高中專題練習(xí)——受力分析例1 如圖6-1所示，兩個(gè)物體A、B的質(zhì)量分別為m1、m2。 它們的接觸面光滑，與水平面的夾角為θ。 設(shè)A、B與水平面地面的動(dòng)摩擦系數(shù)為μ。 用水平力F推動(dòng)A，使A、B一起加速。 求：（1）A、B之間的相互作用力（2）為維持A、B之間的相對(duì)滑動(dòng)，力F的取值范圍。分析及解：在F的作用下，A有沿A、B之間的斜率。根據(jù)題意，為了防止A、B之間發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，A剛剛離開(kāi)水平面，即A不受水平面的影響。 此時(shí)，A與水平面的摩擦力為零。 本題求A、B之間的相互作用力N和B上的摩擦力f 2 時(shí)采用的是隔離法； 求A、B組成的系統(tǒng)的加速度時(shí)，采用整體法。 (1)A的受力分析如圖6-2(a)所示。 根據(jù)題意：N1=0，f 1=0高中物理受力分析專題，故有： Ncosθ=mg [1], F-Nsin θ ma [2] 11[1] A、B之間的相互作用力由下式求得：公式： N=m1g/cos θ （2） B 的受力分析如圖 6-2（b）所示，則： N2=m2g+Ncosθ [3] ， f2=μ N2 [4][1] ， [3] 代入[4]，可得： f 2=μ (m1+ m2)g 取A、B組成的系統(tǒng)，可得： Ff 2=(m1+ m2)a [ 5][1], [2 ], [5]解出公式：F=m1g(m1+ m2)(tg θ - μ)/m 2。因此，A、B相對(duì)不滑動(dòng)時(shí)F的取值范圍為：0 < F ≤ m1g(m1+ m2)(tgθ - μ )/m 2 例2 如圖1-1所示，一根5米長(zhǎng)的繩子兩端分別系在地面上相距4米的兩根柱子上。 上A、B。
在繩子上掛一個(gè)光滑、輕便的鉤子。 它掛在一個(gè)重12N的物體上。平衡時(shí)，繩子中的拉力為T=?＿＿分析與解答：本題是一個(gè)三力平衡問(wèn)題。 基本思想是：對(duì)于平衡問(wèn)題，往往可以根據(jù)問(wèn)題給出的條件采用不同的方法，如選擇對(duì)象、分析力、繪制力圖、建立方程等。 正交分解法、相似三角形等。因此，這道題有多種解法。 方案一：選擇吊鉤作為研究對(duì)象，其受力如圖1-2所示。 設(shè)細(xì)繩與水平面的夾角為α。 由平衡條件可知：2TSin α=F，其中F=12。 牛伸出繩子，如圖所示 由幾何條件可得：Sin α =3/5，然后代入上式可得 T=10 N。 解二：鉤子受到三個(gè)力。 由平衡條件可知：兩個(gè)拉力（大小相等且方向相反）的合力F'，以兩個(gè)拉力為鄰邊構(gòu)成的平行四邊形是菱形。如圖T) 如圖1-2所示，受力三角形△OEG和△ADC相似，則： 經(jīng)驗(yàn)：鉤子移動(dòng)到弦上的新位置，我們得到： 鉤子兩側(cè)弦線之間的角度和水平方向還是相等的，牛。 繩子的張力保持不變。 例3 如圖2-12所示，m和M保持相對(duì)靜止，并沿著傾斜角為θ的光滑斜坡滑下。 M和m之間的摩擦力是多少？ 錯(cuò)誤解釋：以m為研究對(duì)象，如圖2-13所示。 物體受到重力mg、支撐力N、摩擦力f。 建立如圖所示的坐標(biāo)，然后以m+N為研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，如圖2-14所示，(m+ M) g·sin θ = (M + m) a ③根據(jù)式子①， ②、③，f=0，所以m與M之間沒(méi)有摩擦力。
分析與解決：解決問(wèn)題的主要原因是沒(méi)有良好的解題習(xí)慣，盲目模仿。 看似解決問(wèn)題的步驟有很多，但思路卻沒(méi)有跟上。 要分析摩擦力英語(yǔ)作文，您需要找到接觸面。 摩擦力的方向必須與接觸面相切。 這一步是為了堵住錯(cuò)誤的起點(diǎn)。 犯上述錯(cuò)誤的客觀原因是固定型思維，即一看到斜面的摩擦力就跟隨斜面的方向。 這歸結(jié)于對(duì)物理過(guò)程的不明確分析。 答：由于m和M保持相對(duì)靜止，因此可以將整體(m+M)作為研究對(duì)象。 力，如圖2-14所示，重力（M+m）g，支撐力N′。 建立如圖所示的坐標(biāo)，根據(jù)牛頓第二定律建立方程x： (M+n)gsin θ=(M+m)a① 解為沿斜坡向下a=gsin θ。 由于需要m與M之間的相互作用力，故以m為研究對(duì)象，力如圖2-15所示。 根據(jù)牛頓第二定律建立方程。 因?yàn)閙，M的加速度是沿著斜坡的方向。 需要分解為水平方向和垂直方向，如圖2-16所示。 由式②、③、④、⑤可得f=mgsin θ·cosθ。 方向m沿水平方向受到向左的摩擦力，M受到向右的摩擦力。 例4 圖2-25 用輕彈簧連接兩個(gè)相同質(zhì)量的小球，用繩子懸掛在天花板上。 兩個(gè)球都保持靜止。 當(dāng)突然切線時(shí)，上球A和下球B的加速度為[]A。 a =ga =g12B． a1=ga 2=gC． a =2ga2=01D． a =0a =g12 錯(cuò)誤解：剪線時(shí)，以(A+B)為研究對(duì)象，系統(tǒng)僅受重力影響，故加速度為g，故球A、B的加速度為g。
因此選擇A。 分析與解決：造成上述誤解的原因是研究對(duì)象的選擇不正確。 由于繩子被切斷時(shí)，球A和B的加速度不同，因此不能將它們作為一個(gè)整體來(lái)研究。 答：分別以A、B為研究對(duì)象，進(jìn)行剪切前和剪切過(guò)程中的應(yīng)力分析。 A 和 B 在切割前處于靜止?fàn)顟B(tài)。 如圖2-26所示，球A受到三個(gè)力，拉力T，重力mg和彈力F。球B受到三個(gè)力，重力mg和彈簧拉力F′ A球：T-mg-F =0①B球：F′-mg=0② 由公式①、②可知，T=2mg，F(xiàn)=mg 剪切時(shí)，A球受到兩個(gè)力，因?yàn)槔K索無(wú)彈性，此時(shí)不存在拉力剪切，但彈簧有形狀，暫時(shí)無(wú)法改變形狀，但彈力仍然存在。 如圖2-27所示，球A受到重力mg和彈簧給出的彈力F的作用。 同樣，球B受到重力mg和彈力F'的影響。 A 球：-mg-F=maA③B④B 球：F′ -mg=ma 由式 ③ 求解，得 aA=-2g（方向向下） 由式 ④ 求解，得 aB=0，故選項(xiàng) C 正確。 經(jīng)驗(yàn)：（1）牛頓第二定律反映了力與加速度的瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系。 凈外力保持不變，加速度保持不變。 合外力瞬時(shí)變化，加速度瞬時(shí)變化。 本題中，當(dāng)球A被剪切時(shí)，總外力瞬間發(fā)生變化，加速度從0變化到2g。 然而，當(dāng)球B被剪切時(shí)，總外力不變，加速度保持不變。 5 如圖3-1所示，輸送帶水平部分ab=2米，bc=4米，bc與水平面夾角α=37°，小物體之間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)A、傳送帶μ=0.25高中物理受力分析專題，傳送帶按圖中所示方向以2米/秒的速度移動(dòng)。
如果物體A輕輕地放在a點(diǎn)，它將被皮帶送到c點(diǎn)，并且物體A還沒(méi)有離開(kāi)皮帶。 求物體 A 從 a 點(diǎn)運(yùn)送到 c 點(diǎn)所需的時(shí)間。 分析與解決：物體A輕輕放置在a點(diǎn)，其與傳送帶的相對(duì)運(yùn)動(dòng)是向后的。 傳送帶以零初始速度均勻加速地移動(dòng)A，直到達(dá)到與傳送帶相同的速度。 假設(shè)這段時(shí)間是A向前移動(dòng)的滑動(dòng)摩擦力，t 1，則：a1=μg=0.25x10=2.5米/秒2t=v/a1=2/2.5=0.8秒。 假設(shè)A勻加速時(shí)的位移為S1，則： 假設(shè)物體A在水平傳送帶上勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t 2 ，則假設(shè)物體A在bc段運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t 3、設(shè)加速度為a2，則：a2=g*Sin37° - μ°=10x0。 6-0..8=4米/秒 2解為：t3=1秒（t=-2秒四舍五入） 3所以物體A從a點(diǎn)運(yùn)輸?shù)絚點(diǎn)所需要的時(shí)間為t=t 1+t 2 +t 3=0.8+0.6+1=2.4秒。 例6 如圖2-1所示，一根長(zhǎng)的輕質(zhì)繩索橫跨水平方向相距2L的兩個(gè)小定滑輪A和B。 一根質(zhì)量為 m 的木塊懸掛在繩子上的 O 點(diǎn)。 O連接A和B。兩個(gè)滑輪之間的距離相等。 輕繩兩端C、D分別施加垂直向下的恒力F=mg。
首先握住滑輪，使繩索處于水平伸直狀態(tài)，然后將滑輪松開(kāi)。 木塊下落過(guò)程中，保持C、D兩端拉力F不變。 (1) 當(dāng)物體下落距離為h時(shí)，物體的加速度為零？ (2) 當(dāng)木塊下落上述距離時(shí)，需要做多少功W才能克服C端的恒力F？ (3)求物塊下落過(guò)程中的最大速度Vm和最大距離H？ 分析與解答：物體首先向下加速。 當(dāng)物體下落時(shí)，兩根繩子之間的角度逐漸減小。 由于繩索對(duì)木塊的拉力保持不變，始終等于F，所以隨著兩根繩索夾角的減小，兩根繩索對(duì)木塊的拉力的合力會(huì)逐漸增大，合力即為F。作用在木塊上的力會(huì)逐漸減小，朝下的加速度逐漸減小。 當(dāng)木塊所受的凈外力為零時(shí)，速度達(dá)到最大值。 此后，由于兩根繩子之間的夾角不斷減小，作用在木塊上的合外力垂直向上并逐漸增大，木塊將隨著加速度的增大而減速。 當(dāng)物塊的下落速度減小到零時(shí)，物塊的垂直下落距離達(dá)到最大值H。當(dāng)物塊的加速度為零時(shí)，由公共點(diǎn)力平衡條件可以得到相應(yīng)的θ角，則則由θ角可求出對(duì)應(yīng)的距離h，進(jìn)而可求出C端克服恒力F所做的功。 將動(dòng)能定理應(yīng)用到物塊上，可以確定物塊下落過(guò)程中的最大速度Vm和最大距離H。 (1) 當(dāng)物塊所受的凈外力為零時(shí)，加速度為零，物塊下落的距離為h。 因?yàn)镕始終等于mg，所以繩子對(duì)物體的拉力始終為mg。 由平衡條件可知：2θ=120°，故θ=60°。 由圖2-2可知： h=L*tg30°=L[1] (2) 當(dāng)木塊下落h時(shí)，繩子的C、D端均上升h'。 由幾何關(guān)系可得： h' = -L [2] 克服C端恒力F所做的功為： W = F *h [3] 同時(shí)求解方程組[1]、[2] ] 與[3] 得： W=(-1) mgL (3) 物塊下落過(guò)程中，有三個(gè)力對(duì)物塊做功。
重力做正功，兩端繩索對(duì)木塊的拉力做負(fù)功。 繩索兩端拉力所做的功等于恒力F作用在C、D端所做的功。因?yàn)槲矬w下落距離h時(shí)動(dòng)能最大。 由動(dòng)能定理：mgh-2W=[4] 將方程[1]、[2]、[3]代入方程[4]，可得： Vm=當(dāng)木塊速度減至零時(shí)，下落距離塊的高度達(dá)到最大值為H，繩索C和D上升的距離為H'。 由動(dòng)能定理：mgH-2mgH'=0，且H'=-L，聯(lián)立解為：H=。
