高中物理人教版 (2019)必修 第一册第三章 相互作用——力3 牛顿第三定律课时训练

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1. 受力分析的一般步骤
(1)明确研究对象：即确定受力分析物体，研究对象可以是某个物体、物体的一部分，也可以是几个物体组成的整体。
(2)隔离物体分析：将研究对象从周围物体中隔离出来，分析周围有哪些物体对它施加了力的作用。按照重力、弹力、摩擦力、其他力的顺序，逐个确定物体受到哪些力的作用。
(3)画出受力示意图：依据物体受到的各个力的方向，画出受力示意图。为了便于观察，物体所受的各个力集中画在同一个作用点上。
(4)检查受力分析是否有误：检查画出的每一个力是否有施力物体，检查分析结果能否使研究对象处于题目所给的状态，防止“添力”“漏力”。
2. 受力分析的常用方法
(1)整体法与隔离法①整体法：将几个物体作为一个整体从周围环境中隔离出来分析其受力的方法。选用的原则是：研究系统外的物体对系统整体的作用力或研究整体的加速度。
②隔离法：将选定的研究对象从周围物体中隔离出来，单独分析它的受力情况的方法。选用原则是：研究系统内物体之间的相互作用力。
(2)假设法：在对物体进行受力分析时，若不能确定某个力的有无或方向，可先假设该力存在或不存在，然后看引起的结果是否符合给定的运动状态或形变效果。
(3)利用牛顿第三定律分析：当某个力不易直接分析时，可以转换研究对象，分析该力的反作用力，根据其反作用力的大小和方向来确定该力的大小和方向。
3. 受力分析时应注意的几个问题
(1)只分析研究对象受到的力，不分析研究对象对其他物体施加的力；不要把作用在其他物体上的力，错误地认为“通过力的传递而作用在研究对象上”。
(2)对于分析出的物体受到的每一个力，都必须明确其来源，即每一个力都应找出其施力物体，不能无中生有。
(3)受力应与物体的运动状态对应，物体所处的状态不同，其受力情况一般也不相同。例如放在水平车厢上的物体，车匀速运动时，车和物体间不存在摩擦力；车加速运动时，物体受到的摩擦力向前；车减速运动时，物体受到的摩擦力向后。
(4)区分内力与外力。对几个物体组成的整体进行受力分析时，这几个物体间的作用力为内力，不能在受力图中出现；当把某一物体单独隔离分析时，原来的内力可能变成外力，要画在受力分析图中。
【受力分析举一反三练习】
1．图甲中一个木块m静止在斜面上，给木块受力分析并画出示意图。

【答案】见解析
【详解】对木块受力分析可知，木块受到重力和斜面支持力和摩擦力，受力如图所示

2．图乙中一个球处于静止状态，给球受力分析并画出示意图。

【答案】见解析
【详解】球处于静止状态，可知球受到重力和水平面的支持力，受力如图所示

3．如图所示，两个相似的斜面体A、B在竖直向上的力F的作用下静止靠在竖直粗糙墙壁上。关于斜面体A和B的受力情况，质量分别为mA和mB，重力加速度为g，回答下列问题（受力分析需要规范标准的力的符号和方向表示）：
（1）画出A、B整体的受力分析；
（2）画出B的受力分析；
（3）画出A的受力分析；
（4）若A、B之间光滑，A能否保持静止状态，画出受力分析说明；
（5）若A、B之间光滑，B能否保持静止状态，画出受力分析说明。

【答案】（1） ；（2） ；（3） ；（4）不能 见解析；（5）不能 见解析
【详解】（1）A、B整体处于平衡状态，受力分析如图甲所示

（2）对B受力分析如图乙所示

（3）对A受力分析，如图丙所示

（4）若A、B之间光滑,对物体A进行受力分析，如图丁所示，

根据正交分解可知物体A在水平方向无法达到合力为零，所以A、B之间光滑，A不能保持静止。
（5）若A、B之间光滑，对物体B进行受力分析，如图戊所示

根据正交分解可知物体B在水平方向无法达到合力为零，所以A、B之间光滑，B不能保持静止。
4．对下列各种情况下的物体A进行受力分析
【答案】（1） ；（2） ；（3）
【详解】（1）物体A能够静止在斜面上，说明受到斜面的静摩擦力，故物体受到重力、斜面的支持力和摩擦力3个力作用，如图所示
（2）由于接触面粗糙，小球受到与运动方向相反的摩擦力，同时还受到重力和支持力，如图所示
（3）由于接触面光滑，不受摩擦力，只受到重力和支持力，如图所示
5．下列情景中对物体A受力分析，并画出示意图。
（1）图甲物体A静止在粗糙的斜面上。
（2）图乙中系有细绳的球A静止在光滑的球面上。
（3）图丙中均匀杆A被细绳拉住而静止在粗糙的水平面上。
【答案】见解析
【详解】（1）物体A静止在粗糙的斜面上处于平衡状态，物体A受到竖直向下的重力，斜面对物体A垂直斜面向上的支持力，以及斜面对A沿着斜面向上的静摩擦力，受力示意图如下图
（2）球A静止在光滑的球面上处于平衡状态，球A受到竖直向下的重力，绳对球A沿绳指向绳收缩方向（沿绳向上）的拉力，球面对球A垂直于球面指向球A的支持力，受力示意图如下图
（3）均匀杆A被细绳拉住而静止在粗糙的水平面上处于平衡状态，杆A受到竖直向下的重力，地面对杆A竖直向上的支持力，细绳对杆A沿绳指向绳收缩方向（沿绳向上）的拉力，拉力水平方向的分力向左，则为保持平衡状态，地面对杆A有水平向右的摩擦力，受力示意图如下图
6．在图中对均匀圆球进行受力分析，并画出受力图。图中的接触面均是光滑的，且球处于静止状态。
【答案】见解析
【详解】均匀圆球的重心在球心。由于接触面光滑，小球不受摩擦力，只受重力和弹力。球处于静止状态，合力为零。受力分析如下图：
7．画出下列处于匀速直线运动物体A的受力分析图（各接触面均粗糙）
【答案】见解析【详解】（a）（b）（c）
8．对下列各物体进行受力分析，并画出受力示意图。
【答案】见解析
【详解】
9．按要求画出下列受力分析
【答案】（1）见解析；（2）见解析；（3）见解析；（4）见解析；（5）见解析；（6）见解析；（7）见解析；（8）见解析；（9）见解析
【详解】（1）如图
（2）如图
（3）如图
（4）如图
（5）如图，甲图中对M
对m
对整体
乙图中对M
对m
对整体
丙图中当斜面对M没有摩擦力时，对M
当斜面对M摩擦力方向沿斜面向上时，对M
当斜面对M摩擦力方向沿斜面向下时，对M
对m
对整体，当斜面对M没有摩擦力时
当斜面对M摩擦力方向沿斜面向上时，对整体
当斜面对M摩擦力方向沿斜面向下时，对整体
（6）如图
（7）如图
（8）如图
（9）如图
【点睛】
10．按要求画出下列受力分析：
（1）如图，在拉力F作用下匀速运动，画出物体的受力分析
（2）如图，P、Q一起以相同速度沿力F方向匀速运动，物体沿斜面向上运动，画出P的受力分析
（3）如图，物体沿斜面向上运动，画出物体的受力分析
（4）如图，车厢和小球均静止，细线竖直，画出小球的受力分析
（5）如图，所以接触面光滑，画出小球1、2的受力分析
（6）如图，物体沿竖直墙壁向下做匀速直线运动，画出物体的受力分析
（7）如图，M、m一起向右匀速运动，分别画出M、m的受力分析
（8）如图，m1、m2用跨过定滑轮的轻质细线相连且静止，不计摩擦，分别画出m1、m2的受力分析
（9）如图，A、B静止，OB细线恰好处于竖直方向，画出A的受力分析
（10）如图，A、B均静止，画出轻质光滑滑轮的受力分析
（11）如图，光滑圆环固定在竖直平面内，环上套着两个小球A和B（中央有孔），A、B间由细绳连接都能保持静止状态。分别画出A、B的受力分析
（12）如图，地面光滑，分别画出A、B的受力分析
【答案】（1）见解析；（2）见解析；（3）见解析；（4）见解析；（5）见解析；（6）见解析；（7）见解析；（8）见解析；（9）见解析；（10）见解析；（11）见解析；（12）见解析
【详解】（1）
（2）
（3）
（4）
（5）
（6）
（7）
（8）
（9）
（10）
（11）
（12）
11．分别画出小球和物体的受力示意图（分析无误后，使用签字笔和直尺画出受力示意图，涂改者不得分）
【答案】见解析
【详解】各小球和物体的受力示意图如下图所示，其中图4中B对A可能有摩擦力也可能没有摩擦力，其受力示意图有两种可能
12．根据所给情景画出物体的受力分析图。
①建筑塔吊向右上方匀速提升建筑物料，画出物料受力 ；
②甲、乙两人分别乘坐两种匀速向上运动的电动扶梯，画出人的受力 ；
③对沿粗糙斜面匀速上滑的物体A受力分析 ；
④对刚轻放在传送带的物体受力分析 。
【答案】 ，
【详解】[1]物料匀速运动，受力平衡，可得受到的绳子的拉力与物料重力平衡，受力分析图如下：
[2]甲图中人匀速运动，受力平衡，只受到重力和电梯对人的竖直向上的支持力为一对平衡力，受力分析图如下：
乙图中人匀速运动，受力平衡；受到重力，垂直接触面向上的支持力，同时因为受力平衡所以可得此时还受到沿接触面斜向上的摩擦力，受力分析图如下：
[3]物体受到重力，斜面对其的支持力，水平向右的力F，因为匀速上滑所以受到的摩擦力沿下面向下，受力分析图如下：
[4]物体刚轻放在传送带时，传送带对其有水平向右的摩擦力，竖直方向重力和支持力平衡，受力分析如下：
物体静止在光滑（粗糙）水平面上。
物体在粗糙水平面上向右滑动。
水平拉力作用，物体沿水平面向右匀速运动。
在斜向下的推力F作用下，物体静止在水平地面上。
在斜向上的拉力F作用下，物体在水平地面上匀速向右运动。
车子平板粗糙，A做匀速直线运动。
物体沿光滑的斜坡下滑。
物体沿斜坡匀速下滑。
物块以初速度冲上粗糙斜坡。
在光滑的斜坡上，物块在水平力F的作用下处于静止状态。
在粗糙的斜坡上，物块在水平力F的作用下沿斜坡向下运动。
物块静止在斜坡上。
通过绳子悬挂在天花板上的小球，摆到左、右端时。
物块在推力F作用下沿着粗糙竖直面向上滑动。
光滑球静止于水平地面和斜档板之间。
光滑球放在斜面和竖直档板之间。
光滑球放在斜面和垂直于斜面的挡板之间。
物体静止在光滑（粗糙）水平面上。
物体在粗糙水平面上向右滑动。
水平拉力作用，物体沿水平面向右匀速运动。
在斜向下的推力F作用下，物体静止在水平地面上。

在斜向上的拉力F作用下，物体在水平地面上匀速向右运动。
车子平板粗糙，A做匀速直线运动。
物体沿光滑的斜坡下滑。

物体沿斜坡匀速下滑。

物块以初速度冲上粗糙斜坡。

在光滑的斜坡上，物块在水平力F的作用下处于静止状态。
在粗糙的斜坡上，物块在水平力F的作用下沿斜坡向下运动。
物块静止在斜坡上。
通过绳子悬挂在天花板上的小球，摆到左、右端时。
物块在推力F作用下沿着粗糙竖直面向上滑动。
光滑球静止于水平地面和斜档板之间。

光滑球放在斜面和竖直档板之间。
光滑球放在斜面和垂直于斜面的挡板之间。