一道神秘口诀,解决所有受力分析题目

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

一道神秘口诀,解决所有受力分析题目!(一)
李过解决力学问题,首要的步骤就是受力分析。

受力分析是解决力学题目的敲门砖,这第一步如果走不好,就会直接影响到后续的解题过程以及最终结果。

然而,许多同学由于受力分析没有良好的受力分析习惯,没有受力分析的固定解题步骤,在实际分析中,就会产生错误。

接下来,我们就说说受力分析的基本步骤。

一、受力分析“找对象”,先整体,后隔离
解决物理学问题,最重要的就是确定研究对象,简称“找对象”,在具体的力学题目中,研究对象大多在题目中已经固定,而在多个物体的受力分析题目中,选择合适的研究对象在解题时具有事半功倍的效果。

我们推荐使用整体隔离法。

整体隔离法,顾名思义,就是将受力分析问题中的一个物体(隔离法)或多个物体(整体法)从周围环境中隔离出来进行受力分析的方法。

整体隔离法一方面可以确定研究对象,另一方面,整体法在受力分析中忽略内力的特点可以使我们的解题事半功倍!
例1:ABC均静止,F=10N,求各接触面间的摩擦力
解析:在此题目中有3个接触面,从上到下摩擦力分别为f1、f2、f3.秉着"越简单越隔离"的原则①分析f1时,我们隔离出A物体,由于ABC均
静止,所以物体A受力平衡,当然水平方向上亦受力平衡,A水平方向不受除摩擦以外的力,摩擦力f1自然为0.②分析f2时,再对物体AB整体进行受力分析,根据水平方向受力平衡,水平方向只受两个力,F方向向右,摩擦力方向自然向左,大小与F相同。

③分析f3时,取物体ABC作为整体进行受力分析,整体静止受力平衡,在水平方向上受到一左一右两个F,大小相等方向相反,所以f3为0.
二、a不为0用牛二,a若为0力平衡
找好对象的第二步就是确立物体的运动状态,这是许多同学经常会忽略的一个步骤,这一步虽然很简单,但却无比的重要。

具体来说,第一步确立研究对象之后,第二步就该确定该物体的运动状态,主要分为两种情况,一种是匀变速直线运动,a不为0,需要外力来提供加速度,另一种是匀速直线运动或静止,加速度a为0,则使用受力平衡来解决。

例2:(1)若物体A与传送带相对静止,当传送带匀速、加速、减速时物体受到的摩擦力方向分别向什么方向?
(2)若将物体轻放在匀速运动的传送带上,分析物体受到的摩擦力如何变化?
解析:
(1)本题研究对象为物体A,物体A与传送带相对静止①当物体A随传送带匀速运动时,物体A受力平衡,物体A在水平方向不受除摩擦以外的力,摩擦力亦为0.②当物体A随传送带匀加速运动时,物体A
有向右的加速度a,水平方向上只有摩擦力可以提供加速度a,所以摩擦力方向向右。

③当物体A随传送带匀减速运动时,物体A有向左的加速度a,水平方向上只有摩擦力可以提供加速度a,所以摩擦力方向向左。

(2)开始时物体水平方向没有速度,传送带向右运动,物体相对传送带向左运动,物体所受摩擦力为滑动摩擦力,方向向右,做匀加速直线运动。

当物体速度与传送带速度相同时,无相对运动,物体A做匀速直线运动,水平方向不受外力,所以摩擦力为0.
总结来看,本文介绍了受力分析中最最基础的两个步骤,一、确定研究对象,二、确定运动状态,只有明确了这两个问题,才能为我们将来的受力分析打下良好扎实的基础。

简化口诀为
受力分析“找对象”,先整体,后隔离,
a不为0用牛二,a若为0力平衡
道神秘口诀,解决所有受力分析题目!(二)
李过确定研究对象以及运动状态之后,接下来就是受力分析了,常见力有许多种,他们都有什么样的特点,我们受力分析时的先后顺序应该是怎样的呢?我们来复习一下这些常见的力。

三、重力弹力摩擦力,注意大小和方向
(一)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
=,重肯定存在(微粒与水平桌面上物体不考虑重力)。

重力的大小是G mg
力方向总是竖直向下,与当地的水平面垂直.
(二)弹力
发生弹性形变的物体,由于要恢复原状,对跟它接触的物体产生力的作用,这种力叫弹力.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。

弹簧弹力的大小为F kx
=,其他弹力等于正压力。

而常见弹力的方向主要分为以下几种情况。

1、物体受到的弹力的方向与弹簧的形变方向相反。

2、平面与平面接触时,弹力的方向垂直于接触面
3、点与平面接触时,弹力的方向垂直平面
4、平面与球接触时,弹力方向垂直于平面,且在接触点与球心连线上
5、球与球相接触的弹力方向,垂直于过接触点的公切面(即在两球心的连线上),而指向受力物体。

6、绳的弹力沿绳的方向且指向绳收缩的方向
7、杆的弹力可能沿杆的方向也可能不沿杆的方向
甲乙丙
(三)摩擦力
当一个物体在另一个物体的表面上相对运动或有相对运动趋势时,受到的阻碍相对运动或相对运动趋势的力,叫做摩擦力.摩擦力可分为滑动摩擦力和静摩擦力.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,则在它们的接触面上会存在滑动摩擦力,大小,方向与相对滑动方向相反;两个相互挤压的物体间若有相对滑动的趋势,则在它们的接触面上会存在静摩擦力,大小与方向都由受力平衡来判断。

当然,若物体在复杂环境中,自然还会受到拉力、阻力、浮力、电场力、磁场力等等。

题目中给的已知力,如拉力、阻力当然要首先分析,接下来就是重力、电场力这两个恒定不变的场力,依次分析弹力,摩擦力,最后再分析与运动状态有关的磁场力。

总结受力分析的顺序为 已知力→重力、电场力→弹力(接触力)→摩擦力→磁场力。

简化口诀为
重力弹力摩擦力,注意大小和方向。

一道神秘口诀,解决所有受力分析题目!(三)
李过
当我们熟悉了常见的力的特点,我们就可以来解决较为复杂的共点力平衡问题,平衡问题主要分为两大类,第一大类力的静态平衡问题 第二大类为力的动态平衡问题,解决这两种问题我们常用矢量三角形法与十字交叉法
N F f μ=
四、动态平衡三角形
当研究力的动态平衡问题时(其中力的方向发生改变)我们经常用到的是矢量三角形法,所谓矢量三角形法,即在受力平衡的大前提下,利用三个力首尾相连构建矢量三角形,通过调整三角形边长的长度和方向,来确定力大小和方向的变化。

例1:如下图所示,物体G在绳A与绳B的作用下保持静止,现将B绳绕o点向上缓缓转动,保持A绳和物体静止,问A绳与B绳上的拉力F1、F2如何变化?
解析:首先对绳结o处进行受力分析,受三个力F1、F2、F3,然后将三力首尾相连构建矢量三角形,由已知条件得,F2绕o旋转,由下图可以看出F2先变小后变大,F1逐渐减小。

五、其余都用十字交叉
十字交叉法是解决力学问题最基础的办法,也是我们平时用到最多的办法,所谓十字交叉法,即建立十字坐标系,将物体的受力分解在X 与Y轴方向上,再根据力的平衡或者牛二律来解决力学问题。

例4、如下图所示,物体的质量为2kg,两根轻绳AB和AC的一端连接于竖直墙上,另一端系于物体上,在物体上另施加一个方向与水平线成θ=60o的拉力F,若要使两绳都能伸直,求拉力F的大小范围。

解析:作出A受力图如下所示
由平衡条件有:
Fcosθ - F2 - F1 cosθ=0,
Fsinθ + F1 sinθ-mg=0
要使两绳都能绷直,则有:F1≥0 、F2≥0
由以上各式可解得F的取值范围为:。

综上所述,受力分析的“口诀”是:
受力分析“找对象”,先整体后隔离
a 不为0 用牛二,a 若为0 力平衡
重力弹力摩擦力,注意大小和方向
动态平衡三角形,其余都是十字交叉
【个人简介】
李过,教育学硕士,新东方高中物理教师。

提倡科学的教学方式,倡导学生科学学习,主动学习。

教育心得是:主动学习是内在动力,科学学习是外在助力,两手抓,两手都要硬。

相关文档
最新文档