单元专项提升Ⅰ 受力分析 物体平衡问题（学生版） 2023-2024学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册第四章同步练习题集.pdf

单元专项提升Ⅰ受力分析物体平衡问题

1、学会弹力的方向及大小的计算方法。

2、学会摩擦力的分析，静摩擦力大小和方向，静摩擦力的突变问题。滑动摩擦力的大小和方向。

3、学会对物体进行受力分析，受力分析的方法与步骤，求解力的大小。

一、弹力的判断和计算

1．弹力的判断

(1)弹力有无的判断“三法”．

①条件法：根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹力．此方法多用来判断形变较

明显的情况．

②假设法：对形变不明显的情况，可假设两个物体间弹力不存在，看物体能否保持原有的状态．

③状态法：根据物体的运动状态，利用牛顿第二定律(第四章学习)或共点力平衡条件判断弹力是否存

在．

(2)弹力方向的确定．

2．弹力的计算

(1)对有明显形变的弹簧、橡皮条等物体，弹力的大小可以由胡克定律F＝kx计算．

(2)对于难以观察的微小形变，可以根据物体的受力情况和运动情况，运用物体平衡条件来确定弹力

二、摩擦力的分析与计算

1．静摩擦力有无的判断方法

(1)条件法：根据摩擦力产生的条件判断．

(2)假设法：假设接触面光滑，若物体原来的运动状态改变，说明存在摩擦力；否则，不存在摩擦力．

(3)状态法：由物体所处的状态分析，若物体静止或做匀速运动，根据初中学过的二力平衡的知识判

断是否存在摩擦力．

(4)力的相互作用法：当一物体所受摩擦力方向不易判断时，可根据与之相互作用的另一物体所受摩

擦力情况和相互作用力等大反向的特点进行判定．

2．摩擦力大小的计算

(1)静摩擦力的大小

①静摩擦力的大小通常要通过受力情况和平衡条件进行计算，随着产生运动趋势的外力的变化而变

化．

②最大静摩擦力Ffmax的值略大于滑动摩擦力，高中阶段为了计算方便，往往认为最大静摩擦力大小

等于滑动摩擦力．

(2)滑动摩擦力的大小

计算公式：F＝μFN

公式中FN为接触面受到的正压力，与物体的重力G是两种性质的力，大小和方向不一定与重力相

同．F与物体是否匀速运动、运动速度的大小、接触面积的大小无关，只与μ和FN有关．

三、物体的受力分析

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．

题型1弹力的判断和计算

[例题1]（多选）（2023秋•沈阳期中）如图甲所示，一轻质弹簧下端固定在水平面上，上端放一个

质量为m的物块A，物块A静止后弹簧长度为l；若在物块A上端再放一个质量为2m的物块

1

B，静止后弹簧长度为l，如图乙所示。则下列说法正确的是（重力加速度为g，弹簧始终处于

2

弹性限度范围内）（）

2

A．弹簧的劲度系数为

1

2

B．弹簧的劲度系数为

―

12

31―2

C．弹簧的原长为

2

D．若将上述两根相同的轻质弹簧的下端固定在水平面上，将物块A放在两根弹簧上端，静止

―

12

后，两根弹簧的压缩量均为l=

2

利用胡克定律，对图乙分析，可求出劲度系数；对图甲分析，根据受力平衡可求出弹簧原长；两

根相同的轻质弹簧的下端固定在水平面上，有mg＝2kl，可求出l的长度。

[变式1]（2023秋•南京期中）轻质弹簧S的上端固定在天花板上，下端悬挂一质量为m的物体，

平衡时弹簧的长度为L，现将一根与S完全相同的弹簧剪为S