2020-2021学年高中物理(沪科版)必修一学案：第3章-学案6-章末总结.docx

学案6　章末总结

一、三种性质力的分析
重力、弹力和摩擦力是力学中最常见的三种性质力．通常重力“确定有”，除在高中阶段接触到的抱负模型：如轻绳、轻弹簧、轻杆等不考虑重力之外，其他物体一般都受重力作用．弹力“看形变”．摩擦力的产生要有相对运动趋势(静摩擦力)或相对运动(滑动摩擦力)．在受力分析时，一是要按先重力、后弹力、再摩擦力的挨次进行；二是要依据三种性质力的产生条件推断有或没有；三是要按三种性质力的大小和方向，正确进行受力分析．
例1　作出物体(如图1)在以下两种状况的受力示意图．

图1
(1)物体静止在斜面上；
(2)物体沿粗糙斜面上滑．
解析　地面四周的一切物体不管是静止的，还是运动的，都受重力的作用，所以对物体进行受力分析时，不管在什么状况下，首先应考虑物体的重力，且重力的方向总是竖直向下的．接下来考虑与物体直接接触的其他物体对争辩对象的作用，有挤压则确定有弹力作用，因此在上述两种状况中，物体均受到斜面给的垂直于斜面对上的支持力的作用．最终考虑摩擦力的作用．在状况(1)中，物体静止在斜面上，明显有向下滑动的趋势，所以受到的静摩擦力平行于斜面对上．在状况(2)中物体受到的摩擦力与相对运动方向相反，即沿斜面对下．
答案　(1)

(2)

二、力是否存在的推断依据
进行受力分析时，有些力要推断是否存在，可以从以下三个方面进行．
1．“条件推断法”：即依据是否满足力的产生条件来推断物体是否受到某个力的作用．
例如：(1)弹力产生的条件是相互接触并且发生了弹性形变；(2)摩擦力产生的条件是物体间存在弹力、接触面粗糙、有相对运动或相对运动趋势．
2．“效果推断法”：即依据力的作用效果是否得以体现来推断物体是否受到某个力的作用．
例如：可依据力产生的“拉、压、支持、推动、阻碍、吸引、排斥”等效果对它们作出存在或不存在的假设，然后再从该力是否对物体的运动状态产生影响来推断该力是否存在．
3．“相互作用推断法”：即利用力的作用的相互性，从一个物体是否受到某个力的作用来推断另一个物体是否受到相应的反作用力．
例2　如图2所示，竖直放置的轻弹簧一端固定在地面上，另一端与斜面体P连接，P的斜面与固定挡板MN接触且处于静止状态，则斜面体P此时所受的外力个数有可能为(　　)

图2
A．2个 B．3个
C．4个 D．5个
解析　若斜面体P受到的弹簧弹力F等于其重力mg，则MN对P没有力的作用，如图甲所示，此时P受到2个力，A对；若弹簧弹力大于P的重力，则MN对P有压力N，若只有压力N，则P不能平衡，故确定存在向右的力，只能是MN对P的摩擦力f，因此P此时受到4个力，如图乙所示，C对．

答案　AC
三、整体法和隔离法的应用
1．隔离法：把某个物体(或物体的一部分)与四周的物体分隔出来，单独分析它的受力状况的方法．
2．整体法：将几个物体作为一个整体从四周环境中隔离出来分析其受力的方法．
3．选取原则
(1)当所涉及的物理问题是整体与外界作用时，应用整体分析法，可使问题简洁明白，而不必考虑内力的作用．
(2)当涉及的物理问题是物体间的作用时，要应用隔离分析法，这时系统中物体间的相互作用的内力就会变为各个独立于物体的外力．
留意　在很多时候，隔离法和整体法需交替使用，才会更便利地解决问题．
例3　如图3所示，物体a、b叠放在水平桌面上，水平力F＝3N作用于物体b上，a与b保持静止，则

图3
(1)a与b之间的摩擦力大小为多少？
(2)a与桌面间的摩擦力大小为多少？
解析　把b隔离出来，选b为争辩对象，b处于静止状态，则b受到的重力与a对b的支持力是一对平衡力，力F必定与a对b的静摩擦力是一对平衡力，则a对b的摩擦力大小等于F，即a与b之间的摩擦力大小为3 N；
若分析a与桌面间的摩擦力也可以把a隔离出来，选a为争辩对象(方法同上)，还可以把a、b作为整体争辩，ab整体处于静止状态，所以桌面必定对a施加向右的大小为3 N的摩擦力，即摩擦力与F是一对平衡力．
答案　3 N　3 N
针对训练　如图4所示，物体A、B在力F的作用下静止在竖直墙面上，试对物体A、B进行受力分析．

图4
答案　见解析
解析　首先争辩物体A，即把物体A隔离出来，先作出已知的水平向左的力F的示意图，然后分析它的其他受力．首先，物体确定受竖直向下的重力的作用；其次，A与B接触且紧压，B对A有弹力作用，方向水平向右；由于在竖直方向上，假如只受竖直向下的重力作用，物体将不会静止，所以还受到B对A的竖直向上的静摩擦力的作用(如图甲所示)．
隔离物体B，首先，它受竖直向下的重力作用；其次，与它接触的物体有A和墙壁，明显墙对它的弹力是水平向右的；而由于它对A的弹力作用，方向水平向右，则A对它有反作用力，即水平向左的弹力作用；由于B对A有竖直向上的静摩擦力作用，则A对B有竖直向下的摩擦力作用；最终，物体B在这几个力的作用下不行能保持静止，可见墙壁对B还有竖直向上的摩擦力作用(如图乙所示)．

甲　　　　乙

1．(三种性质力的分析)从地面弹起后正在空中向上运动的篮球(　　)
A．受到向上的弹力和空气阻力的作用
B．受到重力、地球引力和空气阻力的作用
C．受到重力和空气阻力的作用
D．受到重力、向上的弹力和空气阻力的作用
答案　C
解析　篮球从地面弹起后不再和地面接触，所以不会受到向上的弹力，篮球只受重力和空气阻力的作用，故选项C正确．
2．(三种性质力的分析)如图5所示，物体A和B一起沿斜面匀速下滑，则物体A受到的力是(　　)

图5
A．重力、B对A的支持力
B．重力、B对A的支持力、下滑力
C．重力、B对A的支持力、摩擦力
D．重力、B对A的支持力、摩擦力、下滑力
答案　A
3．(力是否存在的推断)如图6所示，钢球A静止于水平面C与固定在C上的挡板B之间，则球A与水平面C和挡板B间的摩擦力状况为(　　)

图6
A．球A与挡板B间无摩擦力，与水平面C间有摩擦力
B．球A与挡板B间有摩擦力，与水平面C间有摩擦力
C．球A与挡板B间有摩擦力，与水平面C间无摩擦力
D．球A与挡板B间无摩擦力，与水平面C间无摩擦力
答案　D
4.(整体法和隔离法的应用)如图7所示，物体a、b、c叠放在水平桌面上，水平力Fb＝5 N、Fc＝10 N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(　　)

图7
A．f1＝5 N，f2＝0，f3＝5 N
B．f1＝5 N，f2＝5 N，f3＝0
C．f1＝0，f2＝5 N，f3＝5 N
D．f1＝0，f2＝10 N，f3＝5 N
答案　C
解析　此题可用两种方法求解．
解法一　隔离法
选a为争辩对象，a处于静止状态，由受力分析知，水平方向不受力，故f1＝0.选b为争辩对象，处于静止状态，受向左的力Fb和向右的摩擦力f2，故f2＝5 N．选c为争辩对象，处于静止状态，受向左的摩擦力f2′(f2′＝f2)、f3和向右的力Fc，故f3＝5 N，选项C正确．

解法二　整体法
把a、b、c看成一个整体，受力分析如图所示，由平衡条件知，Fb＋f3－Fc＝0，所以f3＝5 N．再将a、b看成一个整体，受向左的力Fb和向右的摩擦力f2，则f2＝5 N．再以a为争辩对象，得f1＝0.