弹力、摩擦力及受力分析
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。
重力弹力摩擦力分析
(4)×。滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反,与物 体运动的方向可能相同,可能相反,也可能不在同一直线 上。 (5)×。滑动摩擦力的方向可以与物体的运动方向相同, 也可以相反,还可以与物体的运动方向成任何角度,但一 定与相对运动方向相反。
(6)×。静摩擦力是两个相对静止的物体之间,由于有相 对运动趋势而产生的阻碍物体相对运动趋势的力,两个 相对静止的物体可能是运动的,也可能是静止的。 (7)×。动摩擦因数μ由接触面的材料和粗糙程度决定, 与Ff和FN无关。
名称 项目
大小
方向
静摩擦力
_0_<Ff≤_F_f_m 与受力物体相对运动
趋势的方向_相__反__
作用 效果
总是阻碍物体间的 _相__对__运__动__趋__势__
滑动摩擦力
Ff=_μ__F_N 与受力物体相对 运动的方向_相__反__ 总是阻碍物体间
的_相__对__运__动__
如图,物体A、B沿水平面向右运动(A、B间接触面粗
考点1 弹力的分析与计算 1.弹力有无的判断“四法”: (1)条件法: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。此方法多用来判断形变较明显的 情况。
【解析】选B。A选项中,a、b间如果存在弹力,则b给a 的弹力水平向左,a将向左做加速运动,显然与题设要求 不符,故A选项中a、b间无弹力作用。同理,C选项中a、 b间没有弹力。对于D选项,也可以假设a、b间有弹力, 则a(斜面)对b的弹力将垂直于斜面向上,因此,b所受的 合外力不为零,即b不可能处于静止状态,故D选项中a、
3.胡克定律: (1)内容:在_弹__性__限__度__内,弹力和弹簧形变大小 (伸长或缩短的量)成_正__比__。 (2)表达式:F=_k_x_。 ①k是弹簧的_劲__度__系__数__,单位是牛顿每米,用符号N/m 表示;k的大小由弹簧_自__身__性__质__决定。 ②x是弹簧长度的_变__化__量__,不是弹簧形变以后的长度。
(完整版)摩擦力及受力分析
A
F
B
练习题:如图所示,物体 B 的上表面水平,B 上面载着物体 A,当它们一起沿斜面匀速
下滑时,A 物体受到的力:( )
A B
A.只有重力;
B.只有重力和支持力;
C.只有重力、支持力和摩擦力; D.有重力、支持力、摩擦力和斜面对它的弹力
类型题: 摩擦力方向的确定
1、由相对运动或相对运动的趋势确定,摩擦力的方向总与相对运动或相对运动趋势的方向 相反。
甲
已
【例 10】分析下列物体 A 的受力
丙
丁
【达标测试】
1. 运动员用双手握住竖直的竹杆匀速攀上和匀速下滑,他所受的摩擦力分别是 f1 和 f2,那 么( )
A. f1 向下,f2 向上,且 f1 f 2
B. f1 向下,f2 向上,且 f1>f2
C. f1 向上,f2 向上,且 f1 f 2
D. f1 向下,f2 向下,且 f1 f 2
4、用整体法来确定 【例 6】如图所示,三角形劈块放在粗糙的水平面上,劈块上放一个质量为 m 的物块,物块 和劈块均处于静止状态,则粗糙水平面对三角形劈块:( )
A.有摩擦力作用,方向向左; B.有摩擦力作用,方向向右;
C.没有摩擦力作用;
D.条件不足,地面与劈块之间的摩擦力情况?)
一般应按先分析重力,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,在有弹力的接触面上分析是否存在摩擦力(只有在有弹力的接触面之间
才可能有摩擦力),;最后再分析其他场力(电场力、磁场力),边分析边画出力的示意图。
3、画完后进行定性检验,看物体能否处于题目所给的状态
二,受力分析的注意事项
1、明确研究对象。选取研究对象的原则是要使对问题的研究尽量简便。研究对象可以是单
常见力的分析重力摩擦力弹力等力的特点与作用
常见力的分析重力摩擦力弹力等力的特点与作用重力、摩擦力、弹力等是我们日常生活中常见的力。
它们在物理学中起着重要的作用,并具有一些特点。
本文将对这些常见力进行分析,并探讨它们的特点与作用。
一、重力重力是指物体之间的吸引力,是地球吸引物体的力。
重力的特点如下:1. 方向:重力的方向是垂直向下的,即指向地心;2. 大小:重力的大小与物体的质量有关,质量越大,重力越大,符合牛顿的万有引力定律;3. 表达式:重力可以用公式F=mg表示,其中F表示重力的大小,m表示物体的质量,g表示重力加速度,其数值约为9.8 m/s²。
重力的作用主要有:1. 保持物体在地面上:重力使物体受到向下的作用力,使物体保持与地面接触,防止物体漂浮或飞离地面;2. 影响物体下落的速度:重力是使物体下落的原因之一,物体在无空气阻力的情况下,重力将加速物体的下落速度;3. 维持行星的运动:重力是行星之间相互吸引的力,它维持着行星的轨道运动,保持星系的稳定。
二、摩擦力摩擦力是物体相对运动或准备相对运动时产生的一种力。
摩擦力的特点如下:1. 方向:摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反;2. 大小:摩擦力的大小与物体之间接触面积以及物体表面的粗糙程度有关;摩擦力的作用主要有:1. 阻止物体滑动:摩擦力可以使物体受到抵抗,阻止物体在表面上滑动;2. 提供行驶的力量:例如车轮与地面之间的摩擦力可以提供车辆行驶的动力;3. 使物体停止:摩擦力可以使运动物体逐渐停止,将动能转化为热能。
三、弹力弹力是物体恢复形状或长度时产生的力,也称为弹性力。
弹力的特点如下:1. 方向:弹力的方向与物体变形的方向相反;2. 大小:弹力的大小与物体发生形变的程度有关,物体形变越大,弹力越大。
弹力的作用主要有:1. 恢复物体的形状:弹力可以使物体在外力作用后恢复原状;2. 存储和释放能量:例如弹簧,当它被压缩或拉伸时,可以存储弹性势能,当释放时,可以将弹性势能转化为动能或其他形式的能量。
高中物理受力分析汇总
在已知物体运动状态和部分受力的情况下,可以通过力的平衡求解未知力的大小和方向 。
力的平衡与其他力的关系
与牛顿第二定律的关系
在力的平衡状态下,物体的加速度为零,因此牛顿第二定律$F = ma$中的$a$为零,从而可以求解物 体的质量。
与摩擦力的关系
在分析力的平衡时,需要考虑摩擦力对物体运动状态的影响。摩擦力可能使物体静止或匀速直线运动 ,也可能使物体产生加速度。
擦力。
动摩擦力
两个接触面之间有相对 运动时产生的摩擦力。
摩擦系数
描述接触面粗糙程度的 物理量,与接触面的材
料、表面状况有关。
摩擦力在物体运动中的作用
启动和停止
摩擦力在物体的启动和停 止过程中起到关键作用, 影响物体的运动状态。
方向改变
摩擦力可以改变物体的运 动方向,例如在圆周运动 中提供向心力。
能量转换
合力与分力可以与其他力相互转化,例如在分析静摩擦力 和滑动摩擦力时,可以将它们视为合力或分力的一部分。 同时,合力与分力还可以与弹力、重力等其他类型的力相 互关联,共同影响物体的运动状态。
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高中物理受力分析汇总
汇报人: 202X-12-23
目录
• 受力分析概述 • 重力分析 • 弹力分析 • 摩擦力分析 • 力的平衡分析 • 力的合成与分解
01
受力分析概述
定义与目的
定义
受力分析是指对物体受到的各种 力(如重力、弹力、摩擦力等) 进行识别、分析的过程。
目的
确定物体所受的力,理解力的作 用效果,为解决力学问题提供基 础。
受力分析的基本步骤
01
02
03
04
确定研究对象
受力分析弹力摩擦力高考题型附答案
1.如图所示,在倾角为α的传送带上有质量均为m 的三个木块1、2、3,中间均用原长为L ,劲度系数为k 的轻弹簧连接起来,木块与传送带间的动摩擦因数均为μ,其中木块1被与传送带平行的细线拉住,传送带按图示方向匀速运行,三个木块处于平衡状态.下列结论正确的是 ( )A .2、3两木块之间的距离等于L +mg cos akμB .2、3两木块之间的距离等于L +sin a cosamgkμ+C .1、2两木块之间的距离等于2、3两木块之间的距离D .如果传送带突然加速,相邻两木块之间的距离都将增大 【答案】B【解析】本题考查受力平衡问题,对木块3进行受力分析,如图所示.设2、3之间的弹簧的形变量为Δx1,因为木块处于平衡状态,故k•Δx1=mgsin α+μmgcos α,则2、3两木块之间的距离等于L +(sin α+μcos α)mgk ,选项A 错而B 正确;将木块2、3作为一个整体,设1、2之间的弹簧的形变量为Δx2,由受力平衡得:k•Δx2=2mgsin α+2μmgcos α,则1、2两木块之间的距离等于L +2(sin α+μcos α)mgk ,选项C 错误;如果传送带突然加速,不影响木块的受力情况,故相邻两木块之间的距离保持原值不变,选项D 错误点评:胡克定律一直是考查力学知识的重点问题,F=kx 中的x 指的是形变量而不是弹簧长度,分析弹簧长度变化问题时主要是找到初末状态的弹簧形变量2.如图所示,轻绳两端分别与A 、C 两物体相连接,m A =1kg ,m B =2kg ,m C =3kg ,物体A 、B 、C 及C 与地面间的动摩擦因数均为μ=0.1,轻绳与滑轮间的摩擦可忽略不计,若要用力将C 物体匀速拉出,则所需要加的拉力最小值为(取g=10m/s 2)( )A .6NB .8NC .10ND .12N 【答案】B 【解析】试题分析:若要用力将C 物拉动,A 会向右运动,AB 间的最大静摩擦力1N fAB A F m g μ==,BC 间的最大静摩擦力()3N fBC A B F m m g μ=+=,所以AB 间滑动,BC 间不滑动,当右侧绳子对A 的拉力为=1N T F 时,A 开始动,此时BC 可以看成一个整体,受到向右的力和拉力大小相等即()8N fAB T A B C F F F m m m g μ=++++=。
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。
高一物理必修一如何分析弹力和摩擦力
如何分析弹力和摩擦力对物体的受力情况作出全面准确的分析,是解决力学问题的前提和基础。
受力分析方法和能力是物理学的基本方法和能力。
分析一个物体的受力情况,比较困难的是弹力和摩擦力。
1.弹力的分析(1)产生条件弹力属于接触力,是被动力,产生条件是两物体直接接触且接触处有弹性形变发生。
判断接触处有无形变,要根据已知力(主动力)和重力的合力的作用效果,看接触处有无挤压或拉伸。
(2)方向物体是在发生弹性形变的时候产生弹力的,弹力总是反抗引起形变的外力,欲使自己恢复原形。
因此绳索等柔软体发生拉伸形变时产生的弹力(拉力)沿绳索指向绳索伸长的反方向(缩短方向);两个相互挤压的物体间的弹力(压力或支持力)垂直于接触面(非平面接触时是切面或公切面)指向形变的反方向或指向使它发生形变的力的反方向。
(3)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。
对于弹簧,在弹性限度内,弹力的大小与弹簧的形变成正比(中学阶段只限于沿弹簧轴线的形变)。
对于弹簧沿非轴线形变或其它物体的弹力的大小,一般由力的平衡条件或牛顿第二定律分析求解。
(4)易错辨析杆的弹力:杆产生的弹力的方向比较复杂,有时沿杆方向,有时不在杆的方向上;有时是拉力,有时是推力。
具体方向和大小要结合题目意思,综合运用力学知识(共点力的平衡条件或牛顿运动定律)和方法分析判断。
弹簧的弹力不可突变:当弹簧受外力作用,被压缩或伸长后产生一定的弹力,若使它伸长或压缩的外力突然撤去,这一时刻,由于弹簧的形变不可能在一瞬间(时刻)发生变化,所以,外力撤去的时刻,弹簧的弹力不变。
弹簧发生非轴线形变是的弹力:此时弹力不在弹簧轴线方向,方向及大小一般运用共点力平衡条件或牛顿第二定律确定。
多解问题:在有弹簧的问题中,当弹簧是处于伸长还是压缩形变不确定或形变量大小不确定时可产生多解情况,应就各种可能情况分别进行讨论。
跨过光滑定滑轮的绳:对于跨过静滑轮或光滑物体的轻绳等,两边的弹力大小相等。
重力、弹力、摩擦力、受力分析》经典
一 绳OC与竖直方向成30度角, O为质量不计的滑轮,绳与滑轮间摩擦不计,已知物体B重1000N, 物体A重400N,A,B均静止。 求:1. OB绳的拉力 2.物体B所受摩擦力为多大 3.OC绳的拉力为多大
1. 定滑轮是不省力的 所以OB绳的拉力为A的重量!即为400N 2. 由图分析可知OB和水平面夹角为60°则OB拉力水平方向上的 分力为400*cos30度 3 . OC OA OB三力平衡所以能形成封闭的三角形定焦为120°的等腰 三角形两短边为400求最大边即为OC的拉力2*400*cos30°=400根号3
质量为1kg的滑块放在质量为1kg的长木板左端,木板放在光滑 水平面上,滑块与木板之间的动摩擦因数为0.1,木板长 L=75cm,开始时两者都处于静止状态,现用水平向右的恒力F 拉小滑块向木板的右端运动,为了在0,5s末使滑块从木板右 端滑出,力F应多大?
要想将滑块拉出,则滑块和木板的加速度不同,设滑块加 速度为a1,木板加速度为a2 画个二者运动的草图,得知,滑块的位移比木板的位移正 好大75cm,即木板的长度,根据这个关系,列式: a1=(F-umg)/m=F-1 a2=ug=1 X1-X2=1/2(F-1)t^2 - 1/2*1*t^2=0.75 t=0.的速度v向右运动,将工件轻轻 放在传送带的左端,由于摩擦力的作用,工件做匀加速运动,经 过时间t,速度变为v;再经时间2t,工件到达传送带的右端,求: (1)工件在水平传送带上滑动时的加速度 (2)工件与水平传送带间的动摩擦因素 (3)工件从水平传送带的左端到达右端通过的距离
弹力和摩擦力的分析与计算
弹力和摩擦力的分析与计算一、弹力1.产生条件:(1)物体间直接接触;(2)接触处发生形变(挤压或拉伸)。
2.弹力的方向:弹力的方向与物体形变的方向相反,具体情形如下:(1)轻绳只能产生拉力,方向沿绳指向绳收缩的方向.(2)弹簧产生的压力或拉力方向沿弹簧的轴线。
(3)轻杆既可产生压力,又可产生拉力,且方向沿杆。
2.弹力的大小弹力的大小跟形变量的大小有关。
○1弹簧的弹力,由胡克定律F=kx,k为劲度系数,由本身的材料、长度、截面积等决定,x为形变量,即弹簧伸缩后的长度L与原长Lo的差:x=|L-L0|,不能将x看成弹簧的长度L○2一样物体所受弹力的大小,应依照运动状态,利用平稳条件和牛顿运动定律计算,例2小车的例子就说明这一点。
注意:一根绳打上死结,若是在死结处施力,绳索变成两根,因此这两根绳索的形变及它们的弹力可能会不同;而绳索打活扣时,如绕在滑腻滑轮上的绳索,整个绳索上的张力处处相等。
重难点冲破一、弹力有无判定弹力的方向总跟形变方向相反,但很多情形接触处的形变不明显,这给判定弹力是不是存在带来困难。
可用以下方式解决。
1、拆除法:将研究对象接触的物体从想象中去掉,看研究状态可否维持原态,假设不能,那么说明无弹力;假设能,那么说明有弹力。
2、假设法:假设接触处存在弹力,作出物体的受力图,再依照力和运动的关系判定是不是存在弹力。
3、依照力的平稳条件来判定:在有些问题中,用“拆除法”和“假设法”均不能作出判定,还能够依照物理的力的平稳条件来判定。
二、弹力方向判定1、关于点与面、面与面接触的情形,弹力的方向总跟接触面垂直。
关于接触面是曲面的情形,要先画出通过接触点的切面,弹力就跟切面垂直。
2、关于杆的弹力方向问题,要专门注意不必然沿杆,沿杆只是一种特殊情形,当杆与物体接触处情形不易肯按时,应依照物体的运动状态,利用平稳条件或动力学规律来判定。
三、弹力的计算弹力是被动力,其大小与物体所受的其它力的作用和物体的运动状态有关,因此可依照物体的运动状态和受力情形,利用平稳条件或牛顿运动定律求解。
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.
物理受力分析知识点总结
物理受力分析知识点总结受力分析是物理学中非常重要的一个概念,它对于解决物体的平衡和运动问题至关重要。
在解题过程中,合理地分析物体所受到的各种力对物体的影响,可以帮助我们更好地理解物体的运动规律。
在本文中,我们将从受力的分类、受力的合成与分解、平衡条件和牛顿三定律等方面进行总结和讨论。
一、受力的分类1、接触力接触力是指物体之间由于接触而产生的力,它包括摩擦力、支持力和弹力等。
其中,摩擦力是两个物体接触时由于相互之间的不规则性而产生的阻碍相对滑动的力,方向与相互接触面的切线方向相反;支持力是指支撑物体的支撑面对物体的作用力,通常是垂直向上的;弹力是指两个物体之间由于相互接触而产生的具有弹性的力,方向与接触面法线方向相反。
2、重力重力是地球对物体的吸引力,它的大小与物体的质量成正比,与物体的重量有关,方向始终指向地球的中心。
3、电磁力电磁力是由于物体带电荷而产生的相互作用力,包括静电力和磁力。
静电力是指电荷之间相互作用的力,它可以是引力也可以是斥力,力的大小与电荷数量的大小和互相间的距离有关;磁力是指由于带电粒子在运动而产生的力,并且它们之间的作用与磁场的性质有关。
4、弹力弹力是由于物体弹性形变而产生的力,和物体的形变程度成正比,可以使物体恢复原来的形状。
5、拉力拉力是指绳、绳索等细长的物体对物体施加的张力,它的方向沿着绳的方向。
6、压力压力是指固体、液体或气体在单位面积上对物体施加的力,方向垂直于物体的表面。
以上所述为受力的几种基本分类,我们在受力分析时可以将物体所受到的各种力分解成几个基本力,再进行综合分析。
二、受力的合成与分解受力的合成与分解是物理学中一个非常重要的概念,它可以帮助我们更好地理解物体的受力情况,并在解题过程中提供一种有效的分析工具。
受力的合成是指将多个力合成为一个等效的力,以简化问题的分析;受力的分解是指将一个力分解为两个或多个部分力,以更好地分析所受的力的情况。
在受力的合成过程中,我们通常采用平行四边形法则或三角形法则来求出合成力的大小和方向。
初中物理受力分析方法和步骤
初中物理受力分析方法和步骤受力分析在进行受力分析前,需要先了解一些概念:1.平衡力、相互作用力、平衡状态平衡力是指一个物体受到大小相等、方向相反的力,两个力的受力物体是同一个产生的效果互相抵消,合力为零。
相互作用力是两个物体之间的相互作用,相互作用力的受力物体是两个。
产生的效果不能互相抵消。
平衡状态:不受力或者所受合力为零。
处于平衡状态受力一定是成对的。
一个力的效果必定有另一个力与之相抵消。
2.摩擦力、静摩擦力与动摩擦力摩擦力产生的条件包括物体间相互接触、物体间有相互挤压作用、物体接触面粗糙、物体间有相对运动趋势或相对运动。
静摩擦力等于其方向上的拉力或重力。
动摩擦力等于拉力、重力或其和差(一定要在平衡状态下分析)。
接下来是受力分析的方法与步骤:1.明确研究对象进行受力分析前,需要先确定受力的对象。
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.有序地分析受力养成按一定的步骤进行受力分析的惯,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三个常用的方法:假设法、根据运动状态判断受力情况、用牛顿第三定律。
4.具体方法整体法与隔离法是两种常用的方法。
整体法指的是把几个物体视为一个整体,作为研究对象,只分析这一整体对象之外的物体对整体的作用力(外力),不考虑整体内部之间的相互作用力(内力)。
隔离法是指对物理问题中的单个物体或单个过程进行分析、研究的方法。
在力学中,就是把要分析的物体从相关的物体体系中隔离出来,作为研究对象,只分析该研究对象以外的物体对该对象的作用力。
备战2023年高考物理考试易错题——易错点03 重力 弹力 摩擦力 受力分析
易错点03 重力 弹力 摩擦力 受力分析易错总结1.产生弹力的条件之一是两物体相互接触,但相互接触的物体间不一定存在弹力。
(产生弹力的条件是两物体接触并有形变)2.某个物体受到的弹力作用,不是由这个物体的形变产生的,而是由施加这个弹力的物体的形变产生的。
3,压力或支持力的方向总是垂直于接触面,与物体的重心位置无关。
4,胡克定律公式x k F ∆=中的x ∆是弹簧伸长或缩短的长度,不是弹簧的总长度,也不是弹簧原长。
5.在弹簧测力计两端同时施加等大反向的力,测力计示数的大小等于它一端受力的大小,而不是两端受力之和,更不是两端受力之差。
6·杆的弹力方向不一定沿杆。
(可转动的杆的弹力方向沿杆,固定的杆的弹力方向不一定沿杆。
)7、摩擦力的作用效果既可充当阻力,也可充当 动力。
8.滑动摩擦力只与4和N 有关,与接触面的大小和物体的运动状态无关。
只有发生相对运动的物体才可能受滑动摩擦力。
9.各种摩擦力的方向与物体的运动方向无关,与相对运动方向或相对运动趋势方向相反。
10,最大静摩擦力与接触面和正压力有关,静摩擦力与压力无关。
11,摩擦力:设摩擦角为ϕ, μϕ==NF F maxtan 12.斜抛运动最高点物体速度的竖直分量等于零,而物体速度不等于零,而等于其水平分速度。
(水平方向上满足运动量守恒)⎪⎩⎪⎨⎧<>=物体静止时物体向下时物体静止时 tan tan tan μθμθμθ 13.斜抛运动轨迹具有对称性。
14,在研究弹簧形变时,用当前长度与原长做差才是形变量。
15. (1)活动杆 静止时杆的力沿杆绳AC 在分析受力时视为AO 、OC 两根绳(2)固定杆静止时杆的力无法确定 绳AC 在分析受力时视为一根绳16,合力不一定大于分力、分力不一定小于合力。
17三个力的合力最大值是三个力的数值之和,最小值不一定是三个力的数值之差,要先判断是否为零。
18,两个力合成一个力的结果是唯一的,一个力分解为两个力的情况不唯一,可以有多种分解方式,一般以力的实际作用效果分解。
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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弹力、摩擦力及受力分析【题型攻略】1.受力分析的基本思路:①确定对象:可以是单个物体也可以多个物体组成的系统;②按顺序画力:一般遵行“先场力再接触力”和“一重、二弹、三摩擦”(注意:摩擦力的前提条件是接触物有弹力);③验证: 每一个力都应找到对应的施力物体 ;受的力应与物体的运动状态对应。
2.受力分析的易错点:①混淆研究对象受到别的物体的力与研究对象对别的物体的作用力;②把合力或分力或效果力作为物体所受的力;③“漏力”或“添力”,每一个力都应找到对应的施力物体。
3.区分“轻绳”、“轻杆”和“轻弹簧”的弹力特征:轻绳只能产生拉力,不能产生压力,拉力的方向沿绳子收缩的方向;轻杆弹力方向不一定沿杆的方向;轻弹簧既能产生压力,又能产生拉力,力的方向沿弹簧轴线。
轻绳和轻杆的弹力可以突变;轻弹簧的弹力不能突变,只能渐变。
4.区分“死结“与”活结”,“定杆“与”动杆”:“死结绳子”两端拉力不一定相等,“活结绳子”两端拉力一定相等。
“定杆”(一端固定)的弹力不一定沿杆方向;“动杆”(一端可自由转动)弹力必沿杆方向。
5.摩擦力方向的判断摩擦力问题首先要搞清是静摩擦还是滑动摩擦,有时要注意两种摩擦力的相互转换。
①假设法:假设接触面光滑(即无摩擦力)时,看物体是否发生相对运动(或相对运动趋势). ②状态法:结合运动状态根据二力平衡条件、牛顿第二定律求解③转换研究对象法:牛顿第三定律④阻力或动力分析法:如皮带传动装置中,主动轮所受的摩擦力是阻力,故摩擦力方向与其转动方向相反:而从动轮所受的摩擦力是动力,故摩擦力方向与其转动方向相同。
摩擦力大小计算①静摩擦力求解:(由运动状态决定)结合运动状态根据二力平衡条件、牛顿第二或第三定律求解;②滑动摩擦力求解:(由正压力决定)公式N f F F μ=;或结合运动状态根据二力平衡条件、牛顿第二或第三定律求解。
【真题佐证】如图,墙上有两个钉子a 和b ,它们的连线与水平方向的夹角为45°,两者的高度差为l 。
一条不可伸长的轻质细绳一端固定于a 点,另一端跨过光滑钉子b 悬挂一质量为m 1的重物。
在绳子距a 端l/2得c 点有一固定绳圈。
若绳圈上悬挂质量为m 2的钩码,平衡后绳的ac 段正好水平,则重物和钩码的质量比m 1/ m 2为( )A .5B .2C .25 D .2 【答案】C【解析】平衡后设绳的BC 段与水平方向成α角,则:tan 2,sin αα== 对节点C 分析三力平衡,在竖直方向上有:21sin m g m g α=得:121sin m m α==C 。
如图所示,石拱桥的正中央有一质量为m 的对称楔形石块,侧面与竖直方向的夹角为α,重力加速度为g ,若接触面间的摩擦力忽略不计,则石块侧面所受弹力的大小为A .2sin mg α B.2s mg co αC .1tan 2mg α D.1t 2mgco α 答案:A解析:设石块侧面所受的弹力为F ,则弹力与水平方向的夹角为α,由力的平衡条件可知2sin F mg α=,所以有2sin mg F α=,A 对。
如图所示,将两相同的木块a 、b 至于粗糙的水平地面上,中间用一轻弹簧连接,两侧用细绳固定于墙壁。
开始时a 、b 均静止。
弹簧处于伸长状态,两细绳均有拉力,a 所受摩擦力fa F ≠0,b 所受摩擦力fb F =0,现将右侧细绳剪断,则剪断瞬间( )A fa F 大小不变B fa F 方向改变C fb F 仍然为零D fb F 方向向右答案:AD 解析:弹簧处于伸长状态,弹簧对物体施加的是拉力。
先对物体b 进行受力分析。
在轻绳未剪断时,b 在水平方向上受到两个力的作用,向左的弹簧的拉力和向右的绳的拉力,在突然剪断细绳时,弹簧的拉力还没有发生变化,即弹簧的长度没有变化,但物体b 具有向左运动的趋势,所以要受到一个与弹簧拉力方向相反的摩擦力,故选项C 错误,D 正确。
对物体a 受力分析,在剪断细绳前后,物体a 的位置没有发生变化,受到的弹簧拉力和细绳拉力没有发生变化,故它所受到的摩擦力没有发生变化。
故选项A 正确,B 错误。
如图所示,与水平面夹角为30°的固定斜面上有一质量m=1.0kg 的物体。
细绳的一端摩擦不计的定滑轮与固定的弹簧秤相连。
物体静止在斜面上,弹簧秤的示数为 4.9N 。
关于物体受力的判断(取g=9.8m/s2),下列说法正确的是A.斜面对物体的摩擦力大小为零B. 斜面对物体的摩擦力大小为4.9N ,方向沿斜面向上C. 斜面对物体的摩擦力大小为4.9N ,方向沿斜面向上D. 斜面对物体的摩擦力大小为4.9N ,方向垂直斜面向上答案:A解析:物体的重力下滑分量可知为4.9N ,弹簧拉力为4.9N ,物块沿斜面方向手里平衡,所以摩擦力应为0。
【模拟演练】如图所示,物块A 放在倾斜的木板上,木板的倾角α为30︒和45︒时物块所受摩擦力的大小恰好相同,则物块和木板间的滑动摩擦系数为( )A .1/2B .2/2C .3/2D .5/2【答案】B【解析】由倾度不等而摩擦力相等可知,一个是静摩擦力,另一个是滑动摩擦力,显然,当木板倾角较小,即α=30︒时,物体静止,此时是静摩擦力,大小f 1=mgsin30°;当α=45︒时,物体滑动,此时是滑动摩擦力,大小f 2=μmg cos45°;由f 1=f 2,即mgsin30°=μmg cos45°,解得μ=22。
选B 。
如图所示,壁虎在竖直玻璃面上斜向上匀速爬行,关于它在此平面内的受力分析,下列图示中正确的是答案:A 解析:壁虎在竖直玻璃面上斜向上匀速爬行,受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力,图示中A 正确.两个劲度系数分别为k 1和k 2的轻质弹簧a 、b 串接在一起,a 弹簧的一端固定在墙上,如图所示.开始时弹簧均处于原长状态,现用水平力作用在b 弹簧的P 端向右拉动弹簧,已知a 弹簧的伸长量为L ,则A .b 弹簧的伸长量也为LB .b 弹簧的伸长量为12k L k C .P 端向右移运动的距离为2LD .P 端向右移运动的距离为(1+21k k )L 答案:B解析:根据两根弹簧中弹力相等可知b 弹簧的伸长量为12k L k ,选项A 错误B 正确;P 端向右移动的距离为L+12k k L ,选项C 、D 均错。
如图所示,一轻质弹簧两端分别与竖直墙壁和物块连结,弹簧、地面水平。
A 、B 是物块能 保持静止的位置中离墙壁最近和最远的点,A 、B 两点离墙壁的距离分别是x 1、x 2。
物块与 地面的最大静摩擦力为f 。
则弹簧的劲度系数为答案:C解析:设弹簧原长为L ,对物块离墙壁最近的点,k(L- x 1)=f ,对物块离墙壁最远的点,k(x 2-L)=f ,如图所示,A 、B 两球质量均为m .固定在轻弹簧的两端,分别用细绳悬于O 点,其中球A 处在光滑竖直墙面和光滑水平墙面的交界处,已知两球均处于平衡状态,OAB 恰好构成一个正三角形,则下列说法正确的是(重力加速度为g )A .球A 可能受到四个力的作用B .弹簧对球A 的弹力大于对球B 的弹力C .绳OB 对球B 的拉力大小一定等于mgD .绳OA 对球A 的拉力大小等于或小于1.5mg答案:ACD解析:球A 可能受到重力、竖直墙面的弹力、弹簧弹力、细绳的拉力四个力的作用,选项A 正确;弹簧对球A 的弹力和对球B 的弹力是作用力和反作用力,二者大小相等,选项B 错误;由两球均处于平衡状态,且OAB 恰好构成一个正三角形知绳OB 对球B 的拉力大小一定等于mg ,选项C 正确;对A 球,若水平地面对A 球支持力为零,由平衡条件可得绳OA 对球A 的拉力等于1.5mg ;若水平地面对A 球支持力不为零,,由平衡条件可得绳OA 对球A 的拉力小于1.5mg ,选项D 正确。
如图所示,一个质量为m 的滑块静止置于倾角为30°的粗糙斜面上,一根轻弹簧一端固定在竖直墙上的P 点,另一端系在滑块上,弹簧与竖直方向的夹角为30°.则A .滑块可能受到三个力作用B .弹簧一定处于压缩状态C .斜面对滑块的支持力大小可能为零D .斜面对滑块的摩擦力大小一定等于12mg 答案:AD解析:弹簧可能恰好处于原长,滑块只受到重力、斜面支持力和摩擦力三个力作用,选项A 正确B 错误;将滑块隔离受力分析,将滑块所受重力分解为沿斜面方向和垂直斜面方向,由平衡条件可知,斜面对滑块的摩擦力大小一定等于12mg ,斜面对滑块的支持力大小一定不为零,选项C 错误D 正确。
如图所示,物体A 、B 用细绳与弹簧连接后跨过滑轮.A 静止在倾角为45°的粗糙斜面上,B悬挂着.已知质量m A =3m B ,不计滑轮摩擦,现将斜面倾角由45°减小到30°,那么下列说法中正确的是 ( )A .弹簧的弹力将减小B .物体A 对斜面的压力将减少C .物体A 受到的静摩擦力将减小D .弹簧的弹力及A 受到的静摩擦力都不变答案:C解析:将斜面倾角由45°减小到30°,弹簧的弹力等于B 的重力,不变,选项A 错误;倾角减小,物体A 对斜面的压力将增大,选项B 错误;斜面倾角为45°时,A 重力沿斜面方向分力为3m B gsin45°,由平衡条件条件可知物体A 受到的静摩擦力为3m B gsin45°-m B g ;斜面倾角由45°减小到30°,体A 受到的静摩擦力为3m B gsin30°-m B g ;所以物体A 受到的静摩擦力将减小,选项C 正确D 错误。
如图所示,在水平板左端有一固定挡板,挡板上连接一轻质弹簧。
紧贴弹簧放一质量为m 的滑块,此时弹簧处于自然长度。
已知滑块与板的动摩擦因数及最大静摩擦因数均为33。
现将板的右端缓慢抬起使板与水平面间的夹角为θ,最后直到板竖直,此过程中弹簧弹力的大小F 随夹角θ的变化关系可能是图中的( )答案:C解析:设板与水平面的夹角为α时,滑块相对于板刚要滑动,则由mgsinα=μmgcosα得 tanα=α= 6π,则θ在0-6π范围内,弹簧处于原长,弹力F=0;当板与水平面的夹角大于α时,滑块相对板缓慢滑动,由平衡条件得F=mgs inθ-μmgcosθ=)θβ-,其中tanβ=-μ,说明F 与θ是正弦形式的关系.当θ=2π时,F=mg .故选C 。