弹力的判断

弹力的判断[转载]

受力分析是力学的根本，其地位就像乘法口诀在数学计算中的地位一样，如果受力分析错了，那么你整个物理问题的分析都是错的。所以受力分析是学习力学的关键，而受力分析的关键又是分析清楚重力、弹力、摩擦力三大力。本文就弹力的分析作例析。

一、假设法

欲分析一物体的某一接触处是否有弹力作用，可先假设没有所接触的物体，看看被研究的物体有怎样的运动趋势。

1.若被研究对象侧向约束物一边，则两者之间是挤压的弹力，其方向与接触面（或接触点的切面）垂直，且指向研究对象内部。

2.若被研究对象侧向远离约束物一边，则两者之间只可能产生拉伸的弹力，倘若仅是细绳连接，其方向必定沿绳而指向各自的外部。

3.若被研究对象不动，则两者之间无弹力。

例题1。如下图，甲图中，若将约束物B去掉，A不动；而将约束物C去掉后，A要向C 运动。所以B对A无弹力，C对A有弹力，且为挤压的弹力，其方向垂直于接触面指向A内部。乙图中，将斜面去掉，小球不动；丙图中，斜面去掉后，小球将摆动。所以乙图中斜面对小球无弹力，丙图中斜面对小球有弹力，其方向垂直于斜面向上。另外乙图、丙图中细绳对小球有拉伸的弹力，方向沿绳而指向绳收缩的方向(指向小球的外部)。

二、替换法

用细绳替换装置中的杆，看能否维持原来的力学状态。如果能维持，则说明这个杆提供的是拉力，否则提供的是支持力。

例题2。如下图，分析甲图中装置AB、AC杆对A的弹力方向时，将AB、AC用细绳代替。代替AB后，装置状态不变，说明AB对A施加的是拉力；替换AC后，原状态不能维持，说明AC对A施加的是支持力。如图乙所示。

三、运动状态分析法

由运动状态分析弹力，即物体的受力必须与物体的运动状态相符合，依据物体的运动状态，由力的平衡条件列方程，求解物体间的弹力。

例题3：如图，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量为m的小球，试分析小车处于静止状态时杆对球的弹力的大小和方向。

分析：接触面间的弹力方向一定垂直于接触面，但固定在杆上的物体受到的弹力大小和方向都是可变的，其方向可能沿杆，也可能不沿杆，故需利用平衡条件或牛顿第二定律分析。小车静止时，受力平衡，即弹力和重力平衡，弹力方向竖直向上，大小等于mg。

以上所所说的弹力方向的判断方法也不是彼此孤立的，遇到具体问题，要灵活、交叉运用。有时候，随着物体运动状态的变化，彼此接触的物体间的弹力也在变化，所以在上边所谈方法的基础上，具体问题具体分析，这样才能达到融会贯通、举一反三的境界。