论文部分内容阅读
在处理许多问题时,我们都将会遇到对物体进行受力分析的问题,能够对物体做出正确的受力分析是解决物理问题的关键,也是基础,许多同学往往不能对物体做出正确的受力分析而对题目束手无策.
一、理解受力分析的概念,以及物体处于平衡状态的条件
1.受力分析
(1)概念:把研究对象(指定物体)在指定的物理环境中受到的所有力都分析出来,并画出物体所受力的示意图,这个过程就是受力分析.
(2)受力分析的一般顺序.
先分析重力,然后分析接触力(弹力、摩擦力),最后分析其他力(电磁力、浮力等).
2.共点力作用下物体的平衡
(1)平衡状态:物体处于静止或匀速直线运动的状态.
(2)共点力的平衡条件:F合=0或者
F合x=0
F合y=0
二、分析受力分析的一些基本步骤
物体的受力情况决定了物体的运动状态,正确分析物体的受力,是研究力学问题的关键.受力分析过程一定要严格按如下步骤分析,不可随意.受力分析的步骤如下.
(1)确定研究对象 —可以是某个物体也可以是整体.
(2)按顺序画力a.先画重力:作用点画在物体的重心,方向竖直向下.b.次画已知力c.再画接触力—(弹力和摩擦力):看研究对象跟周围其他物体有几个接触点(面),先对某个接触点(面)分析,若有挤压,则画出弹力,若还有相对运动或相对运动的趋势,则再画出摩擦力.分析完一个接触点(面)后,再依次分析其他的接触点(面).d.再画其他场力:看是否有电、磁场力作用,如有则画出.
(3)验证:a.每一个力都应找到对应的施力物体;b.受的力应与物体的运动状态对应.
说明 :(1)只分析研究对象受的根据性质命名的实际力,不画它对别的物体的作用力.(2)合力和分力不能同时作为物体所受的力.(3)每一个力都应找到施力物体,防止“漏力”和“添力”.(4)可看成质点的物体,力的作用点可画在重心上,对有转动效果的物体,则力应画在实际位置上.(5)为了使问题简化,常忽略某些次要的力.如物体速度不大时的空气阻力.(6)分析物体受力时,除了考虑它与周围物体的作用外,还要考虑物体的运动情况,当物体的运动情况不同时,其情况也不同.
三、受力分析方法的选择
1.整体法与隔离法
当物理情景中涉及物体较多时,就要考虑采用整体法和隔离法.
(1)整体法
研究外力对系统的作用
各物体运动状态相同
同时满足上述两个条件即可采用整体法.
(2)隔离法
分析系统内各物体(各部分)间相互作用
各物体运动状态可不相同
物体必须从系统中隔离出来,独立地进行受力分析,列出方程.
例1 如图1所示,质量分别为m1、m2的两个物体通过轻弹簧连接,在力F的作用下 一起沿水平方向做匀速直线运动(m1在地面上,m2在空中),力F与水平方向成θ角.则m1所受支持力FN和摩擦力Ff正
确的是 ( )
(A) FN=m1g+m2g-Fsin θ
(B) FN=m1g+m2g-Fcos θ
(C) Ff=Fcos θ (
D) Ff=Fsinθ
答案 :(A)(C)
解析 :将m1、m2和弹簧看做整体,受力分析如图2所示,
根据平衡条件得Ff=Fcos θ,
FN+Fsin θ=(m1+m2)g
则FN=(m1+m2)g-Fsin θ,
故选项(A)、(C)正确.
2.图解法
应用图解法解题时物体的受力特点是:(1)受三个共点力;(2)一个力大小、方向不变,一个力方向不变,另一个力大小、方向都变.
例2 如图3所示,一定质量的物块用两根轻绳悬在空中,
其中绳OA固定不动,绳OB在竖直平面内由水平方向向上转动,
则在绳OB由水平转至竖直的过程中,绳OB的张力大小将( )
(A) 一直变大
(B) 一直变小
(C) 先变大后变小
(D) 先变小后变大
答案 :(D)
解析 :在绳OB转动的过程中物块始终处于静止状态,所受合力
始终为零,如图为绳OB转动过程中结点O受力示意图,由图4可
知,绳OB的张力先变小后变大.
3.平衡法
当物体处于平衡状态时,则有F合=0,抓住这一点进行受力分析的方法称之为平衡法.
例3 如图5所示,位于斜面上的物块M在沿斜面向上的力F作用下,处于静止状态.判断M与斜面间是否有摩擦力?如果有方向向哪里?
4.动力学法
物体有加速度时,由牛顿第二定律知F合≠0,且F合的方向与加速度a的方向相同,运用该方法进行受力分析称为动力学法.
一、理解受力分析的概念,以及物体处于平衡状态的条件
1.受力分析
(1)概念:把研究对象(指定物体)在指定的物理环境中受到的所有力都分析出来,并画出物体所受力的示意图,这个过程就是受力分析.
(2)受力分析的一般顺序.
先分析重力,然后分析接触力(弹力、摩擦力),最后分析其他力(电磁力、浮力等).
2.共点力作用下物体的平衡
(1)平衡状态:物体处于静止或匀速直线运动的状态.
(2)共点力的平衡条件:F合=0或者
F合x=0
F合y=0
二、分析受力分析的一些基本步骤
物体的受力情况决定了物体的运动状态,正确分析物体的受力,是研究力学问题的关键.受力分析过程一定要严格按如下步骤分析,不可随意.受力分析的步骤如下.
(1)确定研究对象 —可以是某个物体也可以是整体.
(2)按顺序画力a.先画重力:作用点画在物体的重心,方向竖直向下.b.次画已知力c.再画接触力—(弹力和摩擦力):看研究对象跟周围其他物体有几个接触点(面),先对某个接触点(面)分析,若有挤压,则画出弹力,若还有相对运动或相对运动的趋势,则再画出摩擦力.分析完一个接触点(面)后,再依次分析其他的接触点(面).d.再画其他场力:看是否有电、磁场力作用,如有则画出.
(3)验证:a.每一个力都应找到对应的施力物体;b.受的力应与物体的运动状态对应.
说明 :(1)只分析研究对象受的根据性质命名的实际力,不画它对别的物体的作用力.(2)合力和分力不能同时作为物体所受的力.(3)每一个力都应找到施力物体,防止“漏力”和“添力”.(4)可看成质点的物体,力的作用点可画在重心上,对有转动效果的物体,则力应画在实际位置上.(5)为了使问题简化,常忽略某些次要的力.如物体速度不大时的空气阻力.(6)分析物体受力时,除了考虑它与周围物体的作用外,还要考虑物体的运动情况,当物体的运动情况不同时,其情况也不同.
三、受力分析方法的选择
1.整体法与隔离法
当物理情景中涉及物体较多时,就要考虑采用整体法和隔离法.
(1)整体法
研究外力对系统的作用
各物体运动状态相同
同时满足上述两个条件即可采用整体法.
(2)隔离法
分析系统内各物体(各部分)间相互作用
各物体运动状态可不相同
物体必须从系统中隔离出来,独立地进行受力分析,列出方程.
例1 如图1所示,质量分别为m1、m2的两个物体通过轻弹簧连接,在力F的作用下 一起沿水平方向做匀速直线运动(m1在地面上,m2在空中),力F与水平方向成θ角.则m1所受支持力FN和摩擦力Ff正
确的是 ( )
(A) FN=m1g+m2g-Fsin θ
(B) FN=m1g+m2g-Fcos θ
(C) Ff=Fcos θ (
D) Ff=Fsinθ
答案 :(A)(C)
解析 :将m1、m2和弹簧看做整体,受力分析如图2所示,
根据平衡条件得Ff=Fcos θ,
FN+Fsin θ=(m1+m2)g
则FN=(m1+m2)g-Fsin θ,
故选项(A)、(C)正确.
2.图解法
应用图解法解题时物体的受力特点是:(1)受三个共点力;(2)一个力大小、方向不变,一个力方向不变,另一个力大小、方向都变.
例2 如图3所示,一定质量的物块用两根轻绳悬在空中,
其中绳OA固定不动,绳OB在竖直平面内由水平方向向上转动,
则在绳OB由水平转至竖直的过程中,绳OB的张力大小将( )
(A) 一直变大
(B) 一直变小
(C) 先变大后变小
(D) 先变小后变大
答案 :(D)
解析 :在绳OB转动的过程中物块始终处于静止状态,所受合力
始终为零,如图为绳OB转动过程中结点O受力示意图,由图4可
知,绳OB的张力先变小后变大.
3.平衡法
当物体处于平衡状态时,则有F合=0,抓住这一点进行受力分析的方法称之为平衡法.
例3 如图5所示,位于斜面上的物块M在沿斜面向上的力F作用下,处于静止状态.判断M与斜面间是否有摩擦力?如果有方向向哪里?
4.动力学法
物体有加速度时,由牛顿第二定律知F合≠0,且F合的方向与加速度a的方向相同,运用该方法进行受力分析称为动力学法.