摘要:受力分析 (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.选择研究对象的原则是使问题的处理尽量简单.研究对象确定以后.只分析研究对象受到的力.而不分析研究对象对别的物体施加的力. (2).按顺序找力 一般按照重力.弹力.摩擦力.其它力的顺序(只有在有弹力的接触面之间才可能有摩擦力).每分析一个力.都应找到施力物体.这样分析不易漏掉某个力. (3).受力分析只画性质力.不画效果力:画受力图时.只能按力的性质分类画力.不能按作用效果画力.否则将出现重复. (4).在解同一个问题时.分析了合力就不能再分析分力,分析了分力就不能再分析合力.千万不可重复. (5).在不确定力是否存在时.可用假设法分析. 典型例题 [例1]在滑冰场上.甲.乙两小孩分别坐在滑冰板上.原来静止不动.在相互猛推一下后分别向相反方向运动.假定两板与冰面间的动摩擦因数相同.已知甲在冰上滑行的距离比乙远.这是由于 ( ) A.在推的过程中.甲推乙的力小于乙推甲的力 B.在推的过程中.甲推乙的时间小于乙推甲的时间 C.在刚分开时.甲的初速度大于乙的初速度 D.在分开后.甲的加速度的大小小于乙的加速度的大小 解析:根据相互作用的规律.在推的过程中.作用力与反作用力大小相等.相互作用的时间相等.故A.B均错.分离后.两者所受滑动摩擦力分别为f1=μm1g.f2=μm2g.由牛顿第二定律得.两者加速度大小相等.均为μg.故D错误.甲在冰上滑行的距离比乙远.由运动学公式v2=2as.可知甲的初速度大于乙的初速度.故C正确. [例2]“神州 五号的飞行可看成近地运行.杨利伟的质量是65kg.他在运行过程中的向心力可估算为 N. 解析 本题考查重力与万有引力的关系.2005年的对重力与万有引力的关系作了调整.明确表述为:重力是物体在地球表面附近所受到的地球对它的引力..答案:6.3×102-6.5×102 N [例3]画出图中物体A所受的力(P为重心.接触面均光滑) 解析:判断弹力的有无.可以采用拆除法:“拆除 与研究对象相接触的物体.如果研究对象的运动状态不发生改变.则不受弹力.否则将受到弹力的作用.各图受力如下图所示. [例4] 如图所示.光滑但质量分布不均匀的小球的球心在O点.重心在P点.静止在竖直墙和桌边之间.试画出小球所受弹力. 解析:由于弹力的方向总是垂直于接触面.在A点.弹力F1应该垂直于球面.所以沿半径方向指向球心O,在B点弹力F2垂直于墙面.因此也沿半径指向球心O. 点评:注意弹力必须指向球心.而不一定指向重心.又由于F1.F2.G为共点力.重力的作用线必须经过O点.因此P和O必在同一竖直线上.P点可能在O的正上方.也可能在O的正下方. [例5] 如图所示.重力不可忽略的均匀杆被细绳拉住而静止.试画出杆所受的弹力. 解析:A端所受绳的拉力F1沿绳收缩的方向.因此沿绳向斜上方,B端所受的弹力F2垂直于水平面竖直向上. 点评:由于此直杆的重力不可忽略.其两端受的力可能不沿杆的方向.杆受的水平方向合力应该为零.由于杆的重力G竖直向下.因此杆的下端一定还受到向右的摩擦力f作用. [例6]如图所示.四个完全相同的弹簧都处于水平位置.它们的右端受到大小皆为F的拉力作用.而左端的情况各不相同:①中弹簧的左端固定在墙上.②中弹簧的左端受大小也为F的拉力作用.③中弹簧的左端拴一小物块.物块在光滑的桌面上滑动.④中弹簧的左端拴一小物块.物块在有摩擦的桌面上滑动.若认为弹簧的质量都为零.以l1.l2.l3.l4依次表示四个弹簧的伸长量.则有 ( ) A.l2>l1 B.l4>l3 C.l1>l3 D.l2=l4 解析 由于弹簧质量不考虑.所以四种情况下弹簧的伸长量只由力F决定.力F相同.则弹簧伸长量相同.所以D选项正确. 练习如图所示.两木块的质量分别为m1和m2.两轻质弹簧的劲度系数分别为k1和k2.上面木块压在上面的弹簧上.整个系统处于平衡状态.现缓慢向上提上面的木块.直到它刚离开上面弹簧.在这过程中下面木块移动的距离为 A. B.C. D. [例7]如图所示.表面粗糙的固定斜面顶端安有滑轮.两物块P.Q用轻绳连接并跨过滑轮.P悬于空中.Q放在斜面上.均处于静止状态.当用水平向左的恒力推Q时.P.Q仍静止不动.则 ( ) A.Q受到的摩擦力一定变小B.Q受到的摩擦力一定变大 C.轻绳上拉力一定变小D.轻绳上拉力一定不变 解析 物体P静止不动.轻绳上拉力和P的重力平衡.故轻绳上拉力一定不变.D项正确.若开始时.Q有下滑趋势.静摩擦力沿斜面向上.用水平恒力向左推Q.则静摩擦力减小,若开始时.Q有上滑趋势.静摩擦力沿斜面向下.用水平恒力向左推Q.则静摩擦力增大.因此.Q受到的摩擦力大小不确定.答案:D [例8]如图所示.物体叠放在水平桌面上.水平力为Fb=5N.Fc=10N.分别作用于物体B.C上.A.B和C仍保持静止.以f1.f2.f3分别表示A与B.B与C.C与桌面间的静摩擦力的大小.则 ( ) A.f1=5N.f2=0.f3=5NB.f1=5N.f2=5N.f3=0 C.f1=0.f2=5N.f3=5ND.f1=0.f2=10N.f3=5N 解析 本题考查摩擦力的产生条件及力的平衡条件.A与B之间无相对滑动趋势.故f1=0.根据物块B的水平方向平衡条件可判定f2=5N.再分析C的平衡条件.则得出f3=5N.即C项正确.答案:C

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17世纪英国物理学家胡克发现:在弹性限度内,弹簧的形变量与弹力成正比,这就是著名的胡克定律。受此启发,一组同学研究“金属线材伸长量与拉力的关系”的探究过程如下:
A.有同学认为:横截面为圆形的金属丝或金属杆在弹性限度内,其伸长量与拉力成正比,与截面半径成反比.
B.他们准备选用一些“由同种材料制成的不同长度、不同半径的线材”作为研究对象,用测距仪、传感器等仪器测量线材的伸长量随拉力变化的规律,以验证假设.
C.通过实验取得如下数据:
长度

250N
500N
750N
1000N
1 m
2.52mm
0.4mm
0.8mm
1.2mm
1.6mm
2m
2.52mm
0.8mm
1.6mm
2.4mm
3.2mm
1m
3.57mm
0.2mm
0.4mm
0.6mm
0.8mm
D.同学们对实验数据进行分析、归纳后,对他们的假设进行了补充完善。
(1)上述科学探究活动中,属于“制定计划”和“搜集证据”的环节分别是       、     
(2)请根据上述过程分析他们的假设是否全部正确?若有错误或不足,请给予修正。
                                                                          。
                                                                          。
 (3)求出这种线材的伸长量与拉力以及材料的长度、截面积之间的定量关系式。
 
 
 (4)有一工程要使用一根能承受98000N拉力的线材,按设计要求,其受拉力后的伸长不能超过原来长度的1/1000。现有一根用这种材料制成的金属杆,长为4m,横截面积为0.8 cm2,请通过计算说明能否使用这根金属杆。
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(2006?静安区模拟)17世纪英国物理学家胡克发现:在弹性限度内,弹簧的形变量与弹力成正比,这就是著名的胡克定律.受此启发,一组同学研究“金属线材伸长量与拉力的关系”的探究过程如下:
A.有同学认为:横截面为圆形的金属丝或金属杆在弹性限度内,其伸长量与拉力成正比,与截面半径成反比.
B.他们准备选用一些“由同种材料制成的不同长度、不同半径的线材”作为研究对象,用测距仪、传感器等仪器测量线材的伸长量随拉力变化的规律,以验证假设.
C.通过实验取得如下数据:
长度 拉力伸长直径 250N 500N 750N 1000N
1m 2.52mm 0.4mm 0.8mm 1.2mm 1.6mm
2m 2.52mm 0.8mm 1.6mm 2.4mm 3.2mm
1m 3.57mm 0.2mm 0.4mm 0.6mm 0.8mm
D.同学们对实验数据进行分析、归纳后,对他们的假设进行了补充完善.
(1)上述科学探究活动中,属于“制定计划”和“搜集证据”的环节分别是
B
B
C
C

(2)请根据上述过程分析他们的假设是否全部正确?若有错误或不足,请给予修正.
在弹性限度内,金属丝的伸长量与拉力成正比,与截面半径的平方成反比,还与金属丝的长度成正比.
在弹性限度内,金属丝的伸长量与拉力成正比,与截面半径的平方成反比,还与金属丝的长度成正比.

在弹性限度内,金属丝的伸长量与拉力成正比,与截面半径的平方成反比,还与金属丝的长度成正比.
在弹性限度内,金属丝的伸长量与拉力成正比,与截面半径的平方成反比,还与金属丝的长度成正比.

(3)求出这种线材的伸长量与拉力以及材料的长度、截面积之间的定量关系式.
(4)有一工程要使用一根能承受98000N拉力的线材,按设计要求,其受拉力后的伸长不能超过原来长度的1/1000.现有一根用这种材料制成的金属杆,长为4m,横截面积为0.8cm2,请通过计算说明能否使用这根金属杆.
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(1)(4分)一个矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时产生交变电流,其电动势表达式为e = 311sin314t(v).已知线圈匝数是100,面积为0.02m2,则匀强磁场的磁感强度       B =        T(保留一位有效数字),当线圈从中性面开始转过3π/4 时,电动势的瞬时值为    V.

(2)(6分)如图为用DIS(位移传感器、数据采集器、计 算机)研究加速度和力的关系的实验装置.实验前已平衡摩擦力.

①实验中采用控制变量法,应保持___不变,用钩  码所受的重力作为小车所受的___,用DIS测小车的加速度.

②改变所挂钩码的数量,多次重复测量。根据测得的多组数据可 画出a-F关系图线(如图所示).分析此图线的OA段可得出的实验结论是______.此图线的AB段明显偏离直线,造成此误差的主要原因是:

A.小车与轨道之间存在摩擦       B.导轨保持了水平状态

C.所挂钩码的总质量太大         D.所用小车的质量太大

(3)(8分)在“测电池的电动势和内阻”的实验中,测量对象为1节新的干电池.某同学用图甲所示电路测量时,在较大范围内调节滑动变阻器,发现电压表读数变化不明显,估计是因为电池较新造成。为了提高实验精度,该同学采用图乙所示电路.实验室提供的器材有: 量程3V的电压表;量程0.6A的电流表(具有一定内阻);定值电阻R0(阻值未知,约几欧姆);滑动变阻器R1(0 ~ 10Ω),滑动变阻器R2(0 ~ 200Ω);单刀单掷开关S1、单刀双掷开关S2,导线若干.

   

①乙电路中,加接电阻R0有两方面的作用,一是方便实验操作和数据测量,二是___  .

②为方便实验调节且能较准确地进行测量,滑动变阻器应选用        (填R1或R2).

③开始实验之前,S1、S2都处于断开状态.现在开始实验:

A、闭合S1,S2打向1,测得电压表的读数U0,电流表的读数为I0;

B、闭合S1,S2打向2,改变滑动变阻器的阻值,当电流表读数为I1时,电压表读数为U1;当电流表读数为I2时,电压表读数为U2.则新电池电动势的表达式为E =        ,内阻的表达式r =        .

 

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(1)一个矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时产生交变电流,其电动势表达式为e = 311sin314t(v).已知线圈匝数是100,面积为0.02m2,则匀强磁场的磁感强度       B =        T(保留一位有效数字),当线圈从中性面开始转过3π/4 时,电动势的瞬时值为    V.

(2)如图为用DIS(位移传感器、数据采集器、计 算机)研究加速度和力的关系的实验装置.实验前已平衡摩擦力.

①实验中采用控制变量法,应保持___不变,用钩  码所受的重力作为小车所受的___,用DIS测小车的加速度.

②改变所挂钩码的数量,多次重复测量。根据测得的多组数据可 画出a-F关系图线(如图所示).分析此图线的OA段可得出的实验结论是______.此图线的AB段明显偏离直线,造成此误差的主要原因是:

A.小车与轨道之间存在摩擦       B.导轨保持了水平状态

C.所挂钩码的总质量太大         D.所用小车的质量太大

(3)在“测电池的电动势和内阻”的实验中,测量对象为1节新的干电池.某同学用图甲所示电路测量时,在较大范围内调节滑动变阻器,发现电压表读数变化不明显,估计是因为电池较新造成。为了提高实验精度,该同学采用图乙所示电路.实验室提供的器材有: 量程3V的电压表;量程0.6A的电流表(具有一定内阻);定值电阻R0(阻值未知,约几欧姆);滑动变阻器R1(0 ~ 10Ω),滑动变阻器R2(0 ~ 200Ω);单刀单掷开关S1、单刀双掷开关S2,导线若干.

   

①乙电路中,加接电阻R0有两方面的作用,一是方便实验操作和数据测量,二是___  .

②为方便实验调节且能较准确地进行测量,滑动变阻器应选用        (填R1或R2).

③开始实验之前,S1、S2都处于断开状态.现在开始实验:

A、闭合S1,S2打向1,测得电压表的读数U0,电流表的读数为I0;

B、闭合S1,S2打向2,改变滑动变阻器的阻值,当电流表读数为I1时,电压表读数为U1;当电流表读数为I2时,电压表读数为U2.则新电池电动势的表达式为E =        ,内阻的表达式r =        .

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(1)(4分)一个矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时产生交变电流,其电动势表达式为e =311sin314t(v).已知线圈匝数是100,面积为0.02m2,则匀强磁场的磁感强度      B =        T(保留一位有效数字),当线圈从中性面开始转过3π/4 时,电动势的瞬时值为    V.

(2)(6分)如图为用DIS(位移传感器、数据采集器、计 算机)研究加速度和力的关系的实验装置.实验前已平衡摩擦力.

①实验中采用控制变量法,应保持___不变,用钩  码所受的重力作为小车所受的___,用DIS测小车的加速度.

②改变所挂钩码的数量,多次重复测量。根据测得的多组数据可 画出a-F关系图线(如图所示).分析此图线的OA段可得出的实验结论是______.此图线的AB段明显偏离直线,造成此误差的主要原因是:

A.小车与轨道之间存在摩擦      B.导轨保持了水平状态

C.所挂钩码的总质量太大         D.所用小车的质量太大

(3)(8分)在“测电池的电动势和内阻”的实验中,测量对象为1节新的干电池.某同学用图甲所示电路测量时,在较大范围内调节滑动变阻器,发现电压表读数变化不明显,估计是因为电池较新造成。为了提高实验精度,该同学采用图乙所示电路.实验室提供的器材有:量程3V的电压表;量程0.6A的电流表(具有一定内阻);定值电阻R0(阻值未知,约几欧姆);滑动变阻器R1(0 ~ 10Ω),滑动变阻器R2(0 ~ 200Ω);单刀单掷开关S1、单刀双掷开关S2,导线若干.

   

①乙电路中,加接电阻R0有两方面的作用,一是方便实验操作和数据测量,二是___  .

②为方便实验调节且能较准确地进行测量,滑动变阻器应选用        (填R1或R2).

③开始实验之前,S1、S2都处于断开状态.现在开始实验:

A、闭合S1,S2打向1,测得电压表的读数U0,电流表的读数为I0;

B、闭合S1,S2打向2,改变滑动变阻器的阻值,当电流表读数为I1时,电压表读数为U1;当电流表读数为I2时,电压表读数为U2.则新电池电动势的表达式为E =        ,内阻的表达式r =        .

 

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