第7讲三种作用力和受力分析
知识归纳
知识点1、受力分析
1、物体受力分析方法：
⑴、受力分析的顺序：先找重力，再弹力，然后摩擦力，最后分析其它力。 2、隔离法与整体法
⑴、整体法：以几个物体构成的整个系统为研究对象进行求解的方法。在许多问题中用整体法比较方便，但整体法不能求解系统的内力。
⑵、隔离法：把系统分成若干部分并隔离开来，分别以每一部分为研究对象进行受力分析，分别列出方程，再联立求解的方法。
⑶、通常在分析外力对系统作用时，用整体法；在分析系统内各物体之间的相互作用时，用隔离法。有时在解答一个问题时要多次选取研究对象，需要整体法与隔离法交叉使用。 知识点2，对弹力的理解 1．弹力存在的判定
(1)弹力是否存在，对于形变明显的情况，可利用形变直接判断．
(2)对于形变不明显的情况，可用“_________”判定，就是假设与研究对象接触的物体施加了弹力(或者没施加弹力)．画出假设状态下的受力示意图，判断受力情况与原有状态是否矛盾．若矛盾，说明假设不正确，则两者间无弹力(或者有弹力)；若不矛盾，说明假设正确． 2．几种常见弹力方向的确定
(1)弹簧两端的弹力方向，与弹簧中心轴线相重合，指向弹簧________________的方向．
(2)轻绳对物体的弹力方向，沿绳指向绳____的方向．
(3)面与面接触时弹力的方向，垂直于接触面并指向_______物体．
(4)点与面接触时弹力的方向，过接触点垂直于接触面(或接触面的切面)并指向_________物体．
(5)球与面接触时弹力的方向，在接触点与_______的连线上，并指向受力物体． (6)球与球相接触时弹力的方向，垂直于过接触点的__________，并指向受力物体．
(7)轻杆两端受到拉伸或挤压时会出现弹性拉力或压力，拉力或压力的方向沿________方 向．因为此时只有轻杆两端受力，在这两个力作用下杆处于平衡，则这两个力必共线，即沿____的方向．当杆受力较复杂时，杆中弹力的方向要具体问题具体分析．
知识点3，对摩擦力的理解 1．静摩擦力
(1)运动的物体______受静摩擦力．
(2)静摩擦力可以是阻力，也可以是动力．
(3)静摩擦力的方向可以与运动方向相同，也可以与运动方向相反，但一定跟_______的方向相反．
(4)静摩擦力的大小和方向具有可变性，要具体情况具体分析．
2．滑动摩擦力
(1)静止的物体________受滑动摩擦力． (2)滑动摩擦力可以是阻力，也可以是动力．
(3)滑动摩擦力的方向可以与运动方向______，也可以与运动方向________，要注意运动方向与相对运动方向的区别．
(4)滑动摩擦力F＝μFN，F随FN变化而变化.
一、受力分析
1．分析物体A、B的受力 A B A、B都静止
2．分析物体A、B的受力
A
F B
分析A、B所受地面
的摩擦力
Ａ
A静止 A α
（A静止）
A α （光滑小球）
典例分析
A
A α A 静止
（绳竖直、光滑）
AB F A、B都静止 A A沿着水平面向右运动
v F A A α （A向下运动，斜A沿着斜面向上运动
面不光滑）
A v B A α
沿电梯匀速上升的人
二、关于弹力方向的分析
例1 画出图1(1)～(7)中静止物体A所受力的示意图(注意图中球形物体的接触面光滑)．
图1
三、关于摩擦力的分析
例1 如图2所示，一辆汽车在平直公路上，车上有一木箱，试判断下列情况中，木箱所受摩擦力的方向以及摩擦力是动力还是阻力．
(1)汽车由静止加速运动时(木箱和车面间无相对滑动)； 图2
(2)汽车刹车时(二者无相对滑动)； (3)汽车匀速运动时(二者无相对滑动)； (4)汽车刹车，木箱在车上向前滑动时； (5)汽车突然加速，木箱在车上滑动时． 例2 见解析
解析 (1)木箱随汽车一起由静止加速运动时，假设二者的接触面是光滑的，则汽车加速时，木箱会保持原有静止状态，因此它将相对于汽车向后滑动，而实际木箱没有滑动，有相对于汽车向后滑动的趋势，所以，木箱受到向前的静摩擦力．因为静摩擦力的方向与木箱运动方向相同，是动力．
(2)汽车刹车时，速度减小，假设木箱与汽车的接触面是光滑的，则木箱将相对汽车向前滑动，而实际木箱没有滑动，但有相对汽车向前滑动的趋势，所以木箱受到向后的静摩擦力．因为静摩擦力的方向与木箱运动方向相反，是阻力． (3)木箱随汽车一起匀速运动时，二者无相对滑动，木箱受到重力和支持力，假设木箱再受到汽车的水平向前的摩擦力，由二力平衡条件可知：竖直方向上支持力与重力抵消，但水平方向上没有力与摩擦力抵消，这样物体不能保持平衡，故假设不正确，所以木箱不受摩擦力作用．
(4)汽车刹车，木箱在车上向前滑动时，木箱和汽车之间有相对运动，且相对汽车向前滑动，故木箱受到向后的滑动摩擦力，因为滑动摩擦力的方向与木箱运动方向相反，是阻力．
(5)汽车突然加速，木箱在车上滑动时，木箱和汽车之间有相对运动，且相对汽车向后滑动，故木箱受到向前的滑动摩擦力．因为滑动摩擦力的方向与木箱运动方向相同，是动力．变
变式训练1 水平的皮带传输装置如图3所示，皮带的速度保持不变，物体被轻轻地放在A端皮带上，开始时物体在皮带上滑动，当它到达位置C后滑动停止，以后就随皮带一起匀速运动，直至传送到目的地B端，在传输过程中，该物体受摩擦力情况是( )
A．在AC段受水平向左的滑动摩擦力
B．在AC段受水平向右的滑动摩擦力C．在CB段不受静摩擦力 图3
D．在CB段受水平向右的静摩擦力 式训练1 BC [选项A把“滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动”误解为“总是阻碍物体运动”；选项D没有从静摩擦力产生的条件入手分析物体是否受到静摩擦力，而是凭生活经验臆断物体受到一静摩擦力，以为物体向右的运动需要力来维持．选项A、D都是因为对摩擦力的概念理解不深造成的错误．] 变式训练2 B
例2 有三个相同的物体叠放在一起，置于粗糙水平面上，物体之间不光滑，如图4所示．现用一水平力F作用在B物体上，物体仍保持静止，下列说法正确的是( )
A．C受到地面的摩擦力大小为F，方向水平向左 B．A受到水平向右的摩擦力作用
C．B对C的摩擦力方向为水平向右 图4
D．C和地面间无摩擦力的作用
例1 AC [在选项A中，以A、B、C三者的整体为研究对象，此整体在水平方向上受平衡力的作用，因此C受到地面的摩擦力等于拉力F，方向向左，A项正确，D项错误；在选项B中，以A为研究对象，A不受摩擦力，否则A不能平衡，B项错误；选项C中，B对C的摩擦力与C对B的摩擦力大小相等，方向相反．由此可知，B对C的摩擦力大小等于F，方向水平向右，C项正确．]
变式训练1 下列关于物体受静摩擦力作用的叙述中，正确的是( ) A．静摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反 B．静摩擦力的方向不可能与物体的运动方向相同 C．静摩擦力的方向可能与物体的运动方向垂直 D．静止的物体所受的静摩擦力一定为零 变式训练1 C
[静摩擦力的方向总是与物体的相对运动趋势的方向相反，而物体相对运动趋势的方向可能与物体运动的方向相同(例如：与传送带相对静止，随传送带一起加速运动的物体)，也可能与物体运动方向相反(例如：与传送带相对静止，随传送带一起减速运动的物体)，还可能与物体运动方向垂直(例如：随车厢一起做加速运动的车厢后壁上相对于车厢静止的物体，如图所示)．静止的物体所受静摩擦力不一定为零(例如：用力推静止在地面上的木箱但未推动)，故A、B、D项错误，C项正确．]
例3 如图5所示，一物体在动摩擦因数μ＝0.2的水平面上向左运动，物体质量为10 kg，它在运动过程中还受到一个水平向右的大小为20 N的拉力作用，则物体受到的摩擦力为( ) A．0 N
B．20 N，水平向右 图5
C．40 N，水平向右
D．20 N，水平向左 图6
例2 B [研究摩擦力时：(1)首先要根据实际情况判断、分析究竟是静摩擦力还是滑动摩擦力；(2)如果是滑动摩擦力，就要分析滑动面上压力的大小，用公式计算；(3)如果是静摩擦力，就要分析物体所受到的其他力， 根据物体所处的运动状态，通过列力学方程求解．
根据滑动摩擦力公式F＝μFN可以得到：摩擦力等于20 N，其方向水平向右．选B.]
变式训练2 C [未撤去F1前，木块静止，说明木块所受的静摩擦力大小F静＝F1－F2＝8 N，方向向左．也说明了最大静摩擦力F静max≥8 N．当撤去F1后，在F2作用下木块有向左运动的趋势，地面给木块的静摩擦力方向变为向右，因F2＝2 N，小于最大静摩擦力，故木块仍保持静止，因而正确选项为C.]
变式训练2 如图6所示，一木块放在水平桌面上，在水平方向共受到三个力的作用，木块处于静止状态．其中F1＝10 N，F2＝2 N，若撤去力F1，则木块在水