3.4 分析物体的受力情况
如何分析物体的受力
如何分析物体的受力作者:王德富来源:《文理导航》2012年第23期一个物体究竟受几个力的作用?怎样才能保证分析的受力数既不多也不少?这样的问题其实是有规律可循的。
本文和同学们谈谈如何分析物体的受力这方面的问题。
一、按照重力、弹力、摩擦力的产生条件顺次来进行分析就目前的情况,我们分析物体的受力主要以重力、弹力、摩擦力为主。
既然这样,我们就可以顺次依据它们的产生条件来加以分析。
1.重力由于地面附近的一切物体都受到地球的吸引力,即会受到重力。
所以对物体进行受力分析时,不管在什么情况下,首先就得考虑物体受重力,也就是说,在地球上,一切物体都必受重力作用。
重力的作用点在物体的重心处,重力的方向总是竖直向下。
2.弹力弹力是由于受力物体与施力物体之间发生了推、拉、提、压等的接触性作用,使施力物体发生了弹性形变而产生的力,一切推力、拉力、压力、支持力等都属于弹力。
判断弹力的有无,关键看物体之间有无推、拉、提、压等的作用。
即受力物体如果与一个物体接触就最多只可能受一个弹力,这样我们只要看一下受力物体与几个物体接触了,那么最多就是几个弹力,弹力的作用点必在接触处,弹力的方向与施加弹力的物体的形变方向相反。
既凡是压力与支持力,其方向必与接触面垂直,凡是绳的拉力必沿绳的收缩方向。
【例1】如图1甲所示,有一小球被细绳斜拉于光滑墙面,作出小球的受力示意图。
【分析】本题研究对象为小球,小球在地球上,所以,首先应在图中作出小球重力示意图,即图中G;其次,因为小球与绳、墙壁两个物体接触,最多还有两个弹力,绳子对小球有“拉”的作用。
墙壁对小球有“支持”的作用,所以,墙面对小球有垂直于墙面向外的支持力,即图中F支。
3.摩擦力产生摩擦力的必要条件是接触,同弹力一样,受力物体与几个物体接触,最多可能受几个摩擦力,该物体是否给受力物体有摩擦力,得看受力物体相对于该物体是否有相对运动,如果有,则存在滑动摩擦力,如果有相对运动趋势,则存在的是静摩擦力。
3.4分析物体的受力学案
3.4 分析物体的受力编号:12】1认识物体受力分析的一般顺序.理解物体受力图.2初步掌握物体受力分析的一般方法,加深对重力、弹力、摩擦力的认识。
【学习重点与难点】1、重点、掌握物体受力分析的一般方法2、难点、摩擦力的有无、大小的判定自主学习:1.重力:重力的大小:G=__________。
重力的方向:____________。
2.弹力:方向:物体______________方向或和使物体发生形变的外力方向______。
压力和支持力的方向:_____接触面指向被______或被______的物体;绳子拉力的方向:_____________指向绳的收缩方向。
3.摩擦力①滑动摩擦力:大小:f滑=______;μ跟两物体的_____________及_____________有关。
②静摩擦力:大小:由二力平衡确定;d、范围:0~f max。
f max是___________(未指明的情况下可近似认为f max=f滑)自主探究:试分析下面物体的受力1、该问题中研究对象是___________________把研究对象隔离按一定顺序分析受力,该研究对象受到的力有_______,________,________2、阅读P78分析运动员的受力研究对象_______________隔离对象按顺序分析力:__________,___________,____________,_______________.思考与讨论1:拔河比赛时,取得胜利的因素?3、皮带上物体的运动思考与讨论1:物体受到哪个力的作用:思考与讨论2:放在倾斜传送带上的物体,由于有向下滑的趋势,是不是除重力、支持力、摩擦力外还有一个下滑力的作用?思考与讨论3: 如图3-49所示,行李箱是怎样随传动带一起运动?合作探究:物体受力分析的步骤应为:实例分析1、试画出A 的受力示意图2、试画出A 的受力示意图A(A 静止)F(A 匀速下滑)F(光滑小球)3、试画出A 的受力示意图课堂练习1、画出下列木棒所受力的示意图,木棒均处于静止状态,竖直墙面光滑。
物体的受力分析与平衡条件
物体的受力分析与平衡条件在物理学中,对于物体的受力分析与平衡条件是研究物体静止或运动状态的基本原理。
通过分析物体所受的力与平衡条件,我们可以揭示物体所处的力学状态,并进一步了解物体的运动规律。
本文将以受力分析与平衡条件为主题,探讨其原理和应用。
1. 受力分析的基本原理受力分析是对物体所受力进行分析和求解的过程。
物体在受到外界作用力时,将产生相应的反作用力。
根据牛顿第三定律,任何两个物体之间的相互作用力大小相等、方向相反。
因此,当我们研究一个物体所受的力时,需要同时考虑物体对其他物体的作用力以及其他物体对该物体的作用力。
2. 平衡条件的理解与应用平衡条件是物体处于静止状态的基本原理。
在平衡条件下,物体所受的合力为零,同时力矩的合为零。
合力为零意味着物体在各个方向上的受力平衡,力矩的合为零意味着物体不受任何转动力矩的作用,保持平衡状态。
平衡条件的应用十分广泛。
例如,在静力学中,通过平衡条件可以分析物体所处的平衡位置。
在工程学中,也需要考虑物体的平衡条件,以保证结构的稳定性和安全性。
在设计桥梁、建筑物等工程中,平衡条件的应用极为重要。
3. 物体的受力分析物体所受的力可以分为两种类型:外力和内力。
外力是指其他物体对该物体施加的作用力,例如拉力、推力、重力等。
内力是物体内部各个部分之间产生的相互作用力,例如弹力、摩擦力等。
受力分析的过程需要综合考虑物体所受的外力和内力,并根据受力平衡条件求解未知力的大小和方向。
在实际问题中,常常需要考虑多个力的叠加和分解,以得到物体的合力和合力矩。
4. 物体的平衡状态物体在受力情况下可能存在三种平衡状态:稳定平衡、不稳定平衡和中立平衡。
稳定平衡指的是物体在被扰动后能够自动回复到平衡位置的状态;不稳定平衡指的是物体在被扰动后无法回复到原来的平衡位置,容易发生滑动、倾倒等运动;中立平衡指的是物体在被扰动后可以保持新的平衡位置。
理解不同平衡状态对于设计和分析物体的稳定性至关重要。
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。
1物体受力分析范文
1物体受力分析范文物体受力分析,是指对一个物体所受到的各个力进行分析,以便了解物体所处的力学状态和运动情况。
在物理学中,力是指任何能够改变物体运动状态的作用,包括推力、拉力、摩擦力、重力等。
对一个物体进行受力分析需要考虑以下几个方面:1.各个力的作用方向和大小:每个力都有一个作用方向,它们可以是水平方向、垂直方向,也可以是斜向,而且每个力都有一个大小,大小可以是确定的,也可以是变化的。
2.力的合成:对于物体受到的多个力,我们可以将它们进行合成,得到一个合力,合力的作用方向和大小可通过力的向量相加得到。
合力是一个综合考虑了各个力作用效果的力,它可以代表作用在物体上的所有力的效果。
3.物体的质量和重力:重力是最常见的一种力,对于任何一个物体来说,都会受到重力的作用。
重力的大小与物体的质量成正比,与物体所处环境的重力加速度成正比。
4.物体的运动状态:物体的运动状态与所受力的大小和方向密切相关。
如果物体所受合力为零,则物体呈静止状态;如果物体所受合力不为零,则物体将呈现出加速度,即发生运动。
通过对物体受力进行分析,我们可以得到物体受力的总和,根据牛顿第二定律(F=ma),可计算出物体的加速度。
同时,我们还可以根据受力分析的结果,继续进一步推导物体的运动方程,以及预测和解释物体的运动轨迹和速度变化。
在实际应用中,物体受力分析是非常重要的。
例如,在工程学中,需要对桥梁、建筑物、机械设备等进行受力分析,以确保其结构的稳定性和可靠性。
在运动学中,受力分析是研究物体运动轨迹和速度变化的基础,对于理解各种物理现象和规律非常关键。
总之,物体受力分析是物理学中的重要内容,通过对物体所受力的分析,可以了解物体所处的力学状态和运动情况,为物理学研究和工程应用提供了重要的基础和方法。
物体的受力分析和受力图
(3) 画整个刚架的受力图。 ①以整个刚架为研究对象,取分离体。②在分离体上画出所受的主动力F。
③在分离体上画出其约束反力。 画法1:固定镜支座B的约束反力FB按图2-37b所示方向画出;固定铰支座
A的约束反力用过A点的两个正交分力FAx、FAy表示,其受力图如图2-37d所示。 画法2:根据三力平衡汇交定理可知,主动力F与B端支座反力FB两力的
图2-35
【例2-8】重量为W的圆管放置于图2-36所示的简易构架中,AB杆的自重为G, A端用固定铰支座与墙面连接,B端用绳水平系于墙面的C点上,若所有接触面都 是光滑的,试分别画出圆管和AB 杆的受力图。
解: (1)画圆管的受力图。 ①以圆管为研究对象,取分离体。②在分离体上画出所受的主动力W。③ 在分离体上画出其约束反力。E点和D点的约束反力FNE、FND的作用线均沿其接 触面的公法线,通过圆管横截面的中心,并指向圆管,其受力图如图2。 ①以杆AB为研究对象,取分离体。② 在分离体上画出所受的主动力G。③
在分离体上画出其约束反力。E点的约束反力F 'NE 按与 FNE 等值、反向画
出;B端为绳索约束,约束反力FT 的方向沿绳索中心线背离分离体;A端
固定铰支座的约束反力用两个正交分力 FAx 和 FAy表示,指向可作假定,
其受力图如图2-36c 所示。
图2-36
【例2-9】三铰刚架受力如图2-37a所示,不计各杆自重,试分别画出刚架 AC、BC的受力图和三铰刚架作为整体的受力图。
解: (1)画刚架BC的受力图。 ①以右半刚架BC为研究对象,取分离体。②在分离体上画出所受的主动 力。因在BC上无主动力作用,且自重又不计,故无主动力画出。③在分离体上 画出其约束反力。因BC实为二力构件,其约束反力FB、FC必沿B、C两铰链中 心连线方向,指向可作假定,其受力图如图2-37b 所示。
物体的受力分析
第一章 物体的受力分析本章首先介绍静力学的基本概念、基本公理,具体分析工程实际中常见的几种典型约束的特点和约束反力的性质。
然后介绍物体受力分析的基本方法及受力图的画法,这是解决力学问题的重要环节,必须予以充分重视。
第一节 静力学的基本概念一、刚体的概念结构或构件在正常使用情况下产生的变形极为微小,这种微小变形对于研究物体的平衡问题影响很小,因而可以将物体视为不变形的理想物体——刚体。
刚体是指在外界任何力的作用下形状和大小都始终保持不变的物体。
显然,刚体是一种理想化的力学模型,现实的刚体是不存在的。
任何物体在力的作用下,总是或多或少地发生一些变形。
在材料力学中,进一步研究物体在力的作用下的变形和破坏时,就必须将物体看成变形体。
在静力学中,如不作特殊说明,则所有物体均被认为是刚体。
二、力的概念1.力的定义力的概念是从劳动中产生的。
人们在生活和劳动中,由肌肉紧张收缩的感觉,逐渐产生了对力的感性认识。
随着生产的发展,又逐渐认识到:物体运动状态的改变和物体的变形,都是由于其他物体对该物体施加力的结果。
这样,由感性到理性逐步建立了力的概念。
力是物体间的相互机械作用。
这种作用,一般有两种情况:一种是通过物体间的直接接触产生的,例如,机车牵引车厢的拉力、物体之间的压力、摩擦力等;另一种是通过“场”,如地球引力场对物体产生的重力、电场对电荷产生的引力或斥力等。
在工程中以直接作用的力为主。
2.力的效应力对物体作用的效果称为力的效应。
力的效应可分为两类:一类是力使物体运动状态发生变化,称为力的运动效应或外效应;另一类是力使物体形状发生变化,称为力的变形效应或内效应。
静力学中将物体都视为刚体,因而只研究力的运动效应。
3.力的三要素大量实践证明,力对物体的效应取决于三个要素,即:力的大小、力的方向、力的作用点。
力的大小表示物体间机械作用的强弱。
在国际单位制中,力的单位为牛顿(牛,N)或千牛顿(千牛,kN)。
力的方向包含方位和指向两层含义。
物理受力分析的方法
物理受力分析的方法
物理受力分析是通过对物体受力情况进行研究和分析,以确定物体所受力的性质、大小和方向。
以下是一些常见的物理受力分析方法:
1. 自由体图法:将物体从它所受到的外力中抽象出来,以便观察和分析各个力的作用情况。
可以绘制一个自由体图来表示物体和作用于该物体的所有力,并考虑物体所受的力和力的性质。
2. 力的分解法:将作用在物体上的力分解为平行或垂直于某一方向的分力,以便更好地分析力的作用效果和其它因素。
这个方法特别适用于复杂的受力情况。
3. 牛顿定律:利用牛顿定律分析物体的运动和力的作用。
第一定律说物体将保持原来的状态,或保持静止或匀速直线运动,除非有一个外力作用于它。
第二定律描述了力和物体加速度之间的关系,即力等于物体的质量乘以加速度。
第三定律说明了对于每个力的作用都会有一个相等大小但方向相反的反作用力。
4. 系统分析法:分析多个物体之间的相互作用和对其的作用力。
这种方法适用于系统中的物体相互关联并相互影响的情况。
5. 能量守恒原理:利用能量守恒原理分析物体的受力和受力后的行为。
这个方法特别适用于涉及运动和能量变化的问题。
以上是一些常见的物理受力分析方法,根据具体的受力情况和问题,可以选择合适的方法进行分析。
沪科版物理必修1课件:3.4
物体的受力分析
三、分析方法
1、隔离法:将研究对象隔离出来单独分析。
例1:物体以一定的速度V冲上粗糙的斜面,分 析物体在向上运动时的受力情况。
V f G
FN
例2:用力F作用在物体B上,AB以相同的速度, 一起向右作匀速直线运动,各接触面均粗糙,分 析物体AB的受力情况,分别画出A、B的受力 示意图。 V
A
B
F
例3:用F=10N的力作用在物体A上,A、B两 物体均静止不动,求地面对物体B的摩擦力。 A B F
拓展
练习
A B C D
F
2、整体法:将两个或者两个以上的物体作为 一个整体来分析,只分析整体所受外力,而不 分析内部受力。 例4:上一题中,分析B所受的地面对它的静摩 擦力。 A B F
例5:A、B两物体均静止,判断地面对B物体 的摩擦力的方向。 A、水平向左 B、水平向右 A B C、没有摩擦力 D、无法判断 分析:将A、B两物体当作一个整体,水平方向 不受力,则地面对B物体无摩擦力。
拓展练习: A C B
例6:若A、B、C均静止 于水平地面,分析地面对 C物体的摩擦力。
例7:如图所示,A物体静止,B在外力F的作 用下匀速拉出,分别画出A、B的受力示意图, 各个接触面均粗糙。
A B F
1、画出图AB各物体所受的力(球面和竖直墙 面光滑,其它粗糙)
2、分析下列各图中A、B物体都处于静止状态, 分析它们的受力情况,作出受力分析图 F
B A
A B
B
A
物体的受力分析
物体受力分析是力学知识中的基础内容,也 是重要内容,正确分析物体的受力情况,是研 究力学问题的前提和关键,是必须掌握的基本 功。
从两条思路分析物体的受力情况
ʏ吴 勇自然界中不同物体间多种多样的相互作用造就了物体的形状㊁运动状态等发生变化㊂物体的受力情况与运动情况密切相关,要想研究物体运动状态的变化情况就必须清楚物体的受力情况,如何正确分析物体的受力情况呢概括地说,可以从相互作用的角度㊁运动与力关系的角度两条思路入手㊂下面举例说明,供同学们参考㊂思路一:从相互作用的角度入手进行受力分析根据各种力的特点,从相互作用的角度入手进行受力分析的步骤:(1)确定研究对象,即明确要分析的物体,可以选质点或结点为研究对象,也可以选单个物体或由多个物体组成的系统为研究对象;(2)遵循一定的顺序分析研究对象的受力情况,并画出力的示意图,一般情况下按照重力㊁弹力㊁摩擦力等的顺序进行分析;(3)检查受力分析是否存在多力或少力现象,确保画在力的示意图中的各个力都能够找得到施力物体㊂图1例1 如图1所示,一个三角形木块与倾斜天花板表面接触,木块被一竖直圆柱体顶住而静止㊂(1)若天花板表面光滑,则木块受到哪几个力的作用?(2)若天花板表面粗糙,则木块受到哪几个力的作用?(1)当天花板表面光滑时,木块要想保持静止状态,则一定不受天花板对它的摩擦力和弹力作用,而只受重力G (施力物体为地球)㊁圆柱体对它的弹力F (施力物体为圆柱体)两个力的作用,如图2甲所示㊂(2)当天花板表面粗糙时,若木块与天花板刚好接触而无挤压,则木块依然只受重力G ㊁圆柱体对它的弹力F 两个力的作用,如图 图22甲所示;若木块与天花板之间有挤压,则木块受到重力G ㊁圆柱体对它的弹力F ㊁天花板对它的弹力N 和摩擦力f 四个力的作用,如图2乙所示㊂注意:对研究对象进行受力分析时,只分析研究对象受到的力,不分析研究对象对其他物体施加的力;只分析研究对象受到的性质力,不分析效果力;研究对象受到的合力与分力不能同时作为研究对象受到的力画在力的示意图中㊂图3拓展:如图3所示,两个完全相同的三角形木块A ㊁B 叠放在一起,木块A 与天花板表面接触,木块B 被一竖直圆柱体顶住而静止㊂(1)若天花板表面光滑,则A ㊁B 两木块各受到哪几个力的作用?(2)若天花板表面粗糙,则A ㊁B 两木块各受到哪几个力的作用?(1)若木块A 与天花板之间无挤压,则木块A 受到重力G A ㊁木块B 对它的弹力F 和摩擦力f 三个力的作用,如图4甲所示;若木块A 与天花板之间有挤压,则木块A 受到重力G A ㊁天花板对它的弹力N ㊁木块B 对它的弹力F 和摩擦力f 四个力的作用,如图4乙所示㊂木块B 受到重力G B ㊁圆柱体对它的弹力F 弹㊁木块A 对它的弹力F '和摩擦力f '四个力的作用,如图4丙所示㊂图433物理部分㊃知识结构与拓展 高一使用 2021年11月Copyright ©博看网. All Rights Reserved.(2)以由A ㊁B 两木块组成的整体为研究对象,一定受到竖直向下的重力G A +G B 和圆柱体对它竖直向上的弹力F 弹两个力的作用,可能受到天花板对它竖直向下的弹力N 作用,一定不受天花板对它沿水平方向的摩擦力作用㊂因此当天花板表面粗糙时,A ㊁B 两木块的受力情况与(1)相同㊂思路二:从运动与力关系的角度入手进行受力分析物体的受力情况决定其运动状态,物体的运动状态反映其受力情况㊂因此进行受力分析一定不能孤立进行,而要用联系的观点,结合物体的运动状态,反推其受力情况㊂图5例2 如图5所示,置于水平面上的小车上放着由轻弹簧连接的A ㊁B 两物体,两物体的质量分别为m A =1k g ,m B =0.5k g ,两物体与小车之间的最大静摩擦力分别为f m a x 1=4N ,f m ax 2=1N ,弹簧的劲度系数k =0.2N /c m ㊂(1)为保证两物体随车一起向右做加速运动,弹簧的最大伸长量是多少?(2)为使两物体随车一起以最大的加速度向右做加速运动,弹簧的伸长量是多少?(1)因为两物体随车一起向右做加速运动,且弹簧为伸长状态,所以物体A 受到的静摩擦力f A 一定向右,而物体B 受到的静摩擦力f B 的方向和大小均不确定㊂取水平向右为正方向,设弹簧的弹力为F 弹,两物体与车的加速度为a ,根据牛顿第二定律,对由两物体和弹簧组成的整体有f A +f B =(m A +m B )a ,对物体A 有f A -F 弹=m A a ,解得F 弹=m Bf A -m A f B m A +m B ㊂要使F 弹最大,则需f B 为负的最大值,f A 为正的最大值㊂将f A =f m a x 1=4N ,f B =-f m a x 2=-1N 代入上式得F 弹m a x =2N ㊂根据胡克定律得F 弹m a x =k x m a x ,解得弹簧的最大伸长量x m a x =10c m ㊂(2)因为两物体随车一起以最大的加速度向右做加速运动,且弹簧为伸长状态,所以由两物体和弹簧组成的整体受到的外力(A ㊁B 两物体受到的静摩擦力)都向右,且为最大值㊂设两物体与车的加速度为a ,以由两物体和弹簧组成的整体为研究对象,根据牛顿第二定律得f A +f B =(m A +m B )a ,解得a =f A +f Bm A +m B㊂将f A =f m a x 1=4N ,f B =f m ax 2=1N 代入上式得a =103m /s 2㊂以物体A 为研究对象,根据牛顿第二定律得f A -k x =m A a ,解得x =103c m㊂当物体受到的静摩擦力在一定范围内变化,为不定力时,可以先对它进行假设,再根据物体的运动状态,结合牛顿第二定律判断假设是否成立㊂ 图6拓展:如图6所示,质量为M 的斜面体静放在水平地面上,质量为m 的滑块放在斜面体上㊂现用沿斜面向上的力F 拉滑块,使得二者一起沿水平方向做匀速运动,已知斜面的倾角为θ,则下列说法中正确的是( )㊂A .滑块对斜面体的摩擦力方向沿斜面向下B .地面对斜面体的摩擦力大小f =F c o s θC .滑块与斜面体之间的动摩擦因数一定不为零D .地面对斜面体没有摩擦力作用因为斜面体和滑块一起沿水平方向做匀速运动,所以必有F c o s θ=f ,F s i n θ+N =(M +m )g ,选项B 正确,D 错误㊂以滑块为研究对象,若滑块与斜面体之间的动摩擦因数为零,则二者之间的摩擦力为零,要使滑块处于平衡状态,则F =m g s i n θ,选项C 错误㊂当F >m g s i n θ时,斜面体对滑块的摩擦力方向沿斜面向下;当F <m g s i n θ时,斜面体对滑块的摩擦力方向沿斜面向上㊂根据牛顿第三定律可知,滑块对斜面体的摩擦力方向可能沿斜面向上,也可能沿斜面向下,选项A 错误㊂答案:B作者单位:贵州省安龙县第六中学(责任编辑 张 巧)43 物理部分㊃知识结构与拓展 高一使用 2021年11月Copyright ©博看网. All Rights Reserved.。
判断物体受力的基本方法
判断物体受力的基本方法对物体进行受力分析时,要求既不能多画一个力,又不能漏掉任何一个力。
遇到有关力方面的问题时,同学们往往会张冠李戴,甚至束手无策,所以有必要谈谈这方面的问题.1. 根据一切物体都受重力作用由于地面附近的一切物体不管是静止的,还是运动的,都要受到地球的吸引力,即重力。
所以对物体进行受力分析时,不管在什么情况下,首先就得考虑物体受重力,且重力方向总是竖直向下的。
2. 根据力的作用形式判断物体是否受力除了课本介绍的“推、拉、提、压”是物体间力的作用形式外,还有敲、抓、举、掷、吸引、排斥等动词都可用来表示力的作用形式。
例如:“拖拉机拉犁耕地”从动词拉我们就可判断犁受到拉力作用。
再如:“水平面上两个静止的木箱”,如图1所示,只要A与B之间没有挤压,即使它们相互接触,木箱A与B之间也没有力的作用,所以可以判断A与B都不受水平方向的力.图13. 根据物体间力的作用是相互的来判断我们平常研究物理问题时,一般只研究受力物体,而很少讨论施力物体,所以,一般只对受力物体进行受力分析,物体每受到一种力,必能找到此力的施力物体,且被研究的受力物体对施力物体也应有力的作用。
所以我们说物体间力的作用是相互的,根据这一点我们可对物体进行正确的受力分析。
例如:“放在桌面上的黑板擦”,如果需对黑板擦进行受力分析时,由于我们考虑到黑板擦对桌面一定有压力作用,根据物体间力的作用是相互的,则桌面对黑板擦一定有支持力的作用.所以黑板擦除受重力外,还受到桌面对它的支持力。
另外还必须注意物体间相互作用的两个力一定大小相等、方向相反、且作用在两个不同的物体上。
再如:“地球对它表面上及地表附近的物体有吸引力,即重力。
那么这些受重力的物体对地球是否有力的作用呢?"根据力的作用是相互的,当然地球也受到这些物体对它的吸引力的作用。
4. 根据物体是否发生了形变来判断一切物体受到力作用时,这个物体就会发生形状的改变,简称形变。
不过这些形变有的明显,有的不明显。
物体的受力分析
学生练习
第一题
A
B
F
C
第二题
F A
B
C
精品课件
共点力作用下物体的平衡
精品课件
若三块砖呢?
精品课件
例5.如图所示,质量均为m的三块木块A、B、C, 其中除A的左侧面光滑外,其余各侧面均粗糙. 当受到水平外力F时,三木块均处于静止状态. 画出各木块的受力图.
精品课件
例6.如图所示,水平传送带上的物体。
N
v
随传送带一起
G
向右匀速运动
N
f
传送带由静止
G
开始起动
精品课件
例7.如图所示,倾斜传送带上的物体。
分析物体的受力情况
T
分析结点
F
T
G
精品课件
G
分析物体受力的一般程序:
(1)明确研究对象(受力物体)。
(2)地面附近的物体一定受到地球对物体 的重力作用。
(3)根据物体所处的环境(可能的施力物 体)以及弹力、摩擦力的产生条件来分析物 体所受的弹力、摩擦力,先分析弹力再分析 摩擦力。
(4)当只是根据弹力、摩擦力的产生条件 很难做出判断时,有时可以借助二力平衡条 件来分析物体的受力情况。
N f0
N f
G
物体静止在 斜面上
G
物体沿斜面匀速 下滑
精品课件
分析物体的受力情况 例4.如图所示。
N
f
G
物体沿粗糙 斜面上滑
精品课件
分析物体的受力情况
例5.如图所示,水平传送带上的物体。
N
v
G
随传送带一起
向右匀速运动
N
f G
传送带由静止开 始起动
分析物体的受力情况
02
物体受力基本概念
力的定义
总结词:力的本质
详细描述:力是物体之间的相互作用,是改变物体运动状态的原因。力不能脱离 物体而单独存在,有施力物体和受力物体之分。
力的三要素
总结词
大小、方向、作用点
详细描述
力的大小是指力的大小,单位是牛顿(N);力的方向是指力的方向,可以用 箭头表示;力的作用点是指力的作用点,它决定了力的大小和方向。
牛顿第三定律
总结词
作用力和反作用力大小相等、方向相反、作 用在同一条直线上。
详细描述
牛顿第三定律是牛顿运动定律中的一条,它 指出作用力和反作用力大小相等、方向相反 、作用在同一条直线上。这意味着当一个物 体对另一个物体施加一个力时,另一个物体 会对施力物体施加一个大小相等、方向相反 的力。这个定律是理解物体相互作用的基础
力的表示方法
总结词
矢量表示法
详细描述
在物理学中,力通常用矢量表示。矢量表示法包括方向和大小两个要素,常用实线段表示力的大小和 方向,箭头的指向代表力的方向,箭头的长度代表力的大小。同时,根据平行四边形定则或三角形法 则,可以表示多个力的合成或分解。
03
物体受力分析方法
隔离法
总结词
将研究对象与其周围环境隔离,单独分 析研究对象所受的力。
分析物体的受力情况
• 引言 • 物体受力基本概念 • 物体受力分析方法 • 常见力分析 • 力的平衡与作用效果 • 物体受力情况的实例分析
01
引言
主题简介
分析物体的受力情况是物理学中的基 本问题,它涉及到物体运动状态的变 化和力的作用效果。
通过分析物体的受力情况,可以深入 理解力的概念、性质和作用方式,为 解决实际问题提供理论支持。
分析物体的受力情况解析
C.摩擦力看接触面:注意有弹力的接触面如果是不光滑的,并 且有相对运动或相对运动趋势时,则画出摩擦力.
4)画完受力图后再做一番检查.
A.检查一下画出的每个力能否找出它的施力物体,若没有施力 物体,则该力一定不存在.注意寻找施力物体是防止多力的有效 措施。养成按步骤分析力的习惯是防止漏力的有效措施) B.分析一下分析的结果能否使物体处于题目中所给的状态, 否则必然发生了多力或漏力的现象.(力和运动的一致性)
二、分析物体的受力情况
练习4.如图所示。 N
f G
物体沿粗糙斜面上滑
二、分析物体的受力情况
练习 5.如图所示,水平传送带上的物体。
N
v
随传送带一起
G
向右匀速运动
N
f
传送带由静
G
止开始起动
二、分析物体的受力情况
练习6 .如图所示,倾斜传送带上的物体。
v
N f0
v
N f0
G
G
向上运输
向下运输
二、分析物体的受力情况
练习7.如图所示,电梯上的人。
N
N
f0
G
G
v
v
随电梯匀速上升
刚踏上电梯的瞬间
受力分析练习
系统均静止
F
f F
G
G
物体在水平面上向右运动 物体在水平面上向左运动
二、分析物体的受力情况
练习3.如图所示。
静止: f0
F
N
Gv
F
G
匀速下滑:
f
F
N
下滑
G
二、分析物体的受力情况
二轮复习 专题3.4 整体法与隔离法在连接体与叠加体模型中的应用及牛顿第二定律的瞬时、临界与极值问题 教案
整体法和隔离法是牛顿第二定律应用中极为普遍的方法.隔离法是根本,但有时较烦琐;整体法较简便,但无法求解系统内物体间相互作用力.所以只有两种方法配合使用,才能有效解题.故二者不可取其轻重.连接体问题对在解题过程中选取研究对象很重要.有时以整体为研究对象,有时以单个物体为研究对象.整体作为研究对象可以将不知道的相互作用力去掉,单个物体作研究对象主要解决相互作用力.对于有共同加速度的连接体问题,一般先用整体法由牛顿第二定律求出加速度,再根据题目要求,将其中的某个物体进行隔离分析和求解.由整体法求解加速度时,F =ma ,要注意质量m 与研究对象对应.一、整体法、隔离法的选用 1.整体法的选取原则若在已知与待求量中一涉及系统内部的相互作用时,可取整体为研究对象,分析整体受到的外力,应用牛顿第二定律列方程。
当系统内物体的加速度相同时:a m m m F n )...(21+++=;否则n n a m a m a m F +++=...2211。
2.隔离法的选取原则若在已知量或待求量中涉及到系统内物体之间的作用时,就需要把物体从系统中隔离出来,应用牛顿第二定律列方程求解.3.整体法、隔离法的交替运用若连接体内各物体具有相同的加速度,且要求物体之间的作用力时,可以先用整体法求出加速度,然后再用隔离法选取合适的研究对象,应用牛顿第二定律求作用力.即“先整体求加速度,后隔离求内力”.二、运用隔离法解题的基本步骤1.明确研究对象或过程、状态,选择隔离对象.2.将研究对象从系统中隔离出来,或将研究的某状态、某过程从运动的全过程中隔离出来.3.对隔离出的研究对象进行受力分析,注意只分析其它物体对研究对象的作用力.4.寻找未知量与已知量之间的关系,选择适当的物理规律列方程求解.【典例1】如图所示,一夹子夹住木块,在力F 作用下向上提升.夹子和木块的质量分别为m 、M ,夹子与木块两侧间的最大静摩擦力均为F m .若木块不滑动,力F 的最大值是( )A.2F mm +MM B. 2F m m +MmC. 2F m m +MM-(m +M )g D.2F m m +MM+(m +M )g 【答案】 A【典例2】如图所示,质量为M 的框架放在水平地面上,一轻质弹簧上端固定在框架上,下端固定一个质量为m 的小球.小球上下振动时,框架始终没有跳起.当框架对地面压力为零的瞬间,小球的加速度大小为 ( )A.g B .g mm MC .0D .g mm M【答案】D【解析】当框架对地面压力为零的瞬间,以框架为研究对象,框架受重力Mg 和弹簧的弹力F 1,两力的合外力为零F 1=Mg ,①【名师点睛】当连体中各物体的加速度不同或涉及到各物体之间的相互作用力,要用隔离法解题,用隔离法对研究对象受力分析时,只分析它受到的力,而它对其它物体的反作用力不考虑,然后利用牛顿第二定律求解.【典例3】如图所示,猴子的质量为m ,开始时停在用绳悬吊的质量为M 的木杆下端,当绳子断开瞬时,猴子沿木杠以加速度a (相对地面)向上爬行,则此时木杆相对地面的加速度为( )A .gB .g mMC .)(a g Mm g ++ D .a Mm g +【答案】C【解析】设杆对猴子竖直向上的作用力为F 1,由牛顿第二定律得F 1-mg =ma ,得F 1=mg +ma ,由牛顿第三定律得猴子对杆向下的作用力大小F 2=F 1= mg +ma ,再以杆为研究对象,设杆向下的加速度为a 0由牛顿第二定律得F 2+Mg =Ma 0,得a 0=)(a g Mmg ++【典例4】倾角037θ=,质量M=5kg 的粗糙斜面位于水平地面上,质量m=2kg 的木块置于斜面顶端,从静止开始匀加速下滑,经t=2s 到达底端,运动路程L=4m,在此过程中斜面保持静止(2sin370.6,cos370.8,10m /g s ==取),求:(1)地面对斜面的摩擦力大小与方向; (2)地面对斜面的支持力大小 【答案】(1)3.2N 向左(2)67.6N 【解析】隔离法:对木块:1sin mg f ma θ-=,1cos 0mg N θ-= 因为221at s =,得2/2s m a = 所以,18f N =,116N N =对斜面:在水平方向上:设摩擦力f 向左,则11sin cos 3.2f N f N θθ=-=,方向向左。
大学建筑工程力学
大学建筑工程力学大学建筑工程力学是工程学科中的重要分支,它研究建筑物的受力、变形和破坏等力学性质。
本文将从力学基本原理、建筑结构受力分析等方面对大学建筑工程力学进行探讨。
1. 力学基本原理力学是自然科学的一个重要分支,它研究物体受力、运动和相互作用的规律。
在大学建筑工程力学中,以下是几个基本的力学原理:1.1 牛顿第一定律:物体在无外力作用下保持静止或匀速直线运动。
1.2 牛顿第二定律:物体的加速度与作用在其上的力成正比,与物体的质量成反比。
1.3 牛顿第三定律:任何两个物体之间存在相互作用力,且大小相等、方向相反。
2. 建筑结构受力分析在建筑工程中,力学的应用主要体现在建筑结构的受力分析上。
建筑结构是指建筑物中用于支撑和传递载荷的构件系统。
以下是常见的建筑结构和其受力特点:2.1 梁:承受主要有弯曲力和剪切力的作用。
2.2 柱:主要受力为压力,同时还要承受弯曲和剪切力。
2.3 桁架:承受主要的轴力和剪力,通过构件的相互连接形成整体结构。
2.4 基础:负责将建筑物的荷载传递到地基,并抵抗上升或下沉的力。
3. 建筑物的受力分析方法为了确保建筑物的结构安全可靠,工程师通常使用多种受力分析方法。
以下是一些常见的方法:3.1 静力学方法:根据静力平衡原理,计算建筑结构在各个节点的受力情况。
3.2 动力学方法:考虑建筑结构在地震、风力等动力荷载下的受力情况。
3.3 有限元方法:将结构分割成离散的有限元,通过求解大量微分方程来计算结构的受力和变形情况。
3.4 建筑物应力分析:通过数值模拟等方法,分析建筑物受力部位的应力分布情况,以确保结构安全。
4. 建筑物的变形与破坏建筑物在受到力的作用下会发生变形,当超过其承载能力时可能发生破坏。
以下是常见的建筑物变形和破坏形式:4.1 弯曲:建筑材料由于受到弯曲力而产生弯曲变形,当弯曲超过材料的强度极限时可能发生破坏。
4.2 剪切:建筑材料由于受到剪切力而发生沿切面滑移的变形,当剪切强度超过材料的极限时可能发生破坏。
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高中物理共同必修1-1 第三章 力与相互作用
3.4分析物体的受力情况
一、教学目标
1、知识与技能
(1)能正确确定对象,并能对对象进行正确的受力分析。
(2)理解质点的概念,知道运动状态与受力的关系。
(3)掌握受力分析的一般步骤。
2、过程与方法
(1)让学生知道探究学习的一般程序和方法。
(2)培养学生的创新能力和创新思维。
(3)培养学生的问题意识。
3、情感、态度与价值观
(1)培养学生科学态度及探究创造的心理品质。
(2)培养学生交流合作、学会评价探究结果的初步能力。
二、设计思路
三、教学重点、难点 1、受力分析的一般方法
2、运动状态分析与受力分析的关系 四、教学资源
笔记本电脑,自制的教学课件
课后反思:该课根据新课标准的要求设计,强调三维目标,探索第三教学,体现新课程理念,培养学生探究能力,教学注重动态生成,课堂气氛好,学生思维活跃,教学效果好。
3。