常见的几种力受力分析
2-3 几种常见的力
B
FTB
y
θ
A
FTA
Ff = F N
2
FT sin
2
+ FN = 0
O'
dθ dθ sin ≈ 2 2
dθ cos ≈1 2
Ff
FT
O
FN ds
x
dFT = Ff = FN
1 dFTdθ + FTdθ = FN 2
dθ / 2
FT + dFT dθ / 2 dθ
O'
2 – 3
几种常见的力
FT A
几种常见的力
第二章 牛顿定律
3. 摩擦力 两个互相接触的物体发生相对运动或存在相对 运动趋势时, 运动趋势时,在它们的接触面上将产生阻碍相 对运动或相对运动趋势的力,称为摩擦力. 对运动或相对运动趋势的力,称为摩擦力.
摩擦力的起因较为复杂, 摩擦力的起因较为复杂,科学家先后曾提出过 凸凹说,分子说, 凸凹说,分子说,粘合说等说明摩擦起因的理 论.
2 – 3
几种常见的力
第二章 牛顿定律
摩擦力是总是阻碍物体间的相对运动, 摩擦力是总是阻碍物体间的相对运动,但 不一定阻碍物体的运动, 不一定阻碍物体的运动,即在运动中也可以充 当动力. 当动力.
2 – 3
几种常见的力
例1 质量为
第二章 牛顿定律
m ,长为 l 的柔软细绳,一端 的柔软细绳, 的物体, 系着放在光滑桌面上质量为 m' 的物体,如图所示 .
P=F
GmE g = 2 ≈ 9.80 m s - 2 R
2 – 3
几种常见的力
第二章 牛顿定律
视重:物体对支持它的其他物体的作用力 视重:物体对支持它的其他物体的作用力G' 超重:视重大于重力. 超重:视重大于重力. G' = m ( g + a ) > G G' a>0 失重:视重小于重力. 失重:视重小于重力. G' = m ( g + a ) < G G a
受力分析方法
受力分析方法受力分析是工程学和物理学中的重要概念,它可以帮助我们理解物体受到的外部力作用下的运动和变形规律。
在工程设计、结构分析和材料研究中,受力分析方法的应用十分广泛。
本文将介绍几种常见的受力分析方法,帮助读者更好地理解和应用这些方法。
首先,我们来介绍静力学方法。
静力学是研究物体受力平衡状态的学科,它主要应用于静态情况下的受力分析。
在静力学方法中,我们可以通过平衡方程和力的合成原理来分析物体受力的情况。
例如,对于一个悬挂在绳子上的物体,我们可以利用平衡方程来求解绳子受力的大小和方向,从而确定物体的平衡状态。
静力学方法在工程结构设计和静态力学分析中有着重要的应用,它可以帮助工程师和设计师确定结构的受力情况,保证结构的安全性和稳定性。
其次,动力学方法也是一种常见的受力分析方法。
动力学是研究物体在外力作用下的运动规律的学科,它主要应用于动态情况下的受力分析。
在动力学方法中,我们需要考虑物体的加速度、惯性力和动量等因素,从而分析物体在外力作用下的运动状态。
例如,对于一个自由落体运动的物体,我们可以利用动力学方法来分析物体的速度、加速度和受力情况。
动力学方法在工程动力学、机械运动学和飞行器动力学等领域有着重要的应用,它可以帮助工程师和科学家理解和预测物体在外力作用下的运动规律。
此外,有限元分析方法也是一种常用的受力分析方法。
有限元分析是一种数值计算方法,它通过将物体分割成有限个小单元,利用数值计算技术来模拟物体受力的情况。
在有限元分析方法中,我们可以利用有限元软件来建立物体的有限元模型,然后通过数值计算来分析物体受力的情况。
有限元分析方法在工程结构分析、材料力学和流体力学等领域有着重要的应用,它可以帮助工程师和科学家分析复杂结构和材料的受力情况,预测结构的破坏和变形情况。
综上所述,受力分析方法在工程学和物理学中有着重要的应用,它可以帮助我们理解和预测物体受力的情况。
静力学方法主要应用于静态情况下的受力分析,动力学方法主要应用于动态情况下的受力分析,有限元分析方法主要应用于复杂结构和材料的受力分析。
受力分析之 常见的三种力
专题08 常见的三种力知识精讲内容考点关注点力的图示与力的示意图三要素力的三要素:大小、方向、作用点重力重心重心的确定弹力弹力的大小与方向接触面的弹力、绳子的弹力、弹簧的弹力摩擦力静摩擦力与滑动摩擦力摩擦力的方向确定与大小确定知识点一:力的概念1.力的相互作用定义力是物体对物体的作用特性物质性力不能脱离物体独立存在相互性力的作用是相互的,施力物体同时也是受力物体矢量性既有大小,又有方向,运算遵循平行四边形定则独立性一个力作用于某一物体上产生的效果,与这个物体是否同时受到其他力的作用无关同时性物体间的相互作用总是同时产生,同时变化,同时消失三要素大小、方向、作用点作用效果使物体发生形变或使物体产生加速度测量测力计描述力的图示。
力的示意图单位牛顿,简称牛,符合N2.力的图示和力的示意图①力的图示用一根带箭头的线段来表示力,按一定比例(或标度)画出线段,其长短表示力的大小;在线段的末端标上箭头表明力的作用方向;箭头或箭尾表示力的作用点;线段所在的直线表示力的作用线。
这种表示力的方法,叫做力的图示。
②力的示意图只画出力的作用点和方向,表示物体在这个方向上受到了力。
③力的图示与力的示意图的比较步骤力的图示力的示意图1选定标度(用某一长度表示多少牛的力)无需选标度2从作用点开始沿力的方向画一线段,根据选定的标度和力的大小按比例确定线段长度从作用点开始沿力的方向画一适当长度线段即可3在线段的末端标出箭头,表示力的方向在线段末端标出箭头,表示力的方向3.力的分类①按性质分:重力(万有引力)、弹力、摩擦力、分子力、电场力、磁场力②按效果分:压力、支持力、拉力、动力、阻力、向心力、回复力等.③按作用方式分:场力(如万有引力、电磁力等)和接触力(如弹力、摩擦力等)④按研究对象分:内力和外力.4.四种基本相互作用①万有引力②电磁相互作用③强相互作用④弱相互作用典例1.如图为F1、F2两个力的图示,它们的大小关系是()A.F1<F2B.F1>F2C.F1=F2D.无法判断知识点二、重力1.重力①产生:重力是由于地球的吸引而产生的。
力的分析方法
力的分析方法力是物体之间相互作用的结果,是描述物体受力性质和作用效果的物理量。
在物理学和工程学中,力的分析方法是研究物体力学性质和力的作用规律的重要手段。
本文将介绍几种常见的力的分析方法,并探讨它们在实际问题中的应用。
一、平衡平衡力是指物体所受的多个力合力为零,物体处于力的平衡状态。
平衡力的分析方法主要有以下几种:1. 合力分解法:将合力分解为多个力的代数和,通过将合力在坐标系中分解为垂直于坐标轴的分力,然后再求出这些分力的合力,从而得出物体所受力的大小和方向。
2. 图形法:利用力的方向、大小和作用点之间的空间关系,在图纸上绘制力的作用线,并根据几何关系求解平衡条件。
3. 力矩法:力矩是描述力对物体产生转动效果的物理量。
通过计算物体所受力矩的代数和,可以确定力对物体的转动效应,从而推导出物体所受的其他力的大小和方向。
二、非平衡非平衡力是指物体所受的多个力合力不为零,物体处于力的不平衡状态。
非平衡力的分析方法主要有以下几种:1. 牛顿第二定律:根据牛顿第二定律的公式F=ma,可以求解物体在外力作用下的加速度,从而间接计算物体所受的力。
2. 刚体平衡条件:对于刚体的平衡问题,根据刚体平衡条件可以建立力矩的平衡方程,通过解方程可以求解物体所受的力。
3. 动力学分析法:根据物体的运动状态,结合动力学原理,通过分析物体的加速度、速度和位移等参数,可以推导出物体所受的力。
三、力的分析方法在实际问题中的应用力的分析方法广泛应用于实际问题的求解和工程设计中,以下是几个典型的应用场景:1. 架桥设计:在桥梁设计中,需要分析桥梁所受的各种力,包括桥墩的受力、桥面上车辆的受力等。
通过力的分析方法可以确定桥梁的结构设计和材料选择。
2. 机械传动系统:在机械传动系统的设计中,需要分析各个传动部件所受的力,包括齿轮传动的接触力、传动带的张力等。
通过力的分析方法可以确定传动系统的工作效果和寿命。
3. 建筑结构设计:在建筑结构设计中,需要分析建筑物所受的各种力,包括风力、地震力、重力等。
受力分析-基本
1 受力分析一、力学中常见的三种力1.重力产生:物体在地面上或地面附近,由于 而使物体受到的力方向:竖直向下大小:作用点:重心。
形状 、质量分布 物体的重心在其几何中心。
用 法可以找薄板状物体的重心。
2.弹力产生条件:接触、发生弹性形变(接触力、被动力)方向:作用在使之发生形变的物体上,与接触面垂直(点接触时,垂直于过接触点的切面),指向形变前的位置常见的弹力:弹簧的弹力、绳的拉力、压力和支持力大小:弹簧的弹力大小遵守 ,劲度系数k (N/m )3.摩擦力产生条件:接触、接触面不光滑、有正压力、发生相对运动和相对运动的趋势(接触力、被动力,有摩擦力必有弹力)方向:沿接触面,与相对运动或相对运动趋势的方向大小:(1).滑动摩擦力f=μF N ,动摩擦因数μ,F N 指物体对接触面的 ,其大小与接触面对物体的支持力等大.(2).静摩擦力f 可由二力平衡条件求,最大静摩擦力f m 略大于滑动摩擦力,在近似计算时,f m 近似等于滑动摩擦力摩擦力既可以做阻力,也可以做 。
二、受力分析基本步骤受力分析是指分析物体实际所受力的情况,在对物体进行受力分析时要注意防止“漏力”和“添力”现象,按一定的步骤和顺序进行受力分析是防止“漏力”的最有效的措施.一般情况下对物体进行二.对物体进行受力分析时应该注意以下几个问题:1、首先应该确定 研究对象,并把研究对象从周围的物体隔离出来。
2、要养成按一定步骤分析的习惯,以免漏分析某个力,一般应先分析 重力 ,然后环绕物体一周,找出跟研究对象接触的物体,并逐个分析这些物体对研究对象的弹力和摩擦力,最后再分析其它的力。
3、每分析一个力,都应找出施力物体,以防止多分析出某些不存在的力。
4、只分析研究对象受到的力,不分析研究对象对其它物体所施加的力5、合力和分力不能同时作为物体所受的力6、只分析根据性质命名的力(如:重力、弹力、摩擦力)7、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,其受力情况也不同。
力学中常见几种力
说明
(1) 万有引力定律只直接适用于两质点间的相互作用。
(2) 依据万有引力定律定义的质量叫引力质量。常见的 用天平 称量物体的质量,实际上就是测引力质量; 依据牛顿第二定律定义的质量叫惯性质量。实验表明: 对同一物体来说,两种质量总是相等。
引力质量=惯性质量 爱因斯坦创立广义相对论的实验基础
*表中强度是以两质子间相距为 1015m时的相互
作用强度为1给出的.
温伯格 萨拉姆 格拉肖
弱相互作用 电磁相互作用
电弱相互 作用理论
三人于1979年荣获诺贝尔物理学奖.
鲁比亚, 范德米尔实验证明电弱相互
作用,1984年获诺贝尔奖.
电弱相互作用 强相互作用 “大统一”(尚待实现)
万有引力作用
谢谢大家!
重力场: 地球表面附近的万有引力场称为重力场。
(3) 重力是地球对其表面附近物体万有引力的分力。
重力 W mg 方向
2
第2章 牛顿运动定律
二、弹性力
•定义:当两宏观物体有接触且发生微小形 变时,形变的物体对与它接触的物体会产生 力的作用,这种力叫弹性力 。 •弹簧的弹力:在弹性限度内,弹簧的弹性
fk μk N ( µK 为滑动摩擦系数)
2. 静摩擦力
f
F
mg
N
f
相互接触 彼此之间保持相对静止
且有相对运动趋势时
mg
说明
静摩擦力的大小随引起相对运动趋势的外力而变化。最大
静摩擦力为 fS max=µs N ( µ0 为最大静摩擦系数,N 为正压力)
5
第2章 牛顿运动定律
四、流体曳力
当物体穿过液体或气体运动时,会受到流体阻力,该阻力 与运动物体速度方向相反,大小随速度变化。
物体的受力分析及典型例题
物体的受力(动态平衡)分析及典型例题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基础,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,已知球静止,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,已知球静止,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图1—1a b图1—2 图1—4a b c量为m 的球,试分析下列情况下杆对球的弹力的大小和方向:(1)小车静止;(2)小车以加速度a 水平向右加速运动;(3)小车以加速度a 水平向左加速运动;(4)加速度满足什么条件时,杆对小球的弹力沿着杆的方向。
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。
第1讲 常见的三种力 受力分析
(3)常见的几种弹力的方向特点 ①弹簧的弹力:与弹簧测力计中心轴线重合,指向弹簧恢复原状 方向. ②轻绳的弹力:轻绳对物体的弹力沿绳指向绳收缩的方向. ③接触面间的弹力:垂直于接触面指向受力的物体.两个球面之 间的弹力沿两球心的连线指向受力物体;球面与平面间的弹力在接触 点与球心连线上,指向受力物体;点与面间的弹力过接触点垂直于接 触面(或接触面的切面)而指向受力的物体. ④杆对物体的弹力:可能沿着杆,也可能不沿着杆.
基本特性:物质性、相互性、独立性、矢量性 力的概念 力的表示:力的图示、力的示意图 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
合
第1讲 力、重力、弹力
要点探究
► 探究点一 对力、重力、重心概念的理解
1.力的基本特性 (1)物质性:由于力是物体对物体的作用,所以力是不能脱离物体 而独立存在的,一个力必然与两个物体密切相关,一个是其施力物体, 另一个是其受力物体. (2)矢量性:力不仅有大小,而且有方向,在相关的运算中所遵从 的是平行四边形定则. (3)瞬时性:所谓的力的瞬时性特征,指的是力与其作用效果是在 同一瞬间产生的.
例 2 如图 6-2 所示,用轻质细杆连接的质量均为 m 的相同物块 A、 沿倾角为 θ 的斜面匀速下滑, B 已知 A、 B 与斜面之间的动摩擦因数相等.则( )
A.杆与 A 之间的弹力不为零 B.杆与 B 之间的弹力大于杆与 A 之 间的弹力 C.物块与斜面之间的动摩擦因数为 tanθ D.以上说法均不正确
► 探究点二
一般弹力的判定
1.弹力是否存在的判断方法 (1)根据弹力产生的条件直接判断 明显形变产生的弹力可根据物体是否直接接触并发生弹 性形变来判断是否存在弹力. (2)利用假设法判断 微小形变产生的弹力,可假设两个物体间弹力不存在,看 物体能否保持原有的状态,若运动状态不变,则此处不存在弹 力,若运动状态改变,则此处一定存在弹力.
三种常见的力 受力分析
三种常见的力受力分析1 力的概念力是物体对物体的作用(1)力不能离开物体而独立存在,有力就一定有“施力”和“受力”两个物体,二者缺一不可。
(2)力的作用是相互的(3)力的作用效果:①形变②改变运动状态2 力的分类(1)按性质分重力(万有引力)、弹力、摩擦力、分子力、电场力、磁场力(2)按效果分压力、支持力、拉力、动力、阻力、向心力、回复力……(3)按产生条件分场力(非接触力)、接触力3 重力方向总是竖直向下G=mg重心是重力的等效作用点。
重心不一定在物体上。
**重力是万有引力的一个分力,另一个分力提供物体随地球自转所需的向心力,在两极处重力等于万有引力。
由于重力远大于向心力,一般情况下近似认为重力等于万有引力。
4 弹力(1)弹力的产生条件:两个物体直接接触并发生弹性形变。
(2)弹力的方向:①压力、支持力的方向总是垂直于接触面。
②绳对物体的拉力总是沿着绳收缩的方向。
③杆对物体的弹力不一定沿杆的方向。
几种典型物体模型的弹力特点如下表:项目轻绳轻杆弹簧形变情况伸长忽略不计认为长度不变可伸长可缩短施力与受力情况只能受拉力或施出拉力能受拉力或压力可施出拉力或压力同杆力的方向始终沿绳不一定沿杆沿弹簧方向力的变化可发生突变同绳只能发生渐变5 摩擦力(1)产生摩擦力的条件:两物体直接接触、相互挤压、接触面粗糙、有相对运动或相对运动趋势。
这四个条件缺一不可。
*两物体间有弹力是这两物体间有摩擦力的必要条件。
(没有弹力不可能有摩擦力)(2)滑动摩擦力的大小①在接触力中,必须先分析弹力,再分析摩擦力。
②只有滑动摩擦力才能用公式F=μF N ,其中的F N表示正压力,不一定等于重力G。
(3)静摩擦力的大小①静摩擦力大小不能用滑动摩擦定律公式计算,只有当静摩擦力达到最大值时,其最大值一般可认为等于滑动摩擦力,即Fm=μF N②静摩擦力的大小要根据物体的受力情况和运动情况共同确定,其可能的取值范围是:0<F f≤F m(4)摩擦力方向①摩擦力方向和物体间相对运动(或相对运动趋势)的方向相反②摩擦力的方向和物体的运动方向可能成任意角度。
力学中常见力的理解和分析 正式版
河北定兴中学 刘金柱
综述
力学是整个高中物理的基础,高三的复 习仍然要从力学内容开始,首先我们回 顾几种常见的作用力:重力、弹力、摩 擦力,重点研究对这几种力的理解和分 析。
一、重力
1、地球上一切物体都受到地球的吸引,这种 由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力。 从这个定义可以知道:重力的施力物体是地 球,受力物体是地球表面的物体,所以一般 谈到物体受重力,说明物体处于地球表面附 近;如果物体离地球过远,物体就出了重力 的定义范畴,这时我们把地球对物体的吸引 说成引力,例如:地球对卫星的“万有引力” 提供卫星环绕地球做圆周运动的向心力。
两个弹力大小分别为
FN = Gtgθ、FT = G /cosθ。
引申
当然,通过上面的结果我们还可以分析 悬线的长度发生变化时对两个弹力大小 的影响,这是分析动态平衡问题的一个 基本途径。
(未完,待续)
诗歌是一种忧郁的媒体,而诗人的使命是孤独的。垂下的头片坚实的土地。 只要春天还在我就不 会悲哀纵使黑夜吞噬了一切太阳还可以重新回来
一、重力
2、物体受到重力的大小与物体的温度、形状、 运动状态等没有关系,只与物体质量成正比 ( G=mg ) , 在 不 同 星 球 上 这 个 比 例 系 数 (重力加速度)一般是不同的。
3、重力的方向我们说成竖直向下,重力的作 用点称为重心。
4、在对物体进行受力分析时,一般首先分析 重力,在电磁场中运动的带电粒子是否考虑 重力要根据具体题目而定。
没有失去记忆,我们去寻找生命的湖。走吧,路呵路,飘满了红罂粟。 我不相信,生活是沼泽,我不相信,生命旅途不能一路高歌;我不相信,成长是懦弱,
我不相信,双手握不住执着的绳索。人生一世,草木一秋,我们就跟大树上的叶子一样,早晚会枯黄陨落。树叶虽小但见证了春秋,既目睹了繁花似锦,也目睹 了大树凋零。我们都是很相似的树叶,因为人生就是这样,生老病死是谁都要经过的。 如果你是条船,漂泊就是你的命运,可别靠岸。谁校对时间 谁就会突然 老去 虽生犹死的寂寞让生命都凋零了人总要慢慢成熟,将这个浮华的世界看得更清楚,看穿伪装的真实,看清隐匿的虚假,很多原本相信的事便不再相信。但是, 要相信,这个世界里美好总要多过阴暗,欢乐总要多过苦难,还有很多事,值得你一如既往的相信。人生不能像做菜,把所有的料都准备好了才下锅 卑鄙是卑鄙 者的通行证高尚是高尚者的墓志铭 早上,灿亮的阳光扑进来,他还睡着。我打开窗帘,看窗外那一片平凡而现实的风景。心想,在平凡和现实里,也必有巨大的 美的可能吧。那时我们还年轻。穿过残垣断壁苍松古柏,我们来到山崖上。沐浴着夕阳,心静如水,我们向云雾飘荡的远方眺望。其实啥也看不到,生活的悲欢 离合远在地平线以外,而眺望是一种青春的姿态。 才子当然心里冰雪般的透彻:有些事,只能一个人做。有些关,只能一个人过。有些路啊,只能一个人走。 不必向我诉说春天我的心里并没有秋寒不必向我解释色彩我的眼里自有一片湛我叹世事多变幻世事望我却依然 我和这个世界不熟。 这并非是我逃避的原因。 我 依旧有很多憧憬, 对梦想,对记忆,对失败,对希冀。 我和这个世界不熟。 这并非是我卑微的原因。 我依旧有很多勇敢, 不信输,不信神,不信天,不信地。 我和这个世界不熟。 这并非是我失落的原因。 我依旧有很多高昂, 有存在,有价值,有独特,有意义。说实话离开故乡久了,家的概念变得混乱。有时我在他
高中物理受力分析
可能没有静摩擦力.
F
α
mBg
静摩擦力具有良好的适应环境的能力;其大小和方向都随着外界条件 主动力和运动状态的变化而变化,被称为千变魔女.
2.有一密度为ρ1、棱长为a的正方体放
在盛有密度为ρ2的液体容器底部,它与
容器底部紧密接触,如图所示,若液体
h
深度为h,液体上方大气压强为P0,则正
中,楔形物块始终保持静止.地面对楔形物块的支持力
为( D )
A M+mg
F
B.(M+m)g-F C.(M+m)g+Fsinθ D.(M+m)g-Fsinθ
Mθ
FN
解析:对整体进行受力分析;
θ
f
竖直方向由平衡条件:
F sin N (M m)g
N (M m)g F sin
优先考虑 整体法
(M+m)g
G
Mm R2
mg1
m 2 R
物体在两极时
Mm G R2 mg2
星球的解体问题
如果不考虑地球自转;物体 在地球表面及其附近时,可 认为万有引力等于重力
种类 产生条件
方向
大小
1 接触面:垂直于
接触面;跟形变方 1 弹簧的
弹 力
1 两个物体 向相反
直接接触; 2 轻绳:沿绳且
2.发生弹性形
离开受力物体
3 2010年山东理综卷17 如图所示;质量分别为m1m2两 个物体通过轻弹簧连接,在力F的作用下一起沿水平
方向做匀速直线运动(m1在地面,m2在空中),力F
与水平方向成 角 则m1所受支持力N和摩擦力f正确的
是(
) AC
A N m1g m2g F sin B. N m1g m2g F cos C. f F cos
工程力学中的杆件受力分析方法总结
工程力学中的杆件受力分析方法总结引言:工程力学是研究物体在受力作用下的力学性质和运动规律的学科。
在工程实践中,杆件是一种常见的结构元素,其受力分析是解决工程问题的关键。
本文将对工程力学中常用的杆件受力分析方法进行总结,旨在帮助读者更好地理解和应用这些方法。
一、静力平衡法静力平衡法是最基本、最常用的杆件受力分析方法之一。
它基于牛顿第一定律,即物体处于静止或匀速直线运动时,受力平衡。
在分析杆件受力时,我们可以通过绘制自由体图,将杆件从整体中分离出来,然后根据受力平衡条件,求解各个受力分量的大小和方向。
这种方法简单直观,适用于各种杆件结构。
二、杆件内力分析法杆件内力分析法是一种基于杆件内力平衡的方法。
在这种方法中,我们将杆件切割为若干个自由体,并分析每个自由体的内力平衡。
通过求解各个切割面上的内力分量,我们可以得到杆件内部各点的内力大小和方向。
这种方法适用于复杂的杆件结构,能够提供更详细的内力信息,对于杆件的设计和优化具有重要意义。
三、位移法位移法是一种基于杆件变形特性的受力分析方法。
根据杆件的几何形状和边界条件,我们可以推导出杆件在受力作用下的变形情况。
通过测量杆件的位移量,我们可以计算出杆件受力的大小和方向。
位移法适用于弹性杆件的受力分析,对于杆件的刚度和稳定性分析有重要意义。
四、弯矩法弯矩法是一种适用于梁杆结构的受力分析方法。
在这种方法中,我们将杆件简化为梁,通过计算梁的弯矩分布,进而推导出杆件各点的受力情况。
弯矩法基于梁的弯曲理论,适用于解决梁杆结构中的受力问题。
它在工程实践中得到广泛应用,对于梁杆结构的设计和分析具有重要意义。
五、应力分析法应力分析法是一种基于材料力学的受力分析方法。
在这种方法中,我们通过计算杆件各点的应力分布,进而推导出杆件各点的受力情况。
应力分析法适用于杆件的强度和刚度分析,对于杆件的设计和安全评估具有重要意义。
它涉及到材料的弹性模量、截面形状等因素,需要结合具体的杆件材料和几何特性进行分析。
物体的受力分析
滑块的受力情况
13.运动员用双手握住竖直的滑杆匀速上攀和匀速下滑 时,运动员所受到的摩擦力分别是f1和f2,那么( ). (A)f1向下,f2向上,且f1=f2 (B)f1向下,f2向上,且f1>f2 (C)f1向上,f2向上,且f1=f2 (D)f1向上,f2向下,且f1=f2 C
14.如图所示,A重40N,B重80N。A、B之间,B 与地面之间的动摩擦因素均为μ=0.25。不计滑轮摩擦 和绳子的质量,要使B匀速运动,则水平拉力F为多 大?
B
11.如图所示,C是水平地面,A、B是两块长方形物 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.由此可知,A、B间的 动摩擦因数μ1和B、C间的动摩擦因数μ2有可能是 (A)μ1=0,μ2=0 (C)μ1≠0,μ2=0 (B)μ1=0,μ2≠0 (D)μ1≠0,μ2≠0
BD
12.如图所示,在水平桌面上放一块重为GA=20N的 木块,木块与桌面间的动摩擦因数μA=0.4,使这块 木块沿桌面作匀速运动时的水平拉力F为多大?如果 再在木块A上加一块重为GB=10N的木块B,B与A之 间的动摩擦因数μB=0.2,那么当A、B两木块一起沿 桌面匀速滑动时,对木块A的水平拉力应为多大?此 时木块B受到木块A的摩擦力多大?
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(2)弹力 产生条件:接触、发生弹性形变 方向:作用在使之发生形变的物体上,与接触面 垂直(点接触时,垂直于过接触点的切面) 指向形变前的位置 常见的弹力:弹簧的弹力、绳的拉力、 压力和支持力 大小:弹簧的弹力大小遵守胡克定律f=kx 注意:有多少个接触面就有可能有多少个弹力. 弹力的确定用假设法
正确地对物体进行受力分析,作出物体的 受力分析图,是解决力学问题的关键。 对物体进行受力分析的基本方法是隔离法 和整体法,其主要步骤如下: (1)明确研究对象
几种常见力和受力分析
几种常见力和受力分析力和受力分析是研究物体运动和物体受力情况的重要方法之一,通过分析物体所受到的各种力的大小、方向和作用点等参数,可以更好地了解物体的运动规律以及受力情况。
接下来将介绍几种常见的力和受力分析方法。
1.质点力的分析:质点力的分析是最基本的力和受力分析方法之一,将物体简化为质点,只考虑物体的质量和所受到的力,忽略物体的大小和形状等因素。
通过分析物体受到的各种力的大小、方向和作用点等参数,可以得到物体的加速度和运动情况。
2.重力和支持力的分析:重力是物体在地球表面受到的向下的作用力,其大小等于物体的质量乘以重力加速度。
支持力是物体受到支持面的接触力,其大小等于物体受到的作用力的大小,方向与重力方向相反。
通过分析重力和支持力的大小和方向,可以判断物体的运动情况,比如物体在静止还是运动状态。
3.摩擦力的分析:摩擦力是物体相对运动或者相对倾斜面运动时受到的一种阻碍力,其大小等于物体与支持面接触的接触力的一定比例。
摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反,当物体受到外力时,摩擦力的大小与外力的大小有关。
通过分析摩擦力的大小和方向,可以判断物体的运动趋势和受力情况,比如物体在水平面上的静止或运动状态。
4.弹力的分析:弹力是物体受到弹性变形后恢复原状的一种力,当物体受到压缩或拉伸等外力时,会产生弹性变形,从而产生弹力。
弹力的大小与物体的弹性系数和物体的变形量有关,方向与外力相反。
通过分析弹力的大小和方向,可以研究物体的弹性特性以及受力情况。
5.空气阻力的分析:空气阻力是物体在空气中运动时受到的一种阻碍力,其大小与物体的形状、速度和密度等因素有关。
空气阻力的方向与物体的速度方向相反。
通过分析空气阻力的大小和方向,可以研究物体在空气中的运动特性以及受力情况。
6.引力的分析:引力是物体之间相互吸引的一种力,其大小与物体的质量和物体之间的距离有关。
引力的方向与两个物体之间的连线方向相同。
通过分析引力的大小和方向,可以研究物体之间的相互作用以及受力情况。
受力分析的基本方法和原则
受力分析的基本方法和原则一、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.1B与水平面间无摩擦.2B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。
常见的三种力
{{常见的三种力}}一、力(1).力是物体对物体的作用。
①力不能脱离物体而独立存在。
②物体间的作用是相互的。
(2).力的三要素:力的大小、方向、作用点。
(3).力作用于物体产生的两个作用效果。
①使受力物体发生形变②使受力物体的运动状态发生改变。
(4).力的分类①按照力的性质命名:重力、弹力、摩擦力等。
②按照力的作用效果命名:拉力、推力、压力、支持力、动力、阻力、浮力、向心力等。
二、重力(1).重力是由于地球的吸引而使物体受到的力, 不等于万有引力,是万有引力的一个分力。
①地球上的物体受到重力,施力物体是地球。
②重力的方向总是竖直向下的,不能说垂直向下。
(2).重心:物体的各个部分都受重力的作用,但从效果上看,我们可以认为各部分所受重力的作用都集中于一点,这个点就是物体所受重力的作用点,叫做物体的重心。
①质量均匀分布的有规则形状的均匀物体,它的重心在几何中心上。
②一般物体的重心不一定在几何中心上,可以在物体内,也可以在物体外。
一般采用悬挂法。
(3).重力的大小:G=mg三、形变与弹力(1)弹力①发生弹性形变的物体,会对跟它接触的物体产生力的作用,这种力叫做弹力。
②产生弹力必须具备两个条件:①两物体直接接触;②两物体的接触处发生弹性形变。
(2)弹力的方向:物体之间的正压力一定垂直于它们的接触面。
绳对物体的拉力方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向,在分析拉力方向时应先确定受力物体。
(3)弹力的大小弹力的大小与弹性形变的大小有关,弹性形变越大,弹力越大.弹簧弹力:F = Kx (x为伸长量或压缩量,K为劲度系数)(4)相互接触的物体是否存在弹力的判断方法如果物体间存在微小形变,不易觉察,这时可用假设法进行判定.四、摩擦力1.滑动摩擦力(1)当一个物体在另一个物体表面滑动的时候,会受到另一个物体阻碍它滑动的力,这个力叫做滑动摩擦力。
(2)滑动摩擦力的产生条件:a、直接接触b、接触面粗糙c、有相对运动d、有弹力(3)滑动摩擦力的方向:总是与相对运动方向相反,可以与运动同方向,可以与运动反方向,可以是阻力,可以是动力。
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F⑴弹簧在弹性限度内,遵从胡克定律即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。
受力分析方法
受力分析方法受力分析是工程学和物理学中非常重要的一个环节,它可以帮助我们理解物体受到的力的作用和影响,进而指导我们设计和制造更加安全可靠的结构和设备。
在实际工程和物理问题中,受力分析方法是必不可少的,下面我们将介绍几种常见的受力分析方法。
首先,我们来介绍静力学的受力分析方法。
静力学是研究物体静止状态下受力情况的学科,它主要包括平衡条件、力的合成分解、摩擦力和支持反力等内容。
在静力学中,我们可以利用平衡条件来分析物体受力的情况,通过将物体受到的所有外力和支持反力合成为一个合力,再进行力的分解和平衡条件的求解,从而得到物体的受力情况。
其次,动力学的受力分析方法也是非常重要的。
动力学是研究物体在运动状态下受力情况的学科,它主要包括牛顿定律、动量定理、功和能量等内容。
在动力学中,我们可以利用牛顿定律来分析物体在受到外力作用下的加速度和运动状态,通过力的合成和分解,以及动量和能量的变化来分析物体受力的情况,进而指导我们设计和制造运动设备和机械结构。
此外,有限元分析方法也是现代工程中常用的受力分析方法之一。
有限元分析是一种数值计算方法,它可以将复杂的结构分解为许多小的有限元,通过对每个有限元的受力和变形进行计算,最终得到整个结构的受力和变形情况。
有限元分析方法可以帮助我们分析复杂结构的受力情况,指导我们进行结构优化和强度验证。
最后,还有一种常见的受力分析方法是实验方法。
实验方法是通过实验手段来测量和分析物体受力情况的方法,它可以帮助我们验证理论分析的结果,发现一些理论分析所忽略的因素,并指导我们进行结构设计和改进。
在实际工程和物理问题中,实验方法往往是非常重要的,它可以帮助我们更加全面和准确地了解物体受力的情况。
综上所述,受力分析是工程学和物理学中非常重要的一个环节,它可以帮助我们理解物体受到的力的作用和影响,指导我们设计和制造更加安全可靠的结构和设备。
在受力分析中,静力学、动力学、有限元分析和实验方法是常见的分析方法,它们各自具有特点和适用范围,可以根据具体情况选择合适的方法进行分析。
受力分析
受力分析专题一个力不漏,一个力不多,一个力方向不错一、受力分析: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。
二、受力分析方法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。
在许多问题中用整体法比较方便,但整体法不能求解系统的内力。
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析,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。
三、受力分析的几个步骤.1、灵活选择研究对象(单个物体,节点,系统):也就是说根据解题的目的,从体系中隔离出所要研究的某一个物体,或从物体中隔离出某一部分作为单独的研究对象,对它进行受力分析。
2、环绕四周找接触物:除了重力外查看哪些物体与研究对象直接接触,对它有力的作用。
凡是直接接触的环境都不能漏掉分析,而不直接接触的环境千万不要考虑进来.3、审查研究对象的运动状态:是平衡状态还是加减速状态等等,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、按照重力、弹力、摩擦力的顺序进行力的分析,根据各种力的产生条件和所满足的物理规律,确定它们的存在或大小、方向、作用点。
巧用牛顿第三定律5、根据上述分析,画出研究对象的受力分析图;只画性质力,不画效果力,把各力的方向、作用点(线)准确地表示出来。
6、验证是否错画,多力或少力。
四、常见的错误及防范的办法:1、多画力。
a.研究对象不明,错将其他物体受到的力画入。
b.虚构力,将不存在的力画入。
c.将合力和分力重复画入。
要防止多画力。
第一,彻底隔离研究对象。
第二,每画一个力要心中默念受力物体和施力物体。
2、少画力。
少画力往往是由受力分析过程混乱所致,因此要严格按顺序分析。
高中物理受力分析汇总
高中物理受力分析汇总一、受力分析的基本知识1、物体受力分析的顺序在分析物体的受力情况时,我们必须按照一定的顺序逐个找出物体受到的各个力。
一般按照重力、弹力、摩擦力的顺序来分析。
2、受力分析的方法1)隔离法:把所要求研究的某一物体从其周围物体中隔离出来,进而分析这一物体所受到的力。
2)整体法:把几个物体视为一个整体,分析这一整体所受到的力。
二、常见物体的受力分析1、斜面上的物体1)静止在斜面上的物体受重力、支持力、摩擦力作用,其中重力可分解为平行于斜面使物体下滑的分力和垂直于斜面使物体紧压斜面的分力。
2)沿斜面匀速下滑的物体,由于受到平行于斜面的滑动摩擦力作用,所以同时也受到与下滑分力方向相反的斜面对物体的静摩擦力作用。
3)沿斜面加速下滑的物体,重力可分解为平行于斜面使物体下滑的分力和垂直于斜面使物体紧压斜面的分力。
由于物体加速下滑,所以物体所受摩擦力平行于斜面向上。
2、水平面上的物体1)静止在水平面上的物体受重力、支持力、摩擦力作用。
其中重力的水平分力与摩擦力平衡,重力的竖直分力与支持力平衡。
2)水平匀速运动的物体,摩擦力等于动力。
3)水平加速运动的物体,摩擦力作为阻力,阻碍物体的运动。
根据牛顿第二定律可知加速度的方向与摩擦力的方向相反。
高中物理受力分析在高中物理中,受力分析是一个非常重要的概念,它涉及到物体运动状态的变化和物体之间的相互作用。
通过受力分析,我们可以理解物体的运动规律,预测物体未来的运动状态,以及解决各种实际问题。
首先,我们需要理解什么是受力分析。
受力分析就是对物体进行受力分析,找出物体受到的所有力的作用,并分析这些力的方向、大小和作用点。
通过受力分析,我们可以确定物体的运动状态和运动方向。
在受力分析中,我们需要遵循一定的步骤。
首先,我们要确定分析对象,即我们要对哪个物体进行受力分析。
其次,我们要找出物体受到的所有力,包括重力、弹力、摩擦力、电磁力等。
然后,我们要分析这些力的方向、大小和作用点,确定它们对物体的影响。
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初中物理物体受力分析中如何突破解决力学问题的关键就是要能正确分析物体的受力情况,而学生在分析时常出现多力、少力或力的大小判断不准确。
一般来说,先确立研究对象,既受力物体;第二,将研究对象从周围物体中隔离开来;第三,分析研究对象受到那些力的作用,并作出这些力的示意图(先重力、后弹力、再摩擦力);第四,结合研究对象所处的平衡状态,运用二力平衡知识列式解题。
例1:某同学用20牛的力推放在水平地面上的重40牛的物体A,物体A没有被推动,问物体对A的摩擦力是:A、0牛B、20牛C、40牛D、60牛分析:⑴由于摩擦力作用在A物体上,A为研究对象;⑵将物体A与地面隔离开来;⑶分析A受哪些力的作用(顺序是:先重力,后弹力,再考虑摩擦力):重力,地面对A的支持力,向前的推力,向后的摩擦力;⑷由于A物体静止:竖直方向上G与N平衡;水平方向上,F与f平衡,故有f=F=20牛。
答案B一、要深刻理解力的概念:力是一个物体对另一个物体的作用。
这句话主要包含了以下两个方面的意思:如果找不到施力物,那么这个力就不可能存在一个力的产生必须具有两个物体,一个物体不可能产生力。
也就是说只要有一个力的存在就一定存在施力物和受力物,如果找不到施力物,那么这个力就不可能存在。
例2:对空中飞行的足球在不考虑空气阻力的情况下进行受力分析,有的学生会认为足球除受重力外还要受向前的推力,这个推力是存不存在呢,我们先假设它存在,那么这个推力的施力物是谁呢?这个施力物是找不到的,所以这个力是不存在的。
相互接触的物体间不一定会有力。
两个物体间要发生相互作用,发生作用是一是指物体发生形变;二是指使物体的运动状态发生改变或使物体的运动状态有改变的趋势,所以有时相互接触的物体间不一定会有力。
、二、受力分析时注意点在对物体进行受力分析时,一定要分方向进行在对物体进行受力分析时,一定要分方向进行,切记全面开花,在对某一个方向分析时,对其他方向不去考虑。
这样可以避免出现对力的个数和大小判断不准确的现象出现。
惯性是物体的一种属性,不是力对于惯性的理解要准确,惯性是物体的一种属性,不是力,这一点学生由于对生活经验没有清楚的认知,会认为物体的运动是由于惯性力的作用。
比如往往会认为空中飞行的子弹受到了惯性力的作用。
应用二力平衡来对物体进行受力分析应用二力平衡来对物体进行受力分析,在对二力平衡的理解应用中最重要的就是要强调对物体运动状态的判断,准确判断物体的运动状态可以排除不易分辨的伪力。
因为物体只要保持静止或匀速直线运动,那么受力一定平衡,物体所受合力一定为零或不受力。
例:3:如图所示一个工件随着传送带一起匀速向右运动,这时工件在水平方向受力情况可能是A. 只受到向右摩擦力B. 只受到向左的摩擦力C. 不受摩擦力的作用D. 受的是平衡力的作用对于这道题学生不易能准确判断,如下图所示,首先我们画出常见的力即重力和支持力,然后确定物体的运动状态是在水平面上做匀速直线运动。
因此,物体在水平方向上受力应该是平衡的,假设物体受到摩擦力的作用,那么一定在水平方向还应存在一个力来与摩擦力保持平衡,但这个力不存在,也就说明摩擦力也不存在,即在水平方向上不受力。
三、隔离法和整体法:对于多个物体相互接触时,要用隔离法,也就是首先要确定一个受力物体,并只对一个物体进行受力分析。
其次是找出与该物体有关的关联,不要把其他物体受的力拉到这个物体上,避免出现多力的情况。
两个物体相连在地面上一起的情形时,分两种方法来研究有时很方便,一种隔离法,另一种整体法。
例4:重为5N的容器B中,注有20N的水,水中放有重10N的物体A,弹簧测力计对A的拉力为4N问:⑴A物体受到的浮力是多少⑵容器对桌面的压力是多少分析:(1)浮力是A物体受到的力,A为研究对象,采用隔离法,有A物体受三个力F浮F拉竖直向上GA竖直向下,据二力平衡有F浮+F拉=G A,F浮= G A -F拉=10牛-4牛=6牛⑵容器对桌面的压力为容器B、水和A物整体对桌面的作用力,应采用整体法:有竖直向上的桌面的支持力N、弹簧称的拉力F拉、竖直向下的A+B+水的重力G A+B+水,据二力平衡有N+F拉=G A+B+水,N= G A+B+水-F拉=5+20+10=31N,又桌面的支持力N与容器对桌面的压力N,是一对相互作用力,故有N,=N=31N。
典例分析(一)、受力分析:例1. 如图3所示,小球用线系住挂在天花板上并与墙面接触,画出小球的受力示意图。
例2. 如图4所示,木块放在斜面上静止不动,试画出木块受力示意图。
由以上例题,总结对物体受力分析的步骤:(1)首先要确定研究对象(可以把它从周围物体中隔离出来,只分析它所受的力,不考虑研究对象对周围物体的作用力);(2)在分析物体受力时,应先考虑重力,然后是弹性力、摩擦力等,并分析物体在已知力的作用下,将产生怎样的运动或运动趋势;(3)根据物体的运动或运动趋势及物体周围的其它物体的分布情况,确定力,保证力既不能多也不能少;(4)画出研究对象的受力示意图;(5)检验,根据物体的运动状态和平衡力的知识来检验所画出的力是否正确。
跟踪练习1、如图5所示,试分析放在水平面上的物体A作匀速运动时的受力情况。
2、如图6所示,物体放在作匀速直线运动的传送带上,请画出物体所受力的示意图。
(如果传送带突然加速或减速运动,画出物体所受力的示意图。
)3、一小球静止在竖直的墙壁之间,如图7,请画出小球所受力的示意图。
(二)、应用:例1、一个放在水平桌面上的物体,受到分别为5牛和3牛的两个力F1、F2的作用后仍处于静止状态,如图8所示,则该物体受到的合力为,桌面对此物体的摩擦力大小为,方向为。
跟踪练习2:1、一物体做匀速直线运动,在所受的多个力中,有一对大小为15N的平衡力,当这对力突然消失后,该物体的运动状态将_______________(填“改变”或“不变”).2、一个小球重3牛顿,当它以0.5米/秒的速度在光滑的平面上作匀速直线运动时,加在小球上的水平推力是()A、0牛顿B、1.5牛顿C、3牛顿D、无法判断。
3、如图9甲所示,完全相同的木块A和B叠放在水平桌面上,在12N的水平拉力F1作用下,A、B一起做匀速直线运动,此时木块B所受的摩擦力为N;若将A、B紧靠着放在水平桌面上,用水平力F2推A使它们一起匀速运动(如图9乙所示),则推力F2= N。
例2、用力F将木块压在竖直墙面上,木块静止,如图10所示,当F增大时,墙对木块的摩擦力的变化情况是:A、增大;B、减小;C、不变;D、无法判断。
跟踪练习3:1、竖直悬挂的磁性黑板上吸附着一磁性黑板擦,黑板擦静止不动。
在竖直方向上黑板擦保持平衡的原因是受到摩擦力和力的作用。
2、体育课上,小明匀速爬杆,小刚匀速爬绳。
有关他们受到的摩擦力,下面说法正确的是()A.因为爬杆时手握杆的压力大,所以小明受到的摩擦力一定大B.因为绳子粗糙,所以小刚受到的摩擦力一定大C.小明和小刚受到的摩擦力一定相等D.若小明的体重大,则他受到的摩擦力一定大。
3、起重机吊着一重为G的物体(1)匀速上升拉力为F1,(2)匀速下降拉力为F2,(3)静止在空中拉力为F3,(4)在空中水平匀速运动拉力为F4,(5)以3m/s的速度匀速上升,拉力为F5,(6)以2m/s的速度匀速下降拉力为F6,这几种状态都是状态。
比较F1、F2,F3,F4,F5,F6,有F1F2___ F3F4F5F6。
达标测试:1、重5N的茶杯静止在水平桌面上,受到的摩擦力大小为N。
2、如图11物体A在水平力F作用下,静止在竖直墙壁上。
当水平力减小为F/2时,物体A 恰好沿竖直墙壁匀速下滑,此时物体A所受摩擦力的大小A、减为原来的1/2;B、和原来一样;C、增大为原来的2倍;D、无法判断。
3、如图12中的水平桌面足够长,不计托盘质量和滑轮与绳的摩擦.物体A重10N,当物体B重为2N时,物体A保持静止,这时A物体受到的摩擦力为N;当物体B重为3N时,物体A向右做匀速直线运动,运动一段时间托盘着地,此后物体A做运动,受到的摩擦力是N.4、如图13所示,放在光滑水平面上的小车上固定一块磁铁,人用木杆吊着一块磁铁,始终保持两块磁铁之间有一定的间隙且不变。
则小车的状态是要()A.向左运动,越来越快B.向右运动,越来越快C.匀速直线运动或静止D.有时快有时慢的直线运动5、如图14所示,为某校校园艺术节时气球悬挂一幅竖标的情景。
已知气球的体积为8m3,气球(含内部所充气体)、标语及细绳的总质量为9kg,空气的密度为1.29 kg/ m3.g 取10N/ kg,则系于地面拉住标语的细绳的拉力为( )A、103.2NB、90NC、13.2ND、193.2N.6、如图15,用弹簧秤拉着木块在水平桌面上做直线运动,实验记录如下表。
由此可知,木块与水平桌面的滑动摩擦力为。
例题1:对下列物体作受力分析例题2:分析A的受力,并求摩擦力的大小例题3:用力将一木块按在墙壁上静止不动,对吗?木块沿光滑斜面下滑对吗?例题4:分析A和B物体受的力例题5:A物体都静止,分析A物体的受力情况例题6:(2007•哈尔滨)某同学对下列物体进行了受力分析,其中正确的是()A、甲图中地面上的箱子重100N,受到90N向上的拉力时,箱子所受合力为10NB、乙图中手里静止的瓶子所受合力为零C、丙甲中人推木块匀速运动,人对木块的推力与木块对地面的摩擦力彼此平衡D、丁图中踢出去的足球在空中飞行时,受到脚和地球施加的力例题6:(如图)一个物体正沿不光滑的斜面下滑,请你对该物体进行受力分析.例题7:如图所示,物体在木板小车上,随车一起在水平面上向左做匀速直线运动,不计空气阻力,则对物体受力分析正确的是()A、只受重力图12-43B、受重力、支持力和向右的摩擦力C、受重力和支持力D、受重力、支持力和向左摩擦力例题8:如图所示,物体N和M叠放在水平桌面上,在分析物体M、N的受力情况中,属于一对平衡力的是()A、N对M的压力与N所受的重力;B、M对N的支持力与N所受的重力;C、N对M的压力与M所受的重力;D、M对N的支持力与M所受重力。