高中物理受力分析牛顿定律题型总结归纳.docx
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高中物理受力分析牛顿定律题型总结归纳
受力分析与牛顿定律
知识点1力
（1）力的性质：
物质性（力不能脱离物体单独存在）；相互性；矢量性；作用效果（发生形变或改变运动状态）；测量工具
（2）重力和万有引力的联系；重力和纬度，高度的关系；重心和测量方法
（3）弹力产生条件（直接接触，有弹性形变）;怎么判断有无弹力（假设法：
替换法状态法）;怎么判断弹力方向（弹簧，轻绳，球，轻杆）;怎么计算弹力大小;绳子拉力的处理
（4）摩擦力产生条件；正确理解动摩擦力和静摩擦力中的“动”与“静”的含义；滑动摩擦力方向的判断；摩擦力的有无、方向判断及大小计算；
说明：
摩擦力总是起阻碍相对运动的作用，并不是阻碍物体的运动.“与相对运动方向相反”不能等同于“与运动方向相反”。
绝对不能说:
静止的物体受到的摩擦力是静摩擦力，运动物体受到的摩擦力是滑动摩擦力。
摩擦力和弹力都是接触力，有摩擦力时必定有弹力，有弹力不一定有摩擦力。
滑动摩擦力的大小与接触面的大小、物体运动的速度和加速度无关，只由动摩擦因数和正压力两个因素决定，而动摩擦因数由两接触面材料的性质和粗糙程度有关．
例1：
如图所示，物体A靠在竖直墙壁上，在竖直向上的力F作用下，A、B一起匀速向上运动。
则物体A和物体B的受力个数分别为（ ）
A．2,3B．3,4C．4,4D．5,4
解析：
弹力是摩擦力产生的必要条件，两接触面间存在摩擦力，则接触面间一定有弹力；但两接触面间存在弹力，却不一定存在摩擦力。
要有摩擦力还要具备以下两个条件：
①两接触面不光滑；②接触的两物体间存在相对运动或相对运动趋势。
例2：
如图所示，质量分别为m、2m的物体A、B由轻质弹簧相连后放置在匀速上升的电梯内，当电梯钢索断裂的瞬间，物体B的受力个数为（ ）
A．2B．3C．4D．1
例3：
如图所示，甲、乙两弹簧秤长度相同，串联起来系住一个400N重物.两弹簧秤量程不同：
甲量程为500N，乙量程为1000N.这时两弹簧秤读数大小分别是，两弹簧秤簧伸长长度相比较，更长。
例4：
如图所示，有三个相同的物体叠放在一起，置于粗糙的水平地面上，现用水平力F作用在B上，三个物体仍然静止，下列说法中正确的是（ ）
A.B对A有摩擦力作用
B.B受到A、C的摩擦力作用
C.B只受到C的摩擦力作用
D.地面对C有摩擦力作用，大小等于F
例5：
如图所示，质量为1kg的物体与地面间的动摩擦因数μ＝0.2，从t＝0开始以初速度v0沿水平地面向右滑行，同时受到一个水平向左的恒力F＝1N的作用，g取10m/s2，向右为正方向，该物体受到的摩擦力Ff随时间变化的图象是（最大静摩擦力等于滑动摩擦力）（ ）
知识点2受力分析
一般来说，对于处于静态平衡的物体，我们一般采用力的合成与分解法，正交分解法以及整体法与隔离法去分析；对于动态平衡问题，我们多采用图解法、解析法、相似三角形法等方法去解决。
选取对象——
隔离物体——
画出受力示意图——检验
注意事项：
.只分析研究对象所受的力，不分析研究对象对其它物体所施的力
.对于分析出的每个力，都应该能找出其施力物体.（可以防止添力）
.合力和分力不能同时作为物体所受的力
知识点3整体法与隔离法
在物理问题中，当分析相互作用的两个或两个以上物体整体的受力情况及分析外力对系统的作用时，
宜用整体法；而在分析系统内各物体（或一个物体各部分）间的相互作用时常用隔离法。
对一些较复杂问题，通常需要多次选取研究对象，交替使用整体法和隔离法。
（1）若系统内各物体具有相同的加速度，且要求物体间的相互作用力时，一般先用整体法由牛顿第二定律求出系统的加速度（注意F＝ma中质量m与研究对象对应），再根据题目要求，将其中的某个物体（受力数少的物体）进行隔离分析并求解它们之间的相互作用力，即“先整体求加速度，后隔离求内力”。
（2）若系统内各个物体加速度不相同，又不需要求系统内物体间的相互作用力时，可利用牛顿第二定律对系统整体列式（F合＝m1a1＋m2a2＋…），减少未知的内力，简化数学运算。
（3）若系统内各个物体的加速度不相同，又需要知道物体间的相互作用力时，往往把物体从系统中隔离出来，分析物体的受力情况和运动情况，并分别应用牛顿第二定律列出方程。
例6：
如图所示，水平地面上的L形木板M上放着小木块m，M与m间有一处于压缩状态的弹簧，整个装置处于静止状态.试在图中画出长木板和小物块的受力图.
1：
（多选）如图所示，水平地面粗糙，A、B两同学站在地上水平推墙。
甲图中A向前推B，B向前推墙；乙图中A、B同时向前推墙。
每人用力的大小都为F，方向水平，则下列说法中正确的是（ ）
A．甲图方式中墙受到的推力为2F
B．乙图方式中墙受到的推力为2F
C．甲图方式中两位同学受到地面的摩擦力大小都为F
D．乙图方式中两位同学受到地面的摩擦力大小部为F
例7：
如图所示，若有4个完全相同的篮球，并排放在倾角为30°的固定斜面上，各篮球依次标为“2、0、1、4”，其中4号篮球被竖直板挡住，不计所有接触处的摩擦，则1号篮球跟4号篮球间与4号篮球跟挡板间的弹力之比为（ ）
A.
B.
C.
D.
例8：
如图所示,A、B两木块放在水平面上,它们之间用细线相连,两次连接情况中细线倾斜方向不同但倾角一样,两木块与水平面间的动摩擦因数相同。
先后用水平力F1和F2拉着A、B一起匀速运动,则 （ ）
A.F1>F2 B.F1=F2
C.FT1>FT2 D.FT1=FT2
知识点4动态平衡
1.动态平衡：
物体受到大小方向变化的力而保持平衡。
是受力分析问题中的难点，也是高考热门考点。
2.在共点力的平衡中，有些题目中常有“缓慢”一词，表示物体在受力过程中处于动态平衡状态，即每一时刻下物体都保持平衡。
3.基本方法：
解析法、图解法和相似三角形法.
知识点5解析法
解析法：
对研究对象的任一状态进行受力分析，建立平衡方程，求出未知力的函数表达式，然后根据自变量的变化进行分析。
通常需要借助正交分解法和力的合成分解法。
特别适合解决四力以上的平衡问题。
例9：
如图所示,上表面光滑的半圆柱体放在水平面上,小物块从靠近半圆柱体顶点O的A点,在外力F作用下沿圆弧缓慢下滑到B点,此过程中F始终沿圆弧的切线方向且半圆柱体保持静止状态。
下列说法中正确的是 （ ）
A.半圆柱体对小物块的支持力变大
B.外力F先变小后变大
C.地面对半圆柱体的摩擦力先变大后变小
D.地面对半圆柱体的支持力变大
例10：
如图1所示，用细绳通过定滑轮沿竖直光滑的墙壁匀速向上拉动，则拉力Ｆ和墙壁对球的支持力Ｎ的变化情况如何？
知识点6图解法
图解法常用来解决动态平衡类问题，尤其适合物体只受三个力作用，且其中一个为恒力的情况。
根据平行四边形（三角形）定则，将三个力的大小、方向放在同一个三角形中.利用邻边及其夹角跟对角线的长短关系分析力大小变化情况。
因此图解法具有直观、简便的特点。
在应用时需正确判断某个分力方向的变化情况及变化范围，也常用于求极值问题。
1.恒力F+某一方向不变的力
例11：
如图所示，在固定的、倾角为α斜面上，有一块可以转动的夹板（β不定），夹板和斜面夹着一个质量为m的光滑均质球体，试求：
β取何值时，夹板对球的弹力最小？
例12：
如图所示,三根长度均为L的轻绳分别连接于C、D两点,A、B两端被悬挂在水平天花板上,相距2L。
现在C点上悬挂一个质量为m的重物,为使CD绳保持水平,在D点上可施加力的最小值是多少？
归纳：
物体受到三个力而平衡，若其中一个力大小方向不变，另一个力的方向不变，第三个力大小方向都变，在这种情况下，当大小、方向可改变的分力与方向不变、大小可变的分力垂直时，存在最小值。
例13：
如图3装置，AB为一光滑轻杆，在B处用铰链固定于竖墙壁上，AC为不可伸长的轻质拉索，重物Ｗ可在AB杆上滑行。
（1）画出重物W移动到AB杆中点，AB杆的受力分析。
（2）试分析当重物W从A端向B端缓慢滑行的过程中，绳索中拉力的变化情况以及墙对AB杆作用力的变化情况。
2.恒力F+某一大小不变的力
三力中有一个力确定．即大小、方向不变，一个力大小确定，这个力的方向及第三个力的大小、方向变化情况待定。
这类题目需要辅助圆图解法。
例14：
如图所示，在做“验证力的平行四边形定则”的实验时，用M、N两个测力计通过细线拉橡皮条的结点，使其到达O点，此时α+β=90°．然后保持M的读数不变，而使α角减小，为保持结点位置不变，可采用的办法是（）
A减小N的读数同时减小β角B减小N的读数同时增大β角
C增大N的读数同时增大β角D增大N的读数同时减小β角
例15：
如图7所示，质量为m的小球，用一细线悬挂在点0处．现用一大小恒定的外力F（F﹤mg），慢慢将小球拉起，在小球可能的平衡位置中，细线与竖直方向的最大的偏角是多少?
3.恒力F+某一大小不变的角
例16：
如图所示的装置,用两根细绳拉住一个小球,两细绳间的夹角为θ,细绳AC呈水平状态.现将整个装置在纸面内顺时针缓慢转动,共转过90°.在转动的过程中,CA绳中的拉力F1和CB绳中的拉力F2的大小发生变化,即（）
A．F1先变小后变大B．F1先变大后变小
C．F2逐渐减小D．F2最后减小到零
知识点7相似三角形法
相似三角形法是解平衡问题时常遇到的一种方法，属于图解法的特例情况。
正确作出力的三角形后，如能判定力的三角形与图形中已知长度的三角形（几何三角形）相似，则可用相似三角形对应边成比例求出三角形中力的比例关系，从而达到求未知量的目的。
往往涉及三个力，其中一个力为恒力，另两个力的大小和方向均发生变化，则此时用相似三角形分析。
解题的关键是正确的受力分析，寻找力三角形和结构三角形相似。
例17：
如图所示，半径为
的球形物体固定在水平地面上，球心正上方有一光滑的小滑轮，滑轮到球面
的距离为
，轻绳的一端系一小球，靠放在半球上的
点，另一端绕过定滑轮后用力拉住，使小球静止，现缓慢地拉绳，在使小球由
到
的过程中，半球对小球的支持力
和绳对小球的拉力
的大小变化的情况是（ ）
、
变大，
变小
、
变小，
变大
、
变小，
先变小后变大
、
不变，
变小
例18：
（多选）一轻杆BO，其O端用光滑铰链铰于固定竖直杆AO上，B端挂一重物，且系一细绳，细绳跨过杆顶A处的光滑小滑轮，用力F拉住，如图所示．现将细绳缓慢往左拉，使杆BO与杆AO间的夹角θ逐渐减小，则在此过程中，拉力F及杆BO所受压力FN的大小变化情况是（）
A.FN先减小，后增大
B.FN始终不变
C.F先减小，后增大
D.F始终不变
例19：
如图所示，质量不计的定滑轮用轻绳悬挂在B点，另一条轻绳一端系重物C，绕过滑轮后，另一端固定在墙上A点，若改变B点位置使滑轮位置发生移动，但使A段绳子始终保持水平，则可以判断悬点B所受拉力FT的大小变化情况是（）
A．若B向左移，FT将增大
B．若B向右移，FT将增大
C．无论B向左、向右移，FT都保持不变
D．无论B向左、向右移，FT都减小
例20：
如图所示，两相距L的竖直杆，用一根长度大于L的细绳分别固定在杆的A、B两点，细绳上用一光滑的挂钩吊一个重物，其重力为G.当上下移动A端的悬挂点时，G可自由移动，若将B点缓慢向杆下方移动一小段时，绳上张力的变化情况是（）
A.均不变B.均变大
C.均变小D.均先变小后变大
（注：
如果杆B左右移动时绳中张力如何变化？
）
知识点8假设法
假设法，就是以已有的经验和已知的事实为基础，对所求知的结果、结论或现象的原因作推测性或假定性的说明，然后根据物理规律进行分析、推理和验证。
假设法主要有两种情况：
（1）假设某条件存在或不存在，进而判断由此带来的现象是否与题设条件相符。
（2）假设处于题设中的临界状态，以题为依据，寻求问题的切入点，进而解决该问题。
例21：
（多选）如图所示，竖直平面内质量为m的小球与三条相同的轻质弹簧相连接。
静止时相邻两弹簧间的夹角均为120°，已知弹簧a、b对小球的作用力均为F，则弹簧c对此小球的作用力的大小可能为（ ）
A.FB.F＋mg
C.F－mgD.mg－F
知识点9叠加体问题
例22：
（多选）如图所示，粗糙水平面上放置质量分别为m和2m的四个木块，其中两个质量为m的木块间用一不可伸长的轻绳相连，木块间的动摩擦因数均为μ，两木块与水平面间的动摩擦因数相同，认为最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力。
现用水平拉力F拉其中一个质量为2m的木块，使四个木块一起匀速运动，则需要满足的条件是（ ）
A.木块与水平面间的动摩擦因数最大为
B.木块与水平面间的动摩擦因数最大为
C.水平拉力F最大为2μmg
D.水平拉力F最大为3μmg
例23：
如图,物体A叠放在物体B上，B置于光滑水平面上。
A，B质量分别为mA=6kg，mB=2kg，A，B之间的动摩擦因数μ=0.2，开始时F=10N，此后逐渐增加，在增大到45N的过程中，（g=10N/kg）则（）
A．当拉力F＜12N时，两物体均保持静止状态
B．两物体开始没有相对运动，当拉力超过12N时，开始相对滑动
C．两物体间从受力开始就有相对运动
D．两物体间始终没有相对运动
例24：
如图1所示，在光滑水平面上叠放着甲、乙两物体。
现对甲施加水平向右的拉力F，通过传感器可测得甲的加速度a随拉力F变化的关系如图2所示。
已知重力加速度g=10m/s2，由图线可知（）
A．甲的质量mA=2kg
B．甲的质量mA=6kg
C．甲、乙间的动摩擦因数μ=0.2
D．甲、乙间的动摩擦因数μ=0.6
知识点10连接体问题
例25：
如图所示，质量均为m=3kg的物块A、B紧挨着放置在粗糙的水平地面上，物块A的左侧连接一劲度系数为k=l00N/m的轻质弹簧，弹簧另一端固定在竖直墙壁上。
开始时两物块压紧弹簧并恰好处于静止状态，现使物块B在水平外力F作用下向右做a=2m/s2的匀加速直线运动直至与A分离，已知两物块与地面的动摩擦因数均为μ=0.5，g=l0m/s2。
求：
（1）物块A、B分离时，所加外力F的大小；
（2）物块A、B由静止开始运动到分离所用的时间。
例26：
（多选）质量分别为M和m的物块形状大小均相同，将它们通过轻绳跨过光滑定滑轮连接，如图甲所示，绳子平行于倾角为α的斜面，M恰好能静止在斜面上，不考虑M、m与斜面之间的摩擦．若互换两物块位置，按图乙放置，然后释放M，斜面仍保持静止．则下列说法正确的是（ ）
A．轻绳的拉力等于Mg
B．轻绳的拉力等于mg
C．M运动的加速度大小为（1－sinα）g
D．M运动的加速度大小为
g
知识点11传送带问题
例27：
将一个粉笔头（可看做质点）轻放在以2m/s的恒定速度运动的足够长的水平传送带上后，传送带上留下一条长度为4m的画线。
若使该传送带仍以2m/s的初速度改做匀减速运动，加速度大小恒为1.5m/s2，且在传送带开始做匀减速运动的同时，将另一个粉笔头（与传送带的动摩擦因数和第一个相同，也可看做质点）轻放在传送带上，该粉笔头在传送带上能留下一条多长的画线？
（传送带无限长，取g＝10m/s2）
知识点12滑块木板问题
例28：
薄木板长L＝1m，质量M＝9kg在动摩擦因数μ1＝0.1的水平地面上向右滑行，当木板速度v0＝2m/s时，在木板的右端轻放一质量m＝1kg的小铁块（可视为质点）如图所示，当小铁块刚好滑到木板左端时，铁块和木板达到共同速度。
取g＝10/s2，求：
（1）从铁块放到木板上到它们达到相同速度所用的时间t；
（2）小铁块与木板间的动摩擦因数μ2。
例29：
一平板车，质量M=100㎏，停在水平路面上，车身的平板离地面的高度h=1.25m，一质量m=50kg的小物块置于车的平板上，它到车尾的距离b=1m，与车板间的动摩擦因数
，如图所示，今对平板车施一水平方向的恒力，使车向前行驶，结果物块从车板上滑落，物块刚离开车板的时刻，车向前行驶距离
，求物块落地时，地点到车尾的水平距离s（不计路面摩擦，g=10m/s2）．
（注：
可编辑下载，若有不当之处，请指正，谢谢!
）
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