3 物体的受力分析(隔离法与整体法)

3物体的受力分析（隔离法与整体法）

知识目标

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：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．

所选择的研究对象要与周围环境联系密切并且已知量尽量多；对于较复杂问题，由于物体系各部分相互制约，有时要同时隔离几个研究对象才能解决问题．究竟怎样选择研究对象要依题意灵活处理．

②对研究对象周围环境进行分析：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．然后按照重力、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．

③审查研究对象的运动状态：是平衡态还是加速状态等等，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根据上述分析，画出研究对象的受力分析图；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。

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

规律方法

1、物体的受力分析

【例1】以下四种情况中，物体处于平衡状态的有（D ）

A、竖直上抛物体达最高点时

B、做匀速圆周运动的物体

C、单摆摆球通过平衡位置时

D、弹簧振子通过平衡位置时

解析：竖直上抛物体在到达最高点时a=g，匀速园周运动物体的加速度a=v2/R，单摆摆球通过平衡位置时，平切向加速度a切=0，法向加速度a法=v2/R，合加速度a=v2/R，弹簧振子通过平衡位置时，a=0，故D正确

思考：单摆摆到最高点时是否是平衡状态？

【例2】如图所示，小车M 在恒力作用下，沿水平地面做直线运动，由此可以判断（CD ）

A 、若地面光滑，则小车一定受三个力作用

B.若地面粗糙，则小车可能受三个力作用

C 若小车做匀速运动，则小车一定受四个力作用 D.若小车加速运动，则小车可能受三个力作用

解析：由于F 的垂直分力可能等于重力，因此地面可能对物体无弹力作用，A 选项错误。F 有竖直分力可能小于重力，地面对物体有弹力作用，若地面粗糙，小车受摩擦力作用，共受四个力，B 选项错误。若小车做匀速运动，则水平方向所受的摩擦力与F 的水平分力平衡，这时一定受重力、弹力、拉力F 和摩擦力四个力的作用，C 选项正确；若小车做加速运动，，当地面光滑时，小车受重力和F 力的作用或受重力和F 力及地面的弹力的作用，D 选项正确。 答案：CD

说明：①在常见的几种力中，重力是主动力，而弹力、摩擦力是被动力，其中存在弹力又是摩擦力存在的前提，所以分析受力时应按重力、弹力、摩攘力的顺序去分析．

②物体的受力情况要与其运动情况相符．因此，常常从物体的运动状态入手，去分析某个力是否存

在．如本例中选项C,D 的分析．

2、 物体受力分析常用的方法及注意点

（1） 隔离法与整体法

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。

（2） 假设法

在未知某力是否存在时，可先对其作出存在或不存在的假设，然后再就该力存在与不存在对物体运动状态是否产生影响来判断该力是否存在。

（3） 注意要点

① 研究对象的受力图，通常只画出根据性质命名的力，不要把按效果分解的分力或合力分

析进去，受力图完成后再进行力的合成或分解。

② 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。

③ 在难以确定物体的某些受力情况时，可先根据（或确定）物体的运动状态，再运用平衡

条件或牛顿定律判定未知力。

【例3】如图1—19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．

解析：（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．这里

不存在上A 对B 的压力和摩擦力．因为假若存在其中的一个力，这个力会有一个

向右的水平分量．其结果B －定会向右加速运动，这与题意不符．用这种方法可

以分析出多余的力．

（2）若F ＞f Am ，这种情况B 受五个力的作用．如图l —20所示，对A 受力分

析可知，因为A 有沿面向上运动趋势，所以B 对A 的摩擦力沿面向下，根据捉顿

第三定律A 对B 的摩擦力是沿面向上即f 2．这种方法可以解决漏掉力的现象．

3、优先考虑整体法

【例4】有一个直角支架AOB ，AO 水平放置,表面粗糙, OB 竖直向下,表面光滑。AO 上套有小环P ，OB 上套有小环Q ，两环质量均为m ，两环由一根质量可忽略、不可伸长的细绳相连，并在某一位置平衡（如 F M V

mg

N

α O B

P Q