受力分析方法 (1)
受力分析的一般顺序
受力分析的一般顺序
1力学分析
力学分析是分析力学系统中力和应力的一种技术,注重对系统中物体产生的力和应力变化的分析。
它旨在帮助给出物体间受力情况,并利用物体受力状况监测物体结构应力分布、物体受力状况突变点等,从而版本结构的强度和稳定需求。
2受力分析的一般步骤
(1)确定受力系统:受力系统是分析受力过程的物体组成。
(2)建立受力模型:将受力系统中的各个物体建立立体与平面的几何模型,以识别物体的形状、结构,确定物体柔性特性。
(3)确定受力状态:在每个力学体系中,有许多自由度,受力状态是力学体系每个自由度的变化和力学体系中每个物体受力情况。
(4)分析受力状况:分析各物体受力情况,包括各物体间受力情况,全系统受力变化情况、消耗能量情况,应力分布情况,突变点情况等。
(5)确定计算结果:计算结果是受力分析的最终目的,根据分析结果可以对系统的受力情况和结构强度稳定需求提出建议和改进措施,以满足结构的强度和稳定性要求。
3结论
受力分析是重要的力学计算工作,它可以帮助我们了解物体间受力情况,充分发挥物体本身性能,确保结构的稳定性,受力分析的一般步骤为确定受力系统、建立受力模型、确定受力状态、分析受力状态及确定计算结果。
1受力分析的基本方法和原则
受力分析的基本方法和原则对物体进行受力分析这看似微不足道的一步,其实是处理力学问题乃至所有涉及力和运动的综合问题中至关重要的一步,能否正确分析出研究物体的受力,将直接影响到后续解题过程的展开以及最终结果的正确性。
那么,怎样才能走好这第一步呢?一、受力分析的一般步骤先来回顾一下各种常见力的特点。
重力:由于地球的吸引而使物体受到的作用力。
地球表面附近的一切物体都要受到重力的作用。
因此,只要研究的对象是实际物体,重力就肯定存在。
弹力:只有相互接触的物体间才会产生弹力,但接触不一定有弹力,只有当接触处存在弹性形变时,弹力才会出现。
摩擦力:弹力存在是摩擦力存在的前提,因此摩擦力的分析应该放在弹力之后。
两个相互挤压的物体间若有相对滑动,则它们之间会出现滑动摩擦力;两个相互挤压的物体间若有相对滑动的趋势,则它们间会出现静摩擦力。
如果研究的物体处在更为复杂的环境中,如周围有某种液(气)体、电场或者磁场,那么还要分析物体是否受到浮力、阻力、电场力或磁场力等的作用。
综上所述,可以将受力分析的一般步骤归纳为:重力肯定有;弹力看四周,形变就存在,不变则没有;分析摩擦力,看看运动否?趋势也可以;复杂环境中,不忘电磁浮。
但要注意,这几句话中的“形变”指“弹性形变”,“运动”指“相对运动”。
为了方便记忆,甚至可以将上述几句话进一步精简为二十字的口诀:重力肯定有,弹力看四周,分析摩擦力,不忘电磁浮。
二、受力分析的基本原则初步分析之后,如果能对照受力分析的基本原则换个角度检查一下分析结果的正确性,这样才能做到万无一失。
两个基本原则依次为:(1)每个力都必须有施力物体;(2)受力情况必须和物体的运动状态相吻合。
例:有人认为“物体以某一初速度冲上光滑的斜面后,物体在上滑过程中受到沿斜面向上的冲力作用,在下滑过程中受到沿斜面向下的下滑力作用。
”解:物体在全过程中只受到重力和斜面对它的支持力两个力的作用,在上滑过程中物体并没有受到沿斜面向上的冲力作用,之所以能冲上斜面,是因为具有初速度,不要把物体的这种惯性表现当作一个力;在下滑过程中物体也没有受到沿斜面向下的下滑力的作用,之所以下滑,是因为重力产生了一个使物体向下滑动的效果。
物理力的受力分析的解题技巧
物理力的受力分析的解题技巧一、物体受力分析的基本思路和方法物体的受力情况不同,物体可处于不同的运动状态,要研究物体的运动,必须分析物体的受力情况,正确分析物体的受力情况,是研究力学问题的关键,是必须掌握的基本功。
分析物体的受力情况,主要是根据力的概念,从物体的运动状态及其与周围物体的接触情况来考虑。
具体的方法是:1.确定研究对象,找出所有施力物体确定所研究的物体,找出周围对它施力的物体,得出研究对象的受力情况。
(1)如果所研究的物体为A,与A接触的物体有B、C、D……就应该找出“B对A”、“C对A”、“D对A”、的作用力等,不能把“A对B”、“A对C”等的作用力也作为A的受力;(2)不能把作用在其它物体上的力,错误的认为可通过“力的传递”而作用在研究的对象上;(3)物体受到的每个力的作用,都要找到施力物体;(4)分析出物体的受力情况后,要检查能否使研究对象处于题目所给出的运动状态(静止或加速等),否则会发生多力或漏力现象。
2.按步骤分析物体受力为了防止出现多力或漏力现象,分析物体受力情况通常按如下步骤进行:(1)先分析物体受重力。
(2)其研究对象与周围物体有接触,则分析弹力或摩擦力,依次对每个接触面(点)分析,若有挤压则有弹力,若还有相对运动或相对运动趋势,则有摩擦力。
(3)其它外力,如是否有牵引力、电场力、磁场力等。
3.画出物体力的示意图(1)在作物体受力示意图时,物体所受的某个力和这个力的分力,不能重复的列为物体的受力,力的合成与分解过程是合力与分力的等效替代过程,合力和分力不能同时认为是物体所受的力。
(2)作物体是力的示意图时,要用字母代号标出物体所受的每一个力。
二、力的正交分解法在处理力的合成和分解的复杂问题上的一种简便的方法:正交分解法。
正交分解法:是把力沿着两个选定的互相垂直的方向分解,其目的是便于运用普通代数运算公式来解决矢量的运算。
力的正交分解法步骤如下:(1)正确选定直角坐标系。
受力分析的方法和技巧
受力分析的方法和技巧根据牛顿第一运动定律和二力平衡的条件,我们可以将物体的受力情况和运动情况联系通过以上表格中我们知道了受力情况就可能推断出物体的运动状态,反过来,知道了物体的运动状态就可以推断出物体的受力情况,甚至如果受平衡力的话,F1=F2我们还可以由已知道的力推断也另一个力,因为它们是平衡力大小相等,方向相反。
例如:(1)一辆马车在平直的路上匀速前进已知马的拉为800N,那么地面的摩擦力是多大?如右图,物体做匀速直线运动→受平衡力F拉=F摩→F拉=800N,那么么F摩=800N(2)某同学称量体重时,如果静止不动站在台称上,读数正常,如果该同学加速蹲下时台称的读数是偏大还是偏小,加速站起时读数偏大还是偏小?台称的读数就是台称所受到的人对它的压力F压,从上图看,人对台称有一个向下的F压,那么台称对人就有一个向上的反作用力F支它们是作用力与反作用力F压=F支。
如果静止时,F支=G所以读数F压=G,读数正常下速下蹲时,F支<G,所以F压<G,读数偏小加速站起时,F支>G,所以F压>G,读数偏大但是在上述的由受到情况和运动状态的推断过种中还有一个重要的问题没有解决那就是物体到底受什么力?这也就要求我们在接触到力学问题时首先要进行受力分析,搞清楚物体到底受什么力?受力分析也有一些方法和技巧:首先,把一些最容易的出来的力标出来,如:重力,一个放大水平地面的物体对地压有压力,地面对它有支持力等等那么有些力不明显,甚至是这个存不存在都是问题,所以找出这些不明显的力就需要进行一些推断。
(1)利用一些现象进行推断,例1:一的块重4N,它被吸在一磁性的铁板上,如静止不动时,它所受的摩擦力多大?首先最明显的力就是它受到重力,会往下掉,但它没有往下掉,保持静止所以应该有一个力和重力G平衡,那只能是摩擦力,F摩=G=4N如果用向上大小为9N 的拉力拉着它向上匀速运动,它所受的摩擦力多大?最明显的两个,向下的重力G ,和向上的拉力F 拉,大家都注意到它是向上运动,摩擦力阻碍物体的运动,所以这时摩擦力的方向应该是向下,又做匀速直线运动,所以F 拉=G+F 摩,所以F 摩=9N -4N=5N例2:一物体在传送带上向右匀速前进,它在水平方向上是不受力的。
受力分析(隔离法)
受力分析的方法1(隔离法)
一、要点提示
受力分析是我们学习力学的基础。
通过本节的学习,掌握受力分析的方法:
隔离法
二、知识回顾
1、重力、弹力、摩擦力的定义、三要素
2、用假设法判断弹力、摩擦力的有无
3、弹力的产生条件○1○2
4、摩擦力的产生条件○1○2○3
三、认知探究
(一)认知性问题
1、受力分析
(1)定义:把研究对象(选定的、进行受力分析的物体)在特定条件下收受到
的力找出来,并画出所受力的示意图,这就是受力分析。
物体的受力情况与运动状态有密切的联系,在受力分析的时候一定要注意物体处于何种运动情况。
(2)方法
隔离法:根据需要,单独分析某一物体受力情况的方法。
(3)受力分析的步骤
○1明确研究对象,将它从周围环境中隔离出来。
研究对象可以是质点、
物体、结点或者是多个物体组成的系统。
○2按顺序分析研究对象所受的力,一般是先非接触力再接触力,就目前
所学习的力来说,应该先重力后弹力和摩擦力。
○3在受力分析时,可根据需要,运用力的平衡条件、牛顿第二定律、牛
顿第三定律等力学规律进行分析
○4检查所画的受力分析示意图,要做到不重不漏。
(二) 探究性问题
1、A 、B 两个物体静止在粗糙的水平面上,试分别画出它们的受力情况
四、 效果检测
1、分析下列物体受到的力
在力F 作用下静止水平面上的物体球 静止在斜面上的物体 沿粗糙的天花板向右运
动的物体 F>G
V
A
在竖直墙面上的匀速
上升的物体A v A。
受力分析的方法
受力分析的方法受力分析是工程力学中的一个重要内容,它是研究物体受到外力作用后所产生的力学效应的方法。
在实际工程中,我们经常需要对物体的受力情况进行分析,以便确保结构的稳定性和安全性。
下面将介绍一些常用的受力分析方法。
1.平衡法。
平衡法是最基本的受力分析方法之一,它基于牛顿第一定律,即物体静止或匀速运动时,受力平衡。
在进行受力分析时,我们可以利用平衡法来确定物体所受的外力大小和方向,从而进一步分析物体的受力情况。
2.力的合成与分解。
力的合成与分解是受力分析中常用的方法之一。
当物体受到多个力的作用时,我们可以利用力的合成将这些力合成为一个合力,然后再利用力的分解将合力分解为多个分力,以便更清晰地分析物体的受力情况。
3.自由体图法。
自由体图法是一种通过绘制物体受力情况的示意图来进行受力分析的方法。
在进行受力分析时,我们可以将物体从整体中分离出来,然后绘制物体的自由体图,标注出物体所受的外力和支持反力,从而进行受力分析。
4.力矩法。
力矩法是一种通过计算力对物体产生的力矩来进行受力分析的方法。
在进行受力分析时,我们可以利用力矩法来确定物体所受的外力对其产生的力矩,从而进一步分析物体的受力情况。
5.应力分析法。
应力分析法是一种通过计算物体内部的应力分布来进行受力分析的方法。
在进行受力分析时,我们可以利用应力分析法来确定物体内部各点的应力大小和方向,从而进一步分析物体的受力情况。
总结。
受力分析是工程力学中的重要内容,通过合理的受力分析可以帮助我们更好地理解物体的受力情况,确保结构的稳定性和安全性。
在实际工程中,我们可以根据具体情况选择合适的受力分析方法来进行分析,以便更好地解决工程问题。
希望本文介绍的受力分析方法对大家有所帮助。
高一物理受力分析(整体法和隔离法)
受力分析—隔离法与整体法一、物体受力分析方法把指定的研究对象在特定的物理情景中所受到的所有外力找出来,并画出受力图,就是受力分析。
对物体进行正确地受力分析,是解决好力学问题的关键。
1、受力分析的顺序:先找重力,再找接触力(弹力、摩擦力),最后分析其它力(场力、浮力等)2、受力分析的几个步骤.①灵活选择研究对象②对研究对象周围环境进行分析③审查研究对象的运动状态:根据它所处的状态有时可以确定某些力是否存在或对某些力的方向作出判断.④根据上述分析,画出研究对象的受力分析示意图;把各力的方向、作用点(线)准确地表示出来.3、受力分析的三个判断依据:①从力的概念判断,寻找施力物体;②从力的性质判断,寻找产生原因;③从力的效果判断,寻找是否产生形变或改变运动状态。
二、隔离法与整体法1、整体法:以几个物体构成的整个系统为研究对象进行求解的方法。
在许多问题中可以用整体法比较方便,但整体法不能求解系统的内力。
(区分内力和外力,对几个物体的整体进行受力分析时,这几个物体间的作用力为内力,不能在受力图中出现,当把某一物体单独隔离分析时,原来的内力变成了外力,要画在受力图上。
)2、隔离法:把系统分成若干部分并隔离开来,分别以每一部分为研究对象进行受力分根据地,分别列出方程,再联立求解的方法。
3、通常在分析外力对系统作用时,用整体法;在分析系统内各物体之间的相互作用时,用隔离法。
有时在解答一个问题时要多次选取研究对象,需要整体法与隔离法交叉使用注意:实际问题中整体法与隔离法要结合起来灵活运用........。
........................,通常先整体后隔离三、例题例1.在粗糙的水平面上有一个三角形木块,在它的两个粗糙的斜面上分别放置两个质量为m1和m2的木块,m m,12如图1所示,已知三角形木块和两个物体都是静止的,则粗糙水平面对三角形木块()A. 有摩擦力作用,方向水平向右;B. 有摩擦力作用,方向水平向左;C. 有摩擦力作用,但方向不确定;图1D. 以上结论都不对。
常见的三种力及受力分析方法
第二章相互作用力与平衡§ 2.1 常见的三种力及受力分析基础知识:一、力1、定义:力是物体之间的相互作用。
2、力的作用效果:使物体发生形变或使物体的运动状态发生变化。
3、力的三要素:大小、方向、作用点。
4、力的性质(1)物质性:力不能脱离物体而存在。
“物体”同时指施力物体和受力物体。
(2)相互性:力的作用是相互的。
(3)矢量性:力是矢量,即有大小,又有方向。
5、力的分类:⑴按力的性质分:可分为重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力等。
⑵按力的效果分:可分为压力、支持力、动力、阻力、向心力、回复力等。
6、表示力的方法:力的图示或力的示意图。
二.重力1、定义:由于地球的吸引而使物体受到的力。
2、大小:G=mg3、方向:竖直向下。
地面上处在两极和赤道上的物体所受重力的方向指向地心,地面上其他位置的物体所受重力的方向不指向地心。
4、重心:因为物体各个部分都受到重力作用,可认为重力作用于一点即为物体的重心⑴重心的位置与物体的质量分布和几何形状有关⑵重心不一定在物体上,可以在物体之外。
5、不同星球表面g值一般不同。
三•弹力1、定义:直接接触的物体间由于发生弹性形变而产生的力,这是由于要恢复到原来的形状,对使它发生形变的物体产生的力。
2、产生条件:直接接触、弹性形变3、弹力方向的确定:(1)压力、支持力的方向:总是垂直于接触面,指向被压或被支持的物体。
(2)绳的拉力方向:总是沿着绳,指向绳收缩的方向。
(3)杆子上的弹力的方向:可以沿着杆子的方向,也可以不沿着杆子的方向。
(4)弹簧的弹力方向:可拉伸可压缩4、弹力大小的确定⑴弹簧在弹性限度内,遵从胡克定律即 F = kx⑵同一根张紧的轻绳上拉力处处相等。
⑶弹力一般根据物体的运动状态,利用平衡知识或牛顿第二定律求解。
四.摩擦力1.静摩擦力①产生:两个相互接触的物体,有相对运动趋势时产生的摩擦力。
②作用效果:总是起着阻碍物体间相对运动趋势的作用。
③产生条件:a:相互接触且发射弹性形变b :有相对运动趋势c:接触面粗糙④大小:根据平衡条件求解或牛顿运动定律求解。
受力分析的一般步骤和方法
受力分析的一般步骤和方法作者:施林来源:《新高考·高一物理》2015年第10期受力分析是把指定物体(研究对象)在特定物理情景中所受的所有外力找出来,并画出受力示意图.一、一般顺序先分析场力(重力、电场力、磁场力),再分析接触力(弹力、摩擦力),最后分析其他力.二、一般步骤1.选取研究对象:即确定受力分析的物体.研究对象可以是单个的物体,也可以是物体的系统组合.2.隔离物体分析:将研究对象从周围的物体中隔离出来,进而分析物体受到的重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力等,检查周围有哪些物体对它施加了力的作用.3.画出受力示意图:按照一定顺序进行受力分析.一般先分析重力,然后环绕物体一周,找出跟研究对象接触的物体,并逐个分析弹力和摩擦力,最后再分析其它场力.在受力分析的过程中,要边分析边画受力图(养成画受力图的好习惯),只画性质力,不画效果力.4.检查受力分析是否有误:受力分析完后,检查面出的每一个力能否找出它的施力物体,检查分析结果能否使研究对象处于题目所给运动状态,否则就会发生了漏力、多力或错力现象.三、一般方法1.明确研究对象进行受力分析前,要先弄清受力的对象.我们常说的“隔离法”、“整体法”,指的是受力的对象是单个物体,还是由多个物体组成的整体.对于连接体,在进行受力分析时,往往要变换几次研究对象之后才能解决问题.有时候,选取所求力的受力物体为研究对象,却很难求出这个力,这时可以转移对象,选取这个力的施力物体为研究对象,求出它的反作用力,再根据牛顿第三定律,求出所求力.2.有序地分析受力同学们要养成按一定的步骤进行受力分析的习惯,这样可以避免漏力或添力.一般分三步走:先分析重力,然后找出跟研究对象接触的物体,分析接触力,如弹力、摩擦力等,最后分析电场力、磁场力等.3.确定物体是否受到力的作用,有以下常用的方法:(1)假设法;(2)根据运动状态判断受力情况.例1 如图1所示,光滑小球与水平面和台阶接触并处于静止状态,试分析小球的受力情况,并画出受力示意图.分析考察小球的运动状态:静止,满足合外力为零.用假设方法:如果小球除重力、水平面的竖直支持力之外,假设还受到台阶的弹力作用,这三个力合力就不为零,不能满足平衡条件,所以一定不存在台阶弹力作用,小球与台阶接触但不挤压.或假设将台阶去掉,看小球的运动状态是否变化.例2 如图2所示,物体A放在水平传送带上,且A与水平传送带保持相对静止.若传送带向右匀速运动,试分析A的受力.分析需要注意的是传送带对A物体没有静摩擦力,这一点可以借助受力分析的假设法来进行检查.假如认为传送带对A物体有静摩擦力,那么,A物体共受三个外力作用,其中重力、弹力在竖直方向,而静摩擦力在水平方向,三者不可能相互平衡.初步分析的结果与实际运动状态发生了矛盾,矛盾产生的原因就是静摩擦力其实并不存在.A物体仅受两个力的作用:重力和传送带对A产生的弹力.变式若传送带向右匀速运动,如图2,物块A轻轻放上传送带,分析A所受的力.分析刚开始时,A的速度小于传送带的速度,相对于传送带向左运动,所以受到阻碍它相对运动的水平向有的滑动摩擦力.A物体受三个力的作用:重力、传送带对A产生的弹力和水平向右的摩擦力.4.认真地检查完成受力分析后还要认真地检查,看看所画出的每个力能否都找出施力物体,能否都找出反作用力,能否使研究对象处于题中所给的运动状态.四、注意事项1.只分析研究对象受到的根据性质命名的实际力(如重力、弹力、摩擦力等),不画它对别的物体的作用力,比如静止在斜面上的物体,会受到斜面对它的支持力,而它对斜面的压力不可以加到对物体的受力分析中.2.合力和分力不能同时作为物体所受的力,比如浸在水中的物体会受到浮力,是因为物体各个面都会受到水的压力,浮力正是水的压力的合力,不可以同时把浮力和压力画在受力分析图中.3.每一个力都应找到施力物体,防止“漏力”和“添力”.如以一定初速度冲上斜坡的小球,有同学认为会受到推力,但是这个推力并不能找到施力物体,故不存在推力.4.对可看成质点的物体,力的作用点可画在重心上.如在空中下落的小球.对有转动效果的物体,则力应画在实际位置上.如推一个圆筒上台阶,推力是作用在手与筒的接触位置的.5.为了使问题简化,题设条件中常会说明忽略某些次要的力.如物体速度不大时的空气阻力.但如果没有明确说明,不要白作主张地舍去.6.分析物体受力时,除了考虑它与周围物体的作用外,还要考虑物体的运动情况(平衡状态、加速或减速),当物体的运动情况不同时,其情况也不同,如下落的小球受到的空气摩擦力是向上的,而上抛的小球受到的空气摩擦力是向下的.总之,受力分析是把某个特定的物体在某个特定的物理环境中所受到的力一个不漏、一个不多地找出来,并画冉定性的受力示意图.理解力的概念、掌握力的特点是正确分析受力的基础和依据.要想熟练掌握,还需要通过一定量的练习,不断加深对物体运动规律的认识,反复体会方法,总结技巧才能达到.。
一、受力分析的一般步骤
一、受力分析的一般步骤:
1、明确研究对象(受力物体)。
2、受力分析的顺序:
(1)先画出已知力 (已知力可以方向不变地平移) (2)再分析重力(方向总是竖直向下)
(3)接着分析弹力(用消除法判断) (4)最后再分析摩擦力(用假设法判断) 3、画出受力分析示意图(不能漏力也不能少力)
例:如图所示,处于粗糙水平地面上的物体,受到力F 作用,静止。
分析顺序: ①已知力F ②重力G ③弹力
N
④摩擦力f
二、用“消除法”分析弹力:
分析下列两种情况下小球是否受到斜面对它的弹力:
消除法:如果把斜面拿开,看小球动不动,如果不动,说明斜面对小球没有弹力;如果动了,说明斜面对
小球有弹力。
三、用假设法分析摩擦力:
①
G
②。
初中物理力学-受力分析示意图-方法详解与例题精选
初中物理力学受力分析示意图方法详解与例题精选方法详解对物体进行受力分析时,要正确画出力的示意图。
采用“三定三标”方法,具体步骤如下:1.“三定”(1)定作用点:在受力物体上面出作用点,压力作用点在接触面中心去,其他力的作用点都可以画在物体重心上。
如果物体同时受到几个力作用时,就将重心作为这几个力的作用点。
(2)定方向:以作用点为起点,沿力的方向画线段。
常见力的方向描述,如重力方向竖直向下,摩擦力方向与物体相对运动或相对趋势方向相反,压力、支持力方向与受力面垂直指向受力物体,拉力方向沿着绳子收缩的方向等。
(3)定长度:尽管长度不能准确的反映力的大小,但在同一图中,如果物体受到几个力的作用时,线段的长短要大致表示力的大小,力越大,线段应画得越长。
一对平衡力线段长度相同。
2.“三标”(1)标箭头:在线段的末端标上箭头表示力的方向。
(2)标符号:力一般用字母“F”表示,重力用符号“G”表示。
摩擦力一般用“f”表示。
(3)标数值和单位:若有力的大小,还应该在箭头旁边标上力的数值和单位。
3.画力的示意图需注意的问题(1)力的作用点一定要画在受力物体上,一般情况下,压力的作用点画在接触面上,其他力的作用点均可画在物体重心上(若是摩擦力使物体转动,则摩擦力只能画在接触面上),指定作用点的,只能画在指定作用点上。
当一个物体受多个力作用时,这几个力的作用点都要画在物体的重心上。
(2)在画力的示意图时,要正确分析物体的受力情况,若找不出一个力的施力物体,则该力一定是不存在的。
根据要求画出需要画的力(下一个专题详解)。
(3)受力分析的顺序:先分析重力,然后环绕物体一周找出与研究对象接触的物体,并逐个分析这些物体对研究对象的弹力和摩擦力,最后分析其他力。
简记为:重力一定有,弹力看四周,分析摩擦力,再看电磁浮。
类型一:画指定力的示意图1.如图所示是质量为50Kg的小明起跑时2.的情景,请画出小明所受重力(点O为重心)和右脚所受摩擦力的示意图。
正确受力分析的方法
受力分析正确的受力分析有以下几步:第一步:隔离物体。
隔离物体就是把题目中你分析其受力的那个物体单独画出来,不要管它周围与它相关联的其它物体,这一点很重要。
第二步:在已隔离的物体上画上重力和其它已知力。
因高一物理初学时分析的都是地面上的物体,重力是已知力,要把它的作用点画到已隔离物体的中心上。
另外,物体往往是在重力及其它主动力的作用下才产生了与其它物体间的挤压、拉伸以及相对运动等,进而才才产生了弹力和摩擦力,所以必须先分析它们。
第三步:查找接触点和接触面。
就是查找被分析物体与其它物体的接触点和接触面。
弹力和摩擦力是接触力,其他物体对被分析物体的弹力和摩擦力只能通过接触点和接触面来作用,这就是说寻找物体所受弹力(拉力、压力、支持力)和摩擦力只能在被分析物体跟其他物体相接触的点和面上找,所以要查找接触点和接触面,而且要找全。
每个接触点或面上最多有两个力(一个弹力、一个摩擦力)。
第四步:分析弹力(拉力、压力、支持力),在被分析物体与其他物体的接触点和接触面上,如果有弹性形变(挤压或拉伸),则该点或面上有弹力,反之则没有。
在确定弹力存在后,弹力的方向就比较容易确定了,它总是跟接触面垂直,指向受力物体,弹力的方向,有三种情况:一是两平面重合接触,弹力的方向跟平面垂直,指向受力物体;而是硬点面接触,就是两个坚硬的物体相接触时,其中一个物体的一个突出端(点)顶在另一个物体的表面上(如梯子一端支地,一端靠墙),这时弹力的方向过接触点跟接触面垂直(如梯子靠墙端受的弹力跟墙垂直,靠地端的受的弹力跟地面垂直)。
如果接触面是曲面,弹力的方向和曲面垂直,沿过接触点的曲面法线的方向。
三是软点接触,就是一个柔软的物体通过一个点连接到另一个物体表面上(如用绳或弹簧拉一物体),这时弹性形变主要发生在柔软物体上,所以这时弹力的方向总是沿着绳和弹簧的轴线,跟弹性形变的方向相反。
第五步:分析摩擦力、摩擦力分静摩擦力和滑动摩擦力,它们的产生条件是两物体接触处不光滑,除挤压外还要有相对滑动或相对滑动趋势,因此分析接触面上有无摩擦力,首先要看接触面是否光滑(这是题目中的已知条件),其次看有弹力没有(不光滑的有弹力的接触面上才可能有摩擦力)。
受力分析的方法
受力分析的方法
受力分析是研究物体所受到的力的大小、方向和性质的一种方法。
通过受力分析,我们可以了解物体所受力的组合,以及力的作用对物体的影响。
以下是一些常用的受力分析方法:
1. 全局受力分析法:将物体作为一个整体来考虑,分析物体所受到的所有力,包括重力、支持力、摩擦力等。
通过综合考虑所有的力,可以得出物体的运动状态和受力平衡条件。
2. 部分受力分析法:将物体分解为多个部分或组件,分析每个部分所受到的力。
这种方法常用于复杂的物体或系统,通过对各个部分的受力进行分析,可以得出整个系统的受力情况。
3. 自由体受力分析法:将物体与其它物体或系统分离,将其作为一个独立的自由体进行受力分析。
在分析自由体时,通常只考虑物体所受到的外界力,忽略物体对其他物体的作用力。
4. 牛顿第三定律受力分析法:根据牛顿第三定律,任何两个物体之间的作用力和反作用力大小相等、方向相反。
通过观察物体对其他物体的作用力,可以推测物体所受到的反作用力。
5. 受力平衡分析法:对于静止物体或力的合力为零的物体,根据受力平衡条件进行受力分析。
通过分析物体所受到的力,可以确定物体所处的平衡状态,或者计算出缺失的力。
通过以上受力分析方法,我们可以更好地理解物体所受到的力,进一步研究物体的运动状态和力的影响。
高中物理受力分析的方法与技巧
高中物理受力分析的方法与技巧高中物理力学题受力分析解题方式第一、如何对物体进行受力分析。
1. 明确研究对象,并把它从周围的环境中隔离出来分析物体的受力,首先要选准研究对象,并把它隔离出来。
根据解题的需要,研究对象可以是质点、结点、单个物体或多个物体组成的系统。
2. 按顺序分析物体所受的力一般按照重力、弹力、摩擦力的顺序分析较好。
“重力一定有,弹力看四周,摩擦分动静,方向要判准。
”弹力和摩擦力都是接触力,环绕研究对象一周,看研究对象与其他物体有几个接触面(点),每个接触面对研究对象可能有两个接触力,应根据弹力和摩擦力的产生条件逐一分析。
3. 只分析根据性质命名的力只分析根据性质命名的力,如重力、弹力、摩擦力,不分析根据效果命名的力,如下滑力、动力、阻力、向心力等。
4. 只分析研究对象受到的力,不分析研究对象对其他物体所施加的力研究物体A的受力时,只分析“甲对A” 、“乙对A” 、“丙对A”......的力,不分析“A对甲”、“A对乙”、“A对丙”......的力,也不要把作用在其他物体上的力,错误的认为通过“力的传递”而作用在研究对象上。
5. 每分析一个力,都应能找出施力物体这种方法是防止“多力”的有效措施之一。
我们在分析物体的受力时,只强调物体受到的作用力,但并不意味着施力物体不存在,找不出施力物体的力不存在的。
6. 分析物体受力时,还要考虑物体所处的状态分析物体受力时,要注意物体所处的状态,物体所处的状态不同,其受力情况一般也不同。
如:放在水平传送带上的物体随传送带一起传动时,若传送带加速运动,物体受到的摩擦力向前;若传送带减速运动,物体受到的摩擦力向后;若传送带匀速运动,物体不受摩擦力作用。
第二、力学部分常用的分析方法:整体法和隔离法整体法是从局部到全局的思维过程,是系统论中的整体原理在力学中的应用。
它的优点是:通过整体法分析物理问题,可以弄清系统的整体受力情况,从整体上揭示事物的本质和变化规律,从而避开了中间环节的繁琐推算,能够灵活地解决问题。
物体受力分析的常用方法
物体受力分析的常用方法(1)整体法和隔离法:将研究对象与周围物体分隔或将相对位置不变的物体系作为一个整体来分析。
分析两个以上的物体所组成的系统的受力情况时,若每个物体的运动状态都相同,可以先取整体研究,若分析物体间的相互作用时,需将物体隔离分析。
注意:区分内力和外力,对几个物体的整体进行受力分析时,这几个物体间的作用力为内力,不能在受力图中出现;当把某一物体单独隔离分析时,原来的内力变成了外力,要画在受力图上。
例1:如图6-10所示,物体A 、B 和C 叠放在水平桌面上,水平力为F b =5N ,F c =10N ,分别作用于物体B 、C 上,A 、B 和C 均保持静止,以F f1、F f2、F 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 .F f1=5N ,F f2=0N ,F f3=5NB .F f1=5N ,F f2=5N ,F f3=0NC .F f1=0N ,F f2=5N ,F f3=5ND .F f1=0N ,F f2=10N ,F f3=5N例2:质量均为m 的四块砖被夹在两竖直夹板之间,处于静止状态,如图6-11所示。
试求砖3对砖2的摩擦力。
例3:(08年崇文二模)如图6-12所示,A 、B 两物体叠放在动摩擦因数μ=0.50的水平 地 面上,A 物体质量 m =10kg , B 物体质量M =30kg 。
处于水平位置的轻弹簧一端固定于墙壁,另一端与A 物体相连,弹簧处于自然状态,其劲度系数为250N/m 。
现有一水平推力F 作用于物体B 上,使A 、B 两物体一起缓慢地向墙壁移动,当移动0.4m 时,水平推力F 的大小为( ) (g 取10m/s 2) A .100N B .200N C .250N D .300N例4:如图6-13所示,c 是水平地面,a 、b 是两个长方形物块,F 是作用在物块b 上沿水平方向的力,物体a 和b 以相同的速度作匀速直线运动。
受力分析方法
受力情况决定运动情况,要研究物体的运动,必须首先搞清物体的受力情况。
正确分析物体的受力情况,是研究力学问题的关键,是必须掌握的基本功。
1.分析方法:进行受力分析的基本方法是隔离体法,即将所选定的研究对象(一般是一个物体,也可以是几个物体构成的整体)从它所处的环境中隔离出来,然后依次分析环境中的物体对所选定的研究对象施加的力。
分析的依据,一是力的性质和各种力的产生条件;二是物体的运动状态即从共点力的平衡条件和牛顿第二定律入手分析。
下边是受力分析常用的一些辅助方法。
(1)整体法:即选择几个物体构成的整体作为研究对象,既可用于研究整体的受力,也可作为分析某个物体受力情况的辅助方法。
如(例一)。
(2)假设法:即在某个力的有无或方向不容易判断时,可先假设这个力不存在,看物体的运动会受什么样的影响,从而得出结论。
如分析弹力可用假设拿开法,分析静摩擦力可用假设光滑法等。
(3)利用牛顿第三定律分析。
(4)画出物体的受力示意图,这样会使问题形象直观。
在不涉及转动问题时,一般要将力的作用点平移到物体的重心上来,示意图不但要表示力的方向,还要定性表示力的大小。
图画的越准确,越便于分析解决问题。
2.一般步骤:(1)选定研究对象;(2)依次分析重力、已知力(外界施加的拉力、推力等)、场力;(3)利用隔离体法依次分析和研究与对象相接触的物体对它是否施加弹力或摩擦力。
之所以这样安排分析顺序,主要考虑到“2”中的力是主动力,而弹力和摩擦力是被动力。
注意事项:(1)合力和分力不能重复的列为物体所受的力。
分析物体的受力情况一般只分析实际力,在分析具体问题列方程时,合力和分力作为一种等效替代的手段不能重复考虑。
(2)要把握好研究对象,不要将研究对象对其它物体的力纳入,即只研究它的受力情况。
(3)摒弃传力的概念。
如图1-15甲,我们只能说A图1-15甲图1-15乙由于受到推力F而对墙产生弹力,而不能说推力F作用在墙上;在1-15乙图中,由于C的存在使B对A的压力大于B的重力,但C对A并没施加力。
受力分析方法
受力分析的基本方法和原则对物体进行受力分析这看似微不足道的一步,其实是处理力学问题乃至所有涉及力和运动的综合问题中至关重要的一步,能否正确分析出研究物体的受力,将直接影响到后续解题过程的展开以及最终结果的正确性。
那么,怎样才能走好这第一步呢?一、受力分析的一般步骤先来回顾一下各种常见力的特点。
重力:由于地球的吸引而使物体受到的作用力。
地球表面附近的一切物体都要受到重力的作用。
因此,只要研究的对象是实际物体,重力就肯定存在。
弹力:相互接触的物体间才会产生弹力,但接触不一定有弹力,只有当接触处存在弹性形变时,弹力才会出现。
摩擦力:弹力存在是摩擦力存在的前提,因此摩擦力的分析应该放在弹力之后。
两个相互挤压的物体间若有相对滑动,则它们之间会出现滑动摩擦力;两个相互挤压的物体间若有相对滑动的趋势,则它们间会出现静摩擦力。
如果研究的物体处在更为复杂的环境中,如周围有某种液(气)体、电场或者磁场,那么还要分析物体是否受到浮力、阻力、电场力或磁场力等的作用。
综上所述,可以将受力分析的一般步骤归纳为:重力肯定有;弹力看四周,形变就存在,不形变则没有;分析摩擦力,看看运动否?趋势也可以;复杂环境中,不忘电磁浮。
但要注意,这几句话中的“形变”指“弹性形变”,“运动”指“相对运动”。
为了方便记忆,甚至可以将上述几句话进一步精简为二十字的口诀:重力肯定有,弹力看四周,分析摩擦力,不忘电磁浮。
二、受力分析的基本原则初步分析之后,如果能对照受力分析的基本原则换个角度检查一下分析结果的正确性,这样才能做到万无一失。
两个基本原则依次为:(1)每个力都必须有施力物体;(2)受力情况必须和物体的运动状态相吻合。
例:有人认为“物体以某一初速冲上光滑的斜面后,物体在上滑过程中受到沿斜面向上的冲力作用,在下滑过程中受到沿斜面向下的下滑力作用。
”解:物体在全过程中只受到重力和斜面对它的支持力两个力的作用,在上滑过程中物体并没有受到沿斜面向上的冲力作用,之所以能冲上斜面,是因为具有初速度,不要把物体的这种惯性表现当作一个力;在下滑过程中物体也没有受到沿斜面向下的下滑力的作用,之所以下滑,是因为重力产生了一个使物体向下滑动的效果。
受力分析知识点总结
受力分析知识点总结一、受力的类型在受力分析中,一般存在以下几种类型的受力:1.压力:当物体受到的力是沿着物体内部某个截面方向的力时,我们称之为压力。
压力的方向垂直于该截面。
2.拉力:当物体受到的力是沿着物体内部某个截面方向的拉力时,我们称之为拉力。
拉力的方向与该截面的方向一致。
3.剪力:当物体受到的力是沿着物体内部某个截面方向的横向力时,我们称之为剪力。
剪力的方向垂直于该截面。
4.弯矩:当物体受到的力是沿着物体内部某个截面方向的弯曲力时,我们称之为弯矩。
弯矩的方向垂直于该截面。
二、受力的计算方法在受力分析中,我们需要了解如何计算受力的大小和方向。
在实际问题中,受力的计算一般通过力的合成、力的分解、力的平衡等方法进行。
这些方法为我们提供了确定受力的计算手段。
1.力的合成:当一个物体受到多个力的作用时,我们可以利用力的合成将这些力合成为一个合力,从而求出合力的大小和方向。
2.力的分解:当我们需要求出一个力在某个特定方向上的分力时,可以利用力的分解将该力分解为在该方向上的分力和垂直于该方向的分力。
3.力的平衡:在力的平衡条件下,物体所受的所有外力合成为零。
通过力的平衡条件可以求解物体所受的未知力的大小和方向。
三、力的平衡条件力的平衡条件是受力分析的基本原理之一。
在受力分析中,我们常常通过力的平衡条件来求解物体所受的未知力的大小和方向。
根据力的平衡条件,物体所受的所有外力合成为零,即:$$\Sigma F=0$$其中,ΣF表示物体所受的所有外力的合力。
在一般情况下,力的平衡条件可以分解为平衡条件关于x轴的平衡条件和平衡条件关于y轴的平衡条件,即:$$\Sigma F_x=0$$$$\Sigma F_y=0$$通过力的平衡条件,我们可以求解物体所受的未知力的大小和方向,从而为工程设计和研究提供有力依据。
四、结构的受力分析在工程实践中,我们常常需要对结构进行受力分析,以确定结构的受力情况和安全性。
在结构的受力分析中,我们需要了解结构的受力构件、结构的受力平衡条件、结构的受力分析方法等知识点。
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受力分析的基本方法和原则
对物体进行受力分析这看似微不足道的一步,其实是处理力学问题乃至所有涉及力和运动的综合问题中至关重要的一步,能否正确分析出研究物体的受力,将直接影响到后续解题过程的展开以及最终结果的正确性。
那么,怎样才能走好这第一步呢?
一、受力分析的一般步骤
先来回顾一下各种常见力的特点。
重力:由于地球的吸引而使物体受到的作用力。
地球表面附近的一切物体都要受到重力的作用。
因此,只要研究的对象是实际物体,重力就肯定存在。
弹力:相互接触的物体间才会产生弹力,但接触不一定有弹力,只有当接触处存在弹性形变时,弹力才会出现。
摩擦力:弹力存在是摩擦力存在的前提,因此摩擦力的分析应该放在弹力之后。
两个相互挤压的物体间若有相对滑动,则它们之间会出现滑动摩擦力;两个相互挤压的物体间若有相对滑动的趋势,则它们间会出现静摩擦力。
如果研究的物体处在更为复杂的环境中,如周围有某种液(气)体、电场或者磁场,那么还要分析物体是否受到浮力、阻力、电场力或磁场力等的作用。
综上所述,可以将受力分析的一般步骤归纳为:
重力肯定有;弹力看四周,形变就存在,不形变则没有;分析摩擦力,看看运动否?趋势也可以;复杂环境中,不忘电磁浮。
但要注意,这几句话中的“形变”指“弹性形变”,“运动”指“相对运动”。
为了方便记忆,甚至可以将上述几句话进一步精简为二十字的口诀:
重力肯定有,弹力看四周,分析摩擦力,不忘电磁浮。
二、受力分析的基本原则
初步分析之后,如果能对照受力分析的基本原则换个角度检查一下分析结果的正确性,这样才能做到万无一失。
两个基本原则依次为:(1)每个力都必须有施力物体;(2)受力情况必须和物体的运动状态相吻合。
例:有人认为“物体以某一初速冲上光滑的斜面后,物体在上滑过程中受到沿斜面向上的冲力作用,在下滑过程中受到沿斜面向下的下滑力作用。
”
解:物体在全过程中只受到重力和斜面对它的支持力两个力的作用,在上滑过程中物体并没有受到沿斜面向上的冲力作用,之所以能冲上斜面,是因为具有初速度,不要把物体的这种惯性表现当作一个力;在下滑过程中物体也没有受到沿斜面向下的下滑力的作用,之所以下滑,是因为重力产生了一个使物体向下滑动的效果。
这里多分析出来的“冲力”和“下滑力”都可以用第一原则来进行检验,显然,它们都没有施力物体,因此不存在。
例:物体A放在水平传送带上,且A与传送带保持相对静止,如
图所示,若传送带向右匀速运动,试分析A的受力。
解:A物体仅受两个力作用:重力和传送带对A产生的弹力。
需要特别注意的是传送带对A物体并没有静摩擦力,这一点可以借助受力分析的第二原则来进行检查。
假如认为传送带对A物体有静摩擦力,那么,A物体共受三个外力作用,其中重力、弹力在竖直方向,而静摩擦力在水平方向,三者不可能相互平衡。
可是实际上A物体和传送带一起匀速运动,受力必须平衡。
初步分析的结果与实际运动状态发生了矛盾,矛盾产生的原因就是静摩擦力其实并不存在。
三、受力分析的常用方法
根据涉及的物体个数和解题需要,常用的受力分析方法可分为两种:
(一)隔离法
顾名思义,将单个物体从周围环境中“隔离”出来进行受力分析的方
法。
例:如图所示,A、B、C三木块叠放在水平桌面上,对B木块施加一个
水平向右恒力F,三木块共同向右匀速运动,三木块的重力都是G,分别画
出三木块受力示意图。
分析:既然要求对三木块进行受力分析,隔离法是唯一的选择。
但隔离顺序的
选择要讲究一点技巧,通常按照受力个数从小到大的次序进行,整个处理过程
会简单一些。
解:隔离A木块分析,按照受力分析的口诀:
(1)重力肯定有;
(2)弹力看四周──周围只有木块B和A接触,接触处也有弹性形
变,因此B对A有向上的弹力;
(3)分析摩擦力──结合受力分析的第二原则可知,A、B间不可能有
静摩擦力存在,否则A不可能向右匀速运动;
(4)不忘电磁浮──此处空气产生的浮力忽略不计,电磁力也不存
在。
隔离B木块分析,按照受力分析的口诀:
(1)重力肯定有;
(2)弹力看四周──周围除了拉力F的施力物体与B接触外,还有木块
A、C分别与B接触,且接触处均有弹性形变,因此A对B有向下的弹力,
C对B有向上的弹力;
(3)分析摩擦力──根据牛顿第三定律,A对B没有静摩擦力,但B
相对于C有向右滑动的趋势,所以C对B产生水平向左的静摩擦力;
(4)不忘电磁浮──理由与结果同A。
隔离C木块分析,按照受力分析的口诀:
(1)重力肯定有;
(2)弹力看四周──木块B,地面分别与C接触,接触处均存在弹性形变,因此B对C 有向下的弹力,地面对B有向上的弹力;
3)分析摩擦力──根据牛顿第三定律,B对C有水平向右的静摩擦力,而C相对于地面有向右滑动的趋势,所以地面对C产生水平向左的静摩擦力;
(4)不忘电磁浮──理由与结果同A。
(二)整体法
指将几个物体(通常为运动状态相同的物体)同时从周围环境中“隔离”出来进行受力分析的方法。
例:如图所示,A、B两个长方形物体静止地叠放在倾角为的斜面
体上,斜面也处于静止状态,设A、B的重力大小分别为、,
试斜面对B产生的摩擦力。
分析:按照常规思维,要想求斜面对B的摩擦力,必须先搞清A对
B的压力和静摩擦力,这又需要先去分析A的受力,因此求解过程分两步才能完成。
但是换个角度看,既然A、B两个物体运动状态完全相同,何不将它们看成一个整体的两个部分?任一部分和其它物体间的相互作用力,都可以看成整体和其它物体间的相互作用力,反之亦然。
这就是整体法处理问题的基本原理。
解:将A、B组成一个整体,整体受力如图。
斜面对整体产生的摩擦力属静摩擦力,不能使用计算,此题
只能利用平衡条件求解。
将整体的重力按效果进行分解。
沿斜面方向与相互平衡,所以
方向沿斜面向上。
说明:为了排除A、B两部分之间相互作用力(即内力)的干扰,可以借鉴生活中包装礼品的方法,设想用一张不透明的轻质纸将A、B严密包裹好,从外部看,这就是一个图章形状
的单一物体。
实践证明:这种处理方法简单有效。
思考:上题中,设斜面体的重力大小为,
那么地面对斜面体产生的摩擦力大小是多少?
(提示:对A、B斜面体三者组成的整体进行受力分析。
)
例:如图所示,质量都是m的4块砖被夹在两木板之间静止。
求中间两块砖
之间的摩擦力。
分析:本题单一地使用隔离法,处理过程比较复杂;单一地使用整体法,中
间两块砖间的摩擦力不会出现。
此时,应考虑将整体法与隔离法相结合。
解:对四块砖组成的整体进行受力分析,如图所示:
由平衡条件可知:
则
在对左侧两块砖组成的整体进行受力分析,如图所示:
竖直方向由于与等值反向,两力已经平衡,因此中间两块砖之间没有摩擦力,或者说两者之间的摩擦力为0。
说明:在一些复杂的问题中,直接将所有物体组成整体后,待求力变成了内力,在受力分析图中无法体现,这时就要注意将整体法与隔离法相结合,在这种处理思想下,研究对象的选择又变得很重要,选不好研究对象,会使问题复杂化,甚至解不出结果。
相反,选好研究对象,会使问题简化。
新课标人教版教材中,没有把“物体的受力分析”作为独立的一节,这并不意味受力分析的过程不重要,相反是因为受力分析的过程已经渗透到物理学的各个知识领域,属研究物理学的基本功,没有必要单独列出。
因此,实际分析力学问题时不仅不能遗漏这一步,而且要完美地走好这一步!
四、变式练习
1.分别画出图中A、B两物体的受力示意图(A和B均静止)
2.如图所示,用力F将一个木块压在倾斜板上静止不动,则木块()
A.有可能只受两个力作用
B.有可能只受三个力作用
C.必定受四个力作用
D.以上说法都不对
3.如图所示,A、B两物体排放在水平面上,在水平力F
的作用下处于静止状态.在以下情况中对B进行受力分析。
(1)B与水平面间无摩擦。
(2)B与水平面间及B.A之间都存在摩擦。
4.如图所示,人重600N,木板重400N,人与木板,木板与
地面间动摩擦系数均为0.2,现在,人用一水平恒力拉绳子,
使他与木块一起向右匀速运动,则人拉绳子的力及人与木块
间的摩擦力分别是多少?
5.如图所示,光滑的金属球B放在纵截面为等腰三角形的物体A与
竖直墙壁之间,恰好匀速下滑,已知物体A的重力是B的重力的6倍,不计球跟斜面和墙壁之间摩擦,问:物体A与水平面之间的动摩擦因数μ是多少?
变式练习答案:
1.答案:略
2.答案:C
3.答案:(1)B只受两个力的作用:重力和平面对它竖直向上的支持力
(2)若,这种情况B受五个力的作用,如图所示
4.,
5.答案:。