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第五讲：受力分析
知识点睛：
受力分析是把指定物体（研究对象）在特定物理情景中所受外力找出来，并画出示意图的方法
初中阶段的受力分析，主要是通过平衡状态分析力的大小、方向；或者通过物体所受力的大小、方向来判断物体的运动状态．
受力分析前先掌握力的分类
实际物体对研究对象可能有力的作用，物体周围的场（如磁场、重力场等）对研究对象也可能有力的作用：因此我们可以把力分为两类：接触产生的力和不接触产生的力．
接触产生的力：两个物体必须直接接触才能产生力的作用，如推力、拉力、压力、支持力等．
不接触产生的力（场力）：两个物体不需要直接接触就能产生力的作用，初中阶段有重力、电场力（电荷之间的作用力）、磁场力，其中绝大部分情况下只受到重力．
受力分析思路分解
选取研究对象，注意区分受力物体和施力物体；
确定物体是否处于平衡状态；
先找到不接触的力，一般是重力；
找接触的力．环绕物体一周，找出跟研究对象接触的物体，并根据物体运动状态逐个分析弹力和摩擦力；
检查所画的力，找到每一个力是否有施力物体和受力物体；检查分析结果与物体所处状态是否相符．
选取受力分析对象的特殊方法
整体法：在力学中，就是把几个运动状态相同的物体视为一个整体，作为研究对象；受力分析时，只分析这一整体对象之外的物体对整体的作用力（外力），不考虑整体内部之间的相互作用力（内力）．
隔离法：在力学中，就是把要分析的物体从相关的物体体系中隔离出来，作为研究对象，只分析该研究对象以外的物体对该对象的作用力，不考虑研究对象对其他物体的作用力．
例：如图所示，在拉力F＝10N的作用下，物体 A、B在水平地面上一起向右匀速直线运动，已知GA＝5N，GB＝10N．则地面对B的摩擦力有多大？
整体法
由于A、B的运动状态相同，可以理解为A、B两个物体被粘在一起，如图甲所示，此时地面和B的摩擦力并没有发生改变；再对A、B构成的整体受力分析，首先画出重力GAB＝15N，又水平方向拉力F＝10N，物体匀速直线运动，可知合力为零；则竖直方向还受一个向上的支持力F支＝15N 才能平衡；水平方向还受地面对B向左的f＝10N摩擦力，才能保持平衡，如图乙所示．整体分析完毕．
隔离法
①．隔离物体A，研究A的受力．
对于物体A而言，重力GA＝5N，已知F＝10N；A匀速直线运动则合力为零，竖直方向受到一个支持力FB—A＝5N 才能合力为零；水平方向，要使合力为零，下表面必须有一个方向水平向左的10N的摩擦力，如图甲所示．
②．隔离物体B，研究B的受力．
对于物体B而言，确定也是匀速直线运动，合力为零．先画出重力GB＝10N；竖直方向还受到A对B向下的反作用力FA—B＝5N，则竖直方向要平衡，下表面必须受到一个竖直向上的15N的支持力，才能合力为零．水平方向首先受到A对B的摩擦力，fA-B＝10N（与B对A的摩擦力是相互作用力，大小相等），要使合力为零，地面对B也必须有10N水平向左的摩擦力，如图乙所示．
受力分析常见错误
多画力：错把施力物体受到的力画在该物体上；将不存在的力画入；合力或分力重复画入，防止方法：牢记研究对象，所画的每一个力都必须同时找到受力物体和施力物体．
少画力：少画弹力和摩擦力，防止方法：按受力分析顺序画力，所有接触面或接触点都要分析是否有弹力和摩擦力．
错画力：把力的方向画错，防止方法：按照重力、弹力、摩擦力方向的确定方法分析．
火眼金睛：
判断以下结论是否正确：
随小车一起运动的木块一定不受摩擦力（ ）
从滑梯顶端自由滑下的小孩受到4个力的作用（ ）
保持接触面粗糙程度、压力不变时，在推力F作用下运动的物体，所受推力逐渐变大，摩擦力总是保持不变（ ）
光滑的水平面上有一个重为100N的物体，以2m/s的速度做匀速直线运动，则它需要的水平拉力是0N（ ）
假如一切外力突然消失，上升过程中的小球将停止运动（ ）
踢出去的足球在空中飞行的过程中，受到的力有（ ）
A．重力、踢力、空气阻力 B．重力、空气阻力
C．重力、踢力、下落力、空气阻力 D．重力、踢力、下落力
一物体在20N的水平拉力F的作用下，沿粗糙水平面向右匀速直线运动，此时它受到的摩擦力为 20N，若增大拉力，则该物体受到的摩擦力将（ ）
A．增大 B．减小 C．不变 D．无法确定
如图所示，大磅秤上有一个人和一个小箱子，人站在小磅秤上，如果用手提起箱子，人对小磅秤的压力将______________，大磅秤的示数会____________．（填“变大”、“变小”或“不变”）
能力提升
（一）受力分析
画出下图中物体所受力的示意图（不计空气阻力）．
如图所示，一个物体水平放置于地面，小明用水平向右的300N的推力F使物体在水平面上做匀速直线运动．
在甲图中画出此时物体所受力的示意图．
小明看见前方出现一只猫，为了避免撞上小猫，改用240N水平向左的拉力往回拉物体，但物体由于惯性继续向右运动，在乙图中画出此时物体所受力的示意图．
物体在小明240N水平向左的拉力作用下开始减速，最终保持静止．请在丙图画出静止时物体所受力的示意图．
甲 乙 丙
如图所示，A物体重10N，在大小为100N的力F作用下保持静止．
在甲图画出此时A所受力的示意图．
若对A施加一个竖直向下的20N的推力，物体A恰好匀速向下运动，在乙图画出此时A所受力的示意图．
若改用30N竖直向下的推力，在丙图画出此时A所受力的示意图．
若改用一个竖直向上的推力，使得物体恰好匀速向上运动，在丁图画此时A所受力的示意图．
中国女排是我国体育军团中较强的一支强队．图中所示是某同学排球考试时的场景．请分别在乙、丙两个方框中画出上升过程中、下降过程中排球所受力的示意图．若在运动过程中所受空气阻力与运动速度成正比．请在对应方框内分析该过程中每个力的大小变化．
甲 乙 丙
如图所示，将物块紧靠着被压缩的弹簧，物块保持静止状态，面出物体的受力示意图．
（二）运动状态与力
(1)．如图所示，已知弹簧测力计示数为6N，下方弹簧与物体连接，弹力为5N，则物体重力为________．
(2)．如图所示，已知弹簧测力计示数为6N，下方弹簧与物体连接，弹力为8N，则物体重力为________．
（多选）如图所示，有一个重力不计的方形容器，被水平力F压在竖直的墙面上处于静止状态，现缓慢地向容器内注水，直到容器刚好盛满为止，在此过程中容器始终保持静止，则下列说法中正确的是（ ）
A．容器受到的摩擦力不变 B．容器受到的摩擦力逐渐增大
C．水平力F可能不变 D．水平力F必须逐渐增大
如图所示，木块A在物体B的拉动下恰好匀速直线运动，已知GA＝l00N，GB＝20N；小明对木块A施加一个水平向左的30N的拉力F．
(1) 匀速直线运动时，木块A下表面受到的摩擦力为多大？
(2) 在施加力F的瞬间，木块所受合力为多大？
(3) 试分析最终木块A的运动状态，以及此时木块A所受合力．
如图所示，在光滑的水平桌面上叠放着甲、乙两木块，用30N的水平拉力拉动木块乙，若恰能使木块乙向右做匀速直线运动，则甲、乙木块受到的摩擦力的情况是( )
A．甲、乙都受到30N的水平向右的摩擦力
B．甲、乙都受到小于30N的水平向右的摩擦力
C．甲受到30N水平向右的摩擦力，乙受到30N向左的摩擦力
D．甲不受摩擦力，乙受到30N水平向右的摩擦力
小王和小红去超市购物，每人买了一箱相同的牛奶，拎着一箱牛奶的小王对地面的压力记为N1；一段时间后，小王帮体质较弱的小红拎过另一箱牛奶，此时小王对地面的压力记N2；已知小王的体重为462N，前后两次小王对地面的压力N1∶N2＝12∶13，则每箱牛奶重_________N．
如图所示，小明利用定滑轮提起重物，达到向下用力却能够往上拉起物体的目的．第一次小明用50N的力提起物体，此时小明对地面的压力记为N1；第二次小明用100N的力提起另一个物体，此时小明对地面的压力记为N2；已知N1∶N2＝8∶7，则小明的体重为___________N．
（三）力与运动状态的关系
物体在光滑水平面上受水平推力F的由静止开始运动，推力F逐渐变小，物体将（ ）
A．速度减小 B．速度增大 C．保持匀速运动 D．静止
物体在一对平衡力作用下做匀速直线运动；若其中一个力消失，物体可能（ ）
A．加速运动 B．减速运动 C．曲线运动 D．以上均有可能
一个氢气球下系一重为G的物体P，在空中做匀速直线运动．若不计空气阻力和风力影响，物体恰能沿MN方向(如图中箭头指向)斜线上升．图中OO′为竖直方向．则在图中气球和物体P所处的情况正确的是（ ）
A B C D
（四）整体法分析
一只密闭的小箱子，自重为G，内有一只重为G0的小蜜蜂，箱子放在水平地面上．则关于箱子对地面的压力的说法正确的是（ ）
A．若小蜜蜂在箱子内水平匀速飞行，箱子对地面的压力等于G
B．若小蜜蜂在箱子内竖直向上匀速飞行，箱子对地面的压力大于G+G0
C．若小蜜蜂在箱子内竖直向下匀速飞行，箱子对地面的压力小于G+G0
D．若小蜜蜂在箱子内倾斜向上匀速飞行，箱子对地面的压力等于G+G0
如左下图所示，A物体重40N，B物体重30N；在力F作用下，A、B两物体皆静止，试分析A的左侧所受的静摩擦力的大小．
如右上图所示，水平桌面上有三个物体A、B、C叠放在一起，在水平力F1＝F2＝5N的作用下，以相同的速度在水平桌面上向右匀速直线滑动，那么，此时物体B作用于A的摩擦力大小和B作用于C的摩擦力大小分别是（ ）
A．5N，10N B．5N，0N C．10N，5N D．10N，0N
如左下图所示，置于水平地面上的立柱质量为M，有一质量为m的猴子从立柱上滑下．已知猴子沿立柱滑下时，受到摩擦力为F，则猴子下滑时立柱对地面的压力为（ ）
A．Mg B．Mg＋F C．Mg－F D．(M＋m)g＋F
如右上图所示，甲乙两个相同的木块放在水平面上用绳子相连，在力F1和F2的作用下匀速向左运动，则绳子上的拉力大小为__________N．
课后巩固
如图所示，物体A正在光滑水平面上向右做匀速直线运动，请画出A所受各力的示意图．
向日葵因生长在茎顶端的花盘随太阳转动而得名．图所示是处于静止状态的向日葵，请在图中作出花盘的受力示意图．
以下描述的各力中，两物体必须接触才能发生相互作用的是（ ）
A．地球对人的引力 B．磁极间的作用力
C．支架对磁铁的支持力 D．两带电气球间的斥力
某同学用力踢足球，足球在水平草坪表面减速运动的过程中，所受到的力有（ ）
A．重力、空气阻力、草坪对足球的摩擦阻力、草坪对足球的支持力
B．重力、空气阻力、草坪对足球的摩擦阻力、足球对草坪的压力
C．重力、脚对足球的作用力、草坪对足球的支持力、足球对草坪的压力
D．重力、空气阻力、草坪对足球的摩擦阻力、脚对足球的作用力、草坪对足球的支持力
如图所示，用水平力推静止在水平地面上的大木箱，没有推动．这时，木箱受到的（ ）
A．推力小于摩擦力
B．推力和摩擦力大小一定相等
C．推力一定小于重力
D．推力和摩擦力方向相同
一小球从足够高的高度由静止开始下落．已知小球在空中下落时所受到的阻力与其速度的平方成正比．则该小球在下落过程中的速度将如何变化：_________________________．

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