受力分析(整体法与隔离法)

受力分析
核心提示：所谓受力分析就是分析物体受什么力作用:不多、不少、不错；确定力的方向；完成力的图示。

有时需要分析各个力之间的大小和方向关系，分析力的变化情况等等。

而正确分析物体的受力情况，是解决力学问题的出发点和基本功。

一.受力分析的方法
受力分析首先要明确不同性质的各种力的特点及产生条件。

1、重力：重力的大小G=mg，与物体的质量成正比；重力的方向竖直向下。

重力的大小方向与物体的运动状态无关，不论是否接触；重力与质量是两个完全不同的物理量，同一个物体在地球上不同地方，重力不同，质量不变。

2、弹力：物体之间相互接触，并相互挤压，就会有弹力。

产生条件：接触、形变。

分析弹力时，去找哪些物体与研究对象接触，再分析这些与研究对象接触的物体对研究对象是否有弹力。

例如，铅球被运动员奋力推出，铅球在空中只受重力，而没有弹力．也没有向前的冲力。

3、摩擦力：产生条件：相互接触、相互挤压、相对静止又有相对运动趋势或相对运动。

方向：沿接触面，与相对运动趋势方向相反。

4、滑动摩擦力：与压力成正比，与接触面的粗糙程度有关 f=μN。

μ由接触面的粗糙程度决定，与接触面积大小、相对速度大小无关。

此外，需要注意的是，静摩擦力与压力无必然联系。

分析摩擦力时，去找哪些物体与研究对象有接触面，再分析这些与研究对象接触的物体对研究对象是否有摩擦力。

倘若物体之间存在摩擦力时，则物体之间一定相互挤压，一定存在弹力作用，但是彼此相互挤压的物体之间可能不存在相对运动趋势或相对运动，这时物体之间只有弹力作用而没有摩擦力作用。

倘若物体之间存在拉力作用，虽然拉力的大小不变，但由于其方向的变化，均导致物体所受弹力和静摩擦力的变化。

二.受力分析的步骤
1、选择受力分析的研究对象：在分析物体受力时，常会有几个物体，那么，你是分析哪一个物体？所以要先确定研究对象，并把它从周围物体中隔离出来。

2、具体分析物体受到的力，分析研究对象的状态及运动过程：考察周围什么物体与研究对象发生力的相互作用．注意：是分析物体受到的力，不是分析物体对外施加的力！养成按顺序作受力分析的习惯即：首先分析重力、其次分析弹力、最后分析摩擦力。

可将其概括为：一重、二弹、三摩擦，四其它来增强记忆。

3、按照力的大小、方向，将它们一一画在受力图上。

三.受力分析例题解析
例题1：如左图所示，滑轮固定在天花板上，物块A、B用跨过滑轮不可伸长的轻细绳相连接，物块B静止在水平地面上。

如用f和F N分别表示水平地面对物块B的摩擦力和支持力，则关于物体B的受力分析正确的是（）
A．可能受四个力：重力、弹力、拉力、静摩擦力
B．一定受四个力：重力、弹力、拉力、静摩擦力
C．可能受三个力：重力、拉力、静摩擦力
D．一定受三个力：重力、拉力、静摩擦力
研究对象：物体。

考查状态：处于静止状态，满足平衡条件——合外力为零
受力分析如右图所示：
表面看四个力和三个力都可能满足合外力为零。

深入分析，如果物体只受三个力而合外力为零，则物体与地面之间的弹力为零，即物体与地面之间不互相挤压。

如果物体与地面之间不互相挤压，则物体与地面之间就失去了摩擦力存在的前提条件。

而摩擦力如果不存在则物体的平衡条件将不能满足。

所以，物体B一定受四个力作用，B正确。

例题2：如左图所示，一个光滑金属球，受到在同一个水平面上的直角钢架P、Q点的作用，处于静止状态。

O点是球心，C点是球的重心。

分析球的受力情况，画出力的图示。

解答：常常有两种受力分析结果，如右图所示。

本题属于点与点接触并挤压的情况，确定弹力方向首先应过接触点作切面，弹力方向应过接触点垂直于切面。

正确结果如图（2）所示。

小结：当相互接触的物体之间是否形变不能明查时，应根据力与运动的关系来分析是否存在弹力及其方向。

例题3如图所示，重叠在一起的A 、B 、C三个重物，当B物体受到10N的水平拉力作用后，三个物体一起在水平面上向右的匀速直线运动，关于所受的摩擦力大小和方向不正确的是（）
A．A对B无摩擦力
B．C对B的摩擦力为10N，方向向左
C．水平面对C的摩擦力为10N，方向向右
D．C对水平面的摩擦力为10N，方向向右
解答此类问题需要应用整体法与隔离法来进行受力分析
（1）整体法：将ABC三个物体看成一个整体，受到水平向右的10N的拉力水平向右匀速直线运动，则ABC三个物体一定受到一个10N的水平向左的摩擦力，假若此时A与B、B 与C之间存在摩擦力的作用，他们都属于内力，可以相互抵消，那么受到的10N的力一定就是地面对C的摩擦力，方向向左，C错误；C对地面的摩擦力向右，大小也为10N，故D正确。

（2）隔离法：考虑C物体也同样水平向右匀速直线运动，则C物体也同样受到平衡力，那么C物体一定受到水平向右的10N的力的作用，这个力不可能是地面施加的，所以这个力一定是B物体施加给C物体的静摩擦力，C物体施加给B物体的摩擦力也为10N，方向向左，B正确；考虑B物体受力已经平衡，所以不需要其他物体施加给它额外的力，所以此时A物体对B物体没有力的作用，故A正确。

答案：选C
小结：由以上讨论，可知当物体之间有没有运动趋势不明朗时，可以根据力与运动的关系，如平衡条件分析判断。

综上所述：受力分析的基本方法是隔离法：明确研究对象，把它从周围物体中隔离出来，分析周围有哪些物体对它施加力的作用，各是什么性质的力，力的大小、方向怎样，并将它们一一画在受力图上。

某些力是否存在必须考察物体的运动情况后才能确定，所以研究物体运动状态和运动过程也是受力分析的重要环节。

巩固练习
1.重为G的物体在承面上静止不动。

指出下列各种情况下所受压力的大小。

2.如下图所示，下列物体静止不动，试画出小物块及小球受力示意图。

3.如下图所示，请画出物体甲、乙及人的受力示意图
4.如图12所示装置，物体B所受重力为G B，物体A在物体B的作用下在水平桌面上向右匀速运动。

小明用一个水平向左的力拉物体A，使物体B以速度v匀速上升；不计绳重及绳与滑轮之间的摩擦，试画出此时物体A的受力示意图。

5.如下图所示，请画出物体A、B的受力示意图
6.如图甲所示，完全相同的木块A和B叠放在水平桌面上，在12N的水平拉力F1作用下，
A、B一起作匀速直线运动，此时木块B所受的摩擦力为 N；若将A、B 紧靠着放在水平桌面上，用水平力F2推A使它们一起匀速运动（如图4-4乙所示），则推力F2＝ N。

6题图 7题图
7.如图所示，A、B、C三个物体，叠放在水平地面上，B和C各受5 N的水平拉力F1和F2．这三个物体都保持静止，可以断定：A和B间的静摩擦力f AB= N，B和C间的静摩擦力f BC=_ ___N，C和地面间的静摩擦力f CD= N．
9.如图中定滑轮重2N，动滑轮重1N。

物体A在拉力F＝4N的作用下，1s内沿竖直方向匀速升高了0.2m。

不计绳重和轴摩擦，则天花板对滑轮组的拉力为。

9题图 10题图 11题图 12题图
10.如图右上图所示，每个滑轮重5N(绳重和摩擦不计)，物体A重80N，B、C均为轻质弹簧测力计，用手拉着弹簧测力计C，使整个装置处于静止状态，此时弹簧测力计B的读数为50N，则物体A对地面的压力为 N。

11.如图右所示，当物体B重2N时，物体A恰能沿水平桌面向右匀速运动。

欲使物体A 沿桌面向左匀速运动，需对A施加水平向左的拉力 N。

(不计绳重和滑轮轴摩擦) 12.如图所示，小华将弹簧测力计一端固定，另一端钩住长方体木块A，木块下面是一长木板，实验时拉着长木板沿水平地面向左运动，读出弹簧测力计示数即可测出木块A所受摩擦力大小．在木板运动的过程中，以下说法正确的是( )
A．木块A受到的是静摩擦力 B．木块A相对于地面是运动的
C．拉动速度变大时，弹簧测力计示数变大 D．木块A所受摩擦力的方向向左
8.置于水平地面上的立柱质量为M，有一质量为m的猴子从立柱上下滑。

巳知猴子沿立柱匀速滑下时，受到摩擦力为f，则猴子下滑时立柱对地面的压力为( )
A.Mg
B.Mg+f
C.Mg-f
D.(M十m)g
13. 如图所示，水平地面上放着木板B，木板上叠放物体A，当用水平力F拉A时，A与B一起向右匀速运动，则 ( )
A．物体A受到的合力不等于零
B．A对B的摩擦力大小为F，方向向左
C．地面对B的摩擦力大小为F，方向向左
D．B对A的摩擦力方向向左，大小比F小
14.放在水平课桌上静止不动的物理书，受到彼此平衡的两个力是
A．桌子的重力和书对桌面的压力 B．书对桌面的压力和书的重力
C．书的重力和桌面对书的支持力 D．书对桌面的压力和桌面对书的支持力
15.一张物理试卷放在水平桌面上静止时．下列说法正确的是
A．它对桌面的压力和桌面对它的支持力是平衡力
B．它所受到的合力为零
C．因为它是静止的．所以没有受到力的作用 D．因为它受到摩擦力．所以静止在桌面上
16.如图，不计悬绳的重量，把B、C两个物体悬吊在天花板A点．当物体静止后，哪一对力是平衡力（）
A．天花板对绳的拉力和绳对B物的拉力
B．上段绳对B物的拉力和下段绳对B物的拉力
C．下段绳对B物的拉力和下段绳对C物的拉力
D．下段绳对C物的拉力和C物受到的重力
17.在光滑水平面上叠放着甲、乙两物体，如图所示，甲物体用细线拴在左边竖直墙上，现用力把乙物体从右端匀速拉出来，所用力F=15N，则甲受到左侧细线的拉力是多少？
18.如图所示，滑轮及绳子质量不计，人受到的重力为G1，木板重为G2，长为L，要使木板处于水平的平衡状态，试求：
（1）人需用多大的力拉绳子？
（2）人对木板的压力多大？
（3）人应站在木板上的何处？
19.用细线将木块A和金属块B连接在一起，放入水中。

A、B恰好悬浮在水中。

若木块A 的密度为0.8×l03kg/m3．木块A与金属块B的体积之比为79：2，则金属块的密度是多少？。