高考物理總復(fù)習(xí) 2-4專題 物體的受力分析課件 新人教版.ppt
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,,第4單元 專題 物體的受力分析,一、受力分析在物理學(xué)及高考中的地位 受力分析是整個(gè)物理學(xué)的基礎(chǔ),它貫穿于力、熱、電、光各部分,如同數(shù)學(xué)運(yùn)算中的乘法口訣.正確地對研究對象進(jìn)行受力分析,相當(dāng)于解決問題的一半.若受力分析出錯(cuò),則“滿盤皆輸”.受力分析單獨(dú)考查的也有,但更多地是運(yùn)用于具體的解題過程中.每年高考在此所占的比例相當(dāng)大,因此,應(yīng)引起大家足夠的重視.這一部分關(guān)鍵在于練,而不是知道多少理論上的內(nèi)容.應(yīng)在具體解題過程中,摸索出受力分析的方法與技巧.,二、受力分析的靈魂 1.受力分析的關(guān)鍵是“受”字 分析過程中,找出其他物體施與研究對象的力,而研究對象施給其他物體的力不能分析進(jìn)去,即體現(xiàn)“受”字.,2.分析的是性質(zhì)力 對研究對象進(jìn)行受力分析,分析的都是研究對象受到的性質(zhì)力,不是效果力.常見的性質(zhì)力有:重力(有些情況為萬有引力)、彈力、摩擦力、分子力、庫侖力、安培力(或洛倫茲力)、核力等. 其中重力(有些情況為萬有引力)、彈力、摩擦力、庫侖力、安培力(或洛倫茲力)應(yīng)用較為廣泛.而彈力的形式又是最多的.,【名師點(diǎn)撥】 受力分析中,千萬不能加上“向心力”,“恢復(fù)力”等效果力.,3.結(jié)合物體的存在狀態(tài) 受力分析一定要結(jié)合物體的運(yùn)動狀態(tài):比如物體沿斜面上滑時(shí)f滑沿斜面向下,回來時(shí),f滑則沿斜面向上.對靜摩擦力的分析更需小心,“靜摩擦力”被我們戲稱為“千變魔女”.物體處于臨界狀態(tài)時(shí),彈力有可能恰好為零.,【例1】 (2013·上海)如圖所示,質(zhì)量mA>mB的兩物體A、B疊放在一起,靠著豎直墻面.讓它們由靜止釋放,在沿粗糙墻面下落過程中,物體B的受力示意圖是( ),,,【解析】 A與B整體同時(shí)沿豎直墻面下滑,受到總重力,墻壁對其沒有支持力,如果有,將會向右加速運(yùn)動,因?yàn)闆]有彈力,故也不受墻壁的摩擦力,即只受重力,做自由落體運(yùn)動,整體加速度為g,然后隔離B,其加速度為g,故只能受到重力,兩個(gè)接觸處沒有彈力,故選A項(xiàng). 【答案】 A,4.分析的是外力、不是內(nèi)力 若以兩個(gè)或兩個(gè)以上物體組成系統(tǒng)為研究對象,進(jìn)行受力分析時(shí)要注意,分析的是外力,而不是內(nèi)力.,三、受力分析的順序 重力→彈力→摩擦力→再到接觸處去找力 地面上的一切物體,都要受到重力作用,且方向豎直向下,故先分析重力,然后去接觸處找彈力,找出研究對象與其他物體的每一個(gè)接觸處,若接觸處有形變,則有彈力.若接觸處除有形變外,還有相對運(yùn)動或相對運(yùn)動的趨勢,則有摩擦力.“再到接觸處去找力”是防止漏力的秘密武器.,對裝有動力機(jī)械的物體(如:汽車、火車、輪船等),還要考慮是否有牽引力. 物體在液體或空氣中(如氣球),考慮是否受浮力. 研究對象是帶電體,在電場、磁場中還需要考慮電場力、磁場力. 有時(shí)還要考慮空氣阻力.,四、防止漏力和添力 受力分析中最易出現(xiàn)的錯(cuò)誤是漏掉一些力、添加一些實(shí)際上沒有的力.為防止這種錯(cuò)誤的出現(xiàn),一定要嚴(yán)格按照上面所說的順序去分析.防止添加力的方法:即每個(gè)力都應(yīng)有施力物體,若不存在施力物體,則該力不存在.防止漏力的方法:分析完后復(fù)查各接觸處,即“再到接觸處去找力”.經(jīng)過一段時(shí)間嚴(yán)格訓(xùn)練,養(yǎng)成良好的受力分析思維習(xí)慣.這一難關(guān),就突破了.記住了,這需要一定量的各種類型習(xí)題的演練,需要在各章中不斷深化!,【例2】 將某均勻的長方體鋸成如圖所示的A、B兩塊后,放在水平桌面上并對放在一起,現(xiàn)用水平力F推B物體,使A、B整體保持矩形沿F方向勻速運(yùn)動,則( ) A.物體A在水平方向上受到兩個(gè)力的作用,且合力為零 B.物體A在水平方向上受到三個(gè)力的作用,且合力為零 C.B對A的作用力方向與F方向相同 D.B對A的壓力等于桌面對A的摩擦力,,【解析】 “整體勻速”說明處于平衡狀態(tài),無論A還是B均為受力合力為零.從四個(gè)選項(xiàng)中可以看出,應(yīng)選A為研究對象,除豎直方向的重力和支持力這一對平衡力外,在水平方向上受力要到接觸處去找力,受力如圖所示,故B項(xiàng)正確.B對A的作用力為fBA和NBA,其合力與f地等大反向,f地與相對運(yùn)動方向相反,故C項(xiàng)正確. 【答案】 BC,,【學(xué)法指導(dǎo)】 本題易錯(cuò)之處是對A受力分析,易將A、B間的摩擦力漏掉.因彈力和摩擦力都屬于接觸力,因此克服漏力的方法是:“再到接觸處去找力”.,五、研究對象的選取 研究對象的選取是解決問題的關(guān)鍵.一般來說,選取已知量較多的物體作為研究對象,不過有些情況,研究對象的選取也不是一眼就能看出,需要對具體情況進(jìn)行綜合分析,然后確定哪部分物體作為研究對象,才能更有效地解決問題,巧妙地選取研究對象,能使繁雜問題迅速得到簡化.,【例3】 如圖所示,水平桌面上放置一根條形磁鐵,磁鐵中央正上方用絕緣彈簧懸掛一水平直導(dǎo)線,并與磁鐵垂直.當(dāng)直導(dǎo)線中通入圖中所示方向的電流時(shí),可以判斷出( ) A.彈簧的拉力增大,條形磁鐵對桌面的壓力減小 B.彈簧的拉力減小,條形磁鐵對桌面的壓力減小 C.彈簧的拉力增大,條形磁鐵對桌面的壓力增大 D.彈簧的拉力減小,條形磁鐵對桌面的壓力增大,,【解析】 直接研究通電導(dǎo)線對磁鐵的作用力不是方便的事情,但是可以先研究磁鐵對通電導(dǎo)線的作用力.根據(jù)牛頓第三定律,二力是等大反方向的.根據(jù)條形磁鐵的磁感線分布特點(diǎn),條形磁鐵位置磁感線如圖,故磁場方向向右,根據(jù)左手定則,電流受到的安培力向下,故彈簧彈力變大;根據(jù)牛頓第三定律,電流對磁體的作用力與安培力等大、反向、共線,即向上,故磁體對地壓力變?。?【答案】 A,,六、整體法和隔離法 1.隔離(體)法 將所確定的研究對象從周圍物體中隔離出來的分析方法,稱為隔離體法.目的:便于進(jìn)一步對該物體進(jìn)行受力分析,得出與之關(guān)聯(lián)的力.,2.整體法 把兩個(gè)或兩個(gè)以上的物體組成的系統(tǒng)作為一個(gè)整體來研究的分析方法.整體法不僅在受力分析中,在動量定理,動量守恒定律,機(jī)械能守恒定律中也是常用的方法.這是一種基本分析方法,這種處理問題的思想貫穿于整個(gè)物理學(xué).從力與運(yùn)動關(guān)系的角度來講,整體法多用于系統(tǒng)中各部分具有相同加速度的情況.,3.“隔離法”與“整體法”的選擇 求各部分加速度相同的連接體中的加速度或合外力時(shí),優(yōu)先考慮“整體法”.如果還要求物體間的作用力,再用“隔離法”,且一定要從要求作用力的那個(gè)作用面將物體進(jìn)行隔離. 如果連接體中各部分的加速度不同,一般選用“隔離法”.,【例4】 (2012·山東)如圖所示,兩相同輕質(zhì)硬桿OO1、OO2可繞其兩端垂直紙面的水平軸O、O1、O2轉(zhuǎn)動,在O點(diǎn)懸掛一重物M,將兩相同木塊m緊壓在豎直擋板上,此時(shí)整個(gè)系統(tǒng)保持靜止.Ff表示木塊與擋板間摩擦力的大小,F(xiàn)N表示木塊與擋板間正壓力的大小.若擋板間的距離稍許增大后,系統(tǒng)仍靜止且O1、O2始終等高,則( ) A.Ff變小 B.Ff不變 C.FN變小 D.FN變大,,,【答案】 BD,【學(xué)法指導(dǎo)】 輕桿上彈力的方向不一定沿桿,但輕桿且一端為鉸鏈時(shí),桿產(chǎn)生或受到的彈力方向一定沿著桿的方向,這是用力矩知識推導(dǎo)出的結(jié)論.,【觸類旁通】 (經(jīng)典題)用絕緣輕質(zhì)細(xì)線把兩個(gè)質(zhì)量不同的帶等量異號的導(dǎo)體球懸掛起來,如圖所示,a球帶正電荷,b球帶負(fù)電荷,懸線處于張緊狀態(tài),今在小球所在空間施加一勻強(qiáng)電場,最后達(dá)到平衡,表達(dá)平衡狀態(tài)的圖可能是( ),,【解析】 首先用整體法分析系統(tǒng)受力情況,用以判斷oa段繩存在狀態(tài),整體受等大反向的電場力qE,受豎直向下的重力,另外還有一oa段繩的拉力,欲使系統(tǒng)處于平衡狀態(tài),oa段繩的拉力一定與系統(tǒng)重力等大反向,故只能是A圖所示狀態(tài).對b的存在狀態(tài)分析:隔離b,b受mg和qE如圖所示,故有A項(xiàng)的存在狀態(tài). 【答案】 A,,【學(xué)法指導(dǎo)】 經(jīng)典試題的再考查已是高考的一大特點(diǎn),應(yīng)引起大家足夠的重視.,一、受力分析的步驟(解題思路) 1.確定研究對象 2.受力分析 3.畫力圖 把物體所受的力一一畫在受力圖上,注意標(biāo)清各力的方向. 4.列方程 根據(jù)平衡條件,列出在給定方向上合力為零的方程(即平衡方程),或由牛頓第二定律列出動力學(xué)方程.,【例1】 (2013·浙江)如圖所示,總質(zhì)量為460 kg的熱氣球,從地面剛開始豎直上升時(shí)的加速度為0.5 m/s2,當(dāng)熱氣球上升到180 m時(shí),以5 m/s的速度向上勻速運(yùn)動.若離開地面后熱氣球所受浮力保持不變,上升過程中熱氣球總質(zhì)量不變,重力加速度g=10 m/s2.關(guān)于熱氣球,下列說法正確的是( ),,A.所受浮力大小為4 830 N B.加速上升過程中所受空氣阻力保持不變 C.從地面開始上升10 s后的速度大小為5 m/s D.以5 m/s勻速上升時(shí)所受空氣阻力大小為230 N,【解析】 確定熱氣球?yàn)檠芯繉ο?,在兩個(gè)狀態(tài)下各自受力分析:初始狀態(tài)(加速度為0.5 m/s2上升時(shí)),熱氣球受到重力Mg,向上浮力F浮,此時(shí)沒有速度,故空氣阻力為零,由牛頓第二定律知,Mg-F浮=Ma,代入數(shù)據(jù)解得F?。組(g+a)=460×(10+0.5) N=4 830 N,故A項(xiàng)正確;,勻速狀態(tài),以熱氣球?yàn)檠芯繉ο?,受到重力Mg,向上浮力F浮,此時(shí)有速度,故有與運(yùn)動方向相反的空氣阻力f,以5 m/s勻速上升時(shí),由平衡條件知,Mg+f=F浮,解得f=230 N,故D項(xiàng)正確;氣球受重力、浮力和空氣阻力,若阻力不變,合力不變,氣球勻加速上升,矛盾,故B項(xiàng)錯(cuò)誤;剛開始豎直上升時(shí)的加速度為0.5 m/s2,氣球是變加速運(yùn)動,加速度逐漸減小,故10 s后的速度大小小于5 m/s,故C項(xiàng)錯(cuò)誤. 【答案】 AD,二、結(jié)合物體的運(yùn)動狀態(tài)挖掘題目的暗含條件 【例2】 (創(chuàng)新題)如圖所示,在地面附近,在豎直平面內(nèi),空間有沿水平方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.同時(shí)存在著水平向左的勻強(qiáng)電場.場強(qiáng)大小為E,一個(gè)帶正電的油滴經(jīng)圖中A點(diǎn),始終沿與水平方向成30°角斜向下做直線運(yùn)動,從C點(diǎn)打出有界的電磁場.求油滴運(yùn)動的速率的大?。?,,【學(xué)法指導(dǎo)】 物理學(xué)中的難點(diǎn)之一是根據(jù)題意挖掘出其暗含條件.本題只是告訴我們帶電粒子做直線運(yùn)動.運(yùn)動的性質(zhì)需分析得出.從上面分析可以看出,根據(jù)題目所給條件,對物體首先進(jìn)行受力分析,結(jié)合運(yùn)動狀態(tài),即f洛的特點(diǎn),分析出了帶電粒子是處于平衡狀態(tài),這也是受力分析應(yīng)遵循的一般原則.看出物理解題嚴(yán)密的邏輯思維是制勝的法寶.解題出錯(cuò)或分析不出物體的運(yùn)動性質(zhì),往往是因?yàn)槲覀冊谒季S上有盲目的跳躍.,一、受力分析找出極值條件 【例1】 如圖所示,一平行板電容器水平放置,板間距離為d,上極板開有一小孔,質(zhì)量均為m、帶電荷量均為+q的兩個(gè)帶電小球(視為質(zhì)點(diǎn)),其間用長為L的絕緣輕桿相連,處于豎直狀態(tài),已知d=2L,今使下端小球恰好位于小孔中,由靜止釋放,讓兩球豎直下落.當(dāng)下端的小球到達(dá)下極板時(shí),速度剛好為零.試求:,,(1)兩極板間勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度; (2)兩球運(yùn)動過程中的最大速度.,【學(xué)法指導(dǎo)】 千萬不要認(rèn)為合力等于零時(shí)才能達(dá)到最大速度,這里沒有合力為零的位置.有些同學(xué)是通過簡諧運(yùn)動的對稱性判斷中點(diǎn)為最大速度,計(jì)算的結(jié)果是正確的,但是這個(gè)運(yùn)動本身不是簡諧運(yùn)動,所以解完后困惑于為什么這個(gè)點(diǎn)的合力不為零,卻能解出正確的數(shù)據(jù)呢?這只是一種巧合,不是事物本身的情景.因此過程分析是重點(diǎn),這就是我們所倡導(dǎo)的物理過程要清晰.,,(1)現(xiàn)讓桿和環(huán)均靜止懸掛在空中,如圖甲所示,求繩中拉力的大??; (2)若桿與環(huán)保持相對靜止,在空中沿AB方向水平向右做勻加速直線運(yùn)動,此時(shí)環(huán)恰好懸于A端的正下方,如圖乙所示. ①求此狀態(tài)下桿的加速度大小a; ②為保持這種狀態(tài)需在桿上施加一個(gè)多大的外力,方向如何.,,,,【名師點(diǎn)撥】 在求加速度相同的連接體問題時(shí),要是知道合外力,則采用整體法求加速度,隔離法求相互作用力.要是求外力,則采用隔離法求加速度,整體法求外力.該題中所套的是小鐵環(huán),因此繩上的拉力大小是不變的,這是本題的一個(gè)小思維障礙點(diǎn).,- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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