受力分析的基本方法和原则
第8讲受力分析的方法
第8讲 受力分析的方法一•受力分析的基本步骤是: 1确定研究对象,并将其隔离。
2、 根据周围与其相关联的物体对研究对象的作用,把所受重力、弹力、摩擦力按顺序进行受力分析。
3、 逐一正确合理地画出每个作用力的示意图,并标上各力的符号。
4、 检验是否做到"一个力不漏,一个力不多,一个力方向不错”的要求。
5、 合力或分力不能重复列为物体所受的力. 二.整体法和隔离体法内力:系统内物体之间的相互作用力。
夕卜力:系统外的物体对系统(或者系统内物体)施加的力是外力。
(1)整体法:就是把几个物体视为一个整体,受力分析时,只分析这一整体之外的物体对整体的作用 力,不考虑整体内部之间的相互作用力。
(2 )隔离法:就是把要分析的物体从相关的物体系中假想地隔离出来,只分析该物体以外的物体对该 物体的作用力,不考虑物体对其它物体的作用力。
(3 )方法选择所涉及的物理问题是整体与外界作用时,应用整体分析法,可使问题简单明了,而不必考虑内力的作 用;当涉及的物理问题是物体间的作用时,要应用隔离分析法,这时原整体中相互作用的内力就会变为各 个独立物体的外力。
例2、A 、B 二滑块叠放在水平面上,已知 A 、B 滑块所受重力分别是 G A = 10N , G B = 20N 。
A 、B 间动摩擦因数0.20, B 与水平面间的动摩擦因数 ^2= 0.30O 试求在(b )图中所示情况下拉动滑块所需的最小力为多大。
【变式训练】:A 、B 二滑块叠放在水平面上,已知 A 、B 滑块所受重力分别是 G A = 10N , G B = 20N 。
A 、B 间动摩擦因数 小=0.20, B 与水平面间的动摩擦因数 匹=0.30。
试求在(a )图中所示情况下拉动滑块所需的最小力分别为多大。
(*)例1、画出下列各图 A 、B 、C 、D 的受力示意图。
(已知A 、B 、C 、D 均静止)(b)例3 .如图3-A-6所示,质量均为m的两木块a与b叠放在水平面上,a受到斜向上与水平成B角的力作用,b受到斜向下与水平成B角的力作用,两力大小均为F,两木块保持静止状态,则:()A . a、b之间一定存在静摩擦力B. b与地之间一定存在静摩擦力C. b对a的支持力一定小于mgD. 地对b的支持力一定大于2mg(依据整体法与隔离法判定例4、用轻弹簧竖直悬挂质量为m的物体,静止时弹簧伸长量为L,现在用该弹簧沿斜面方向拉住质量为2m的物体,系统静止时弹簧伸长量也为A、等于零1B、大小为2 mg,方向沿斜面向下、、3C、大小为2 mg,方向沿斜面向上D、大小为mg,方向沿斜面向上L,斜面倾角为30°,如图所示,则物体所受摩擦力()例5•跨过光滑定滑轮的轻绳,两端各拴一个物体,如图所示,物体F=12N ,若物体A和B均处于静止状态,此时绳子与水平方向的夹角画出受力示意图,并计算各力的大小。
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。
受力分析的方法
受力分析的方法
受力分析方法分别有隔离法、整体法、假设法、利用牛顿第三定律分析和画出物体的受力示意图。
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。
扩展资料
分析方法
1、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。
2、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。
3、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。
4、利用牛顿第三定律分析
5、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。
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受力分析基本方法
对物体进行受力分析的方法受力分析是研究力学问题的基本功,常用的受力分析方法是隔离法,即把研究对象与它周围的物体隔离开来,分析周围哪些物体对它施加力的作用,是什么性质的力,力的大小和方向如何,并把它们一一画在受力示意图上。
在作受力分析时应注意:1.力是离不开物体而单独存在的;2.力的作用是相互的,施力物体不仅施力,同时也受力;受力物体不仅受力,同时也施力,施力和受力是作用在两个不同的物体上;3.受力示意图应当有力的大小、方向和作用点,三者缺一不可。
另外,受力分析的方法还有整体法,即可以把物体作为一个整体来分析,而物体间的相互作用作为物体内部的力可以不考虑。
例1质量为500克的鱼吊在细绳一端,手提细绳处于静止状态,如图所示。
分析鱼受哪几个力作用?施力物体是谁?所受各力的大小和方向如何?解析:以鱼为研究对象,首先应看鱼与几个物体发生相互作用。
因为鱼与地球和绳发生相互作用,所以鱼受到重力和拉力的作用。
重力的施力物体是地球,拉力的施力物体是细绳。
又因鱼处于静止状态,所受的重力和拉力是一对平衡力,这两个力大小相等,方向相反,且在同一条直线上。
G=mg=9.8牛 /千克×0.5千克=4.9牛,方向竖直向下;拉力大小也为4.9牛,方向竖直向上。
答案:鱼受重力和拉力作用。
重力的施力物体是地球,大小为4.9牛,方向竖直向下;拉力的施力物体是细绳,大小为4.9牛,方向竖直向上。
例2一物体放在水平面上静止,分析物体受到了哪些力?解析:物体受到重力和水平面的支持力两个力。
这两个力都是物体受到的,此时不能再分析一个压力,因为压力是物体施加给地面的,不是物体受到的。
例3 一个物体沿斜面向下滑,此时受到哪几个力的作用?解析:物体此时受到重力、支持力和摩擦力三个力的作用,容易错误分析成:认为还受到一个沿斜面向下的下滑力,实际上是不受这个力的,因为找不到施力物体。
例4 A、B、C三木块叠放在水平桌面上,对B物体施加一水平向右的推力F,三木块均静止,分别分析三个物块受到的力。
上海高中物理——受力分析的基本方法与原则
上海高中物理——受力分析的基本方法和原则江苏省靖江市季市中学范晓波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。
受力分析的基本方法和原则
受力分析的基本方法和原则受力分析是力学中的重要基础,用于研究物体受到外力作用后的运动和变形。
它通过分析物体受力情况,确定物体的平衡状态,并计算物体的运动和力学性质。
受力分析的基本方法和原则如下:一、基本方法1.确定各个力的大小和方向:受力分析首先需要确定所有作用在物体上的力的大小和方向。
这些力可以是物体所受的外力,也可以是物体自身施加的内力。
2.利用平行四边形法则合成力:物体所受的多个力可以通过平行四边形法则来合成一个等效力。
该等效力在大小和方向上等于原力的合成,方便后续分析。
3.利用力的平衡条件:根据力的平衡条件,即合力为零,物体处于静止或匀速直线运动的状态。
可以利用此条件解决力学问题。
4.进行数值计算:根据已知条件和平衡方程,进行数值计算,得到物体的运动和力学性质。
二、基本原则1.牛顿第一定律:牛顿第一定律也称为惯性定律。
它指出,一个物体若受到合力为零的作用,将保持静止状态或匀速直线运动状态。
利用这个原则,可以判断物体是否处于平衡状态。
2. 牛顿第二定律:牛顿第二定律描述了力与物体运动的关系。
它指出,当一个物体受到合力作用时,其加速度与合外力成正比,与物体的质量成反比。
即F = ma,其中F为合外力,m为物体的质量,a为物体的加速度。
通过牛顿第二定律可以计算物体的加速度和合力。
3.牛顿第三定律:牛顿第三定律也称为作用-反作用定律。
它表明,任何两个物体之间的相互作用力大小相等、方向相反,并且作用在两个物体的不同点上。
利用这个定律,可以分析物体之间的相互作用力,解决力学问题。
4.简化假设和近似处理:在实际的受力分析中,为了简化问题和计算,可以进行一些合理的假设和近似处理。
比如可以忽略物体自身的重力,忽略摩擦力等,从而简化分析和计算的复杂度。
总结起来,受力分析的基本方法和原则包括确定各个力的大小和方向、利用合成力和平衡条件、进行数值计算等。
基本原则包括牛顿定律和作用-反作用定律,以及简化假设和分清内外力。
受力分析的基本技巧和方法
受力分析的基本技巧和方法受力分析的基本技巧和方法在日常的学习中,相信大家一定都接触过受力分析吧!怎么去学习受力分析呢?以下是小编整理的受力分析的基本技巧和方法,仅供参考,希望能够帮助到大家。
受力分析的基本技巧和方法初中物理受力分析的知识点对物体进行受力分析,主要依据力的概念,分析物体所受到的其他物体的作用。
具体方法如下:1.明确研究对象,即首先确定要分析哪个物体的受力情况。
2.隔离分析:将研究对象从周围环境中隔离出来,分析周围物体对它施加了哪些作用。
3.按一定顺序分析:口诀是一重、二弹、三摩擦、四其他,即先分析重力,再分析弹力和摩擦力。
其中重力是非接触力,容易遗漏;弹力和摩擦力的有无要依据其产生条件,切忌想当然凭空添加力。
4.画好受力分析图。
要按顺序检查受力分析是否全面,做到不多力也不少力。
受力分析(1)确定所研究的物体,分析周围物体对它产生的作用,不要分析该物体施于其他物体上的力,也不要把作用在其他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)按“性质力”的顺序分析。
即按重力、弹力、摩擦力、其他力顺序分析,不要把“效果力”与“性质力”混淆重复分析。
(3)如果有一个力的方向难以确定,可用假设法分析。
先假设此力不存在,想像所研究的物体会发生怎样的运动,然后审查这个力应在什么方向,对象才能满足给定的运动状态。
力的合成与分解(1)合力与分力:如果一个力作用在物体上,它产生的效果跟几个力共同作用产生的效果相同,这个力就叫做那几个力的`合力,而那几个力就叫做这个力的分力。
(2)力合成与分解的根本方法:平行四边形定则。
(3)力的合成:求几个已知力的合力,叫做力的合成。
共点的两个力(F 1 和F 2 )合力大小F的取值范围为:|F 1 —F 2 |≤F≤F 1 +F 2 。
(4)力的分解:求一个已知力的分力,叫做力的分解(力的分解与力的合成互为逆运算)。
在实际问题中,通常将已知力按力产生的实际作用效果分解;为方便某些问题的研究,在很多问题中都采用正交分解法。
受力分析的基本技巧和原则
受力分析的基本技巧和原则1. 给物体所受到的力贴上标签在进行受力分析时,第一步是给物体所受到的力贴上标签。
这可以帮助我们清晰地理解每个力的来源和性质。
常见的力包括重力、弹力、摩擦力等。
在标签中还需要包括力的大小、方向和作用点。
例如,如果我们要分析一本书在桌子上静止的情况,我们可以标记为:重力向下(9.8 N),桌面对书的支持力向上(9.8 N)。
2. 利用叉向图进行受力分析叉向图是进行受力分析的常用工具。
它通过将力表示为箭头,并按照力的大小和方向绘制在图上,可以帮助我们直观地了解各个力之间的关系。
在绘制叉向图时,可以选择一个合适的比例尺,以保持图的清晰度和可读性。
箭头的长度表示力的大小,箭头的方向表示力的方向。
叉向图的绘制可以帮助我们判断物体所受到的总力的大小和方向,以及力的平衡和不平衡情况。
3. 使用受力平衡原则在进行受力分析时,受力平衡原则是一个重要的基本原则。
根据该原则,如果物体受到的合力为零,则物体处于力的平衡状态。
根据受力平衡原则,我们可以计算物体所受到的合力,并确定力的平衡状态。
例如,如果一个物体受到三个力,且它们的合力为零,则我们可以得出结论,这个物体处于力的平衡状态。
4. 考虑力的分解和合成在受力分析中,我们通常会遇到力的分解和合成的情况。
力的分解是将一个力分解为两个或多个分力的过程,而力的合成则是将两个或多个力合成为一个力的过程。
力的分解和合成可以帮助我们理解和计算物体受力的效果。
通过将力分解为垂直和水平分量,我们可以更好地分析力的作用效果。
例如,如果一个物体受到一个斜向上的力,我们可以将它分解为垂直向上和水平向上的两个分力,以便更好地理解和计算它对物体的效果。
5. 注意力的平衡和不平衡在受力分析中,我们需要注意力的平衡和不平衡情况。
力的平衡指的是物体所受到的合力为零,力的不平衡指的是物体所受到的合力不为零。
通过分析力的平衡和不平衡情况,我们可以理解物体的运动状态和结构的稳定性。
高中物理受力分析技巧和基本方法
高中物理受力分析技巧和基本方法高中物理受力分析技巧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。
先分析比较简单的,也就是物体处于静止状态或者匀速直线运动状态的物体,因为这类物体受力平衡,比较容易分析,先分析受力少的状态,逐渐的增加力的个数,做到熟练的掌握这种情况。
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一个一个分析。
明确研究对象,并把物体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系统。
受力分析时要注意质点与物体的差别。
一个物体由于运动情况的不同或研究的重点不同,有时可以把物体看作质点,有时不可以看作质点,如果不考虑物体的转动而只考虑平动,那就可以把物体看作质点。
在以后运用牛顿运动定律讨论力和运动的关系时均把物体认为是质点,物体受到的是共点力。
小编推荐《高中物理成绩如何快速提高提高物理成绩的方法》高中物理受力分析基本方法注意每分析—个力,都应找出它的施力物体,以防止多分析出某些不存在的力。
例如汽车刹车时还要继续向前运动,是物体惯性的表现,并不存在向前的“冲力”。
又如把物体沿水平方向抛出去,物体做平抛运动,只受重力,并不存在向水平方向抛出的力。
物体之所以处于不同的运动状态,是由于他们的受力情况不同。
要研究物体的运动情况,首先要分析物体的受力情况。
正确分析物体的的受力情况,是解决力学乃至整个物理学问题的前提和关键。
受力分析-共点力平衡
受力分析共点力平衡知识点一、受力分析一、定义:把指定物体(研究对象)在特定的物理环境中受到的所有外力都找出来,并画出受力示意图的过程.二、受力分析的两条基本原则:1、只分析物体受到的力,不能把研究对象对外界物体施加的力也画在受力图上。
2、只研究物体所受共点力的情况,只有共点力才能利用平行四边形定则和三角形定则进行合成与分解,所以受力分析时,应注意所有力的作用点都是同一点.三、受力分析的一般顺序①明确研究对象,并将它从周围的环境中隔离出来,以避免混淆.由于解题的需要,研究的对象可以是质点、结点、单个物体或物体系统.②按顺序分析物体所受的力.一般遵守“主动力和运动状态决定被动力”的基本原则,按照场力(重力、电场力、磁场力)、接触力(弹力、摩擦力)、已知外力的顺序进行分析,要养成按顺序分析力的习惯,就不容易漏掉某个力.③正确画出物体受力示意图.画每个力时不要求严格按比例画出每个力的大小,但方向必须画准确.一般要采用隔离法分别画出每一个研究对象的受力示意图,以避免发生混乱.④检查.防止错画力、多画力和漏画力.四、受力分析的基本方法1、条件法(1)受力分析时,当不明确一个力是否存在,可以通过分析这个力的产生条件判断该力是否存在;(2)根据力与力之间的关系性进行判断,比如有摩擦力是一定存在弹力;(3)根据物体的运动状态确定力是否存在,即主动力和运动状态决定被动力。
1、如图所示,一物体在粗糙水平地面上受斜向上的恒定拉力F作用而做匀速直线运动,则下列说法正确的是()A.物体可能只受两个力作用B.物体可能受三个力作用C.物体可能不受摩擦力作用D.物体一定受四个力2、如图所示,光滑斜面上有两个叠放在一起的物体A、B,A跟光滑竖直墙壁接触,B跟墙壁不接触,两物体均处于静止状态,试画出A、B两物体的受力图.3、如图所示,在水平力F作用下,A、B保持静止.若A与B的接触面是水平的,且F≠0. 则关于B的受力个数可能为()A.3个B.4个C.5个D.6个4、L形木板P(上表面光滑)放在固定斜面上,轻质弹簧一端固定在木板上,另一端与置于木板上表面的滑块Q相连,如图所示.若P、Q一起沿斜面匀速下滑,不计空气阻力.则木板P的受力个数为()A.3 B.4 C.5 D.62、整体法和隔离法整体法:将加速度相同的几个相互关联的物体作为一个整体进行分析的方法,研究系统外的物体对系统整体的作用力或系统整体的加速度,受力分析时不考虑系统内各物体之间的相互作用力(对系统而言,相互作用力为系统内力,等大反向,相互抵消)。
如何进行受力分析
如何进行受力分析湖北广水市一中白庆然432700 对物体进行正确的受力分析是解决物理问题的关键,在高中物理的学习过程中占据极其重要的地位。
受力分析是分析、解决物理问题的一个重要环节,如果这一环节出现了问题,将导致解题错误。
因此,养成良好的受力分析习惯变显得尤为重要。
下面就受力分析的方法、步骤、以及应注意的问题等几方面来作说明。
一、受力分析的方法1.隔离法(隔离法是物理学中研究问题的最基本方法):将所确定的研究对象从周围物体中隔离出来,进而分析周围有哪些物体对它施加了力的作用,方向如何,并将这些力一一画在受力图上。
在画支持力、压力和摩擦力的方向时容易出错,要熟记支持力、压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相对运动(或相对运动趋势)方向相反。
2.整体法:将两个或两个以上的物体组成的整体选为研究对象。
整体法也是物理学中研究问题的一种重要方法,当隔离法解决某些问题较困难时,整体法便显示出它的优越性,如能将隔离法和整体法结合起来灵活运用会有很好的效果。
二、受力分析的步骤1.明确研究对象,即确定我们要分析哪个物体的受力情况。
2.首先分析重力(或其他场力,如电场力、磁场力)。
3.接着分析弹力:围绕研究对象一周,找出与它接触的物体,根据弹力产生条件(直接接触且有弹性形变),分析研究对象受到的弹力。
4.然后根据摩擦力产生条件(粗糙接触面间有弹力且有相对运动或相对运动趋势),分析研究对象受到的摩擦力。
5.再根据题意分析研究对象受到的其他力。
6.最后画出研究对象的受力示意图。
高中阶段,一般情况下研究对象可看作质点,画示意图时,可把所有力的作用点画在一点上。
例 1 如图1所示,对静止在水平地面上的A、B 两物体分别进行受力分析。
解析按受力分析的步骤与力的产生条件易知,A物体受到重力G A与支持力F NI两个力的作用(如图2所示)。
B物体受到重力G B、地面对它的支持力F N2、A物体对它的压力F NI '三个力的作用(如图 3所示)。
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。
受力分析的知识点总结
受力分析的知识点总结在受力分析中,常见的受力包括拉力、压力、剪力和弯矩等。
下面我将总结一些受力分析的知识点,希望能帮助大家更好地理解这一概念。
1. 三大静力学定律在受力分析中,静力学定律是基本的理论基础。
其中包括牛顿第一定律(惯性定律),牛顿第二定律(运动定律)和牛顿第三定律(作用与反作用定律)。
这三大定律为我们分析受力提供了基本方法。
2. 受力的分类受力可以分为内力和外力。
内力是物体内部各个部分之间相互作用的力,它们保持物体的形状和结构;外力则是物体外部施加在物体上的力,它们会改变物体的形状和结构。
在受力分析中,我们需要将内力和外力进行合适的分类和区分。
3. 受力的作用点、方向和大小在受力分析中,我们需要准确地确定受力的作用点、方向和大小。
作用点是指受力作用的位置,方向是指受力的作用方向,大小则是指受力的大小。
这些参数对于分析物体的受力情况至关重要。
4. 受力的合成与分解在实际工程问题中,往往会出现多个受力同时作用在同一个物体上的情况。
这时,我们需要将这些受力进行合成或分解,以便更好地分析其受力情况。
合成受力是将多个受力合并为一个单一的等效力,分解受力则是将一个受力分解为若干个非共线的力的和。
5. 牛顿定律在受力分析中的应用牛顿定律是受力分析的基本原理之一,它包括牛顿第一定律、牛顿第二定律和牛顿第三定律。
在受力分析中,我们需要灵活运用这三大定律,从而找到物体的平衡条件,预测其运动和变形情况。
6. 静力学平衡的条件在受力分析中,静力学平衡是一个重要的概念。
一个物体处于静力学平衡的条件是,物体受到的合外力和合外力矩为零。
通过静力学平衡条件,我们可以分析物体受力情况,从而预测其稳定性和安全性。
总之,受力分析是工程学和物理学中一个重要的概念,它用来研究物体在外力作用下的受力情况。
通过受力分析,我们可以找到物体的平衡条件,预测物体的运动和变形情况,从而帮助我们设计和优化工程结构。
以上是一些受力分析的知识点总结,希望能帮助大家更好地理解这一概念。
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: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。
受力分析的三种基本方法
基础物理障碍分析自主招生2020年1月中孝生最浬化受力分析的三种基本方法■王在物理问题中,正确地进行受力分析是解决力学问题的关键,是运用力学规律列方程的前提。
下面就正确进行受力分析需要掌握的三种方法逐一分析。
1.基本概念法:从“力是物体间的相互作用”这一概念着手,搞清楚研究对象与哪些物体之间有相互作用,分析时可按重力、弹力、摩擦力、其他力的顺序逐步进行。
例1如图1所示,光滑小球处于平衡状态,试分析它受到哪些力的作用。
解:以小球为研究对象,与小球有相互作用的物体均为三个,它们施于小球的作用力也为三个,力的示意图女口图2所示。
图22.力的性质法:从“不同性质的力其大小和方向的决定因素及产生条件各有不同”的特点出发,依次分析研究对象所受的各个力。
例2如图3a所示,两木块A、B靠在一起,在一水平力F的作用下A、B—起紧靠在竖直墙上。
设A、B的质量分别为m1,zn2,试求两木块所受的摩擦力。
解:按力的性质法,静摩擦力产生的条件是两物体接触有相对运动趋势而无相对运动,它的方向总是和物体相对运动的趋势方向相反,因此分析静摩擦力时,先要看隔离体与其他物体有无接触,再看两物体有无相对运动趋势。
先分析木块A,在重力mt g的作用下,相对于B有下落趋势,因而它必受到B对它瑞的向上的摩擦力八,由平衡条件知/1=再分析B,B受重力及八的反作用力八',这两个力的方向都向下,使B相对于墙必然有下落趋势,因此墙给B的摩擦力应向上。
由平衡条件知,f2=fx,+m2g a A、B两木块的受力情况如图3b所示。
b图33.力的效应法:从“力是使物体产生加速度和发生形变的原因”入手,通过对研究对象运动状态及其状态改变的分析来确定它是否受到某个力或某些力。
例3如图4所示,质量为m的物体A 放置在质量为M的物体J3上,B与弹簧相连,它们一起在光滑水平面上做简谐振动,振动过程中A、B之间无相对运动。
设弹簧的劲度系数为人。
当物体离开平衡位置的位移为工时,A、B间摩擦力的大小等于多少?解:应用力的彳|11效应法分析。
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。
受力分析方法
物体的受力分析方法一、受力分析方法:⑴假设法:判断静摩擦力的方向;确定某个力是否存在.⑵整体法和隔离法:隔离法的目的是将不能分析和计算的内力(不改变系统的运动状态)转化为外力.整体法和隔离法的选用原则是①优先考虑整体法:②当需要将内力转化为外力时必须采用隔离法.二、受力分析的基本原则:5.如图,在粗糙的的水平面上放一个三角形木块a,物体b在a的斜面上匀速下滑,则A.a保持静止,而且没有相对水平面运动的趋势B.a保持静止,但有相对水平面向右运动的趋势C.a保持静止,但有相对水平面向左运动的D.因未给出所需数据,无法对a是否运动或有无运动趋势作判断6.如图所示,一木块放在水平桌面上,在水平方向共受到三个力即:F1、F2和AB F图FΘAF B图b θ1θ2 c图左 b 右v a图AΘAB FC 图图θ AF B图摩擦力作用,木块处于静止状态.其中F 1=10N,F 2=2N,若撤去F 1,则木块在 水平方向受到的合力为A.10N,方向向左B.6N,方向向右C.2N,方向向左D.零7.如图所示,A 、B 、C 三物体的质量分别为m A 、m B 、m C ,A 、B 间用细绳连接 挂在固定在C 上的光滑定滑轮上,整个系统相对于地处于静止状态,则B 对C 和地面对C 的摩擦力的大小分别为的水平上表面再轻放一重物 平方向的夹角α.14.如图所示,木板B 放在水平地面上,在B 上放一重460N 的物体A,A 与B 、B 与地面间的动力摩擦因数均为μ=0.2,木板B 重力不计, 当用 水平力F 将木板向右匀速拉出时,绳子与水平方向的平角为θ=37°. 求绳中的张力和水平拉力各为多少?左 右 F 1 A F 2 图BC A图FA B 图。
(完整word版)受力分析方法
图1-16 图1-18【受力分析】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 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.(4)然后要做一番检查,看每个力是否存在施力物体,受力情况是否和物体的运动状态相矛盾.【例题精析】 例1 如图1-16所示,斜面体A 静止在地面上,物块B 静止在斜面上,A 是否受到地面的摩擦力?解析:B 和A 的受力情况分别如图1-17,由B 可知,N 和f 的合力和m B g 构成平衡力;对A ,N ′和f ′的合力应竖直向下,大小等于m B g,所以A 不受地面的摩擦力。
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。
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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:
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