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章末總結(jié) 一、三種性質(zhì)力的分析 重力、彈力和摩擦力是力學(xué)中最常見的三種性質(zhì)力．通常重力“一定有”，除在高中階段接觸到的理想模型：如輕繩、輕彈簧、輕桿等不考慮重力之外，其他物體一般都受重力作用．彈力“看形變”．摩擦力的產(chǎn)生要有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)(靜摩擦力)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)(滑動(dòng)摩擦力)．在受力分析時(shí)，一是要按先重力、后彈力、再摩擦力的順序進(jìn)行；二是要根據(jù)三種性質(zhì)力的產(chǎn)生條件判斷有或沒有；三是要按三種性質(zhì)力的大小和方向，正確進(jìn)行受力分析． 例1　作出物體(如圖1)在以下兩種情況的受力示意圖． 圖1 (1)物體靜止在斜面上； (2)物體沿粗糙斜面上滑． 解析　地面附近的一切物體不管是靜止的，還是運(yùn)動(dòng)的，都受重力的作用，所以對(duì)物體進(jìn)行受力分析時(shí)，不管在什么情況下，首先應(yīng)考慮物體的重力，且重力的方向總是豎直向下的．接下來考慮與物體直接接觸的其他物體對(duì)研究對(duì)象的作用，有擠壓則一定有彈力作用，因此在上述兩種情況中，物體均受到斜面給的垂直于斜面向上的支持力的作用．最后考慮摩擦力的作用．在情況(1)中，物體靜止在斜面上，顯然有向下滑動(dòng)的趨勢(shì)，所以受到的靜摩擦力平行于斜面向上．在情況(2)中物體受到的摩擦力與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反，即沿斜面向下． 答案　(1) (2) 二、力是否存在的判斷依據(jù) 進(jìn)行受力分析時(shí)，有些力要判斷是否存在，可以從以下三個(gè)方面進(jìn)行． 1．“條件判斷法”：即根據(jù)是否滿足力的產(chǎn)生條件來判斷物體是否受到某個(gè)力的作用． 例如：(1)彈力產(chǎn)生的條件是相互接觸并且發(fā)生了彈性形變；(2)摩擦力產(chǎn)生的條件是物體間存在彈力、接觸面粗糙、有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)． 2．“效果判斷法”：即根據(jù)力的作用效果是否得以體現(xiàn)來判斷物體是否受到某個(gè)力的作用． 例如：可根據(jù)力產(chǎn)生的“拉、壓、支持、推動(dòng)、阻礙、吸引、排斥”等效果對(duì)它們作出存在或不存在的假設(shè)，然后再從該力是否對(duì)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)產(chǎn)生影響來判斷該力是否存在． 3．“相互作用判斷法”：即利用力的作用的相互性，從一個(gè)物體是否受到某個(gè)力的作用來判斷另一個(gè)物體是否受到相應(yīng)的反作用力． 例2　如圖2所示，豎直放置的輕彈簧一端固定在地面上，另一端與斜面體P連接，P的斜面與固定擋板MN接觸且處于靜止?fàn)顟B(tài)，則斜面體P此時(shí)所受的外力個(gè)數(shù)有可能為(　　) 圖2 A．2個(gè) B．3個(gè) C．4個(gè) D．5個(gè) 解析　若斜面體P受到的彈簧彈力F等于其重力mg，則MN對(duì)P沒有力的作用，如圖甲所示，此時(shí)P受到2個(gè)力，A對(duì)；若彈簧彈力大于P的重力，則MN對(duì)P有壓力N，若只有壓力N，則P不能平衡，故一定存在向右的力，只能是MN對(duì)P的摩擦力f，因此P此時(shí)受到4個(gè)力，如圖乙所示，C對(duì)． 答案　AC 三、整體法和隔離法的應(yīng)用 1．隔離法：把某個(gè)物體(或物體的一部分)與周圍的物體分隔出來，單獨(dú)分析它的受力情況的方法． 2．整體法：將幾個(gè)物體作為一個(gè)整體從周圍環(huán)境中隔離出來分析其受力的方法． 3．選取原則 (1)當(dāng)所涉及的物理問題是整體與外界作用時(shí)，應(yīng)用整體分析法，可使問題簡單明了，而不必考慮內(nèi)力的作用． (2)當(dāng)涉及的物理問題是物體間的作用時(shí)，要應(yīng)用隔離分析法，這時(shí)系統(tǒng)中物體間的相互作用的內(nèi)力就會(huì)變?yōu)楦鱾€(gè)獨(dú)立于物體的外力． 注意　在很多時(shí)候，隔離法和整體法需交替使用，才會(huì)更方便地解決問題． 例3　如圖3所示，物體a、b疊放在水平桌面上，水平力F＝3N作用于物體b上，a與b保持靜止，則 圖3 (1)a與b之間的摩擦力大小為多少？ (2)a與桌面間的摩擦力大小為多少？ 解析　把b隔離出來，選b為研究對(duì)象，b處于靜止?fàn)顟B(tài)，則b受到的重力與a對(duì)b的支持力是一對(duì)平衡力，力F必定與a對(duì)b的靜摩擦力是一對(duì)平衡力，則a對(duì)b的摩擦力大小等于F，即a與b之間的摩擦力大小為3 N； 若分析a與桌面間的摩擦力也可以把a(bǔ)隔離出來，選a為研究對(duì)象(方法同上)，還可以把a(bǔ)、b作為整體研究，ab整體處于靜止?fàn)顟B(tài)，所以桌面必定對(duì)a施加向右的大小為3 N的摩擦力，即摩擦力與F是一對(duì)平衡力． 答案　3 N　3 N 針對(duì)訓(xùn)練　如圖4所示，物體A、B在力F的作用下靜止在豎直墻面上，試對(duì)物體A、B進(jìn)行受力分析． 圖4 答案　見解析 解析　首先研究物體A，即把物體A隔離出來，先作出已知的水平向左的力F的示意圖，然后分析它的其他受力．首先，物體肯定受豎直向下的重力的作用；其次，A與B接觸且緊壓，B對(duì)A有彈力作用，方向水平向右；由于在豎直方向上，如果只受豎直向下的重力作用，物體將不會(huì)靜止，所以還受到B對(duì)A的豎直向上的靜摩擦力的作用(如圖甲所示)． 隔離物體B，首先，它受豎直向下的重力作用；其次，與它接觸的物體有A和墻壁，顯然墻對(duì)它的彈力是水平向右的；而由于它對(duì)A的彈力作用，方向水平向右，則A對(duì)它有反作用力，即水平向左的彈力作用；由于B對(duì)A有豎直向上的靜摩擦力作用，則A對(duì)B有豎直向下的摩擦力作用；最后，物體B在這幾個(gè)力的作用下不可能保持靜止，可見墻壁對(duì)B還有豎直向上的摩擦力作用(如圖乙所示)． 甲　　　　乙 1．(三種性質(zhì)力的分析)從地面彈起后正在空中向上運(yùn)動(dòng)的籃球(　　) A．受到向上的彈力和空氣阻力的作用 B．受到重力、地球引力和空氣阻力的作用 C．受到重力和空氣阻力的作用 D．受到重力、向上的彈力和空氣阻力的作用 答案　C 解析　籃球從地面彈起后不再和地面接觸，所以不會(huì)受到向上的彈力，籃球只受重力和空氣阻力的作用，故選項(xiàng)C正確． 2．(三種性質(zhì)力的分析)如圖5所示，物體A和B一起沿斜面勻速下滑，則物體A受到的力是(　　) 圖5 A．重力、B對(duì)A的支持力 B．重力、B對(duì)A的支持力、下滑力 C．重力、B對(duì)A的支持力、摩擦力 D．重力、B對(duì)A的支持力、摩擦力、下滑力 答案　A 3．(力是否存在的判斷)如圖6所示，鋼球A靜止于水平面C與固定在C上的擋板B之間，則球A與水平面C和擋板B間的摩擦力情況為(　　) 圖6 A．球A與擋板B間無摩擦力，與水平面C間有摩擦力 B．球A與擋板B間有摩擦力，與水平面C間有摩擦力 C．球A與擋板B間有摩擦力，與水平面C間無摩擦力 D．球A與擋板B間無摩擦力，與水平面C間無摩擦力 答案　D 4.(整體法和隔離法的應(yīng)用)如圖7所示，物體a、b、c疊放在水平桌面上，水平力Fb＝5 N、Fc＝10 N分別作用于物體b、c上，a、b和c仍保持靜止，以f1、f2、f3分別表示a與b、b與c、c與桌面間的靜摩擦力的大小，則(　　) 圖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　此題可用兩種方法求解． 解法一　隔離法 選a為研究對(duì)象，a處于靜止?fàn)顟B(tài)，由受力分析知，水平方向不受力，故f1＝0.選b為研究對(duì)象，處于靜止?fàn)顟B(tài)，受向左的力Fb和向右的摩擦力f2，故f2＝5 N．選c為研究對(duì)象，處于靜止?fàn)顟B(tài)，受向左的摩擦力f2′(f2′＝f2)、f3和向右的力Fc，故f3＝5 N，選項(xiàng)C正確． 解法二　整體法 把a(bǔ)、b、c看成一個(gè)整體，受力分析如圖所示，由平衡條件知，F(xiàn)b＋f3－Fc＝0，所以f3＝5 N．再將a、b看成一個(gè)整體，受向左的力Fb和向右的摩擦力f2，則f2＝5 N．再以a為研究對(duì)象，得f1＝0.