G＝6N,木块与墙壁间的动摩擦因数μ＝0.25,求：(1)当F＝25N时,木块静止,木块受到的摩擦力为多大？(2)当F增大为30N时,木块仍静止,木块受到的摩擦力为多大？答案(1)6N(2)6N答案图4三、摩擦力的计算解析\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,Ff1＝Ff2＝G＝6N,与压力大小无关.\n解析木块沿墙面下滑时,木块与墙壁间的摩擦力为滑动摩擦力,Ff3＝μFNFN＝F所以Ff3＝μF＝0.25×10N＝2.5N.(3)当F＝10N时,木块沿墙面下滑,此时木块受到的摩擦力为多大？答案2.5N答案解析\n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.四、物体的受力分析\n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.解析答案见解析图答案图5\n解析(1)物体A受重力G、推力F、支持力FN、墙壁对A向左的弹力FN′,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FN、沿斜面向下的滑动摩擦力Ff,施力物体分别是地球、斜面、斜面；\n(3)物体A受重力G、支持力FN、滑动摩擦力Ff,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FT、弹力FN,施力物体分别是地球、绳子、墙壁.\n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A.1个B.2个C.3个D.4个图6√解析答案解析假设绳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.\n1.(弹力方向的判断)分别画出图7中小球的受力示意图.(图甲中小球用细绳悬挂着静止在光滑的斜面上,乙中小球用细绳挂着静止在桌角上,丙中小球固定在杆上)答案1234图7\n答案如图1234\n2.(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1234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0.60NB.静摩擦力可能大于0.60NC.滑动摩擦力为0.90ND.滑动摩擦力一定小于静摩擦力√解析答案\n1234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0.60N时,木块处于静止,静摩擦力大小为0.60N,随着拉力的增大,静摩擦力可能大于0.60N,选项B正确；当弹簧拉力为0.50N时,木块做匀速直线运动,知滑动摩擦力等于0.50N,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.\n3.(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受到墙壁摩擦力的大小不随F的增大而增大√解析答案图91234√\n解析b共受到四个力的作用：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.1234\n4.(摩擦力大小的计算)如图10所示,一个质量为M＝2kg的物体放在粗糙水平面上,物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2,用一条质量不计的细绳绕过定滑轮和一个质量为m0＝0.1kg的小桶相连,已知：M受到的最大静摩擦力Fmax＝4.5N,细绳水平,滑轮上的摩擦不计,g取10N/kg,求在以下情况中,M受到的摩擦力的大小.(1)只挂m0处于静止状态时；解析图10答案1N答案解析因为m0g＝1N<Fmax,M处于静止状态,受静摩擦力作用,由二力平衡得F1＝m0g＝1N.1234\n(2)只挂m0但在M上再放一个M′＝3kg的物体时；解析答案1N答案解析在M上再放一个M′＝3kg的物体,M仍静止,仍受静摩擦力F2＝F1＝m0g＝1N.(3)只在桶内加入m1＝0.33kg的砂子时；答案4.3N解析因为(m0＋m1)g＝4.3N<Fmax,故M处于静止状态,所受静摩擦力F3＝(m0＋m1)g＝4.3N.1234\n(4)只在桶内加入m2＝0.5kg的砂子时.解析答案4N答案解析因为(m0＋m2)g＝6N>Fmax,故物体运动,受到滑动摩擦力作用,所以F4＝μFN＝μMg＝4N.1234