书 山 有 路 1 受力分析在解决力学问题中的应用受力分析在解决力学问题中的应用 正确对物体受力分析是解决力学题目的关键 在初中阶段主要初步学习了重力 摩擦力 包括 滑动摩擦力 静摩擦力 滚动摩擦力 弹力 包括压力 拉力 支持力 浮力等 受力分析主要 是分析这些力 初中物理要求研究的力学问题基本上是处于平衡状态下的 只有正确的对物体进行 受力分析 才能准确合理的结合物理规律和公式来解决问题 所以受力分析是解决动力学问题的重 要环节 下面简要分析受力分析在力学中的应用 一 中考考点 1 掌握受力分析的方法 学会利用受力分析的方法分析解决问题 二 知识储备 1 二力平衡的条件 二力平衡合 力为 2 重力的方向 作用点 3 相互接触的物体 受力 如图 1 中 A B 两物体 不相互接触的物体 受力 如图 2 中两磁铁 4 摩擦力产生的条件 摩擦力的方向 三 典例分析 一 受力分析 例例 1 如图 3 所示 小球用线系住挂在天花板上并与墙面接触 画出小球的受力示意图 例例 2 如图 4 所示 木块放在斜面上静止不动 试画出木块受力示意图 由以上例题 总结对物体受力分析的步骤 1 首先要确定研究对象 可以把它从周围物体中隔离出来 只分析它所受的力 不考虑研究对 象对周围物体的作用力 2 在分析物体受力时 应先考虑重力 然后是弹性力 摩擦力等 并分析物体在已知力的作用 下 将产生怎样的运动或运动趋势 3 根据物体的运动或运动趋势及物体周围的其它物体的分布情况 确定力 保证力既不能多也 不能少 4 画出研究对象的受力示意图 5 检验 根据物体的运动状态和平衡力的知识来检验所画出的力是否正确 跟踪练习跟踪练习 1 1 如图 5 所示 试分析放在水平面上的物体 A 作匀速运动时的受力情况 2 如图 6 所示 物体放在作匀速直线运动的传送带上 请画出物体所受力的示意图 如果传送 带突然加速或减速运动 画出物体所受力的示意图 3 一小球静止在竖直的墙壁之间 如图 7 请画出小球所受力的示意图 二 应用 二 应用 例例 1 一个放在水平桌面上的物体 受到分别为 5 牛和 3 牛的两个力 F1 F2 的作用后仍处于静止状态 如图 8 所示 则该物体受到的合力为 桌 面对此物体的摩擦力大小为 方向为 跟踪练习跟踪练习 2 1 一物体做匀速直线运动 在所受的多个力中 有一对大小为 15N 的平衡力 当这对力突然消失 后 该物体的运动状态将 填 改变 或 不变 2 一个小球重 3 牛顿 当它以 0 5 米 秒的速度在光滑的平面上作匀速直线运动时 加在小球上的 水平推力是 A 0 牛顿 B 1 5 牛顿 C 3 牛顿 D 无法判断 3 如图 9 甲所示 完全相同的木块 A 和 B 叠放在水平桌面上 在 12N 的水平拉力 F1作用下 A B 一起做匀速直线运动 此时木块 B 所受的摩擦力为 N 若将 A B 紧靠着放在水平桌面上 用水平力 F2推 A 使它们一起匀速运动 如图 9 乙所示 则推力 F2 N 例例 2 用力 F 将木块压在竖直墙面上 木块静止 如图 10 所示 当 F 增 大时 墙对木块的摩擦力的变化情况是 A 增大 B 减小 C 不变 D 无法判断 跟踪练习跟踪练习 3 1 竖直悬挂的磁性黑板上吸附着一磁性黑板擦 黑板擦静止不动 在竖 直方向上黑板擦保持平衡的原因是受到摩擦力和 力的作用 2 体育课上 小明匀速爬杆 小刚匀速爬绳 有关他们受到的摩擦力 下面说法正确的是 A 因为爬杆时手握杆的压力大 所以小明受到的摩擦力一定大 B 因为绳子粗糙 所以小刚受到的摩擦力一定大 书 山 有 路 2 C 小明和小刚受到的摩擦力一定相等 D 若小明的体重大 则他受到的摩擦力一定大 3 起重机吊着一重为 G 的物体 1 匀速上升拉力为 F1 2 匀速下降拉力为 F2 3 静止在 空中拉力为 F3 4 在空中水平匀速运动拉力为 F4 5 以 3m s 的速度匀速上升 拉力为 F5 6 以 2m s 的速度匀速下降拉力为 F6 这几种状态都是 状态 比较 F1 F2 F3 F4 F5 F6 有 F1 F2 F3 F4 F5 F6 达标测试达标测试 1 重 5N 的茶杯静止在水平桌面上 受到的摩擦力大小为 N 2 如图 11 物体 A 在水平力 F 作用下 静止在竖直墙壁上 当水平力减小为 F 2 时 物体 A 恰好 沿竖直墙壁匀速下滑 此时物体 A 所受摩擦力的大小 A 减为原来的 1 2 B 和原来一样 C 增大为原来 的 2 倍 D 无法判断 3 如图 12 中的水平桌面足够 长 不计托盘质量和滑轮与绳的 摩擦 物体 A 重 10N 当物体 B 重为 2N 时 物体 A 保持静止 这时 A 物体受到的摩擦力为 N 当物体 B 重为 3N 时 物体 A 向右做匀速直线运动 运动一段时间托盘着地 此后物体 A 做 运动 受到的摩擦力是 N 4 如图 13 所示 放在光滑水平面上的小车上固定一块磁铁 人用木杆 吊着一块磁铁 始终保持两块磁铁之间有一定的间隙且不变 则小车 的状态是要 A 向左运动 越来越快 B 向右运动 越来越快 C 匀速直线运动或静止 D 有时快有时慢的直线运动 5 如图 14 所示 为某校校园艺术节时气球悬挂一幅竖标的情景 已知气球的体积 为 8m3 气球 含内部所充气体 标语及细绳的总质量为 9kg 空气的密度为 1 29 kg m3 g 取 10N kg 则系于地面拉住标语的细绳的拉力为 A 103 2N B 90N C 13 2N D 193 2N 6 如图 15 用弹簧秤拉着木 块在水平桌面上做直线运动 实验记录如下表 由此可知 木块与水平桌面的滑动摩擦 力为 7 如图 16 物体 A 重 50N 物体 B 重 30N 物体 A 在物体 B 的作用下向 右做匀速直线运动 如果在物体 A 上加一个水平向左的力 F 拉动物体 A 使物体 B 以 0 1m s 的速度匀速上升 求 2s 内拉力 F 做的功 专题专题二二 有关机械效率计算专题有关机械效率计算专题 一 中考考点 1 了解各简单机械 杠杆 滑轮 斜面的特点 2 要做到容易解答简单的关于机械效率的计 算 3 学会关于机械效率的综合计算 二 知识储备 1 对于简单机械来说 提升重物时 克服 所做的功为有用功 实际拉力做的功为 那么机械效率的计算公式可写作 2 在力学中 功包含两个必要的因素分别是 和 计算功的公式 W 克服重 力做功的公式为 W 克服阻力做功的公式为 W 3 计算机械效率的公式是 三 典例解析 1 简单的有关滑轮组的机械效率的计算 例 1 用如图 1 所示滑轮组将重 6 102N 的物体匀速提高 2m 拉力所做的功为 2 103J 所用的时间 为 20s 求 1 有用功 2 拉力的功率 3 该滑轮组的机械效率 跟踪练习 1 如图 1 是伍实同学在测量滑轮组的机械效率实验的图形 重物的质量为 200g 每个滑轮的质量都为 50g 不计绳子与滑轮 滑轮轴之间的摩擦 使用滑轮组使钩码匀速直 线上升 10 则人的拉力大小为 N 有用功为 J 额外功为 J 机械效率 为 2 用如下图所示的滑轮组吊起重物 不计绳重和摩擦 1 当物重为 150N 时 绳端所用的拉力是 60N 此时滑轮组的机械效率是多少 2 当所吊重物为 300N 时 10s 内重物被匀速提高 2m 时 绳端拉力做功的功率是多少 2 有关斜面的机械效率的计算 书 山 有 路 3 例题 如图所示 斜面长 1m 搞 0 2m 将 10N 重的物体 A 从斜面底端匀速拉到斜面顶端 需要用平行于斜面的力 2 5N 那么 1 斜面的机械效率是多少 2 重物上升过程中克服摩擦做了多少额外功 3 为了提高该斜面的机械效率 同学们提出了一些建议 A 以较快的速度将重物匀速拉到斜面顶端 B 以较慢的速度将重物匀速拉到斜面顶端 C 改用光滑的 板长和高度均不变的斜面 其中建议 填番号 可以达到目的 理由是 跟踪练习 1 如图所示装置将重为 100N 的物体匀速从斜面的底端拉至顶端 已知斜面的长是 5m 高是 2m 拉力 F 50N 则该装置的机械效率为 2 如图所示 将体积为 2 0 10 3m3的木块 沿斜面匀速上拉时弹簧测力计的示数为 4N 松木沿 斜面移动 1m 上升的高度为 30cm 求 1 松木块的重力 2 斜面的机械效率 g 10N kg 木 0 5 103kg m3 3 关于机械效率的综合计算 例 3 一质量为 6kg 的石块 沉在装水的容器底部 某同学用一动滑轮将石块从水中匀速提起 1m 但石块没有露出水面 如图所示 已知绳的自由端拉力为 25N 求石块在上升过程中 1 石块受到的浮力为多少 2 绳的自由端拉力做功为多少 3 动滑轮的机械效率为多少 石 3 103kg m3 g 10N kg 达标测试 1 如图 3 所示 物重 G 为 600N 用滑轮组将重物匀速提升 5m 所用的拉力 F 为 250N 滑轮组的机械效率为 若不计摩擦 被提升的物重增加时 滑轮组的机 械效率将 选填 变大 变小 或 不变 2 一人师傅常利用斜面把重物搬运到汽车上 如图 5 汽车车厢高度 h 1 5m 斜面长 度 s 3m 现用力 F 沿斜面把重箩筐 G 1800N 的重物匀速拉到车上 若不 计摩擦 拉力 F 为 N 若实际拉力 F 1200N 则该斜面的机械效率 是 3 如图 6 所示 用一动滑轮拉一物体 A 以 0 5m s 的速度在水平面上作匀 速直线运动 物体 A 重为 20N 受到的摩擦阻力是物重的 0 2 倍 水平拉 力为 2 5N 则在 2s 内拉力做的功是 滑轮的机械效率是 不 计滑轮重力 4 下列关于功率和机械效率的说法中 正确的是 A 功率大的机械 做功一定多 B 做功快的机械 功率一定大 C 效率高的机械 功率一定大 D 做功多的机械 效率一定高 5 关于机械效率 下列说法正确的是 A 有用功越大 机械的机械效率就越高 B 额外功越大 机械的机械效率就越低 C 总功越大 机械的机械效率就越低 D 有用功与总功的比值越大 机械的机械效率就越高 6 甲乙两机械 甲的机械效率是 70 乙的机械效率是 50 下列说法中正确的是 A 使用甲机械做功省力 B 甲机械做功快 C 相同时间内 甲机械完成的功多 D 乙机械的额外功在总功中占的比例大 7 小雪和小红在 测滑轮组机械效率 的实验中 一起组装好如图 8 所示的实验装置 他们分别记 下了钩码和弹簧测力计的位置 1 小红 向上拉动弹簧测力计 使钩码升高 并由弹簧测力计读出拉力为 0 5N 同时 小雪用用刻度尺测出钩码提升的高度为 0 1m 以上测量准确无误 其他被测物理量和计算的数据 书 山 有 路 4 如下表 钩码重 N 弹簧测力计提升的高度 m 有用功 J 总功 J 机械效率 2 0 4 0 2 0 2 100 2 小雪和小红测得滑轮组的机械效率为 100 他们意识到出现了错误 请你帮助找出原因 3 该滑轮组的机械效率实际为 4 若提升的钩码重增加到6N 则该滑轮组的机械效率将 选填变大 变小 不变 8 如图 9 所示 物体重 180N 动滑轮重 20N 绳重和摩擦不计 在拉力 F 的作用下 物体正以 0 1m s 的速度匀速上升 求 1 拉力 F 2 拉力做功的功率 3 动滑轮的机械效率 9 如图 10 所示 建筑工地上的吊车是靠电动机来提升货物 货物重 103N 电动机的额定电流为 4A 电阻为 20 电动机正常工作时 作用在绳子上的拉力为 500N l 分钟内将货物匀速提升了 6m 求 1 滑轮组的机械效率是多少 2 电动机的额定功率是多少 10 某人在河岸上 借助岸边的大树 利用滑轮组通过拉绳使停泊在水中的船匀速靠岸 已知滑轮组 是由一个定滑轮和两个动滑轮组成的 滑轮和拉绳自重不计 船的总 质量为7 92 103kg 船匀速移动时受到水的阻力是船重的0 01倍 船受到滑 轮组的拉力与人拉绳子的力始终水平 若人的拉力是220N 船靠岸的速度是 0 3m