高中物理10大難點強行突破

目錄

難點之一：物體受力分析...............................................1

難點之二：傳送帶問題..................................................

難點之三：圓周運動的實例分析..........................................

難點之四：衛(wèi)星問題分析................................................

難點之五：功與能.......................................................

難點之六：物體在重力作用卜的運動......................................

難點之七：法拉第電磁感應(yīng)定律..........................................

難點之八：帶電粒子在電場中的運動.....................................

難點之九：帶電粒子在磁場中的運動......................................

難點之十：電學(xué)實驗.....................................................

難點之一物體受力分析

一、難點形成原因：

1、力是物體間的相互作用。受力分析時，這種相互作用只能憑著各力的產(chǎn)生條件和方向要求，再加上抽象

的思維想象去畫，不象實物那么明顯，這對丁剛升入高中的學(xué)生來說，多習(xí)慣于,直觀形象，缺乏抽象的邏

輯思惟，所以形成了難點。

2、有些力的方向比較好判斷，如：重力、電場力、磁場力等，但有些力的方向難以確定。如：彈力、摩擦

力等，雖然發(fā)生在接觸處，但在接觸的地方是否存在、方向如何卻難以把握。

3、受力分析時除了將各力的產(chǎn)生要求、方向的判斷方法熟練掌握外，同時還要與物體的運動狀態(tài)相聯(lián)系，

這就需要?定的綜合能力。由于學(xué)生對物理知識掌握不全，導(dǎo)致綜合分析能力下降，影響了受力分析準確

性和全面性。

4、教師的教學(xué)要求和教學(xué)方法不當(dāng)造成難點。教學(xué)要求不符合學(xué)生的實際，要求過高，想?步到位，例如：

?開始就給學(xué)生講些受力個數(shù)多、且乂難以分析的物體的受力情況等。這樣勢必在學(xué)生心理上會形成障

礙。

二、難點突破策略：

物體的受力情況決定了物體的運動狀態(tài)，正確分析物體的受力，是研究力學(xué)問題的關(guān)鍵。受力分析就是分

析物體受到周圍其它物體的作用。為了保證分析結(jié)果正確，應(yīng)從以下兒個方面突破難點。

L受力分析的方法：整體法和隔離法

整體法隔離法

將幾個物體作為一個整體來分析的將研究對象與周圍物體分隔開的

概念

方法方法

研究系統(tǒng)外的物體對系統(tǒng)整體的作研究系統(tǒng)內(nèi)物體之間的相互作用

選用原則

用力力

分析整體周鬧其他物體對整體的作

分析它受到周圍其他物體對它的

注意問題用。而不畫整體內(nèi)部物體間的相互作

作用力

用。

2.受力分析的依據(jù)?：各種性質(zhì)力的產(chǎn)生條件及各力方向的特點

3.受力分析的步驟：

為了在受力分析時不多分析力，也不漏力，一般情況下按下面的步驟進行：

（1）確定研究對象一可以是某個物體也可以是整體。

（2）按順序畫力

a.先畫重力：作用點畫在物體的重心，方向豎直向下。

b.次畫已知力

c.再畫接觸力一（彈力和摩擦力）：看研究對象跟周圍其他物體有幾個接觸點（面），先對某個接觸點（面）

分析，若有擠壓，則畫出彈力，若還有相對運動或相對運動的趨勢，則再畫出摩擦力。分析完一個接觸點

（山D后，再依次分析其他的接觸點（面）。

d.再畫其他場力：看是否有電、磁場力作用，如有則畫出。

（3）驗證：

a.每一個力都應(yīng)找到對應(yīng)的施力物體b.受的力應(yīng)與物體的運動狀態(tài)對應(yīng)。

說明：

（1）只分析研究對象受的根據(jù)性質(zhì)命名的實際力（如：重力、彈力、摩擦力等），不畫它對別的物體的作用

力。

（2）合力和分力不能同時作為物體所受的力。

<3）每?個力都應(yīng)找到施力物體，防止“漏力”和“添力”。

（4）可看成質(zhì)點的物體，力的作用點可畫在垂心上，對有轉(zhuǎn)動效果的物體，則力應(yīng)畫在實際位置上。

（5）為了使問題簡化，常忽略某些次要的力。如物體速度不大時的空氣阻力、物體在空氣中所受的浮力等。

（6）分析物體受力時，除J'考慮它與周圍物體的作用外，還要考慮物體的運動情況（平衡狀態(tài)、加速或減

速），當(dāng)物體的運動情況不同時，其情況也不同。

4.受力分析的輔助手段

（1）物體的平衡條件（共點力作用卜物體的平衡條件是合力為零）

（2）牛頓第二定律（物體有加速度時）

（3）牛頓笫三定律（內(nèi)容：兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等，方向相反，作用在一條直線

5.常見的錯誤及防范的辦法：

(1)多畫力。

a.研究對象不明，錯將其他物體受到的力畫入。

b.虛構(gòu)力，將不存在的力畫入。

c.將合力和分力重復(fù)畫入。

要防止多畫力。第一，徹底隔離研究對象。第二，每畫一個力要心中默念受力物體和施力物體。

(2)少畫力。

少畫力往往是由受力分析過程混亂所致，因此

a.要嚴格按順序分析。

b.分析彈力和摩擦力時，所有接觸點都要分析到。

(3)錯耐力。即把力的方向畫錯。防范辦法是要按規(guī)律作

三、分類例析

I.彈力有、無的判斷

彈力的產(chǎn)生條件是接觸且發(fā)生彈性形變。但有的形變明顯，有的不明顯。那么如何判斷相互接觸的物體間

有無彈力？

法1：“假設(shè)法”，即假設(shè)接觸物體撤去，判斷研究對象是否能維持現(xiàn)狀。若維持現(xiàn)狀則接觸物體對研究對

象沒有彈力，因為接觸物體使研究對象維持現(xiàn)狀等同于沒有接觸物，即接觸物形同虛設(shè)，故沒有彈力。若

不能維持現(xiàn)狀則有彈力，因為接觸物撤去隨之撤去了應(yīng)該有的彈力，從而改變了研究對象的現(xiàn)狀?？梢娊?/p>

觸物對研究對象維持現(xiàn)狀起著舉足輕重的作用，故有彈力。一

例1：如圖所示，判斷接觸而對球有無彈力，已知球靜止，接觸面光滑。/

【審題】在a、b圖中，若撤去細線，則球都將卜滑，故細線中均有拉力,a圖

中若撤去接觸而，球仍能保持原來位置不動，所以接觸而對球沒有彈力：b圖

中若撤去斜面，球就不會停在原位置靜止，所以斜面對小球有支持力。

【解析】圖a中接觸面對球沒有彈力：圖b中斜面對小球有支持力

法2：根據(jù)“物體的運動狀態(tài)”分析彈力。即可以先假設(shè)有彈力，分析是否乂J

符合物體所處的運動狀態(tài)?；蛘哂晌矬w所處的運動狀態(tài)反推彈力是否存在。梯47777M

總之，物體的受力必須與物體的運動狀態(tài)符合。同時依據(jù)物體的運動狀態(tài)，

由二力平衡(或牛頓第二定律)還可以列方程求解彈力。圖］_2

例2：如圖所示，判斷接觸而MO、ON對球有無彈力，已知球靜止，接觸

面光滑。

【審題】圖中球由于受重力，對水平面ON一定有擠壓，故水平面ON對球一定有支持力，假設(shè)還受到斜

面MO的彈力，如圖1—3所示，則球?qū)⒉粫o止，所以斜面MO對球沒有彈力。

【解析】水平面ON對球有支持力，斜面MO對球沒有彈力。

再如例1的a圖中，若斜面對球有彈力，其方向應(yīng)是垂直斜面且指向球，這

樣球也不會處于靜止?fàn)顟B(tài)，所以斜面對球也沒有彈力作用。Nr才2

【總結(jié)】彈力有、無的判斷是難點，分析時常用“假設(shè)法”并結(jié)合“物體的寫7T7M

運動狀態(tài)”分析。|

2.彈力的方向力。

彈力是發(fā)生彈性形變的物體由于要恢復(fù)原狀，而對它接觸的物體產(chǎn)生的力的圖1—3

作用。所以彈力的方向為物體恢復(fù)形變的方向。

平面與平面、點、曲面接觸時，彈力方向垂直于平面，指向被壓或被支持的物體：曲面與點、曲面接觸時，

彈力方向垂直于過接觸點的曲面的切面，特殊的曲面，如圓面時，彈力方向指向圓心。彈力方向與重心位

置無關(guān)。

繩子的彈力方向為：沿著繩子且指向繩子收縮的方向：且同?條繩子內(nèi)各處的彈力相等

桿產(chǎn)生的彈力方向比較復(fù)雜，可以沿桿指向桿伸長或收縮的方向，也可不沿桿，與桿成?定的夾角。

例3：如圖1—4所示，畫出物體A所受的彈力

a圖中物體A靜止在斜面上

b

圖1—4

b圖中桿A靜止在光滑的半圓形的碗中

c圖中A球光滑O為圓心，0'為重心。

【審題】圖a中接觸處為面面接觸，由「物體受重力作用，會對斜面斜向下擠壓，斜面要恢復(fù)形變，應(yīng)垂

直斜面斜向上凸起，對物體有垂直斜面且指向物體斜向上的彈力。

圖b中B處為點與曲面接觸，發(fā)生的形變?yōu)檠匕霃椒较蛳蛲獍?，要恢?fù)形變就得沿半徑向上凸起，C處為

點與平面接觸，C處碗的形變的方向為斜向下壓，要恢復(fù)形變就得沿垂直桿的方向向上，所以B處桿受的

彈力為垂直過接觸點的切面沿半徑指向圓心，C處桿受的彈力為垂直桿向上。

圖c中接觸處為點與曲面接觸，發(fā)生的形變均為沿半徑分別向下凹，要恢復(fù)形變就得沿半徑方向向上凸起，

所以在M、N兩接觸處對A球的彈力為垂直過接觸點的切面沿半徑方向向上，作用線均過圓心0,而不過

球的重心0'。

【解析】如圖1—5所示

【總結(jié)】彈力的方向為物體恢復(fù)形變的方向。分析時首先應(yīng)明確接觸處發(fā)生的形變是怎樣的，恢復(fù)形變時

應(yīng)向哪個方向恢復(fù)。另外應(yīng)記住平面與平面、點、曲而接觸，曲面與點、曲而接觸，繩、桿彈力方向的特

點，才能得以正確分析。

例4：如圖1—6所示，小車上固定著一根彎成a角的曲桿，桿的另一端固定一個質(zhì)量為m的球，試分析卜

列情況卜?桿對?球的彈力的大小和方向：（1）小車靜止：（2）小車以加速度a水平向右運動：（3）小車以加

速度a水平向左運動。

圖1—7

【審題】此題桿對球的彈力與球所處的運動狀態(tài)有關(guān).分析時應(yīng)根據(jù)不同的運動狀態(tài)具體分析。（1）小車

靜止時，球處于平衡狀態(tài)，所受合外力為零，因重力豎直向下，所以桿對球的彈力F豎直向上，大小等于

球的重力mg,如圖1—7甲所示。

（2）當(dāng)小車向右加速運動時，因球只受彈力和重力，所以由牛頓第二定律F=ma得，兩力的合力一定是水

平向右。由平行四邊形法則行，桿對球的彈力F的方向應(yīng)斜向右上方，設(shè)彈力F與豎直方向的夾角為0,

則由三角知識得：＜mg）2+（ma）2tan0=a/g如圖1—7乙所示。

（3）當(dāng)小車向左加速運動時，因球只受彈力和重力，所以由牛頓第二定律F=ma得，兩力的合力一定是水

平向左，由平行四邊形法則得，桿對球的彈力F的方向應(yīng)斜向左上方，設(shè)彈力F與豎直方向的夾角為0,

則由三角知識得：＜mg）2+（ma）2tan0=a/g如圖1—7丙所示

可見，彈力的方向與小車運動的加速度的大小有關(guān)，并不一定沿桿的方向。

【解析】（1）球處丁?平衡狀態(tài)，桿對球產(chǎn)生的彈力方向豎直向上，且大小等于球的重力mg。

（2）當(dāng)小車向右加速運動時，球受合力方向?定是水平向右，桿對球的彈力方向應(yīng)斜向右上方，與小車運

動的加速度的大小有關(guān)，其方向與豎直桿成arctana/g珀，大小等于Y（mg）2+（ma）2。（3）當(dāng)小車向左

加速運動時，球受合力方向?定是水平向左，桿對球的彈力方向應(yīng)斜向左上方,與小車運動的加速度的大

小有關(guān)，其方向與豎直桿成arctana/g角，大小等于」（mg）2+（ma）2。

【總結(jié)】桿對球的彈力方向不?定沿桿，只有當(dāng)加速度向右且a=gtan。時，桿對小球的彈力才沿桿的方向，

所以在分析物體與桿固定連接或用軸連接時，物體受桿的彈力方向應(yīng)與運動狀態(tài)對應(yīng)并根據(jù)物體平衡條件

或牛頓第二定律求解。

3.判斷摩擦力的有、無

摩擦力的產(chǎn)生條件為：（1）兩物體相互接觸，且接觸面粗糙；（2）接觸面間有擠壓；（3）有相對運動或相

對運動趨勢

例5：如圖1―8所示，判斷下列幾種情況下物體A與接觸面間有、無摩擦力。

圖a中物體A靜止

圖b中物體A沿豎直面下滑，接觸面粗糙

圖c中物體A沿光滑斜面下滑

圖d中物體A靜止

【市題】圖a中物體A靜止，水平方向上無拉力，所以物體A與接觸面間無相對運動趨勢，所以無摩擦力

產(chǎn)生：圖b中物體A沿豎直而卜.滑時，對接觸面無壓力，所以不論接觸而是否光滑都無摩擦力產(chǎn)生：圖c

中接觸面間光滑，所以無摩擦力產(chǎn)生：圖d中物體A靜止，由于重力作用，有相對斜面向卜.運動的趨勢，

所以有靜摩擦力產(chǎn)生。

【解析】圖a、圖b、圖c中無摩擦力產(chǎn)生，圖d有靜摩擦力產(chǎn)生。

【總結(jié)】判斷摩擦力的自、無，應(yīng)依據(jù)摩擦力的產(chǎn)生條件，美鍵是看有沒有相對運動或相對運動趨勢。

4.摩擦力的方向

摩擦力的方向為與接觸面相切，.與物體間的相對運動方向或相對運動趨勢的方向相反。但相對運動趨勢不

如相對運動直觀，具有很強的隱蔽性，常用卜.列方法判斷。

法1：“假設(shè)法即假設(shè)接觸而光滑，看原來相對靜止的物體間能發(fā)生怎樣的相對運動。若能發(fā)生，則這個

相對運動的方向就為原來靜止時兩物體間的相對運動趨勢的方向。若不能發(fā)生，則物體間無相對?運動趨勢。

例6：如圖1—9所示為皮帶傳送裝置，甲為主動輪，傳動過程中皮帶不打滑，P、Q分別為兩輪邊緣上的兩

點，下列說法正確的是：

A.P、Q兩點的摩擦力方向均與輪轉(zhuǎn)動方向相反

B.P點的摩擦力方向與甲輪的轉(zhuǎn)動方向相反，Q點的摩擦力方向與乙輪的轉(zhuǎn)動方向相同

C.P點的摩擦力方向與甲輪的轉(zhuǎn)動方向相同，Q點的摩擦力方向與乙輪的轉(zhuǎn)動方向相反

D.P、Q兩點的摩擦力方向均與輪轉(zhuǎn)動方向相同

圖1—9

【審題】本題可用“假設(shè)法”分析。由題意可知甲輪與皮帶間、乙輪與皮帶間均相對靜止，皮帶與輪間的

摩擦力為靜摩擦力。假設(shè)甲輪是光滑的，則甲輪轉(zhuǎn)動時皮帶不動，輪上P點相對于皮帶向前運動，可知輪

上P點相對「皮帶有向前運動的趨勢，則輪子上的P點受到的靜摩擦力方向向后，即與甲輪的轉(zhuǎn)動方向相

反，再假設(shè)乙輪是光滑的，則當(dāng)皮帶轉(zhuǎn)動時，乙輪將會靜止不動，這時，乙輪邊緣上的Q點相對于皮帶向

后運動，可知輪上Q點有相對于皮帶向后運動的趨勢，故乙輪上Q點所受摩擦力向前，即與乙輪轉(zhuǎn)動方向

相同。

【解析】正確答案為B

【總結(jié)】判斷摩擦力的有、無及摩擦力的方向可采用“假設(shè)法”分析。摩擦力方向與物體間的相對運動方

向或相對運動趨勢的方向相反，但不?定與物體的運動方向相反，有時還與物體的運動方向相同。

例7：如圖1一10所示，物體A會放在物體B上，水平地面光滑，外力F作用于物體B上使它們?起運動，

試分析兩物體受到的靜摩擦力的方向。廠?。?/p>

I：I'

圖1—10

【審題】本題中假設(shè)A、B間接觸面是光滑的，當(dāng)F使物體B向右加速時，物體A由于慣性將保持原來的

靜止?fàn)顟B(tài)，經(jīng)很短時間后它們的相對位置將發(fā)生變化，即物體A相對B有向左的運動，也就是說在原來相

對靜止時，物體A相對于B有向左的運動趨勢，所以A受到B時它的靜摩擦力方向向右（與A的實際運

動方向相同）。同理B相對A有向右運動的趨勢，所以B受到A對它的靜摩擦力方向向左（與B的實際運

動方向相反）。

【解析】物體A相對于B有向左的運動趨勢，所以A受到B對它的靜摩擦力方向向右（與A的實際運動

方向相同）。物體B相對A有向右運動的趨勢，所以B受到A對它的靜摩擦力方向向左（與B的實際運動

方向相反）。如圖1一11所示

法2：根據(jù)“物體的運動狀態(tài)”來判定。

即先判明物體的運動狀態(tài)（即加速度的方向），再利用牛頓第：定律（F=ma）確定合力，然后通過受力分

析確定靜摩擦力的大小和方向。

例8：如圖1—12所示，A、B兩物體豎直疊放在水平面上，今用水平

力F拉物體，兩物體一起勻速運動，試分析A、B間的摩擦力及B與水

平面間的摩擦力。

【審題】本題分析摩擦力時應(yīng)根據(jù)物體所處的運動狀態(tài)。以A物體為研圖1—12

究對象：A物體在豎直方向上受重力和支持力，二者平衡，假設(shè)在水平

方向上A受到B對它的靜摩擦力，該力的方向一定沿水平方向，這樣無論靜摩擦力方向向左或向右，都不

可能使A物體處于平衡狀態(tài)，這與題中所給A物體處于勻速運動狀態(tài)相矛盾，故A物體不受B對它的靜

摩擦力。反過來，B物體也不受A物體對它的靜摩擦力。

分析B物體與水平面間的摩擦力可以A、B整體為研究對象。因A、B一起勻速運動，水平方向上合外力

為零。水平方向上整體受到向右的拉力F作用，所以水平面對整體一定有向左的滑動摩擦力，而水平面對

整體的滑動摩擦力也就是水平面對B物體的滑動摩擦力。

【解析】分析見上，因A勻速運動，所以A、B間無靜摩擦力，又因A、B整體勻速運動，由平衡條件得，

物體B受到水平面對它的滑動摩擦力應(yīng)向左。

法3：利用牛頓第三定律來判定

此法關(guān)鍵是抓住“力是成對出現(xiàn)的”，先確定受力較少的物體受到的靜摩擦力的方向，再確定另一物體受到

的靜摩擦力的方向。

例6中地面光滑，F(xiàn)使物體A、B一起向右加速運動，A物體的加速度和整體相同，由牛頓第二定律F=ma

得A物體所受合外力方向一定向右，而A物體在豎直方向上受力平衡，所以水平方向上受的力為它的合外

力，而在水平方向上只有可能受到B對它的靜摩擦力，所以A受到B對它的靜摩擦力方向向右。B對A的

摩擦力與A對B的摩擦力是一對作用力和反作用力，根據(jù)牛頓第三定律，B受到A對它的靜摩擦力方向向

左。

【總結(jié)】靜摩擦力的方向與物體間相對運動趨勢方向相反，判斷時除了用“假設(shè)法”外，還可以根據(jù)“物

體的運動狀態(tài)”、及牛頓第三定律來分析。滑動摩擦力的方向與物體間相對運動的方向相反。

5.物體的受力分析

例9：如圖1—13甲所示，疑直墻壁光滑，分析靜止的木桿受哪幾個力作用。

【審題】首先選取研究時象——木桿，其次按順序畫力：①重力G一作用在木桿的中點，方向豎直向下；

②畫彈力。有兩個接觸點，墻與桿接觸點屬點面接觸，彈力垂直于墻且指向桿，地與桿的接觸點也屬點面

接觸，桿受的彈力垂直于地面且指向桿；③畫摩擦力。豎直墻光滑，墻與桿接觸點沒有摩擦力；假設(shè)地面

光滑，桿將會向右運動，所以桿靜止時有相對地面向右的運動趨勢，所以地面對桿有向左的摩擦力。

【解析】桿受重力G、方向豎直向下；彈力N1,垂直于墻且指向桿，彈力N2,垂直于地面且指向桿；地

面對桿向左的摩擦力f。如圖1一13乙所示

甲乙

圖1—13

【總結(jié)】受力分析時應(yīng)按步驟分析，桿受的各力應(yīng)畫在實際位置上。不要將各力的作用點都移到重心上去。

例10：如圖1—14甲所示，A、B、C疊放于水平地面上，加?水平力F,三物體仍靜止，分析A、B、

C的受力情況。

【審題】用隔離法分析：先取A為研究對象：A受向下的重力GA、B對A的支持力NBA。假設(shè)B對A

有水平方向的摩擦力，不論方向水平向左還是向右，都與A處的靜止?fàn)顟B(tài)相矛盾，所以B對A沒有摩擦力。

取B為研究對象：B受向下的重力GB、A對B的壓力NAB、C時B的支持力

NCB、水平力F。因B處靜止，水平方向受合力為零，根據(jù)平衡條件，C對B?定有水平向左的摩擦力f

CB。再取C為研究對象：C受向下的重力GC、B對C的壓力NBC,地面對C的支持力N,由牛頓第

三定律得，B對C的摩擦力向右，因C處靜止合力為零，根據(jù)平衡條件，地對C的摩擦力f一定水平向左。

【解析】A、B、C三物體的受力如圖圖1—14乙所示

A

函

乙

圖1—14

【總結(jié)】用隔離法分析物體受力分析最常用的方法，分析時應(yīng)將研究的物體單獨拿出來，不要都畫在--起，

以免出現(xiàn)混亂。同時應(yīng)根據(jù)牛頓第三定律分析。A對B的壓力及B對C的壓力應(yīng)以NAB和NBC表示，

不要用GA和GB表示，因中它們跟GA、、GB是不同的。此題也可以用先整體后部分，由下向上的方法

分析。

例11：如圖1-15甲所示，物體A、B靜止，畫出A、B的受力圖。

【審題】用隔離法分析。先隔離B：B受重力GB,外力F,由于F的作用，B和A之間的擠壓，所以A

對B有支持力NAB,假設(shè)A、B接觸面光滑，物體B將相對A下滑，所以B有相對A向下的運動趨勢，B

受A向上的靜摩擦力fAB。再隔離A：A受重力GA,墻對A的支持力N墻，由牛頓第三定律得，A受到B

對它的壓力NBA,水平向左，摩擦力（BA,方向豎直向下。假設(shè)墻是光滑的，A物體相對墻將下滑，也就

是說A物體相對墻有向下的運動趨勢，所以墻對A續(xù)f培

【解析】A、B受力如圖1-15乙所示.t48t

圖1—15甲圖1-15

總結(jié):此類問題用隔離法分析，應(yīng)注意A、B間、A與墻間的摩擦力的分析，同時要根據(jù)牛頓第三定律分析。

例12：如圖1—16所示，用兩相同的夾板夾住三個重為G的物體A、||本均保持靜止，請分析

各個物體的受力情況.II|

圖1—16

【審題】要分析各物體的受力情況，關(guān)鍵是分析A、B間、B、C間是召?日臼7邠/J，所以可用先整體后隔離

的方法。首先以三物體為整體。豎直方向上，受重力3G,聯(lián)直向下，兩板對它向上的摩擦力，分別為f：

水平方向上，受兩側(cè)板對它的壓力Nl、N2。根據(jù)平衡條件得，每?側(cè)受的摩擦力大小等于I.5G。然后再

用隔離法分析A、B、C的受力情況，先隔離A,A物體受重力G,方向啜直向下，板對它的向上的摩擦力

f，大小等于1.5G,A物體要平衡，就必須受到?個B對它的向下的摩擦力fBA,根據(jù)平衡條件得，大小

應(yīng)等于0.5G,水平方向上,A物體受板對它的壓力N1和B對它的壓力NBA;再隔離C,C物體的受力情況

與A物體類似.豎直方向上受重力G、板對它的向上的摩擦力f、B對它的向下的摩擦力fBC,水平方向上

受板對它的壓力N2、B對它的壓力NBC。再隔離B,豎直方向上B物體受重力G、由牛頓第三定律存，

B受到A對它的向上的摩擦力fAB、C對它的向上的摩擦力KB,以及水平方向上A對它的壓力NAB

和C對它的壓力NCB。

【解析】A、B、C受力如圖圖1一17所示

例13：如圖1一18所示，放置在水平J圖「I?

M仍保持靜止，那么正確的說法是（:

A.M對地面的壓力等于（M+m）g

B.M對地面的壓力大于（M+m）g

C.地面對M沒有摩擦力

D.地面對M有向左的摩擦力

【審題】先用隔離法分析。先隔離m,m受重力mg、斜面對它的支持力1-18句上的摩擦力f,因m

沿斜面勻速卜.滑，所以支持力N和沿斜面向上的摩擦力f可根據(jù)平衡條件求出。。再隔離M,M受豎直向

卜重力Mg、地而對它豎直向上的支持力N地、由牛頓第三定律得，m對M有垂直斜面向卜.的壓力N'和

沿斜面向卜的摩擦力f'，M相對地面有沒有運動趨勢，關(guān)鍵看『和N'在水平方向的分量是否相等，若二

者相等，則M相對地而無運動趨勢，若二者不相等，則M相對地面右運動趨勢，而摩擦力方向應(yīng)根據(jù)具體

的相對運動趨勢的方向確定。

【解析】m、M的受力如圖1—19所示

對m：建系如圖甲所示，因m沿斜向勻速下滑，由平衡條件得：支持力N=mgcos（）,摩擦力4mgsin0

對M：建系如圖乙所示，由牛頓第三定律得，N=N',f=f,在水平方向上，壓力N'的水平分量N'sin

0=mgcos0sin0,摩擦力r的水平分量Fcos0=mgsin0cos0?可見f'cos0=N*sin0>所以M相對

地面沒有運動趨勢，所以地面對M沒有摩擦力。

在豎直方向上，整體平衡，由平衡條件得：1^地=「sinO+N'cosO+Mg=mg+Mg。所以正確答案為：A、

C

再以整體法分析：M對地面的壓力和地面對M的支持力是一對作用力和反作用力，大小相等，方向相反。

而地面對M的支持力、地面對M摩擦力是M和m整體的外力，所以要討論這兩個問題，可以整體為研究

對象。整體在豎直方向上受到武力和支持力，因m在斜面上勻速下滑、M靜止不動，即整體處于平衡狀態(tài)，

所以豎直方向上地面對M的支持力等于重力，水平方向上若受地面對M的摩擦力，無論摩擦力的方向向左

還是向右，水平方向上整體都不能處于平衡，所以整體在水平方向上不受摩擦力。

【解析】整體受力如圖1一20所示，正確答案為：A、Co

【總結(jié)】綜上可見，在分析整體受的外力時，以整體為研究時象分析比較簡單。也可以隔崗法分析，但較

麻煩，在實際解題時，可靈活應(yīng)用整體法和隔離法，將二者有機地結(jié)合起來.

總之，在進行受力分析時一定要按次序畫出物體實際受的各個力，為解決這灘點可記憶以下受力口訣:，

地球周圍受重力

繞物一?周找彈力

考慮有無摩擦力

其他外力細分析

合力分力不重復(fù)

只畫受力拋施力

圖1一20

難點之二傳送帶問題

?、難點形成的原因：

I、對于物體與傳送帶之間是否存在摩擦力、是滑動摩擦力還是靜摩擦力、摩擦力的方向如何，等等，這些

關(guān)于摩擦力的產(chǎn)生條件、方向的判斷等基礎(chǔ)知識模糊不清；

2、對于物體相對地面、相對傳送帶分別做什么樣的運動，判斷錯誤；

3、對于物體在傳送帶上運動過程中的能量轉(zhuǎn)化情況考慮不全面，出現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化不守恒的錯誤過程。

二、難點突破策略：

(I)突破難點I

在以上三個難點中，第I個難點應(yīng)屬于易錯點，突破方法是先讓學(xué)生正確理解摩擦力產(chǎn)生的條件、方向的

判斷方法、大小的決定因素等等。通過對不同類型題已的分析練習(xí)，讓學(xué)生做到準確靈活地分析摩擦力的

有無、大小和方向。

摩擦力的產(chǎn)生條件是：第一;物體間相互接觸、擠壓；第二，接觸面不光滑：第三，物體間有相對運動

趨勢或相對運動.

前兩個產(chǎn)生條件對于學(xué)生來說沒有困難，第三個條件就比較容易出問題了。若物體是輕輕地放在了勻速運

動的傳送帶上，那么物體一定要和傳送帶之間產(chǎn)生相對滑動，物體和傳送帶一定同時受到方向相反的滑動

摩擦力。關(guān)于物體所受滑動摩擦力的方向判斷有兩種方法：一是根據(jù)滑動摩擦力一定要阻礙物體間的相對

運動或相對運動趨勢，先判斷物體相對傳送帶的運動方向，可用假設(shè)法，若無摩擦，物體將停在原處，則

顯然物體相對傳送帶有向后運動的趨勢，因此物體要受到沿傳送帶前進方向的摩擦力，由牛頓第三定律，

傳送帶要受到向后的阻礙它運動的滑動摩擦力：二是根據(jù)摩擦力產(chǎn)生的作用效果來分析它的方向，物體只

所以能由靜止開始向前運動，則一定受到向前的動力作用，這個水平方向上的力只能由傳送帶提供，因此

物體一定受沿傳送帶前進方向的摩擦力，傳送帶必須要由電動機帶動才能持續(xù)而穩(wěn)定地工作，電動機給傳

送帶提供動力作用，那么物體給傳送帶的就是阻力作用，與傳送帶的運動方向相反。

若物體是靜置在傳送帶上，與傳送帶一起由靜止開始加速，若物體與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)較大，加速

度相對較小，物體和傳送帶保持相對靜止，它們之間存在著靜摩擦力，物體的加速就是靜摩擦力作用的結(jié)

果，因此物體定受沿傳送帶前進方向的摩擦力；若物體與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)較小，加速度相對較

大，物體和傳送帶不能保持相對靜止，物體將跟不上傳送帶的運動，但它相對地面仍然是向前加速運動的，

它們之間存在著滑動摩擦力，同樣物體的加速就是該摩擦力的結(jié)果，因此物體一定受沿傳送帶前進方向的

摩擦力。

若物體與傳送帶保持相對靜止一起勻速運動，則它們之間無摩擦力，否則物體不可能勻速運動。

若物體以大丁?傳送帶的速度沿傳送帶運動方向滑上傳送帶，則物體將受到傳送帶提供的使它減速的摩擦力

作用，直到減速到和傳送帶有相同的速度、相對傳送帶靜止為止。因此該摩擦力方向一定與物體運動方向

相反。

若物體與傳送帶保持相對靜止一起勻速運動一段時間后，開始減速，因物體速度越來越小，故受到傳送帶

提供的使它減速的摩擦力作用，方向與物體的運動方向相反，傳送帶則受到與傳送帶運動方向相同的摩擦

力作用。

若傳送帶是傾斜方向的，情況就更為復(fù)雜了，因為在運動方向上，物

體要受重力沿斜面的下滑分力作用，該力和物體運動的初速度共同決定相

對運動或相對運動趨勢方向。

例1：如圖2-1所示，傳送帶與地面成夾角0=37°,以10m/s的速度逆

時針轉(zhuǎn)動，在傳送帶上端輕輕地放一個質(zhì)量m=0.5kg的物體，它與傳送帶

間的幼摩擦因數(shù)U=0.5,已知傳送帶從AfB的長度L=l6m,則物體從圖2—1A

到B需要的時間為多少？

【審題】傳送帶沿逆時針轉(zhuǎn)動，與物體接觸處的速度方向斜向下，物體初速度為零，所以物體相對傳送帶

向上滑動(相對地面是斜向下運動的)，因此受到沿斜面向下的滑動摩擦力作用，這樣物體在沿斜面方向上

所受的合力為重力的下滑分力和向下的滑動摩擦力，因此物體要做勻加速運動。當(dāng)物體加速到與傳送帶有

相同速度時，摩擦力情況要發(fā)生變化，同速的瞬間可以看成二者間相對靜止，無滑動摩擦力，但物體此時

還受到重力的下滑分力作用，因此相對于傳送帶有向下的運動趨勢，若重力的下滑分力大于物體和傳送帶

之間的最大靜摩擦力，此時有HVtanO,則物體將向下加速，所受摩擦力為沿斜面向上的滑動摩擦力；若

重力的下滑分力小「或等于物體和傳送帶之間的最大靜摩擦力，此時有u2tan。，則物體將和傳送帶相對

靜止一起向下勻速運動，所受靜摩擦力沿斜面向上，大小等于重力的下滑分力。也可能出現(xiàn)的情況是傳送

帶比較短，物體還沒有加速到與傳送帶同速就已經(jīng)滑到了底端，這樣物體全過程都是受沿斜面向上的滑動

摩擦力作用。

【解析】物體放上傳送帶以后，開始一段時間，其運動加速度錯誤！不能通過編輯域代碼創(chuàng)建對象。.

這樣的加速度只能維持到物體的速度達到IOm/s為止，其對應(yīng)的時間和位移分別為：

錯誤！不能通過編輯域代碼創(chuàng)建對象。

錯誤！不能通過編輯域代碼創(chuàng)建對象。VI6m

以后物體受到的摩擦力變?yōu)檠貍魉蛶蛏?，其加速度大小為（因為mgsin0>pmgcos0）0

錯誤！不能通過編輯域代碼創(chuàng)建對象。。

設(shè)物體完成剩余的位移錯誤！不能通過編輯域代碼創(chuàng)建對象。所用的時間為錯誤！不能通過編輯域代碼創(chuàng)

建對象。，

則錯誤！不能通過編輯域代碼創(chuàng)建對象。，

11m二錯誤！不能通過編輯域代碼創(chuàng)建對象。

解得：錯誤！不能通過編輯域代碼創(chuàng)建對象。

所以：錯誤！不能通過編輯域代碼創(chuàng)建對象。.

【總,結(jié)】該題目的關(guān)鍵就是要分析好各階段物體所受摩擦力的大小和方向，若u>0.75,

第二階段物體將和傳送帶相對靜止一起向卜.勻速運動：若LV5m,物體將一直

加速運動。因此，在解答此類題目的過程中，對這些可能出現(xiàn)兩種結(jié)果的特殊^><7

過程都要進行判斷。

例2：如圖2—2所示，傳送帶與地面成夾角8=30°,以lOm/s的速度逆時針

轉(zhuǎn)動，在傳送帶上端輕輕地放一個質(zhì)量m=0.5kg的物體，它與傳送帶間的動摩ZS

擦因數(shù)U=0.6,已知傳送帶從A-B的長度L=16m,則物體從A到B需要的時匚匕3.0°..圖2—2

間為多少？

【審題】該題目的物理過程的前半段與例題1是一樣的，但是到了物體和傳送帶有相同速度時，情況就不

同了，經(jīng)計算，若物體和傳送帶之間的最大靜摩擦力大于重力的下滑分力，物體將和傳送帶相對靜止一起

向下勻速運動，所受靜摩擦力沿斜面向上，大小等于重力的下滑分力。

【解析】物體放上傳送帶以后，開始一段時間，其運動加速度錯誤！不能通過編輯域代碼創(chuàng)建對象。。

這樣的加速度只能維持到物體的速度達到10m/s為止，其對應(yīng)的時間和位移分別為：

錯誤！不能通過編輯域代碼創(chuàng)建對象。

錯誤！不能通過編輯域代碼創(chuàng)建對象。VI6m

以后物體受到的摩擦力變?yōu)檠貍魉蛶蛏?，其加速度大小為零（因為mgsin0<ymgcos0）。

設(shè)物體完成剩余的位移錯誤！不能通過編輯域代碼創(chuàng)建對象。所用的時間為錯誤！不能通過編輯域代碼創(chuàng)

建對象。，

則錯誤！不能通過編輯域代碼創(chuàng)建對象。，

16m-5.9lm=錯誤！不能通過編輯域代碼創(chuàng)建對象。

解得：錯誤！不能通過編輯域代碼創(chuàng)建對象。

所以：錯誤！不能通過編輯域代碼創(chuàng)建對象。。

【總結(jié)】該題目的關(guān)鍵就是要分析好各階段物體所受摩擦力的大小和方向，U>tanO=錯誤！不能通過編

輯域代碼創(chuàng)建對象。，第二階段物體將和傳送帶相對靜止一起向下勻速運動。

例3：如圖2—3所示，傳送帶與地面成夾角9=37°,以10m/s的速度逆時針轉(zhuǎn)動，在傳送帶上端輕輕地放

一個質(zhì)量m=0.5kg的物體，它與傳送帶間的動摩擦因數(shù)u=0.5,已<\A知傳送

帶從A-B的長度L=5m,則物體從A到B需要的時間為多少？

【審題】該題目的物理過程的前半段與例題1是?樣的，

由于傳送帶比較短，物體將,直加速運動。

【解析】物體放上傳送帶以后，開始?段時間，其運動加速度錯誤！不能通

過編輯域代碼創(chuàng)建對象。?！?圖2—3

這樣的加速度只能維持到物體的速度達到IOm/s為止，其對應(yīng)的時間和位移分別為：

錯誤！不能通過編輯域代碼創(chuàng)建對象。

錯誤！不能通過編輯域代碼創(chuàng)建對象。

此時物休剛好滑到傳送帶的低端。

所以：錯誤！不能通過編輯域代碼創(chuàng)建對象。。

【總結(jié)】該題目的關(guān)鍵就是要分析好第一階段的運動位移，看是否

分析第二階段。

例題4：如圖2—4所示，傳送帶與地面成夾角0=37°,以10m/s的速

度順時針轉(zhuǎn)動，在傳送帶下端輕輕地放一個質(zhì)量m=0.5kg的物體，它與

傳送帶間的動摩擦因數(shù)M=0.9,已知傳送帶從A-B的長度L=50m,A則物

體從A到B需要的時間為多少？（

【審題】傳送帶沿順時針轉(zhuǎn)動，與物體接觸處的速度方向斜向上，

初速度為零，所以物體相對傳送帶向下滑動（相對地面是斜向上運動的），因此受到沿斜面向上的滑動摩擦

力作用，這樣物體在沿斜面方向上所受的合力為重力的下滑分力和向上的滑動摩擦力，因此物體要向上做

勻加速運動。當(dāng)物體加速到與傳送帶有相同速度時，摩擦力情況要發(fā)生變化，此時有l(wèi)i2tanH,則物體將

和傳送帶相對靜止?起向上勻速運動，所受靜摩擦力沿斜面向上，大小等于重力的下滑分力。

【解析】物體放上傳送帶以后，開始?段時間，其運動加速度錯誤！不能通過編輯域代碼創(chuàng)建對象。.

這樣的加速度只能維持到物體的速度達到10m/s為止，其對應(yīng)的時間和位移分別為：

錯誤！不能通過編輯域代碼創(chuàng)建對象。

錯誤！不能通過編輯域代碼創(chuàng)建對象。<50m

以后物體受到的摩擦力變?yōu)檠貍魉蛶蛏希浼铀俣却笮榱悖ㄒ驗閙gsin0<umgcos0

設(shè)物體完成剩余的位移錯誤！不能通過編輯域代碼創(chuàng)建對象。所用的時間為錯誤！不能通過編輯域代碼創(chuàng)

建對象。，

則錯誤！不能通過編輯域代碼創(chuàng)建對象。，

50m—41.67m4t誤！不能通過編輯域代碼創(chuàng)建對象。

解得：錯誤！不能通過編輯域代碼創(chuàng)建對象。

所以：錯誤！不能通過編輯域代碼創(chuàng)建對象。。

【總結(jié)】該題目的關(guān)鍵就是要分析好各階段物體所受摩擦力的大小和方向，并對物體加速到與傳送帶有相

同速度時，是否已經(jīng)到達傳送帶頂端進行判斷。

本題的一種錯解就是：

錯誤！不能通過編輯域代碼創(chuàng)建對象。

所以：錯誤！不能通過編輯域代碼創(chuàng)建對象。=9.13s

該時間小于正確結(jié)果16.66s,是因為物體加速到lOm/s時，以后的運動是勻速運動，而錯誤結(jié)果是讓物體

一直加速運動，經(jīng)過相同的位移，所用時間就應(yīng)該短。

（2）突破難點2

第2個難點是對于物體相對地面、相對傳送帶分別做什么樣的運動，判斷錯誤。該難點應(yīng)屬丁?思維上有難

度的知識點，突破方法是靈活運用“力是改變物體運動狀態(tài)的原因”這個理論依據(jù)，對物體的運動性質(zhì)做

出正確分析，判斷好物體和傳送帶的加速度、速度關(guān)系，畫好草圖分析，找準物體和傳送帶的位移及兩者

之間的關(guān)系。

學(xué)生初次遇到“皮帶傳送”類型的題目，由于皮帶運動，物體也滑動，就有點理不清頭緒了。

解決這類題目的方法如下：選取研究對象，對所選研究對象進行隔離處理，就是一個化難為簡的好辦法。

對輕輕放到運動的傳送帶上的物體，由于相對傳送帶向后滑動，受到沿傳送帶運動方向的滑動摩擦力作用，

決定了物體將在傳送帶所給的滑動摩擦力作用下，做勻加速運動，直到物體達到與皮帶相同的速度，不再

受摩擦力，而隨傳送帶一起做勻速直線運動。傳送帶一直做勻速直線運動，要想再把兩者結(jié)合起來看，則

需畫?運動過程的位移關(guān)系圖就可讓學(xué)生輕松把握。

如圖2—5甲所示，A、B分別是傳送帶上和物體上的一點，剛放上物體時，兩點重合。設(shè)皮帶的速度為V0,

物體做初速為零的勻加速直線運動，末速為V0,其平均速度為V0/2,所以物體的對地位移x物=錯誤！不

能通過編輯域代碼創(chuàng)建對象。，傳送帶對地位移x傳送帶=VOt,所以A、B兩點分別運動到如圖2—5乙所

口

(3

圖甲圖乙

圖2—5

示的A'、B'位置，物體相對傳送帶的位移也就顯而易見了，乂物=錯誤！不能通過編輯域代碼創(chuàng)建對象。，

就是圖乙中的A'、B'間的距離，即傳送帶比物體多運動的距離，也就是物體在傳送帶上所留下的劃痕的

長度。

例題5：在民航和火車站可以看到用丁?對行李進行安全檢查的水平傳送帶。當(dāng)旅客把行李放到傳送帶上時，

傳送帶對行李的滑動摩擦力使行李開始做勻加速運動。隨后它們保持相對靜止,行李隨傳送帶?起前進。設(shè)

傳送帶勻速前進的速度為0.25m/s,把質(zhì)量為5kg的木箱靜止放到傳送帶上，由于滑動摩擦力的作用，木箱

以6m/s2的加速度前進，那么這個木箱放在傳送帶上后，傳送帶上將留下一段多長的摩擦痕跡？

【審題】傳送帶上留下的摩擦痕跡，就是行李在傳送帶上滑動過程中留下的，行李做初速為零的勻加速直

線運動，傳送帶?直勻速運動，因此行李剛開始時跟不上傳送帶的運幼。當(dāng)行李的速度增加到和傳送帶相

同時，不再相對滑動，所以要求的摩擦痕跡的長度就是在行李加速到0.