受力分析微课

2024-04-11

受力分析微课（共6篇）

篇1：受力分析微课

微课专题:受力分析

教学目标:

知识与技能：

1．掌握对物体进行受力分析的一般顺序，能正确地作出物体受力图。

2．理解并初步掌握物体受力分析的一般方法，进一步加深对力的概念和三种基本力的认识。3．能通过对物体受力分析的操作，认识到物体不是孤立的，它与周围物体是相互联系的；同时培养思维的条理性和周密性。过程与方法：

通过分析与综合，进行逻辑思维训练，使学生能独立完成物体的受力分析，培养思维的条理和周密性。

情感态度与价值观：

使学生认识到自然界中的物体不是孤立的，它与周围物体是相互联系的。

教学重点：受力分析的方法和步骤

教学难点: 1.在受力分析时防止“漏力”和“添力”。

2.初步建立“隔离”的思想方法。

教学方法：讲授法

主要内容:

一、受力分析定义

把研究对象在指定的物理环境中受到的所有力都分析出来，并画出物体所受的力的示意图，这个过程就是受力分析

二、受力分析的基本方法：

1.明确研究对象

在进行受力分析时，研究对象可以是某一个物体，也可以是保持相对静止的若干个物体（整体）。在解决比较复杂的问题时，灵活地选取研究对象可以使问题简洁地得到解决。研究对象确定以后，只分析研究对象以外的物体施予研究对象的力（既研究对象所受的外力），而不分析研究对象施予外界的力。

2.隔离研究对象，按顺序找力

把研究对象从实际情景中分离出来，按重力，弹力（支持力、压力、拉力），摩擦力，最后其它力的顺序逐一分析研究对象所受的力，并画出各力的示意图。

口诀：一重二弹三摩擦四其他

3.受力分析的重要依据，检查是否画错力，多力，或漏力(1)是否有施力物体

(2)是否符合该力产生的条件(3)根据物体的运动状态分析

三、例题讲解，感知受力分析。

例题1：（1）分析静止在水平地面上的物体A受力。

（2）B物体在水平地面上做匀速直线运动，分析B物体受力。

例题2：水平力F把重为G的木块紧压在竖直墙壁上静止不动，分析木块受力情况。

例题3：如图所示，分析斜面上物体的受力情况

例题4：分析传送带上物体的受力情况（水平传送带足够长）

例题5：倾斜传送带。物体与传送带保持相对静止。分析传送带上物体的受力情况

例6：有三个物体A、B、C静止叠放在上，C物

四：课堂小结：教师归纳本节课要点。

五、布置作业：练习小卷

六、板书设计

专题：受力分析

1.受力分析定义 2.受力分析方法：

（1）明确研究对象

（2）隔离研究对象，按顺序分析

（3）受力分析重要依据

水平桌面分析A、B、体受力。

3.例题讲解：例题①②③④⑤⑥

篇2：受力分析微课

一、命题趋势

一是考查运动规律求解；二是考查运动图像求解；三是与牛顿运动定律相结合动力学考查。

二、考点总结：

匀变速直线运动求解：①一般规律求解；②刹车问题；③自由落体；④竖直上抛运动图像应用：①s-t图像；②v-t图像；

三、匀变速直线运动公式：

速度公式：v?v0

?at 中间时刻的速度vt?

v?v0

位移公式：x=v0t+1/2at 中间位置的速度

vx?

v2?v0

速度与位移的关系：v-v 0=2ax平均速度计算式：v?

v?v0

相等时间内位移差Δx＝=aT

四、初速度为0的运动比值规律

初速度为零的匀变速直线运动（设t为等分时间间隔） ⑴1t末、2t末、3t末、?、nt末瞬时速度之比为

v1∶v2∶v3∶?∶vn＝ ⑵1t内、2t内、3t内、?、nt内位移之比为

s1∶s2∶s3∶?∶sn＝ ⑶在连续相等的时间间隔内的位移之比为

sⅠ∶sⅡ∶sⅢ∶?∶sn＝ ⑷通过1s、2s、3s、?、ns的位移所用的时间之比为

t1∶t2∶t3∶?∶tn＝ ⑸经过连续相同位移所用时间之比为

tⅠ∶tⅡ∶tⅢ∶?∶tn＝（6）通过1s、2s、3s、?、ns的位移后的速度比为

v1∶v2∶v3∶?∶vn＝

五、例题精析：

☆ 题型一：图像问题

【例1】如图所示位移图象，分别表示三个物体同时、同地、相向出发沿同一直线做直线运动的规律．试分析三个物体的运动情况．并回答：

（1）从0～t0时刻三个物体发生的位移是否相同?经过的路程是否相同? （2）在t1时刻三个物体谁离出发点最远?

【例2】一枚小火箭由地面竖直向上发射，55s后关闭发动机，其速度―时间图象如图所示，问：

(1)地面的重力加速度g=_________m/s2 (2)火箭上升的最大高度h=________m. (3)火箭的整个飞行时间t总

=________s

【针对训练】

1. 下图中表示三个物体运动位置和时间的函数关系图象,下列说法正确的是: （）

A. 运动速率相同,3秒内经过路程相同,起点位置相同. B. 运动速率相同,3秒内经过路程相同,起点位置不同. C. 运动速率不同,3秒内经过路程不同,但起点位置相同. D. 均无共同点.

2、一枚火箭由地面竖直向上发射，其v-t图象如图所示，由图象可知（） A．0－t1时间内火箭的加速度小于t1－t2时间内火箭的加速度 B．在0－t2时间内火箭上升，t2－t3时间内火箭下落 C．t2时刻火箭离地面最远 D．t3时刻火箭回到地面

3、右图所示为A和B两质点的位移―时间图象,以下说法中正确的是：（） A. 当t=0时,A、B两质点的速度均不为零. B. 在运动过程中,A质点运动得比B快. C. 当t=t1时,两质点的位移相等. D. 当t=t1时,两质点的速度大小相等.

4．如图所示，a、b两条直线分别描述P、Q两个物体的位移-时间图象，下列说法中，正确的是（） A．两物体均做匀速直线运动 B． M点表示两物体在时间t内有相同的位移 C． t时间内P的位移较小

D． 0～t，P比Q的速度大，t以后P比Q的速度小 5、．某物体沿直线运动的v-t图象如图所示，由图可以看出物体（）

A．沿直线向一个方向运动 C．加速度大小不变 D．做匀速直线运动

发时刻为计时起点则从图象可以看出（）

A．甲乙同时出发

B．乙比甲先出发

C．甲开始运动时，乙在甲前面x0处

D．甲在中途停了一会儿，但最后还是追上了乙

B．沿直线做往复运动

6、甲乙两物体在同一直线上运动的。x-t

7、如图所示为一物体做直线运动的v-t图象，根据图象做出的以下判断中，正确的是（） A.物体始终沿正方向运动

B.物体先沿负方向运动，在t =2 s后开始沿正方向运动

C.在t = 2 s前物体位于出发点负方向上，在t = 2 s后位于出发点正方向上

D.在t = 2 s时，物体距出发点最远

8.如图所示是做直线运动的甲、乙两物体的s-t图象，下列说法中正确的是（） A.甲启动的时刻比乙早 t1 s． B.当 t = t2 s时，两物体相遇 C.当t = t2 s时，两物体相距最远 D. 当t = t3 s时，两物体相距s1 m

9、甲和乙两个物体在同一直线上运动, 它们的v－t图像分别如图中的a和b所示. 在t1时刻（） (A) 它们的运动方向相同 (B) 它们的运动方向相反 (C) 甲的速度比乙的速度大 (D) 乙的速度比甲的速度大

10．一台先进的升降机被安装在某建筑工地上，升降机的运动情况由电脑控制，一次竖直向上运送重物时，电脑屏幕上显示出重物运动的v―t图线如图所示，则由图线可知（）

A．重物先向上运动而后又向下运动 B．重物的加速度先增大后减小 C．重物的速度先增大后减小 D．重物的位移先增大后减小

11．如图为两个物体A和B在同一直线上沿同一方向同时作匀加速运动的v-t图线。已知在第3s末两个物体在途中相遇，则物体的出发点的关系是（）

A．从同一地点出发 B．A在B前3m处 C．B在A前3m处 D．B在A前5m处

12、甲、乙两个物体沿同一直线同时做直线运动，其v-t图象如图所示，则下列一定正确的是（

） A．2s时甲和乙相遇

B．2s时甲的速度方向开始反向

．4s时乙处于静止状态

D．2～6s内甲相对乙做匀速直线运动

☆题型二：运动学公式的应用问题

【例1】一物体做匀加速直线运动，已知第2s内的位移为2m，第5s内的位移为8m，求

（1）物体运动的加速度？（2）物体的初速度？（3）第4s初的速度？（4）第3s内的位移？

例2、已知某型号飞机起飞速度为200m/s，先要求从“辽宁舰”上起飞，已知飞机的最大加速度为是20 m/s2。则

1）如果航空母舰静止，飞行甲板至少需要多长？

2）在保证甲板只有200m的前提下，航母静止，则需要弹射装置给予飞机多少的初速度才可以起飞？ 3）如果甲板仅仅只有400m，在需要航空母舰至少以多少的速度航线？

【强化练习】

1．物体做初速度为零的匀加速直线运动，第1 s内的位移大小为5 m，则该物体( ) A．3 s内位移大小为45 m

B．第3 s内位移大小为25 m D．3 s末速度的大小为30 m/s

C．1 s末速度的大小为5 m/s

2、物体沿一条直线运动，在t时间内通过的路程为S，它在中间位置S/2处的速度为V1，在中间时刻t/2时的速度为V2，则V1和V2的关系为（）

A、当物体作匀加速直线运动时，V1>V2 B、当物体作匀减速直线运动时，V1>V2 C、当物体作匀速直线运动时，V1=V2 D、当物体作匀减速直线运动时，V1

A．C．

v1:v2:v3?3:2:1 B．v1:v2:v3?:2:1

t1:t2:t3?1:

2?1:

?3?2? D．t:t

:t3?

?2?:2?1:1

4．从斜面上某位置，每隔0.1 s释放一个小球，在连续释放几个后，对在斜面上的小球拍下照片，如图所示，测得sAB =15 cm，sBC =20 cm，试求

（1）小球的加速度. （2）拍摄时B球的速度vB=? （3）拍摄时sCD=?

（4）A球上面滚动的小球还有几个？

☆题型三：追击相遇问题

【例1】汽车以10m/s的速度行驶5min后突然刹车．如刹车过程做匀变速运动，加速度大小为5m/s,

则刹车后3s内汽车所走的距离是多少？

【强化1】如图所示，A、B两物体相距S＝7m，此时A正以VA＝4m/s的速度向右匀速运动，而B

此时在摩擦力作用下以速度VB＝10 m/s向右匀减速运动，加速度大小为2m/s2，则经多长时间A追上B（）

A．7s B． 8s C．9s D． 10 s

【例2】一辆汽车在十字路口等候绿灯，当绿灯亮时汽车以

的加速度开始行驶。恰在这时一辆自行车以

的速度匀速驶来，从后边超过汽车。试求汽车从路口开动后在追上自行车之前两车相距最远的距离是多少？

【例3】下列货车以28.8km/h的速度在铁路上运行，由于调事故，在后面700m 处有一列快车以72m/h的速度在行驶，快车司机发觉后立即合上制动器，但快车要滑行2000m才停下来：（1）试判断两车会不会相撞，并说明理由。

（2）若不相撞，求两车相距最近时的距离；若相撞，求快车刹车后经多长时间与货车相撞？

【能力训练】

1．甲乙两个质点同时同地向同一方向做直线运动，它们的v―t图象如图所示，则（）

A．乙比甲运动的快 B．2 s乙追上甲

C．甲的平均速度大于乙的平均速度 D．乙追上甲时距出发点40 m远

2．汽车A在红绿灯前停住，绿灯亮起时起动，以0.4 m/s2的加速度做匀加速运动，经过30 s后以该时刻的速度做匀速直线运动．设在绿灯亮的同时，汽车B以8 m/s的速度从A车旁边驶过，且一直以相同速度做匀速直线运动，运动方向与A车相同，则从绿灯亮时开始（） A．A车在加速过程中与B车相遇 B．A、B相遇时速度相同 C．相遇时A车做匀速运动 D．两车不可能再次相遇 3．两辆完全相同的汽车,沿水平直路一前一后匀速行驶,速度均为V0,若前车突然以恒定的加速度刹车,在它刚停住时,后车以前车刹车时的加速度开始刹车.已知前车在刹车过程中所行的距离为s,若要保证两辆车在上述情况中不相撞,则两车在匀速行驶时保持的距离至少应为：（） A．s B．2s C．3s D．4s

4．A与B两个质点向同一方向运动,A做初速为零的匀加速直线运动,B做匀速直线运动.开始计时时,A、B位于同一位置,则当它们再次位于同位置时: （）

A．两质点速度相等． B．A与B在这段时间内的平均速度相等． C．A的即时速度是B的2倍． D．A与B的位移相等．

5．汽车甲沿平直公路以速度V做匀速直线运动，当它经过某处的另一辆静止的汽车乙时，乙开始做初速度为零的匀加速直线运动去追甲。据上述条件（） A．可求出乙追上甲时的速度；

B．可求出乙追上甲时乙所走过的路径； C．可求出乙追上甲所用的时间；

D．不能求出上述三者中的任何一个物理量。

6．经检测汽车A的制动性能：以标准速度20m/s在平直公路上行使时，制动后40s停下来。现A在平直公路上以20m/s的速度行使发现前方180m处有一货车B以6m/s的速度同向匀速行使，司机立即制动，能否发生撞车事故？

7．甲乙两车同时同向从同一地点出发，甲车以v1=16m/s的初速度，a1=-2m/s的加速度作匀减速直

线运动，乙车以v2=4m／s的速度，a2=1m／s的加速度作匀加速直线运动，求两车再次相遇前两车相距最大距离和再次相遇时两车运动的时间。

8．一辆汽车在十字路口等候绿灯，当绿灯亮时汽车以3m/s的加速度开始行驶，恰在这时一辆自行车以6m/s的速度匀速驶来，从后边超过汽车。试求：汽车从路口开动后，在追上自行车之前经过多长时间两车相距最远？此时距离是多少？

9. 汽车以15m/s的速度行驶，司机发现前方有危险，在0.8s后才能作出反应，实施制动，这个时间称为反应时间.若汽车刹车时能产生的最大加速度为5m/s2，从汽车司机发现前方有危险到刹车后汽车完全停下来，汽车所通过的距离叫刹车距离．求：（1）在反应时间内汽车行使的距离? （2）刹车后汽车行使的距离?

（3）此汽车的刹车距离?

10．一辆长为L1=5m的汽车以v1=15m/s的速度在公路上匀速行驶，在离铁路与公路的交叉点s1=175m处，汽车司机突然发现离交叉点s2=200m处有一列长为L2=300m的列车以v2=20m/s的速度行驶过来，为了避免事故的发生，汽车司机立刻使汽车减速，让火车先通过交叉点，求汽车减速的加速度至少多大？（不计汽车司机的反应时间，结果保留3位有效数字）

11、在某市区内，一辆小汽车在公路上以速度v1向东行驶，一位观光游客正由南向北从斑马线上横过马路。汽车司机发现游客途经D处时，经过0.7s作出反应紧急刹车，但仍将正步行至B处的游客撞伤，该汽车最终在C处停下，如图所示。为了判断汽车司机是否超速行驶以及游客横穿马路的速度是否过快，警方派一警车以法定最高速度vm＝14.0m/s行驶在同一马路的同一地段，在肇事汽车的起始制动点A紧急刹车，经14.0m后停下来。在事故现场测得AB＝17.5m，BC＝14.0m，BD＝2.6m．肇事汽车的刹车性能良好，问：

（1）该肇事汽车的初速度 vA是多大? （2）游客横过马路的速度是多大?

☆ 题型三：自由落体

【例1】从离地面500 m的空中自由落下一个小球，取g=10m/s2，求小球：

（1）经过多长时间落到地面？

（2）自开始下落计时，在第1 s内的位移、最后l s内的位移。（

【强化1】从距地面125米的高处，每隔相同的时间由静止释放一个小球队，不计空气阻力，g=10米/秒2，当第11个小球刚刚释放时，第1个小球恰好落地，试求：

（1）相邻的两个小球开始下落的时间间隔为多大？

（2）当第1个小球恰好落地时，第3个小球与第5个小球相距多远？

☆ 题型四：竖直上抛

【例1】某人站在高楼的平台边缘处，以vo=20m/s的初速度竖直向上抛出一石子，求抛出后石子通过距抛出点l5m处所需的时间？(不计空气阻力g取l0m/s)

【例2】汽球下挂一重物，以匀速上升，当到达离地高处时悬挂重物的绳子突然断裂，）

篇3：桥面连续受力分析

1 温度变化的受力分析

桥梁在温度变化时, 产生伸长和缩短。单孔简支梁 (板) 不产生内力, 但经过桥面连续后, 梁 (板) 的伸缩受到了限制, 在桥面连续处就产生了一定的内力, 下面针对温度变化, 就连续处进行分析, 见图1。

图1 (a) 一孔温度变化不产生内力。

图1 (b) 、图1 (c) 由于孔与孔之间做成了桥面连续, 使梁板伸缩受到了限制。

在升温时, 梁 (板) 伸长。图1 (b) 、图1 (c) 按图中对称中心向两端伸长, 其桥面连续处受到伸长的推力传到另一孔。降温时, 梁板缩短, 梁板向对称中心收缩, 中孔梁 (板) 将边孔拉向对称中心, 连续处受到了拉力。下面就现在常用的20m预应力、1.5m宽板进行讨论。

假定做桥面连续时的温度为15℃, 最高温度为35℃, 最低为-25℃。针对图1 (c) 图产生的变形最大, 其中两中孔伸缩带动边孔, 中孔的变形:

升温ΔL= (35-15) ×20×0.00001=4mm

降温ΔL= (15+25) ×20×0.00001=8mm

由虎克定律知:

$Δ L = \frac{Ν L}{E A} Ν = Δ L \times E \times A / L$

其中, L=20m, E=3.25×104MPa, A=0.6m2。

升温N=0.004×0.6×1000×3.25×104/20=3900kN

降温N=0.008×0.6×3.25×104×1000/20=7200kN

中孔在升温时产生了3900kN的推力, 降温时产生了7200kN的拉力, 使边孔产生了移动, 对于边孔移动与推力、拉力、梁 (板) 的自重、支座的摩擦有关。

20m板自重P1=12.53×26=325.78kN

铺装P2=1.5×0.2×20×25=150kN

上部板和支座摩擦系数μ=0.3

板移动需推拉力P= (325.78+150) ×0.3=142.73kN

虽然板升降温度产生的力很大, 但板移动需的力只需142.73kN就够了。

现行的板用C40混凝土、厚度10cm, 配10Φ16+10Φ12钢筋。

Aa=31.4cm fcd=18.4MPa fsd=335MPa

连续处抵抗压力N1=1.5×0.1×18.4×1000=2760kN

抵抗拉力 N2=31.4×335×0.1=1051.9kN

N1和N2都大于142.73kN, 现在的连续处设计是安全的。

2 汽车荷载作用的受力分析

2.1 汽车制动力

汽车在桥上制动产生水平力, 不同方向的制动对连续产生了压力和拉力, 按《桥规》制动力取165kN, 分配在一块板上 (取横向分配系数为0.4) 则制动力产生的推拉力

N=165×0.4=66kN

此数值小于142.73, 因此制动力也不控制设计。

2.2 汽车作用

(1) 汽车直接压在连续处。见图2。

汽车前后着地长度20cm, 横向宽度60cm, 单轮重70kN

单轮每延长米q=70/0.6=117kN/m

计算跨径L=4+10=14cm (净跨加上 $\frac{1}{2}$ 板厚)

N中 $= \frac{q L^{2}}{24} = \frac{117 \times 0.14 \times 0.14}{24} = 0.1$ kN·m

M支 $= \frac{q L^{2}}{12} = 0.19$ kN·m

双轮作用M中=0.2kN·m, M支=0.38kN·m

$\begin{array}{l} X = \frac{31.4 \times 335}{150 \times 19.4} = 3.81 \\ Μ = f_{c d} \cdot b \cdot x (h_{0} - \frac{x}{2}) = 18.4 \times 150 \times 3.81 \times (5 - \frac{3.91}{2}) = 32.545 \end{array}$

kN·m>0.2kN·m (0.38kNm)

(2) 桥上布汽车荷载

桥上布汽车, 板端产生转角, 分析连续处产生的内力 (按公路一级标准计算) 。

$\begin{array}{l} q_{k} = 10.5 k Ν / m \\ Ρ_{k} = 180 \times (1 + \frac{20 - 5}{45}) = 240 k Ν \end{array}$

由材料力学:

$θ_{1} = \frac{q L^{2}}{24 E Ι}, θ_{2} = \frac{p L^{2}}{16 E Ι}$

20m板近似于图4断面

C40 Ec=3.25×104MPa

钢绞线Ep=1.95×105MPa

Ep/Ec==6

18∮s=15.2 Ap′=25.2

求重心:

$\begin{array}{l} Y = \frac{F_{1} \times y_{1} + F_{2} \times y_{2} + F_{3} \times y_{3} + F_{4} \times y_{4}}{F_{1} + F_{2} + F_{3} + F_{4}} = \frac{103 \times \frac{13}{2} + 90^{2} \times 18 + 103 \times 12 \times (90 - \frac{12}{2}) + 5 \times 25.2 \times 85.3}{103 \times 13 + 90 \times 19 \times 2 + 103 \times 12 + 5 \times 25.2} \\ = \frac{167976.8}{5441} = 45.11 c m \end{array}$

$\begin{array}{l} Ι = \frac{103 \times 13^{2}}{12} + 103 \times 13 \times (45.11 - \frac{13}{2})^{2} + \frac{18 \times 90^{2}}{12} \times 2 + 90 \times 18 \times 2 \times (45.11 - 45)^{2} + \frac{103 \times 12^{3}}{12} + 103 \times 12 \times (90 - 45.11 - 6) + \frac{π \times 1.52^{4}}{64} \times 5 + 5 \times 25.2 \times (90 - 4.7 - 45.11) \\ = 2014947.865 + 2187039.204 + 49304.04 + 5064.202 = 4256355.311 c m^{4} = 0.0426 m^{4} = 4.26 \times 10^{- 2} m^{2} \end{array}$

(3) 均载组合

沥青层10cm, q1=1.5×0.1×24=3.6kN/m

qk=10.5×1.4×1.2×0.4+3.6×1.2=11.376kN/m

式中, 1.4为超载系数, 1.2为冲击系数, 0.4为横向分布系数。

Pk=240×1.4×1.2×0.4=161.28kN

$\begin{array}{l} θ_{1} = \frac{q L^{2}}{24 E Ι} \\ = \frac{11.376 \times 203}{24 \times 3.25 \times 10^{4} \times 1000 \times 4.26 \times 10^{- 2}} \\ = \frac{91008}{679.88 \times 10^{4}} = 2.374 \times 10^{- 3} \\ θ_{2} = \frac{p L^{2}}{16 E Ι} = \frac{161.28 \times 202}{16 \times 3.25 \times 10^{4} \times 10^{3} \times 4.26 \times 10^{- 2}} \\ = 2.912 \times 10^{- 3} \\ θ = θ_{1} + θ_{2} = 5.464 \times 10^{- 3} \\ (4) 转角引起的内力 \end{array}$

下面计算由转角引起的内力, 荷载布置一孔内力最大。

$Ι = \frac{1.5 \times 10.13}{12} = 1.25 \times 10^{- 4}$

$\begin{array}{l} 图 5 Μ_{B} = \frac{4 E Ι θ}{L} \\ = \frac{4 \times 3.5 \times 10^{7} \times 1.25 \times 10^{- 4} \times 5.646 \times 10^{- 3}}{0.04} \end{array}$

=2293.69kN·m>32.545kNm (前面计算板的抵抗弯矩)

汽车作用产生的转角在连续处产生的弯矩远远大于连续处的抵抗能力, 所以在连续处使用过程中产生了裂缝。

3 结语

篇4：受力分析微课

摘要：画物体受力图一节内容不仅是教学的重点，更是教学的难点。教师应在画受力图的方法、画研究对象的轮廓图、每个力方向的确定及物体系受力图的画法等方面进行重点讲解并举实例说明，以引导学生理解本节内容。教师讲完后，再布置一些典型例题让学生练习，以加深对本节内容的理解，进而掌握本节内容。

关键词：物体受力图难点突破

画物体受力图，不但是求工程构件约束反力的基础，也是材料力学对工程构件进行强度、刚度计算的基础。本节内容是有难度的，主要表现在约束类型的多样，约束与被约束物体的接触方式的多样性。这些错综复杂的关系，给确定约束反力增加了难度。另外，对有些物体的约束反力（铰链约束反力，固定铰链支座约束反力）的确定，需要用二力杆，三力杆平衡汇交原理或作用、反作用等知识来判别。究竟用什么知识来判别，这需要对题目进行分析才能确定。这些都给分析约束反力造成一定的难度。基于以上分析，笔者认为在实际教学中应注意下面几点。

一、正确应用画受力图的方法

最常用的是隔离法，是把所选的研究对象单独从物体系中“拿出”，再画出它所受力的方法。此法可使学生分清施力物体与受力物体，从而正确地画出物体所受到的力。

二、正确画出研究对象的轮廓图

三、正确确定各个力的方向

（作者单位：江苏省扬州技师学院）endprint

关键词：物体受力图难点突破

一、正确应用画受力图的方法

二、正确画出研究对象的轮廓图

三、正确确定各个力的方向

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关键词：物体受力图难点突破

一、正确应用画受力图的方法

二、正确画出研究对象的轮廓图

三、正确确定各个力的方向

篇5：专题3：受力分析

参考答案

一、弹力

题型1：弹力的方向分析及大小的计算

1．画出图中物体受弹力的方向(各接触面均光滑)

2.台球以速度v0与球桌边框成θ角撞击O点，反弹后速度为v1，方向与球桌边框夹角仍为θ，如图2－1－10所示．OB垂直于桌边，则下列关于桌边对小球的弹力方向的判断中正确的是()

A．可能沿OA方向

B．一定沿OB方向

C．可能沿OC方向

D．可能沿OD方向

解析：台球与球桌边框碰撞时，受到边框的弹力作用，弹力的方向应与边框垂直，即沿OB方向，故选B.答案：B

3．如图所示，一小车的表面由一光滑水平面和光滑斜面连接而成，其上放一球，球与水平面的接触点为a，与斜面的接触点为b.当小车和球一起在水平桌面上做直线运动时，下列结论正确的是()

A．球在a、b两点处一定都受到支持力

B．球在a点一定受到支持力，在b点处一定不受支持力

C．球在a点一定受到支持力，在b点处不一定受到支持力

D．球在a点处不一定受到支持力，在b点处也不一定受到支持力

答案：D

4.(2010·重庆联合诊断)如图所示，质量为m的球置于斜面上，被一个竖直挡板挡住．现用一个力F拉斜面，使斜面在水平面上做加速度为a的匀加速直线运动，忽略一切摩擦，以下说法中正确的是()

A．若加速度足够小，竖直挡板对球的弹力可能为零

B．若加速度足够大，斜面对球的弹力可能为零

C．斜面和挡板对球的弹力的合力等于ma

D．斜面对球的弹力不仅有，而且是一个定值

解析：球在重力、斜面的支持力和挡板的弹力作用下做加速运动，则球受到的合力水平向右，为ma，如图所示，设斜面倾角为θ，挡板对球的弹力为F1，由正交分解法得：F1－Nsin

θ＝ma，Ncos

θ＝G，解之得：F1＝ma＋Gtan

θ，可见，弹力为一定值，D正确．

答案：D

5.如图所示，小球B放在真空容器A内，球B的直径恰好等于正方体A的边长，将它们以初速度v0竖直向上抛出，下列说法中正确的是()

A．若不计空气阻力，上升过程中，A对B有向上的支持力

B．若考虑空气阻力，上升过程中，A对B的压力向下

C．若考虑空气阻力，下落过程中，B对A的压力向上

D．若不计空气阻力，下落过程中，B对A的压力向下

解析：若不计空气阻力，则整个系统处于完全失重状态，所以A、B间无作用力，选项A

D错；若考虑空气阻力，则上升过程中，a上>g，所以A对B压力向下，在下降过程，a下

答案：B

以题说法

1．弹力方向的判断方法

(1)根据物体产生形变的方向判断．

(2)根据物体的运动情况，利用平衡条件或牛顿第二定律判断，此法关键是先判明物体的运动状态(即加速度的方向)，再根据牛顿第二定律确定合力的方向，然后根据受力分析确定弹力的方向．

2．弹力大小的计算方法

(1)一般物体之间的弹力，要利用平衡条件或牛顿第二定律来计算．

(2)弹簧的弹力，由胡克定律(F＝kx)计算．

6.(2010·无锡市期中考试)如图所示，带有长方体盒子的斜劈A放在固定的斜面体C的斜面上，在盒子内放有光滑球B，B恰与盒子前、后壁P、Q点相接触．若使斜劈A在斜面体C上静止不动，则P、Q对球B无压力．以下说法正确的是()

A．若C的斜面光滑，斜劈A由静止释放，则P点对球B有压力

B．若C的斜面光滑，斜劈A以一定的初速度沿斜面向上滑行，则P、Q对球B均无压力

C．若C的斜面粗糙，斜劈A沿斜面匀速下滑，则P、Q对球B均无压力

D．若C的斜面粗糙，斜劈A沿斜面加速下滑，则P点对球B有压力

解析：若C的斜面光滑，无论A由静止释放还是沿斜面向上滑行，通过对A、B整体受力分析可知，整体具有沿斜面向下的加速度，B球所受合力应沿斜面向下，故Q点对球B有压力，A、B项错；若C的斜面粗糙，斜劈A匀速下滑时，整体所受合力为零，故P、Q不可能对球B有压力，C项正确；若C的斜面粗糙，斜劈A加速下滑时，A、B整体具有沿斜面向下的加速度，故球B所受合力也应沿斜面向下，故Q点一定对球B有压力，D项正确．

答案：C

7.(2009·山东卷，16)如图所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O为球心．一质量为m的小滑块，在水平力F的作用下静止于P点．设滑块所受支持力为FN，OP与水平方向的夹角为θ.下列关系正确的是()

解析：物体受力情况如右图所示，由物体的平衡条件可得

Nsin

θ＝mg，Ncos

θ＝F，联立解得N＝mg/sin

θ，F＝mg/tan

θ，故只有A正确．

答案：A

题型2：胡克定律的运用

8.如图所示，在水平传送带上有三个质量分别为m1、m2、m3的木

块1、2、3,1和2及2和3间分别用原长为L，劲度系数为k的轻弹簧连接起来，木块与传送带间的动摩擦因数为μ，现用水平细绳将木块1固定在左边的墙上，传送带按图示方向匀速运动，当三个木块达到平衡后，1、3两木块之间的距离是()

A．2L＋μ(m2＋m3)g/k

B．2L＋μ(m2＋2m3)g/k

C．2L＋μ(m1＋m2＋m3)g/k

D．2L＋μm3g/k

解析：当三木块达到平衡状态后，对木块3进行受力分析，可知2和3间弹簧的弹力等于木块3所受的滑动摩擦力，即μm3g＝kx3，解得2和3间弹簧伸长量为同理以2木块为研究对象得：kx2＝kx3＋μm2g，即1和2间弹簧的伸长量为1、3两木块之间的距离等于弹簧的原长加上伸长量，即2L＋μ(m2＋2m3)g/k，选项B正确．

9.(2010·成都市高三摸底测试)缓冲装置可抽象成如图所示的简单模型，图中A、B为原长相等，劲度系数分别为k1、k2(k1≠k2)的两个不同的轻质弹簧．下列表述正确的是()

A．装置的缓冲效果与两弹簧的劲度系数无关

B．垫片向右移动稳定后，两弹簧产生的弹力之比F1∶F2＝k1∶k2

C．垫片向右移动稳定后，两弹簧的长度之比l1∶l2＝k2∶k1

D．垫片向右移动稳定后，两弹簧的压缩量之比x1∶x2＝k2∶k1

解析：装置的缓冲效果与两弹簧的劲度系数有关，劲度系数越小，缓冲效果

越好，所以A错．根据力的作用是相互的可知：轻质弹簧A、B中的弹力是相等的，即k1x1＝k2x2，所以F1∶F2＝1∶1，两弹簧的压缩量之比x1∶x2＝k2∶k1，故B、C错，D正确．

答案：D

解析：装置的缓冲效果与两弹簧的劲度系数有关，劲度系数越小，缓冲效果越好，所以A错．根据力的作用是相互的可知：轻质弹簧A、B中的弹力是相等的，即k1x1＝k2x2，所以F1∶F2＝1∶1，两弹簧的压缩量之比x1∶x2＝k2∶k1，故B、C错，D正确．

答案：D

10.如图所示，质量为2m的物体A经一轻质弹簧与地面上的质量为3m的物体B相连，弹簧的劲度系数为k，一条不可伸长的轻绳绕过定滑轮，一端连物体A，另一端连一质量为m的物体C，物体A、B、C都处于静止状态．已知重力加速度为g，忽略一切摩擦．

(1)求物体B对地面的压力；

(2)把物体C的质量改为5m，这时C缓慢下降，经过一段时间系统达到新的平衡状态，这时B仍没离开地面，且C只受重力和绳的拉力作用，求此过程中物体A上升的高度．

解析：(1)对AB整体：mg＋N＝5mg，所以N＝4mg.(2)对C：FT＝5mg，对A：FT＝Fk＋2mg，所以Fk＝3mg，即kx1＝3mg，x1＝

开始时，弹簧的压缩量为x2，则kx2＝mg，所以A上升的高度为：hA＝x1＋x2＝.答案：(1)4mg(2)

二、摩擦力

题型1：静摩擦力的有无及方向的判定

11.如图4所示，一斜面体静止在粗糙的水平地面上，一物体恰能在斜面体上沿斜面匀速下滑，可以证明此时斜面不受地面的摩擦力作用．若沿平行于斜面的方向用力F向下推此物体，使物体加速下滑，斜面体依然和地面保持相对静止，则斜面体受地面的摩擦力()

A．大小为零

B．方向水平向右

C．方向水平向左

D．大小和方向无法判断

解析：物体由斜面上匀速下滑时，斜面体对物体的作用力与物体的重力等大反向，因此斜面体对物块的作用力竖直向上，根据物体间相对作用，物体对斜面体的作用力竖直向下；若沿平行于斜面的方向用力F向下推此物体，使物体加速下滑，物体对斜面体的作用力大小方向不变，因此地面对斜面体的摩擦力仍然为零，A正确．

答案：A

静摩擦力方向的判断方法

1．假设法

2．状态法：根据二力平衡条件、牛顿第二定律或牛顿第三定律，可以判断静摩擦力的方向．假如用一水平力推桌子，若桌子在水平地面上静止不动，这时地面会对桌子施一静摩擦力．根据二力平衡条件可知，该静摩擦力的方向与推力的方向相反，加速状态时物体所受的静摩擦力可由牛顿第二定律确定．

3．利用牛顿第三定律(即作用力与反作用力的关系)来判断．此法关键是抓住“力是成对出现的”，先确定受力较少的物体受到的静摩擦力方向，再根据“反向”确定另一物体受到的静摩擦力．

12.如图所示，一个木块放在固定的粗糙斜面上，今对木块施一个既与斜面底边平行又与斜面平行的推力F，木块处于静止状态，如将力F撤消，则木块()

A．仍保持静止

B．将沿斜面下滑

C．受到的摩擦力大小不变

D．受到的摩擦力方向不变

解析：有力F作用时，木块在斜面内的受力如图，且f＝

当撤去力F后，木块只受mgsinθ和f

′，且f

′

答案：A

13.如图所示，甲物体在水平外力F的作用下静止在乙物体上，乙物体静止在水平面上．现增大外力F，两物体仍然静止，则下列说法正确的是()

A．乙对甲的摩擦力一定增大

B．乙对甲的摩擦力方向一定沿斜面向上

C．乙对地面的摩擦力一定增大

D．乙对地面的压力一定增大

解析：若未增大F时甲受到的静摩擦力向上，则增大F后甲受到的静摩擦力向上可以但减小，A项错误；F增大到一定的值时使甲有向上运动的趋势，此时乙对甲的摩擦力则沿斜面向下，B项错误；由整体法可知，地面对乙的摩擦力与F等大反向，因此F增大，地面对乙的摩擦力增大，即乙对地面的摩擦力也增大，C项正确；整体分析可知，地面对乙的支持力始终等于系统的总重力，因此乙对地面的压力也保持不变，D项错误．

答案：C

14.如图所示，圆柱体的A点放有一质量为M的小物体P，使圆柱体缓慢匀速转动，带动P从A点转到A′点，在这个过程中P始终与圆柱体保持相对静止．那么P所受静摩擦力f的大小随时间t的变化规律是()

解析：P与圆柱体之间的摩擦力是静摩擦力．P随圆柱体从A转至最高点的过程中Ff＝mgsin

θ＝mgcos(α＋ωt)(α为OA与水平线的夹角)，摩擦力的大小变化情况以最高点为对称．所以A正确．

答案：A

题型2：摩擦力的分析与计算

摩擦力大小的计算方法：在计算摩擦力的大小之前，必须首先分析物体的运动情况，判明是滑动摩擦，还是静摩擦．

(1)滑动摩擦力的计算方法：

可用f＝μN计算．最关键的是对相互挤压力FN的分析，并不总是等于物体的重力，它跟研究物体受到的垂直于接触面方向的力密切相关．

(2)静摩擦力的计算方法

一般应根据物体的运动情况(静止、匀速运动或加速运动)，利用平衡条件或牛顿运动定律列方程求解．

15.如图所示，质量分别为m和M两物体P和Q叠放在倾角为θ的斜面上，P、Q之间的动摩擦因数为μ1，Q与斜面间的动摩擦因数为μ2.当它们从静止开始沿斜面滑下时，两物体始终保持相对静止，则物体P受到的摩擦力大小为()

A．0

B．μ1mgcosθ

C．μ2mgcosθ

D．(μ1＋μ2)mgcosθ

解析：当物体P和Q一起沿斜面加速下滑时，其加速度a＝gsinθ－μ2gcosθ

因为P和Q相对静止，所以P和Q之间的摩擦力为静摩擦力．

对物体P应用牛顿第二定律得mgsin

θ－f＝ma

所以f＝μ2mgcosθ，故选C.答案：C

16.如图所示，一根自然长度为l0的轻弹簧和一根长度为a的轻绳连接，弹簧的上端固定在天花板的O点上，P是位于O点正下方的光滑轻小定滑轮，已知OP＝l0＋a.现将绳的另一端与静止在动摩擦因数恒定的水平地面上的滑块A相连，滑块对地面有压力作用．再用一水平力F作用于A使之向右做直线运动(弹簧的下端始终在P之上)，对于滑块A受地面滑动摩擦力下列说法中正确的是()

A．逐渐变小

B．逐渐变大

C．先变小后变大

D．大小不变

解析：本题考查力的平衡条件、胡克定律．物块在开始位置，受到重力G和支持力N，弹簧的拉力F＝kx0，F＋N＝G，N＝G－kx0；当物块滑到右边某一位置时，弹簧的伸长量为x，绳与地面的夹角为α，由竖直方向平衡，N′＋kx·sin

α＝G，即N′＝G－kx0＝N，支持力不变化，滑动摩擦力f＝μN不变化，D正确．

答案：D

三、力的合成与分解

力有哪些分解方法？

1．按力的效果分解法

(1)根据力的实际作用效果确定两个实际分力的方向；

(2)再根据两个实际分力方向画出平行四边形；

(3)最后由平行四边形知识求出两分力的大小．

2．正交分解法

(1)定义：把一个力分解为相互垂直的分力的方法．

(2)优点：把物体所受的不同方向的各个力都分解到相互垂直的两个方向上去，然后再求每个方向上的分力的代数和，这样就把复杂的矢量运算转化成了简单的代数运算，最后再求两个互成90°角的力的合力就简便多了．

(3)运用正交分解法解题的步骤

①正确选择直角坐标系，通常选择共点力的作用点为坐标原点，直角坐标x、y的选择可按下列原则去确定：尽可能使更多的力落在坐标轴上．沿物体运动方向或加速度方向设置一个坐标轴．

17.如图是某同学对颈椎病人设计的一个牵引装置的示意图，一根

绳绕过两个定滑轮和动滑轮后各挂着一个相同的重物，与动滑轮相连的帆布带拉着病人的颈椎(图中是用手指代替颈椎做实验)，整个装置在同一竖直平面内．如果要增大手指所受的拉力，可采取的办法是()

①．只增加绳的长度

②．只增加重物的重量

③．只将手指向下移动

④．只将手指向上移动

.①④正确

.②③正确

.①③正确

.②④正确

答案：B

18.作用于O点的三力平衡，设其中一个力大小为F1，沿y轴正方向，力F2大小未知，与x轴负方向夹角为θ，如图所示，下列关于第三个力F3的判断中正确的是()

A．力F3只能在第四象限

B．力F3与F2夹角越小，则F2和F3的合力越小

C．力F3的最小值为F2cosθ

D．力F3可能在第一象限的任意区域

答案：C

19.在去年5·12汶川大地震的救援行动中，千斤顶发挥了很大作用，如图所示是剪式千斤顶，当摇动手把时，螺纹轴就能迫使千斤顶的两臂靠拢，从而将汽车顶起．当车轮刚被手把顶起时汽车对千斤顶的压力为1.0×105

N，此时千斤顶两臂间的夹角为120°，则下列判断正确的是()

A．此时两臂受到的压力大小均为5.0×104

B．此时千斤顶对汽车的支持力为2.0×105

C．若继续摇动手把，将汽车顶起，两臂受到的压力将增大

D．若继续摇动手把，将汽车顶起，两臂受到的压力将减小

解析：把压力分解，得到此时两臂受到的压力大小均为1.0×105

N，由牛顿第三定律，千斤顶对汽车的支持力为1.0×105

N，若继续摇动手把，两臂间的夹角减小，而在合力不变时，两分力减小．

答案：D

20.2008年北京奥运会，我国运动员陈一冰勇夺吊环冠军，其中有一个高难度的动作就是先双手撑住吊环，然后身体下移，双臂缓慢张开到如图2－3－15所示位置，则在两手之间的距离增大过程中，吊环的两根绳的拉力FT(两个拉力大小相等)及它们的合力F的大小变化情况为()

A．FT增大，F不变

B．FT增大，F增大

C．FT增大，F减小

D．FT减小，F不变

四、物体的受力分析

21.在机场货物托运处，常用传送带运送行李和货物，如图所示，靠在一起的两个质地相同，质量和大小均不同的包装箱随传送带一起上行，下列说法正确的是()

A．匀速上行时b受3个力作用

B．匀加速上行时b受4个力作用

C．若上行过程传送带因故突然停止时，b受4个力作用

D．若上行过程传送带因故突然停止后，b受的摩擦力一定比原来大

解析：由于两包装箱的质地相同，则动摩擦因数相同．无论两包装箱匀速、匀加速运动，ab之间均无相对运动趋势，故无相互作用力，包装箱b只受三个力的作用，选项A正确；当传送带因故突然停止时，两包装箱加速度仍然相同，故两者之间仍无相互作用力，选项C错误；传送带因故突然停止时，包装箱受到的摩擦力与停止前无法比较，所以选项D错误．

答案：A

22.如图所示，物体A靠在竖直墙面上，在力F作用下，A、B保持静止．物体B的受力个数为()

A．2

B．3

C．4

D．5

解析：以A为研究对象，受力情况如下图甲所示，此时，墙对物体A没有支持力(此结论可利用整体法得出)

再以B为研究对象，结合牛顿第三定律，其受力情况如上图乙所示，即要保持物体B平衡，B应受到重力、压力、摩擦力、力F四个力的作用，正确选项为C.答案：C

思考讨论

(1)若物体A被固定在墙上，其他条件不变，则物体B可能受几个力的作用．

(2)若将力F改为水平向左的力作用在物体B上，其他条件不变，则物体A、B分别受几个力的作用．

解析：(1)若A被固定在墙上，则B可能只受重力和力F两个力的作用，也可能受到重力、力F、A对B的压力、A对B的摩擦力四个力的作用．