高中物理必修一受力分析

物体的受力分析

受力分析就是分析物体的受力，受力分析是研究力学问题的根底，是研究力学问题的关键。 受力分析的依据是各种力的产生条件及方向特点 一.几种常见力的产生条件及方向特点。 1.重力

重力是由于地球对物体的吸引而使物体受到的力，只要物体在地球上，物体就会受到重力。 重力不是地球对物体的引力。重力与万有引力的关系是高中物理的一个小难点。 重力的方向：竖直向下。 2.弹力

弹力的产生条件是接触且发生弹性形变。

判断弹力有无的方法：假设法和运动状态分析法。

弹力的方向与施力物体形变的方向相反，与施力物体恢复形变的方向相同。

弹力的方向的判断：面面接触垂直于面，点面接触垂直于面，点线接触垂直于线。

【例1】如图1—1所示，判断接触面对球有无弹力，球静止，接触面光滑。图a 中接触面对球 无 弹力；图b 中斜面对小球 有 支持力。

【例2】如图1—2所示，判断接触面MO 、ON 对球有无弹力，球静止，接触面光滑。水平面ON 对球 有 支持力，斜面MO 对球 无 弹力。

【例3】如图1—4所示，画出物体A 所受的弹力。 a 图中物体A 静止在斜面上。

b 图中杆A 静止在光滑的半圆形的碗中。

c 图中A 球光滑，O 为圆心，O ＇为重心。

【例4】如图1—6所示，小车上固定着一根弯成α角的曲杆，杆的另一端固定一个质量为m 的球，试分析以下情况下杆对球的弹力的大小和方向：〔1〕小车静止；

3.摩擦力

摩擦力的产生条件为：〔1〕两物体相互接触，且接触面粗糙；〔2〕接触面间有挤压；〔3〕有相对运动

图1—1

a b

图1—2 图1—4

a b c

或相对运动趋势。

摩擦力的方向为与接触面相切，与相对运动方向或相对运动趋势方向相反。

判断摩擦力有无和方向的方法：假设法、运动状态分析法、牛顿第三定律分析法。 【例5】如图1

—8所示，判断以下几种情况下物体A 与接触面间有、无摩擦力。

图a 中物体A 静止。图b 中物体A 沿竖直面下滑，接触面粗糙。图c 中物体A 沿光滑斜面下滑。图d 中物体A 静止。

图a 中 无 摩擦力产生，图b 中 无 摩擦力产生，图c 中 无 摩擦力产生,图d 中 有 摩擦力产生。

【例6】如图1—9所示为皮带传送装置，甲为主动轮，传动过程中皮带不打滑，P 、Q 分别为两轮边缘上的两点，以下说法正确的选项是：〔 B 〕 A ．P 、Q 两点的摩擦力方向均与轮转动方向相反 B ．P 点的摩擦力方向与甲轮的转动方向相反， Q 点的摩擦力方向与乙轮的转动方向相同 C ．P 点的摩擦力方向与甲轮的转动方向相同， Q 点的摩擦力方向与乙轮的转动方向相反 D ．P 、Q 两点的摩擦力方向均与轮转动方向相同

【例7】如图1—10所示，物体A 叠放在物体B 上，B 上使它们一起运动，试分析两物体受到的静摩擦力的方向。

【例8】如图1—12所示，A 、B 两物体竖直叠放在水平面上，今用水平力F 拉物体，两物体一起匀速运动，试分析A 、B 间的摩擦力及B 与水平面间的摩擦力。

顺口溜：分析对象先隔离，各力画上面。接触点、面要找全，推拉挤压弹力显。糙面滑动动摩擦，欲动未动静摩现。隔离体上力画全，不多不少展笑颜。

图1—8 图1—9 图1—10

图1—12

二. 受力分析的步骤：

〔1〕确定所研究的物体，然后找出周围有哪些物体对它产生作用．

采用隔离法分析其他物体对研究对象的作用力，不要找该物体施于其它物体的力，譬如所研究的物体叫A，那么就应该找出“甲对A〞和“乙对A〞及“丙对A〞的力……而“A对甲〞或“A对乙〞等的力就不是A所受的力．也不要把作用在其它物体上的力错误地认为通过“力的传递〞作用在研究对象上．〔2〕要养成按步骤分析的习惯．

a．先画重力：作用点画在物体的重心．

b．次画力

c．再画接触力(弹力和摩擦力)：绕研究对象逆时针(或顺时针)观察一周，看对象跟其他物体有几个接触点(面)，对每个接触点(面)假设有挤压，那么画出弹力，假设还有相对运动或趋势，那么画出摩擦力．要熟记：弹力的方向一定与接触面或接触点的切面垂直，摩擦力的方向一定沿着接触面与物体相对运动〔或趋势〕方向相反。分析完一个接触点(面)后再依次分析其他的接触点(面)．

d．再画其他场力：看是否有电、磁场力作用，如有那么画出场力．

顺口溜：一重、二弹、三摩擦、再其它。

〔3〕受力分析的考前须知：

初学者对物体进行受力分析时，往往不是“少力〞就是“多力〞，因此在进行受力分析时应注意以下几点：

(1) 只分析研究对象所受的力，不分析研究对象对其他物体所施加的力。

(2) 每分析一个力，都应找到施力物体，假设没有施力物体，那么该力一定不存在．这是防止“多力〞

的有效措施之一。检查一下画出的每个力能否找出它的施力物体，特别是检查一下分析的结果，能否使对象与题目所给的运动状态(静止或加速)相一致，否那么，必然发生了多力或漏力现象．

(3) 合力和分力不能同时作为物体受到的力。

(4)只分析根据力的性质命名的力〔如重力、弹力、摩擦力〕，不分析根据效果命名的力〔如下滑力、

上升力等〕。

【例9】如图1—13所示，竖直墙壁光滑，分析静止的木杆受哪几个力作用。

三.受力分析的方法：整体法和隔离法。

整体法隔离法

概念

将几个物体作为一个整

体来分析的方法

将研究对象与周围物

体分隔开的方法

选用原那么

研究系统外的物体对系

统整体的作用力

研究系统内物体之间

的相互作用力

注意问题

分析整体周围其他物体

对整体的作用。而不画整体内

部物体间的相互作用。

分析它受到周围其他

物体对它的作用力