6. 力的分解优质课教学设计

受力分析专题

一、受力分析的基本方法：

1.明确研究对象

在进行受力分析时，研究对象可以是某一个物体，也可以是保持相对静止的若干个物体（整体）。在解决比较复杂的问题时，灵活地选取研究对象可以使问题简洁地得到解决。研究对象确定以后，只分析研究对象以外的物体施予研究对象的力（既研究对象所受的外力），而不分析研究对象施予外界的力。

2.隔离研究对象，按顺序找力

把研究对象从实际情景中分离出来，按先已知力，再重力，再弹力，然后摩擦力（只有在有弹力的接触面之间才可能有摩擦力），最后其它力的顺序逐一分析研究对象所受的力，并画出各力的示意图。

3.只画性质力，不画效果力

画受力图时，只能按力的性质分类画力，不能按作用效果（拉力、压力、向心力等）画力，否则将出现重复。

二、典型例题

1.分析满足下列条件的各个物体所受的力，并指出各个力的施力物体.

V F

（3）在光滑水平面上向右（1）沿水平草地滚动的足球

（2）在力F作用下静止水

运动的物体球

平面上的物体球

V F

F

（6）沿粗糙的天花板向右（4）在力F作用下行使在

运动的物体 F>G 路面上小车

2.对下列各种情况下的物体A进行受力分析

V

V A A

A

（3）静止在斜面上的物体

（1）沿斜面下滚的小球， （2）沿斜面上滑的物体A 接触面不光滑.

（接触面光滑）

F

A

A

A

（（6）沿传送带匀速上滑

4）在力F作用下静止（5）各接触面均光滑

A V

在斜面上的物体的物块A 1

四、课堂练习

1. 对下列各种情况下的物体A、B进行受力分析，在下列情况下接触面均不光滑. F F A A A A v F （5）静止在竖直墙面

（1）A静止在竖直（2）A沿竖直墙面下滑

（4）静止在竖直墙面轻上的物体A

（6）向上爬杆的运动员

（7）光滑小球

2.对下列各种情况下的A、B进行受力分析（各接触面均不光滑）

A F A

B B F F A B

1）A、

B同时同速向右行（2）A、B同时同速向右行

使向

使向

（3）A、B静止

A

B

(5)均静止

（6）均静止

（7）均静止

A B C

（9）静止

A

（10）小球静止时的结点A

5、分析下列物体所受的力(竖直面光滑，水平面粗糙)

轻上的物体A

A

（8）静止

B A α

（4）均静止

A B (8)静止

A （11）小球静止时的结点A

2

（

BBAA五、课后作业：

1、分析各物体的受力情况

（1）随传送带一起匀速运动的物体

（2）随传送带一起由静止向右起动物体

（3）向上运输的物体

（4）向下运输的物体

（5）空中飞行的足球

V

(6)

A静止且各接触面A A 光滑

∟

A

A

(7) 放在斜面上相对斜面静止和向上运动、向下运动的物块

(8)静止的球

（9）人用水平力拉绳，使他与木块一起向右做匀速运动

分析

v v 人和木块的受力

3

2、如图所示，分析电梯上的人受力。

A v V v （1）随电梯匀速

上升上升的人

（2）刚踏上电梯的瞬间的人

7．画出上述3图中各球所受到的力。

8．如图，在F作用下A、B静止。请B所受到的

在右边空白处分别画出A、

图2-6-1

8．如图，

A、B同时从静止开始释放。

请画出A所受到的力。

a b c 9．上述2图图，

A、B、C都静止。请画出B所受到的力。

10.如上图，甲图中传送带不动，物块向右运动，乙图中，传送带和物块一起向右匀速运动。

请画出甲乙2图中物块所受到的力。

4 11.如图，在拉力作用下，A物体向右滑动。请画出A物体所受到的

专题二：弹簧问题

我们面对丰富多彩、奇妙无比但又纷繁复杂的物理现象，总要应用一些立意新颖、构思巧妙的思维方法去分析和解决问题．模型法就是我们处理中学物理问题常用的方法。

物理模型通常分为三类：一类是概念模型，例如质点与刚体、弹簧振子与单摆、理想气体、点电荷等；一类是条件模型，例如阻力不计、缓慢、小角度等；还有一类是过程模型，例如自由落体运动、匀速直线运动、匀变速直线运动、简谐运动等．在力学中，我们还会遇到诸如轻绳、轻杆、轻弹簧、轻滑轮之类的模型，它们在物理问题中往往起着连接对象的作用，具有重要的意义，我们称之为力学的基本模型．

可见，所谓模型法，就是忽略次要因素、抓主要矛盾的一种方法。

轻弹簧模型通常具有如下特点：(1)质量不计，既可承受拉力，也可承受压力．(2)同一时刻，弹簧内部各部分之间的相互作用力处处相等，且等于弹簧拉(压)物体的力或物体拉(压)弹簧的力．(3)当它与物体固结时，轻弹簧的形变和由于形变而产生的弹力不能突变，需要时间过程；在极短时间内，通常可认为弹簧的形变量及弹力不变(注意与轻绳、轻杆的区别)．(4)弹簧因为弹簧可以产生拉伸形变也可产生压缩形变，所以任一时刻，弹簧两端所固结的物体在沿弹簧方向上的速度大小、方向均不一定相同(注意与轻绳、轻杆的区别)；一般说来，当两物体沿弹簧方向的速度相同时(即两者没有相对速度时)，弹簧的拉伸或压缩形变量最大。 轻弹簧不一定年年考，但通过这一个模型能够培养我们的各种高考要求的能力，能够深化高考要求的各部分内容。

要点一、轻---受力总平衡

两端受力必等大

1、如图18所示，四根相同的轻质弹簧都处于竖直状态，上端都受到大小皆为F的拉力作用，针对以下四种情况：

（1）中的弹簧下端固定在地上；

（2）中的弹簧悬挂着物块A而保持静止；

（3）中的弹簧拉着物块B匀加速上升；

（4）中的弹簧拉着物块C匀加速下降．

5

设四根弹簧的伸长量依次分则有（

B

）

别为△l1、△l2、△l3、△l4，A．△l1<△l2

B．△l2=△l4

C．△ll3<△l1

D．△l4<△l3

如图18

强调：胡克定律F=kx中的F指弹簧一端的受力

2、如图所示，四根相同的轻质弹簧连着相同的物体，在外力作用下做不同的运动：(1)在光滑水平面上做加速度大小为g的匀加速直线运动；(2）在光滑斜面上做向上的匀速直线运动；(3）做竖直向下的匀速直线运动，(4）做竖直向上的加速度大小为g的匀加速直线运动．设四根弹簧伸长量分别为l1、l2、l3、l4，不计空气阻力，g为重力加速度，则（ABC ）

A. l1>l2

B. l3

< l4

C. l1< l4

D. l2

= l3

3、（07隆回）．如图17，用相同材料做成的质量分别为m1、m2的两个物体中间用一轻弹簧连接。在下列四种情况下，相同的拉力F均作用在m1上，使m1、m2作加速运动：①拉力水平，m1、m2在光滑的水平面上加速运动。

②拉力水平，m1、m2在粗糙的水平面上加速运动。

③拉力平行于倾角为θ的斜面，m1、m2沿光滑的斜面向上加速运动。

④拉力平行于倾角为θ的斜面，m1、m2沿粗糙的斜面向上加速运动。

以△l1、△l2、△l3、△l4依次表示弹簧在四种情况下的伸长量，则有

（

D

）

A. △l2＞△l1

B.

△l4＞△l3

如图17 C. △l1＞△l3

D. △l2＝△l4 强调：利用牛二或者力的平衡条件解决连接体问题，尽量整体入手（整体运用力的平衡条件或者

6

牛二，不需分析内力）

具有共同加速度的连接体问题，若求的是各部分之间的相互作用，一般是先系统入手，考察加速度，而后取受力少者求相互作用。

4、(2001年春季高考北京、安徽卷)如图所示，两根相同的轻弹簧S1、S2，劲度系数皆为k＝4×10 N／m．悬挂的重物的质量分别为ml＝2kg和m2＝4Kg．若不计弹簧质量，取g＝10m／s2，则平衡时弹簧S1，S2的伸长量分别为( C )，

A．5cm，10cm B．10cm，5 cm C.15cm，10cm D．10cm，15cm 5、(07杭州)如图22所示，滑轮质量不计，如果m1=m2+m3, 这时弹簧秤的读数为T。若把m2从右边移到左边的m1上，弹簧秤的读数T将

（

B

）

A．增大

B．减少

C．不变

D．.无法判断

强调：物具有竖直方向的加速度或者加速度分量，可利用超失

重规律：视重=实重+超重部分（向上的加速度大小*对应的质

如图22 量）-失重部分（向下的加速度大小*对应的质量）

条件为：单物或者系统在竖直方向只受重力和秤之弹力；

说明：若无秤，则需假想出秤。

6、(07浙江)如图26所示，一放在光滑水平面上的弹簧秤，其外壳质量为m，弹簧及挂钩质量不计，在弹簧秤的挂钩上施一水平向左的力F1，在外壳吊环上施一水平向右的力F2，则产生了沿F1方向上的加速度a，那么此弹簧秤的读数F1 F2 是……………（

AD

）

A、F1

B、F2

如图26 C、F1－F2

D、F2 +ma 强调：弹簧秤的读数指的是弹簧一端的受到的力。

2二、明显形变才能有弹力----两端均有物时，

不能突变，弹力不能突变（不同于细绳，不同于轻杆）-----变前就求出！如：

断绳的瞬间，球之如何？

1．如图2-9所示天花板上用细绳吊起两个用轻弹簧相连

的两个质量相同的小球。两小球均保持静止。当突然剪断

细绳时，上面小球A与下面小球B的加速度为

（

）

A．

a1=g a2=g

B．a1=2g a2=g C．a1=2g a2=0

D．a1=0 a2=g 2．原来匀速运动的升降机内，有一被伸长的弹簧拉住的质量为m的物体A静止在地板上，如图4—4所示。现发现A突然被弹簧拉向右方。由此可以判断，此时升降机的运动可能是

（

）

7

A．加速上升 B．减速上升

C．加速下降 D．减速下降

3、07湖北八校联考．如图19所示，竖直放置在水平面上的轻弹簧上放着质量为2kg的物体A，处于静止状态。若将一个质量为3kg物体B竖直向下轻放在A上的一瞬间，则A对B的压力大小（g取10m/s）（

）A．30N

B．0

C．15N

D．12N 2三、伸长量？压缩量？

如图19 1、若一直伸长量或者一直为压缩量，活动端位移大小为形变量之差；

2、若是先伸长量后压缩量或者先压缩量后伸长量，活动端位移大小为形变量之和。

1．一劲度系数k=8000N/m的轻弹簧，两端各系着一个物体，竖直静止在水平地面上，如图4—19所示。上面物体A的质量为2kg，下面物体B的质量为6kg。对A施以向上的力，使A向上做匀加速直线运动，经过0.1s，B物体刚要离开地面。设整个过程中弹簧处于弹性限度内，求该过程中所施向上力的最小值和最大值。

2．如图111所示，在倾角为θ的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块A、B，它们的质量分别为mA、mB，弹簧的劲度系数为k，C为一固定挡板．系统处于静止状态．现开始用一恒力F沿斜面方向拉物块A使之向上运动，求物块B刚要离开C时物块A的加速度a和从开始到此时物块A的位移d．（重力加速度为g）

图111 解2．系统静止时，弹簧处于压缩状态，分析A物体受力可知：

F1 = mAgsinθ，F1为此时弹簧弹力，设此时弹簧压缩量为x1，则F1 = kx1，得x1 =mAgsink在恒力作用下，A向上加速运动，弹簧由压缩状态逐渐变为伸长状态．当B刚要离开C时，弹簧的伸长量设为x2，分析B的受力有：

kx2 = mBgsinθ，得x2 = mBgsinθ

k设此时A的加速度为a，由牛顿第二定律有：

8

F-mAgsinθ-kx2 = mAa，得a = F-(mA+mB)gsinθ

mAA与弹簧是连在一起的，弹簧长度的改变量即A上移的位移，故有d = x1+x2，

即：d = (mA+mB)gsinθ

k3．如图(a）所示，水平面上质量相等的两木块A、B用一轻弹簧相连接，整个系统处于平衡状态．现用一竖直向上的力F拉动木块A，使木块A向上做匀加速直线运动，如图(b）所示．研究从力F刚作用在木块A的瞬间到木块B刚离开地面的瞬间这一过程，并且选定该过程中木块A的起点位置为坐标原点，则图(c）中可以表示力F和木块A的位移x之间关系的是（

）a

4、（07闵行质量监控）如图75所示的装置可以测量汽车在水平路面上做匀加速直线运动的加速度。该装置是在矩形箱子的前、后壁上各安装一个压力传感器。用两根相同的轻弹簧夹着一个质量为2.0kg的滑块，滑块可无摩擦滑动，两弹簧的另一端分别压在传感器a、b上，其压力大小可直接从传感器上读出。现将装置沿运动方向固定在汽车上，传感器a在后，汽车静止时，传感器a、b的读数均为10N（取g=10m/s2）。若当汽车如图中V方向运动时，传感器a的读数为14N，b的读数为6.0N，求此时汽车的加速度大小为

m/s2，加速度方向向

。

V （

4 m/s2，向右

）

传

传

感

感

器

a 器

b 如图75

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