高中物理 受力分析 牛頓定律 題型總結(jié)歸納

1、受力分析與牛頓定律知識(shí)點(diǎn)1 力（1） 力的性質(zhì)：物質(zhì)性（力不能脫離物體單獨(dú)存在）；相互性；矢量性；作用效果（發(fā)生形變或改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)）；測(cè)量工具（2） 重力和萬有引力的聯(lián)系；重力和緯度，高度的關(guān)系；重心和測(cè)量方法（3） 彈力產(chǎn)生條件(直接接觸，有彈性形變);怎么判斷有無彈力（假設(shè)法： 替換法 狀態(tài)法）;怎么判斷彈力方向（彈簧，輕繩，球，輕桿）;怎么計(jì)算彈力大小;繩子拉力的處理（4） 摩擦力產(chǎn)生條件；正確理解動(dòng)摩擦力和靜摩擦力中的“動(dòng)”與“靜”的含義；滑動(dòng)摩擦力方向的判斷；摩擦力的有無、方向判斷及大小計(jì)算；說明：摩擦力總是起阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)的作用，并不是阻礙物體的運(yùn)動(dòng). “與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反”不能等同

2、于“與運(yùn)動(dòng)方向相反”。絕對(duì)不能說:靜止的物體受到的摩擦力是靜摩擦力，運(yùn)動(dòng)物體受到的摩擦力是滑動(dòng)摩擦力。摩擦力和彈力都是接觸力，有摩擦力時(shí)必定有彈力，有彈力不一定有摩擦力?；瑒?dòng)摩擦力的大小與接觸面的大小、物體運(yùn)動(dòng)的速度和加速度無關(guān)，只由動(dòng)摩擦因數(shù)和正壓力兩個(gè)因素決定，而動(dòng)摩擦因數(shù)由兩接觸面材料的性質(zhì)和粗糙程度有關(guān)例1：如圖所示，物體A靠在豎直墻壁上，在豎直向上的力F作用下，A、B一起勻速向上運(yùn)動(dòng)。則物體A和物體B的受力個(gè)數(shù)分別為 ()A2,3 B3,4 C4,4 D5,4解析：彈力是摩擦力產(chǎn)生的必要條件，兩接觸面間存在摩擦力，則接觸面間一定有彈力；但兩接觸面間存在彈力，卻不一定存在摩擦力。要有摩

3、擦力還要具備以下兩個(gè)條件：兩接觸面不光滑；接觸的兩物體間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。例2：如圖所示，質(zhì)量分別為m、2m的物體A、B由輕質(zhì)彈簧相連后放置在勻速上升的電梯內(nèi)，當(dāng)電梯鋼索斷裂的瞬間，物體B的受力個(gè)數(shù)為 ()A2 B3 C4 D1例3：如圖所示，甲、乙兩彈簧秤長度相同，串聯(lián)起來系住一個(gè)400N重物.兩彈簧秤量程不同：甲量程為500N，乙量程為1000N.這時(shí)兩彈簧秤讀數(shù)大小分別是 ，兩彈簧秤簧伸長長度相比較， 更長。例4：如圖所示，有三個(gè)相同的物體疊放在一起，置于粗糙的水平地面上，現(xiàn)用水平力F作用在B上，三個(gè)物體仍然靜止，下列說法中正確的是()A. B對(duì)A有摩擦力作用 B. B受到A、

4、C的摩擦力作用 C. B只受到C的摩擦力作用 D. 地面對(duì)C有摩擦力作用，大小等于F例5：如圖所示，質(zhì)量為1kg的物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.2，從t0開始以初速度v0沿水平地面向右滑行，同時(shí)受到一個(gè)水平向左的恒力F1N的作用，g取10m/s2，向右為正方向，該物體受到的摩擦力Ff隨時(shí)間變化的圖象是(最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力) ()知識(shí)點(diǎn)2 受力分析一般來說，對(duì)于處于靜態(tài)平衡的物體，我們一般采用力的合成與分解法，正交分解法以及整體法與隔離法去分析；對(duì)于動(dòng)態(tài)平衡問題，我們多采用圖解法、解析法、相似三角形法等方法去解決。選取對(duì)象隔離物體畫出受力示意圖檢驗(yàn)注意事項(xiàng)：.只分析研究對(duì)象所受的力，不分析

5、研究對(duì)象對(duì)其它物體所施的力.對(duì)于分析出的每個(gè)力，都應(yīng)該能找出其施力物體.(可以防止添力) .合力和分力不能同時(shí)作為物體所受的力知識(shí)點(diǎn)3 整體法與隔離法在物理問題中，當(dāng)分析相互作用的兩個(gè)或兩個(gè)以上物體整體的受力情況及分析外力對(duì)系統(tǒng)的作用時(shí)，宜用整體法；而在分析系統(tǒng)內(nèi)各物體(或一個(gè)物體各部分)間的相互作用時(shí)常用隔離法。對(duì)一些較復(fù)雜問題，通常需要多次選取研究對(duì)象，交替使用整體法和隔離法。(1)若系統(tǒng)內(nèi)各物體具有相同的加速度，且要求物體間的相互作用力時(shí)，一般先用整體法由牛頓第二定律求出系統(tǒng)的加速度(注意Fma中質(zhì)量m與研究對(duì)象對(duì)應(yīng))，再根據(jù)題目要求，將其中的某個(gè)物體(受力數(shù)少的物體)進(jìn)行隔離分析并求解

6、它們之間的相互作用力，即“先整體求加速度，后隔離求內(nèi)力”。(2)若系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)物體加速度不相同，又不需要求系統(tǒng)內(nèi)物體間的相互作用力時(shí)，可利用牛頓第二定律對(duì)系統(tǒng)整體列式(F合m1a1m2a2)，減少未知的內(nèi)力，簡化數(shù)學(xué)運(yùn)算。(3)若系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)物體的加速度不相同，又需要知道物體間的相互作用力時(shí)，往往把物體從系統(tǒng)中隔離出來，分析物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況，并分別應(yīng)用牛頓第二定律列出方程。例6： 如圖所示，水平地面上的L形木板M上放著 小木塊m，M與m間有一處于壓縮狀態(tài)的彈簧，整 個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài).試在圖中畫出長木板和小物塊的受力圖. 1：(多選)如圖所示，水平地面粗糙，A、B兩同學(xué)站在地上水平推墻。甲

7、圖中A向前推B，B向前推墻；乙圖中A、B同時(shí)向前推墻。每人用力的大小都為F，方向水平，則下列說法中正確的是 ()A甲圖方式中墻受到的推力為2F B乙圖方式中墻受到的推力為2F C甲圖方式中兩位同學(xué)受到地面的摩擦力大小都為F D乙圖方式中兩位同學(xué)受到地面的摩擦力大小部為F例7：如圖所示，若有4個(gè)完全相同的籃球，并排放在傾角為30的固定斜面上，各籃球依次標(biāo)為“2、0、1、4”，其中4號(hào)籃球被豎直板擋住，不計(jì)所有接觸處的摩擦，則1號(hào)籃球跟4號(hào)籃球間與4號(hào)籃球跟擋板間的彈力之比為( )A. B. C. D. 例8：如圖所示,A、B兩木塊放在水平面上,它們之間用細(xì)線相連,兩次連接情況中細(xì)線傾斜方向不同但

8、傾角一樣,兩木塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同。先后用水平力F1和F2拉著A、B一起勻速運(yùn)動(dòng),則() A. F1F2 B. F1=F2 C. FT1FT2 D. FT1=FT2 知識(shí)點(diǎn)4 動(dòng)態(tài)平衡1.動(dòng)態(tài)平衡：物體受到大小方向變化的力而保持平衡。是受力分析問題中的難點(diǎn)，也是高考熱門考點(diǎn)。2.在共點(diǎn)力的平衡中，有些題目中常有“緩慢”一詞，表示物體在受力過程中處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，即每一時(shí)刻下物體都保持平衡。3.基本方法：解析法、圖解法和相似三角形法. 知識(shí)點(diǎn)5 解析法解析法：對(duì)研究對(duì)象的任一狀態(tài)進(jìn)行受力分析，建立平衡方程，求出未知力的函數(shù)表達(dá)式，然后根據(jù)自變量的變化進(jìn)行分析。通常需要借助正交分解法和力的

9、合成分解法。特別適合解決四力以上的平衡問題。例9： 如圖所示,上表面光滑的半圓柱體放在水平面上,小物塊從靠近半圓柱體頂點(diǎn)O的A點(diǎn),在外力F作用下沿圓弧緩慢下滑到B點(diǎn),此過程中F始終沿圓弧的切線方向且半圓柱體保持靜止?fàn)顟B(tài)。下列說法中正確的是() A. 半圓柱體對(duì)小物塊的支持力變大 B. 外力F先變小后變大 C. 地面對(duì)半圓柱體的摩擦力先變大后變小 D. 地面對(duì)半圓柱體的支持力變大 例10：如圖1所示，用細(xì)繩通過定滑輪沿豎直光滑的墻壁勻速向上拉動(dòng)，則拉力和墻壁對(duì)球的支持力的變化情況如何？知識(shí)點(diǎn)6 圖解法圖解法常用來解決動(dòng)態(tài)平衡類問題，尤其適合物體只受三個(gè)力作用，且其中一個(gè)為恒力的情況。根據(jù)平行四邊

10、形(三角形)定則，將三個(gè)力的大小、方向放在同一個(gè)三角形中. 利用鄰邊及其夾角跟對(duì)角線的長短關(guān)系分析力大小變化情況。因此圖解法具有直觀、簡便的特點(diǎn)。在應(yīng)用時(shí)需正確判斷某個(gè)分力方向的變化情況及變化范圍，也常用于求極值問題。1. 恒力F+某一方向不變的力例11：如圖所示，在固定的、傾角為斜面上，有一塊可以轉(zhuǎn)動(dòng)的夾板（不定），夾板和斜面夾著一個(gè)質(zhì)量為m的光滑均質(zhì)球體，試求：取何值時(shí)，夾板對(duì)球的彈力最?。坷?2： 如圖所示,三根長度均為L的輕繩分別連接于C、D兩點(diǎn),A、B兩端被懸掛在水平天花板上,相距2L。現(xiàn)在C點(diǎn)上懸掛一個(gè)質(zhì)量為m的重物,為使CD繩保持水平,在D點(diǎn)上可施加力的最小值是多少？歸納：物體受

11、到三個(gè)力而平衡，若其中一個(gè)力大小方向不變，另一個(gè)力的方向不變，第三個(gè)力大小方向都變，在這種情況下，當(dāng)大小、方向可改變的分力與方向不變、大小可變的分力垂直時(shí)，存在最小值。例13： 如圖3裝置，AB為一光滑輕桿，在B處用鉸鏈固定于豎墻壁上，AC為不可伸長的輕質(zhì)拉索，重物可在AB桿上滑行。(1)畫出重物W 移動(dòng)到AB桿中點(diǎn)，AB桿的受力分析。 (2)試分析當(dāng)重物W從A端向B端緩慢滑行的過程中，繩索中拉力的變化情況以及墻對(duì)AB桿作用力的變化情況。 2.恒力F+某一大小不變的力三力中有一個(gè)力確定即大小、方向不變，一個(gè)力大小確定，這個(gè)力的方向及第三個(gè)力的大小、方向變化情況待定。這類題目需要輔助圓圖解法。例

12、14：如圖所示，在做“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，用M、N兩個(gè)測(cè)力計(jì)通過細(xì)線拉橡皮條的結(jié)點(diǎn)，使其到達(dá)O點(diǎn)，此時(shí)+=90然后保持M的讀數(shù)不變，而使角減小，為保持結(jié)點(diǎn)位置不變，可采用的辦法是（ ）A 減小N的讀數(shù)同時(shí)減小角 B 減小N的讀數(shù)同時(shí)增大角C 增大N的讀數(shù)同時(shí)增大角 D 增大N的讀數(shù)同時(shí)減小角例15：如圖7所示，質(zhì)量為m的小球，用一細(xì)線懸掛在點(diǎn)0處現(xiàn)用一大小恒定的外力F(Fmg)，慢慢將小球拉起，在小球可能的平衡位置中，細(xì)線與豎直方向的最大的偏角是多少? 3.恒力F+某一大小不變的角ACB例16： 如圖所示的裝置,用兩根細(xì)繩拉住一個(gè)小球,兩細(xì)繩間的夾角為,細(xì)繩AC呈水平狀態(tài).現(xiàn)將整

13、個(gè)裝置在紙面內(nèi)順時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)動(dòng),共轉(zhuǎn)過90.在轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中,CA繩中的拉力F1和CB繩中的拉力F2的大小發(fā)生變化,即( )AF1先變小后變大BF1先變大后變小CF2逐漸減小DF2最后減小到零知識(shí)點(diǎn)7 相似三角形法相似三角形法是解平衡問題時(shí)常遇到的一種方法，屬于圖解法的特例情況。正確作出力的三角形后，如能判定力的三角形與圖形中已知長度的三角形（幾何三角形）相似，則可用相似三角形對(duì)應(yīng)邊成比例求出三角形中力的比例關(guān)系，從而達(dá)到求未知量的目的。往往涉及三個(gè)力，其中一個(gè)力為恒力，另兩個(gè)力的大小和方向均發(fā)生變化，則此時(shí)用相似三角形分析。解題的關(guān)鍵是正確的受力分析，尋找力三角形和結(jié)構(gòu)三角形相似。例17：如圖所

14、示，半徑為的球形物體固定在水平地面上，球心正上方有一光滑的小滑輪，滑輪到球面的距離為，輕繩的一端系一小球，靠放在半球上的點(diǎn)，另一端繞過定滑輪后用力拉住，使小球靜止，現(xiàn)緩慢地拉繩，在使小球由到的過程中，半球?qū)π∏虻闹С至屠K對(duì)小球的拉力的大小變化的情況是（）、變大，變小、變小，變大、變小，先變小后變大、不變，變小例18： (多選) 一輕桿BO，其O端用光滑鉸鏈鉸于固定豎直桿AO上，B端掛一重物，且系一細(xì)繩，細(xì)繩跨過桿頂A處的光滑小滑輪，用力F拉住，如圖所示現(xiàn)將細(xì)繩緩慢往左拉，使桿BO與桿AO間的夾角逐漸減小，則在此過程中，拉力F及桿BO所受壓力FN的大小變化情況是（ ） A . FN先減小，后增

15、大B . FN始終不變C . F先減小，后增大D . F始終不變例19：如圖所示，質(zhì)量不計(jì)的定滑輪用輕繩懸掛在B點(diǎn)，另一條輕繩一端系重物C，繞過滑輪后，另一端固定在墻上A點(diǎn)，若改變B點(diǎn)位置使滑輪位置發(fā)生移動(dòng)，但使A段繩子始終保持水平，則可以判斷懸點(diǎn)B所受拉力FT的大小變化情況是（ ）A若B向左移，F(xiàn)T將增大B若B向右移，F(xiàn)T將增大C無論B向左、向右移，F(xiàn)T都保持不變D無論B向左、向右移，F(xiàn)T都減小 例20： 如圖所示，兩相距L的豎直桿，用一根長度大于L的細(xì)繩分別固定在桿的A、B兩點(diǎn)，細(xì)繩上用一光滑的掛鉤吊一個(gè)重物，其重力為G.當(dāng)上下移動(dòng)A端的懸掛點(diǎn)時(shí)，G可自由移動(dòng)，若將B點(diǎn)緩慢向桿下方移動(dòng)一小

16、段時(shí)，繩上張力的變化情況是（ ）A. 均不變 B. 均變大 C. 均變小 D. 均先變小后變大 （注：如果桿B左右移動(dòng)時(shí)繩中張力如何變化？） 知識(shí)點(diǎn)8 假設(shè)法假設(shè)法，就是以已有的經(jīng)驗(yàn)和已知的事實(shí)為基礎(chǔ)，對(duì)所求知的結(jié)果、結(jié)論或現(xiàn)象的原因作推測(cè)性或假定性的說明，然后根據(jù)物理規(guī)律進(jìn)行分析、推理和驗(yàn)證。假設(shè)法主要有兩種情況：(1)假設(shè)某條件存在或不存在，進(jìn)而判斷由此帶來的現(xiàn)象是否與題設(shè)條件相符。(2)假設(shè)處于題設(shè)中的臨界狀態(tài)，以題為依據(jù)，尋求問題的切入點(diǎn)，進(jìn)而解決該問題。例21： (多選)如圖所示，豎直平面內(nèi)質(zhì)量為m的小球與三條相同的輕質(zhì)彈簧相連接。靜止時(shí)相鄰兩彈簧間的夾角均為120，已知彈簧a、b對(duì)

17、小球的作用力均為F，則彈簧c對(duì)此小球的作用力的大小可能為()A. F B. FmgC. Fmg D. mgF知識(shí)點(diǎn)9 疊加體問題例22：(多選)如圖所示，粗糙水平面上放置質(zhì)量分別為m和2m的四個(gè)木塊，其中兩個(gè)質(zhì)量為m的木塊間用一不可伸長的輕繩相連，木塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為，兩木塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，認(rèn)為最大靜摩擦力大小等于滑動(dòng)摩擦力?，F(xiàn)用水平拉力F拉其中一個(gè)質(zhì)量為2m的木塊，使四個(gè)木塊一起勻速運(yùn)動(dòng)，則需要滿足的條件是()A. 木塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)最大為B. 木塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)最大為C. 水平拉力F最大為2mgD. 水平拉力F最大為3mg例23：如圖,物體A疊放在物體B上，B

18、置于光滑水平面上。A，B質(zhì)量分別為mA=6kg，mB=2kg，A，B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.2，開始時(shí)F=10N，此后逐漸增加，在增大到45N的過程中，（g=10N/kg）則（ ）A當(dāng)拉力F12N時(shí)，兩物體均保持靜止?fàn)顟B(tài)B兩物體開始沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)拉力超過12N時(shí)，開始相對(duì)滑動(dòng)C兩物體間從受力開始就有相對(duì)運(yùn)動(dòng)D兩物體間始終沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)例24：如圖1所示，在光滑水平面上疊放著甲、乙兩物體?，F(xiàn)對(duì)甲施加水平向右的拉力F，通過傳感器可測(cè)得甲的加速度a隨拉力F變化的關(guān)系如圖2所示。已知重力加速度g=10 m/s2，由圖線可知（ ）A甲的質(zhì)量mA=2kg B甲的質(zhì)量mA=6kgC甲、乙間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.2

19、D甲、乙間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.6知識(shí)點(diǎn)10 連接體問題例25：如圖所示，質(zhì)量均為m=3kg的物塊A、B緊挨著放置在粗糙的水平地面上，物塊A的左側(cè)連接一勁度系數(shù)為k=l00N/m的輕質(zhì)彈簧，彈簧另一端固定在豎直墻壁上。開始時(shí)兩物塊壓緊彈簧并恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)使物塊B在水平外力F作用下向右做 a= 2m/s2的勻加速直線運(yùn)動(dòng)直至與A分離，已知兩物塊與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)均為=0.5，g=l0m/s2。求： (1)物塊A、B分離時(shí)，所加外力F的大??；(2)物塊A、B由靜止開始運(yùn)動(dòng)到分離所用的時(shí)間。例26：(多選)質(zhì)量分別為M和m的物塊形狀大小均相同，將它們通過輕繩跨過光滑定滑輪連接，如圖甲所示，繩子平行于傾角為的斜面，M恰好能靜止在斜面上，不考慮M、m與斜面之間的摩擦若互換兩物塊位置，按圖乙放置，然后釋