18-19 第3章 习题课2　物体的受力分析.pdfVIP

习题课2物体的受力分析

[学习目标]1.进一步娴熟判定弹力的方向，能依据平衡法、假设法判定弹

力的有无及方向.2.进一步娴熟驾驭静摩擦力、滑动摩擦力的有无和方向判定，驾

驭其大小计算方法.3.学会对物体进行受力分析的方法．

[合作探究·攻重难]

弹力的大小和方向

1．推断弹力方向时应留意以下4点

(1)绳中的弹力肯定沿着绳且指向绳收缩的方向；

(2)弹簧中的弹力方向与形变方向相反；

(3)轻杆可以拉物体也可以支撑物体，轻杆的弹力方向可能沿着杆也可能不

沿杆；

(4)球面接触时，弹力方向与球面的切平面垂直，弹力的作用线必过球心．

2．弹力大小的计算方法

(1)弹簧的弹力大小：

用胡克定律F＝kx来计算，公式ΔF＝kΔx可作为胡克定律的推论运用．

(2)处于静止状态或匀速直线运动状态的物体的弹力大小：用物体的平衡条

件来计算．

如图1所示，一劲度系数为k2的弹簧竖直地放在桌面上，上面压一

质量为m的物体，另一劲度系数为k1的弹簧竖直地放在物体上面，其下端与

体的上表面连接在一起，两个弹簧的质量都不计．要想使物体在静止时下面弹簧

承受的压力减小为原来的，应将上面弹簧的上端A竖直提高一段距离d，则d

应为多大？

图1

思路点拨：①弹簧的上端竖直上移之前和之后物体均处于平衡状态．②弹簧

的上端竖直上移的距离等于上面弹簧的伸长量与下面弹簧削减的压缩量之和．

【解析】物体处于平衡状态，在竖直方向上所受的合外力为零．当上面的

弹簧没有作用力时，下面弹簧对物体的支持力等于物体的重力，所以下面弹簧的

压缩量为Δx1＝

当上面弹簧提起时，下面弹簧的弹力减小为物体重力的，设此时弹簧的压

缩量为Δx，则kΔx＝，得Δx＝

2222

下面弹簧两次压缩量之差为Δx＝Δx1－Δx2＝

这说明物体要上升Δx.

当提起A端时，上面弹簧的伸长量为Δx，产生的弹力大小为＝kΔx，

313

所以Δx3＝

A端上移的距离等于下面弹簧削减的压缩量与上面弹簧伸长量之和．

所以d＝Δx＋Δx3＝.

【答案】

[针对训练]

1．画出图中处于静止状态的物体A受到的重力和弹力．(图中墙壁竖直，全

部接触面均光滑)

(1)(2)(3)(4)

【解析】各物体所受弹力如图所示：

(1)(2)(3)(4)

【答案】见解析

摩擦力的大小和方向

1.推断摩擦力方向应留意以下4点

(1)在推断摩擦力方向时，弄清物体相对运动或相对运动趋势的方向是关键．

(2)相对运动(趋势)是指受力物体相对于所接触的物体的运动(趋势)，不肯定

是相对于地面的运动．

(3)摩擦力的方向与相对运动(趋势)方向相反，不是与运动方向相反．

(4)详细推断时，可敏捷运用假设法、二力平衡法或反推法讲行．

2．摩擦力大小的计算方法

(1)计算摩擦力时，应先推断是静摩擦力还是滑动摩擦力．

(2)滑动摩擦力用公式F＝μF求解，静摩擦力的大小只能依据物体的运动状

fN

态和物体的受力状况来求解．假如物体处于静止状态，或做匀速直线运动时，可

利用二力平衡条件求解静摩擦力．

(3)计算静摩擦力时，还要留意理解静摩擦力与最大静摩擦力的区分．