《高一新教材》第一章第四节物体受力情况分析
㈠教学目的
知识目标：⒈认识物体受力分析的一般顺序,.理解物体受力图.
⒉初步掌握物体受力分析的一般方法,加深对力的概念、常见三种力的认识.
思想方法目标：⒈分析和综合的思维方法指导下,认识物体不是孤立的,它与周围物体是相互联系的.⒉进行逻辑思维的训练,培养思维的条理性和周密性.
㈡教学重点、难点点拨：
⒈对物体进行受力分析,是解决力学问题的关键.受力分析的方法和步骤是：
⑴明确研究对象,即明确分析哪个物体的受力情况；
⑵隔离研究对象,将研究对象从周围物体中隔离出来,并分析周围有哪些物体对研究对象施加力的作用；
⑶分析受力顺序是：先重力,后弹力和摩擦力.
⒉在深化力的概念和物体受力分析的教学中,进行分析综合思维方法的教育,是教学难点
⒊受力分析时要注意防止“漏力”和“添力”,按顺序进行受力分析是防止“漏力”的最有效的措施.注意寻找施力物体是防止“添力”的措施之一,同时还要深刻理解“确定研究对象”的含义,以防止把研究对象施于另外物体的力错加在研究对象上.
㈢教学过程
⒈复习旧知引入
力的概念、重力、弹力、摩擦力.
⒉板书课题：物体受力情况分析
二力平衡（初中知识）现象的受力分析：
⑴灯泡挂在空中保持静止（课本第七页例二）由学生自学解决受力分析过程和画受力图方法.
【师引导】用二力平衡条件演绎解释课本中的实例和实验,得出有关弹力和摩擦力知识.例如依据悬绳下重物的平衡,支持面上重物的平衡,推断出悬绳弹力的存在和支持面弹力的存在,推断出弹力的大小和方向.依据水平支持面上物体拉而不动,或在拉力作用下匀速直线运动的物体,推断出静摩擦力或滑动摩擦力的存在,并判断出它们的大小和方向.（演绎时力的作用点不作严格要求,在受力物体上即行）
小结：①物体受力分析的内容：经过观察分析,将研究对象所受的所有外力,正确地反映在一张图上,叫做物体的受力分析图；②隔离法：一个受力图,只反映一个跟周围其它物体隔离开的物体的受力情况,研究对象施于别的物体的作用力,不能在图中出现,这种分析方法叫隔离法,隔离物就是研究对象.
⑵实例分析：
【例1】子弹从枪口射击后,在跟水平成30=0仰角的方向上运动,画出子弹的受力分析图.
⑴观察：研究对象是子弹,周围接触物是空气.运动状态是相对于空气向斜上方运动.
⑵分析：子弹受到竖直向下的重力G.子弹受到斜向下方的空气阻力f.（可能有的同学会提出向前的动力F）
师问：有否漏掉的力？有否添出的力？
向前的力F找不到施力物,故F是添加的力.有人会说F是由高温高压气体施于子弹的力,这里应指出,子弹己射出枪口,它后边高温高压气体己不存在.维持子弹运动是惯性.而惯性不是力.
【例
如左图,两物块在水平拉力作用下作匀速直线运动,两物块保持相对静止画出两物受力分析图.
⑴观察:研究对象（上、下物块）运动状态（在水平方向匀速直线运动）周围接触物
⑵分析:（略）
小结：①明确研究对象；注意运动状态；观察周围环境.
②按下列顺序考虑所受的力：重力一定有,弹力看四周,摩擦力的方向跟接触面相切阻碍物体间的相对运动.
③在受力分析的过程中要运用力的概念、力学中常见三种力等有关知识.
【师引导】三个以上共点力的受力分析（平衡状态）可由二力平衡条件演铎出来.由于任意两个共点力可由一个合力等效代替, 这是我们下一课题内容.
巩固练习：学生练习册中相关题自选自练
布置作业：章节习题⑴⑵⑶
受力情况分析 1、如图所示，物体沿粗糙斜面减速上滑，对物体的受力分析中正确的是：( ) A 、物体受到重力、弹力、摩擦力的作用 B 、物体受到重力、弹力、摩擦力及向上的冲力的作用 C 、物体受到重力、对斜面的压力、摩擦力的作用 D 、物体受到重力、弹力、摩擦力和使物体下滑的力的作用 2、体育课上，小明匀速爬杆，小刚匀速爬绳。有关他们受到的摩擦力，下面 说法正确的是（ ） A 、因为爬杆时手握杆的压力大，所以小明受到的摩擦力一定大 B 、因为绳子粗糙，所以小刚受到的摩擦力一定大 C 、小明和小刚受到的摩擦力一定相等 D 、若小明的体重大，则他受到的摩擦力一定大。 3、如图11物体A 在水平力F 作用下，静止在竖直墙壁上。当水平力减小为F/2时，物体A 恰好沿竖直墙壁匀速下滑，此时物体A 所受摩擦力的大小 A 、减为原来的1/2； B 、和原来一样； C 、增大为原来的2倍； D 、无法判断。 4、如图5所示，试分析放在水平面上的物体A 作匀速运动时的受力情况。 5、如图6所示，物体放在作匀速直线运动的传送带上，请画出物体所受力的示意图。（如果传送带突然加速或减速运动，画出物体所受力的示意图。） 6、如图7，一小球静止在竖直的墙壁之间，请画出小球所受力的示意图。 7、 如 图8 所 示，一个放在水平桌面上的物体，受到分别为5牛和3牛的两个力F1、F2的作用后仍处于静止状态，则该物体受到的合力为 ，桌面对此物体的摩擦力大小为 ，方向为 。 8、一个小球重3牛顿，当它以0.5米/秒的速度在光滑的平面上作匀速直线运动时，加在小球上的水平推力是（ ） A 、0牛顿 B 、1.5牛顿 C 、3牛顿 D 、无法判断。 9.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 。
难点之一物体受力分析 一、难点形成原因： 1、力是物体间的相互作用。受力分析时，这种相互作用只能凭着各力的产生条件和方向要求，再加上抽象的思维想象去画，不想实物那么明显，这对于刚升入高中的学生来说，多习惯于直观形象，缺乏抽象的逻辑思惟，所以形成了难点。 2、有些力的方向比较好判断，如：重力、电场力、磁场力等，但有些力的方向难以确定。如：弹力、摩擦力等，虽然发生在接触处，但在接触的地方是否存在、方向如何却难以把握。 3、受力分析时除了将各力的产生要求、方向的判断方法熟练掌握外，同时还要与物体的运动状态相联系，这就需要一定的综合能力。由于学生对物理知识掌握不全，导致综合分析能力下降，影响了受力分析准确性和全面性。 4、教师的教学要求和教学方法不当造成难点。教学要求不符合学生的实际，要求过高，想一步到位，例如：一开始就给学生讲一些受力个数多、且又难以分析的物体的受力情况等。这样势必在学生心理上会形成障碍。 二、难点突破策略： 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。受力分析就是分析物体受到周围其它物体的作用。为了保证分析结果正确，应从以下几个方面突破难点。 1.受力分析的方法：整体法和隔离法 2.受力分析的依据：各种性质力的产生条件及各力方向的特点 3.受力分析的步骤： 为了在受力分析时不多分析力，也不漏力，一般情况下按下面的步骤进行： （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。
《高一新教材》第一章第四节物体受力情况分析 ㈠教学目的 知识目标：⒈认识物体受力分析的一般顺序,.理解物体受力图. ⒉初步掌握物体受力分析的一般方法,加深对力的概念、常见三种力的认识. 思想方法目标：⒈分析和综合的思维方法指导下,认识物体不是孤立的,它与周围物体是相互联系的.⒉进行逻辑思维的训练,培养思维的条理性和周密性. ㈡教学重点、难点点拨： ⒈对物体进行受力分析,是解决力学问题的关键.受力分析的方法和步骤是： ⑴明确研究对象,即明确分析哪个物体的受力情况； ⑵隔离研究对象,将研究对象从周围物体中隔离出来,并分析周围有哪些物体对研究对象施加力的作用； ⑶分析受力顺序是：先重力,后弹力和摩擦力. ⒉在深化力的概念和物体受力分析的教学中,进行分析综合思维方法的教育,是教学难点 ⒊受力分析时要注意防止“漏力”和“添力”,按顺序进行受力分析是防止“漏力”的最有效的措施.注意寻找施力物体是防止“添力”的措施之一,同时还要深刻理解“确定研究对象”的含义,以防止把研究对象施于另外物体的力错加在研究对象上. ㈢教学过程 ⒈复习旧知引入 力的概念、重力、弹力、摩擦力. ⒉板书课题：物体受力情况分析 二力平衡（初中知识）现象的受力分析： ⑴灯泡挂在空中保持静止（课本第七页例二）由学生自学解决受力分析过程和画受力图方法. 【师引导】用二力平衡条件演绎解释课本中的实例和实验,得出有关弹力和摩擦力知识.例如依据悬绳下重物的平衡,支持面上重物的平衡,推断出悬绳弹力的存在和支持面弹力的存在,推断出弹力的大小和方向.依据水平支持面上物体拉而不动,或在拉力作用下匀速直线运动的物体,推断出静摩擦力或滑动摩擦力的存在,并判断出它们的大小和方向.（演绎时力的作用点不作严格要求,在受力物体上即行） 小结：①物体受力分析的内容：经过观察分析,将研究对象所受的所有外力,正确地反映在一张图上,叫做物体的受力分析图；②隔离法：一个受力图,只反映一个跟周围其它物体隔离开的物体的受力情况,研究对象施于别的物体的作用力,不能在图中出现,这种分析方法叫隔离法,隔离物就是研究对象. ⑵实例分析： 【例1】子弹从枪口射击后,在跟水平成30=0仰角的方向上运动,画出子弹的受力分析图. ⑴观察：研究对象是子弹,周围接触物是空气.运动状态是相对于空气向斜上方运动. ⑵分析：子弹受到竖直向下的重力G.子弹受到斜向下方的空气阻力f.（可能有的同学会提出向前的动力F） 师问：有否漏掉的力？有否添出的力？ 向前的力F找不到施力物,故F是添加的力.有人会说F是由高温高压气体施于子弹的力,这里应指出,子弹己射出枪口,它后边高温高压气体己不存在.维持子弹运动是惯性.而惯性不是力. 【例 如左图,两物块在水平拉力作用下作匀速直线运动,两物块保持相对静止画出两物受力分析图.
物体的受力（动态平衡）分析及典型例题 受力分析就是分析物体的受力，受力分析是研究力学问题的基础，是研究力学问题的关键。 受力分析的依据是各种力的产生条件及方向特点。 一.几种常见力的产生条件及方向特点。 1.重力。 重力是由于地球对物体的吸引而使物体受到的力，只要物体在地球上，物体就会受到重力。 重力不是地球对物体的引力。重力与万有引力的关系是高中物理的一个小难点。 重力的方向：竖直向下。 2.弹力。 弹力的产生条件是接触且发生弹性形变。 判断弹力有无的方法：假设法和运动状态分析法。 弹力的方向与施力物体形变的方向相反，与施力物体恢复形变的方向相同。 弹力的方向的判断：面面接触垂直于面，点面接触垂直于面，点线接触垂直于线。 【例1】如图1—1所示，判断接触面对球有无弹力，已知球静止，接触面光滑。图a 中接触面对球 无 弹力；图b 中斜面对小球 有 支持力。 【例2】如图1—2所示，判断接触面MO 、ON 对球有无弹力，已知球静止，接触面光滑。水平面ON 对球 有 支持力，斜面MO 对球 无 弹力。 【例3】如图1—4所示，画出物体A 所受的弹力。 a 图中物体A 静止在斜面上。 b 图中杆A 静止在光滑的半圆形的碗中。 c 图中A 球光滑，O 为圆心，O ＇为重心。 【例4】如图1—6所示，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 的球，试分析下列情况下杆对球的弹力的大小和方向：（1）小车静止；（2）小车以加速度a 水平向右加速运动；（3）小车以加速度a 水平向左加速运动；（4）加速度满足什么条件时，杆对小球的弹力沿着杆的方向。 3.摩擦力。 摩擦力的产生条件为：（1）两物体相互接触，且接触面粗糙；（2）接触面间有挤压；（3）有相对运动或相对运动趋势。 摩擦力的方向为与接触面相切，与相对运动方向或相对运动趋势方向相反。 判断摩擦力有无和方向的方法：假设法、运动状态分析法、牛顿第三定律分析法。 【例5】如图1—8所示，判断下列几种情况下物体A 与接触面间有、无摩擦力。 图a 中物体A 静止。图b 中物体A 沿竖直面下滑，接触面粗糙。图c 中物体A 沿光滑斜面下滑。图d 中物体A 静止。 图a 中 无 摩擦力产生，图b 中 无 摩擦力产生，图c 中 无 摩擦力产生,图d 中 有 摩擦力产生。 【例6】如图1—9所示为皮带传送装置，甲为主动轮，传动过程中皮带不打滑，P 、Q 分别为两轮边缘上的两点，下列说法正确的是：（ B ） A ．P 、Q 两点的摩擦力方向均与轮转动方向相反 B ．P 点的摩擦力方向与甲轮的转动方向相反， Q 点的摩擦力方向与乙轮的转动方向相同 C ．P 点的摩擦力方向与甲轮的转动方向相同， Q 点的摩擦力方向与乙轮的转动方向相反 D ．P 、Q 两点的摩擦力方向均与轮转动方向相同 【例7】如图1—10所示，物体A 叠放在物体B 上，水平地面光滑，外力F 作用于物体B 上使它们一起运动，试分析两物体受到的静摩擦力的方向。
采煤机滚筒和截齿受力分析及优化 采煤机螺旋滚筒作为截煤和装煤的核心部件,其工作性能的优劣直接影响着采煤机的工作效率和煤炭的质量。以往采煤机滚筒截割受力的研究在研究方法和理论分析上存在着许多问题和不足。 因此,以实际生产工况和滚筒原始模型参数为依据建立采煤机滚筒截割煤壁的仿真模型,模拟截煤的动态过程,研究滚筒部分结构参数对其截割性能的影响,进而改进和优化滚筒结构,课题在提高采煤机截割性能及滚筒结构设计方面具有指导意义。本课题主要进行三部分的研究。 第一部分利用UG建立采煤机螺旋滚筒的三维模型,使用离散元软件PFC对煤壁宏观参数进行标定并建立煤壁模型,分析滚筒截割煤壁的动态过程,验证了离散元法分析滚筒截煤动态过程的可行性;第二部分在前面内容的基础上研究截齿安装角度和截线距对滚筒截割性能的影响,绘制整个截割过程中滚筒的截割力曲线,得到单位时间内滚筒截落的煤壁颗粒体积以及截割比能耗,通过统计对比分析,对截齿安装角度和截线距两个重要结构参数进行优化。第三部分利用有限元软件ABAQUS对3组不同螺旋叶片升角的滚筒截割煤壁的过程进行仿真分析,求取相对应的截割力的平均值和标准差,通过分析滚筒整体受力大小和波动程度,得到使滚筒截割性能较好的叶片升角取值。 研究结果表明:从滚筒受力情况和截割比能耗来看,在相同截割条件下选用截齿安装角度为45°的滚筒较其余四种安装角度更为合适;整个截割过程中截线距较小的滚筒整体受力较小,但截割载荷波动并不一定较小,截线距为70mm的滚筒截割比能耗较小,综合滚筒受力情况和截割比能耗来看,滚筒截线距应取 60~70 mm为宜;螺旋叶片升角对滚筒截割受力是有一定影响的,叶片升角20°的
物体受到惯性力加速下落直到与加速系接触，此时仍受到惯性力。 ‘假如这里脱离了任何天体的引力，飞船在靠惯性飞行。那么飞船里的人和一切物体都处于‘失重’状态，可以飘在空中，从手里松开的任何东西也不会往下落。如果飞船又开动了火箭，以一定的加速度向前飞行，那么飞船里的人又感到有了‘重量’，原来在空中漂浮的东西又纷纷加速下落的情形。’这说的是物体受到惯性力加速下落的情形。 ‘如果把飞船看作加速系统，那么这个力的大小等于地板使人做加速运动的力，因而力的大小反映了人的惯性质量。’这说的是物体受到惯性力与加速系接触的情形。 如果把飞船看作加速系统，那么人对飞船地板的压力的大小等于地板使人做加速运动的力，因而力的大小反映了人的惯性质量。如果把飞船看作加速系统，人对地板的压力可以看作是人在加速系中受到惯性力产生的。质量大的物体受到的惯性力大，质量小的物体受到的惯性力小。加速度不同时，受到的惯性力不同。 此种情形是否可以当做施力与受力情形分析呢？ 在施力物体看来，受力物体具有惯性，当运动状态发生改变时，受力物体需要力。当施力物体与受力物体相接触受力物体产生加速度时（例如，施力物体飞船，受力物体飞船里的人），从惯性力的角度分析，受力物体受到惯性力，质量大的物体（受到）惯性力大，质量小的物体惯性力小，因惯性力而产生的对施力物体的力也就（大或）小，在施力物体看来，改变受力物体运动状态时，产生相同的加速度，质量大的物体（受力物体）需要的力大，质量小的物体需要的力小。 质量大的物体惯性大，受到的惯性力也大，质量小的物体惯性小，受到的惯性力也小。物体受到的力f=ma,物体受到的惯性力f=-ma.受到的力与惯性力方向相反数值相等。 在飞船中，人对飞船地板的压力与飞船地板对人的支持力是一对作用力与反作用力。人对地板的压力可以看作是人受到惯性力产生的。把飞船看作施力物体，飞船地板对人的支持力可以看作飞船施的力。惯性力与支持力合力为零。 什么是惯性力？我们是如何定义惯性力的？ 物体由于具有惯性，受到外力时会产生一个反作用力。 惯性力也使物体产生加速度，当物体与参照系接触时，由于受到惯性力而对参照系产生压力时，此物体才会有受力的感觉。 惯性力与惯性力能相互抵消吗？相对于加速系加速运动的参照系，加速度能相互相加或相减吗？受力与加速系产生相同加速度的物体，在加速系看来处于什么状态？ 我们知道，在车厢里的桌面上放一个小球（火车匀速直线运动）。相对于车厢参照系来说，小球保持静止。小球所受合外力为零，现在设想车厢开始向右做加速运动，在车厢里观测，小球将向左做加速运动，而小球并没有受到其他物体的作用力。那么在火车看来相对于
＊§2.6物体受力分析 一．教学目标 1．掌握受力分析的一般方法和注意事项。 2.通过对隔离法和整体法的运用，学会辩证地处理物理问题的方法。 二．教学重点：受力分析的步骤 教学难点：隔离法与整体法受力分析的应用 三．教学过程 1.受力分析的顺序： 一般遵循由易到难（重力、弹力、摩擦力）或由已知到未知的原则。 2.受力分析的方法： （1）隔离法 （2）整体法 3.受力分析的步骤： （1）确定研究对象（单个物体或几个物体组成的系统／整体）； （2）把研究对象与其它物体隔离； （3）按一定的顺序把外界物体对研究对象施加的力画出示意图。 4.注意事项： （1）不能总认为物体在运动方向上一定受到力的作用，即在画力时要明确该力的施力物体是哪一个。 （2）受力分析是分析物体受到的力，不能把研究对象对外界物体施加的力也画在受力图上。 （3）判断弹力的有无可假设把外界物体移走，通过物体的运动状态是否变化来判断接触面处有没有弹力。判断静摩擦力的有无及方向可假设接触面光滑，通过物体是否发生相对运动和相对运动的方向来判断静摩擦力的有无和方向。 （4）用整体法进行受力分析时，系统以外的物体对系统内任一物体的作用力都认为是系统受到的力，系统内物体之间的作用力（内力）不需要画出来。 （5）在本书范围内，我们只研究共点力的情况，所以不管是单个物体还是几个物体组成的系统，在对他们进行受力分析时，都应把他们当作一个点（质点）来处理，所有力的作用点都是同一点。 例1.分析图中的小球是否受到弹力的作用。 评析：用假设法判断弹力的有无。 甲 乙
例2.分析图中物体受到的力。图中两物体都处于静止状态。 评析：此例主要说明受力分析的顺序和用假设法确定静摩擦力的有无和方向。 例3.课本P40页例2（补充：设A 重50N ，B 重20N ，且A 、B 都匀速运动，则A 所受的摩擦力多大？） 评析：此例主要说明隔离法的应用和从平衡条件出发求摩擦力的大小。 课堂练习：P41页 1、2、3、4、5、6 课堂小结： 课后作业：练习册P22页 四.作图题 甲 乙
受力分析专题 一、受力分析 1、定义：把某个特定的物体在某个特定的物理环境中所受到的力一个不漏，一个不重地找出来，并画出定性的受力示意图。对物体进行正确地受力分析，是解决好力学问题的关键。 2、为了在受力分析时不多分析力，也不漏力，一般情况下按下面的步骤进行： （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 ①．先画重力：作用点画在物体的重心，方向竖直向下。 ②．次画已知力 ③．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）。 ④．再画其他场力：看是否有电、磁场力作用，如有则画出。 二、受力分析的方法 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。 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析，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。 三、受力分析的判断依据： 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。
总之，在进行受力分析时一定要按次序画出物体实际受的各个力，为解决这一难点可记忆以下受力口诀： 地球周围受重力绕物一周找弹力 考虑有无摩擦力其他外力细分析 合力分力不重复只画受力抛施力 四、例题 例1、单个物体受力情况
开炼机辊筒受力分析 开炼机的辊筒工作时受有较大的横压力、摩擦力、温度应力、大小驱动齿轮和速比齿轮的作用力，那么开炼机辊筒是如何受力的呢？下面利拿机械工程师来详细的讲解：开炼机辊筒受力分析 由于胶料横压力的作用，辊筒要承受弯曲应力，由于胶料的摩擦力和轴承的摩擦力作用，辊筒要承受扭转应力，可见辊筒实际上是受有弯曲和扭转的复合应力，此外，辊筒的自重作用都必须给予考虑，辊筒内外温度差而引起的温度应力和冷硬铸造产生的内应力都对辊筒强度有影响。 胶料对辊筒的横压力计算公式： Pp=P·L公斤 Ppx=Pp·cosβ公斤 Ppy=Pp sinβ公斤 Pp————总横压力（公斤） P————单位横压力（公斤，厘米） Ppx，Ppy————横压力的水平分力，垂直分力（公斤） 驱动齿轮的作用力： 大小驱动齿轮在传动过程中，齿轮间便产生相互作用的力,圆周作用力与节圆相切，径向作用力的方向与齿轮的半径方向一致 速比齿轮的作用力： 在炼胶时前辊筒的扭矩是通过速比齿轮传动的，当速比很小时，两辊筒的扭矩相等，速比齿轮的扭矩之和即为大驱动齿轮扭矩Mk 辊筒强度计算：
辊筒的强度计算包括：支反力、扭矩和危险断面强度的计算。在计算时，前后辊筒工作条件相似。为安全起见，看做后辊筒沿全长传递全部扭矩。一端要承受驱动齿轮的作用力，另一端又承受速比齿轮的作用力，其工作条件较前辊恶劣，一般只对后辊计算。 1、辊筒支反力的计算 计算辊筒的支反力是分别求出水平方向和垂直方向的，最后合成 （1）水平方向支反力 （2）垂直方向支反力 （3）合成支反力 2、剪应力计算 3、辊筒的强度计算
根据辊筒的受力状态，是属于弯曲与扭转联合作用下的复合应力。根据力学中的强度理论，可按修正后的第二强度理论计算工作应力
初中物理受力分析方法和步骤
受力分析 一、几个概念要弄懂 1、平衡力、相互作用力、平衡状态 平衡力是指一个物体受到大小相等、方向相反的力，两个力的受力物体是同一个产生的效果互相抵消，合力为零。 相互作用力是两个物体之间的相互作用，相互作用力的受力物体是两个。产生的效果不能互相抵消。 平衡状态：不受力或者所受合力为零。处于平衡状态受力一定是成对的。一个力的效果必定有另一个力与之相抵消。 2、摩擦力、静摩擦力与动摩擦力 ①、产生条件 物体间相互接触；物体间有相互挤压作用；物体接触面粗糙；物体间有相对运动趋势或相对运动。 ②、静摩擦力等于其方向上的拉力或重力。 动摩擦力等于拉力、重力或其和差（一定要在平衡状态下分析）。 二、受力分析的方法与步骤 1. 明确研究对象 进行受力分析前，要先弄清受力的对象。我们常说的“隔离法”、“整体法”，指的是受力的对象是单个物体，还是由多个物体组成的整体。对于连接体，在进行受力分析时，往往要变换几次研究对象之后才能解决问题。 有时候，选取所求力的受力物体为研究对象，却很难求出这个力，这时可以转移对象，选取这个力的施力物体为研究对象，求出它的反作用力，再根据牛顿第三定律，求出所求力。 2. 有序地分析受力 养成按一定的步骤进行受力分析的习惯，这样可以避免漏力或添力。 一般分三步走：先分析重力；然后找出跟研究对象接触的物体，分析接触力，如弹力、摩擦力等；最后分析电场力、磁场力等。 3.确定物体是否受到力的作用，有三个常用的方法： （1）假设法； （2）根据运动状态判断受力情况； （3）用牛顿第三定律。 4.具体方法 （1）、整体法与隔离法
摩擦力及受力分析学案 知识精解 一,摩擦力 1、滑动摩擦力：一个物体在另一个物体表面上存在相对滑动的时候，要受到另一个物体阻碍它们相对滑动的力，这种力叫做滑动摩擦力． （1）产生条件： ①接触面是粗糙； ②两物体接触面上有压力； ③两物体间有相对滑动． （2）方向：总是沿着接触面的切线方向与相对运动方向相反． （3）大小—滑动摩擦定律 滑动摩擦力跟正压力成正比，也就跟一个物体对另一个物体表面的垂直作用力成正比。即其中的F N 表示正压力，不一定等于重力G 。为动摩擦因数，取决于两个物体的材料和接触面的粗糙程度，与接触面的面积无关。 2、静摩擦力：当一个物体在另一个物体表面上有相对运动趋势时，所受到的另一个物体对它的力，叫做静摩擦力． （1）产生条件： ①接触面是粗糙的；②两物体有相对运动的趋势；③两物体接触面上有压力． （2）方向：沿着接触面的切线方向与相对运动趋势方向相反． （3）大小：静摩擦力的大小与相对运动趋势的强弱有关，趋势越强，静摩擦力越大，但不能超过最大静摩擦力，即0≤f≤f m ，具体大小可由物体的运动状态结合动力学规律求解。 必须明确，静摩擦力大小不能用滑动摩擦定律F=μF N 计算，只有当静摩擦力达到最大值时，其最大值一般可认为等于滑动摩擦力，既Fm=μF N 3、摩擦力与物体运动的关系 ①摩擦力的方向总是与物体间相对运动(或相对运动的趋势)的方向相反。而不一定与物体的运动方向相反。 如：课本上的皮带传动图。物体向上运动，但物体相对于皮带有向下滑动的趋势，故摩擦力向上。 ②摩擦力总是阻碍物体间的相对运动的。而不一定是阻碍物体的运动的。 如上例，摩擦力阻碍了物体相对于皮带向下滑，但恰恰是摩擦力使物体向上运动。 注意：以上两种情况中，“相对”两个字一定不能少。 这牵涉到参照物的选择。一般情况下，我们说物体运动或静止，是以地面为参照物的。而牵涉到“相对运动”，实际上是规定了参照物。如“A 相对于B”，则必须以B 为参照物，而不能以地面或其它物体为参照物。 ③摩擦力不一定是阻力，也可以是动力。摩擦力不一定使物体减速，也可能使物体加速。 ④受静摩擦力的物体不一定静止，但一定保持相对静止。 ⑤滑动摩擦力的方向不一定与运动方向相反 二,受力分析 一,受力分析 正确对物体进行受力分析是解决力学问题的基础，是研究力学问题的重要方法、高中物理的重要内容。 N F f μ=μ
确。）) (复习课课题名称：物体受力分析注意a.是否漏力、多力。b.受力方向是否正确。c.表示是否完善。 ___________ 姓名__________ 小组班级__________ 学习目标：三、迁移应用 1、知识与技能学会对物体进行受力分析；能作出物体的受力示意图；结合受力分析步骤，分析解决下列问题： 通过对物体进行受力分析，学会整体法和隔离法。、过程与方法2类型1：水平面问题 培养学生学以致用的能力；3、情感态度价值观例1、箱子A在F的作用下，在水平面静止,画出箱子所受各力的示意图。 难点：不漏力，不多力重点难点：重点：隔离法受力分析过程F 导学流程：F 一、了解感知：初步学习、复习讲授（一）练1、如图所示，箱子在F的作用下，沿粗糙水平面向右做匀速直线运动。画出箱子所受各 1.1、受力分析力的示意图。定义：把指定的物体（研究对象）在特定的物理环境中受到的所有外力都找出来，并画出类型2：竖直 面问题受力示意图，这个过程就是受力分析。 例1、如图9所示，某同学用压力传感器（图中未画出）将木块垂直压在物体的受力，就是其他物体对研究对象的作用力。F 时，木块刚好沿竖直墙壁匀速下竖直墙壁上。当压力传感器显示的示数为F、隔离法:将研究对象与周围物体分隔开的方法。1.2滑，画出此时箱子所受各力的示意图。 图9 二、深入学习
练1.(16会考)如图2所示，木块沿竖直墙壁下落，木块的受力情况是（） 2.1例题讲解A．只受重力B．受到重力和摩擦力1例、画出的所受各力的示意图A C.受到重力、摩擦力和弹力D．受到重力和弹力 F A A 练2、如图所示，一个半径为r、重为G的圆球，被长为r的细绳挂在竖 A （静止）向右运动，地面粗糙）A （ 直的光滑的墙壁上，绳与墙所成的角度为30°，画出此时圆球所受各力的示意图。、规律总结：2.2受力分析步骤2.2.1类型3：斜面问题?（重力①确定研究对象。（单个物体、 节点）②按重力弹力摩擦力的顺序分析物体受力。例1、如图3所示，滑块沿光滑斜面下滑的过程中，滑块所受到的力有并标力围绕研究对象寻找接触面或接触点，再利用条件找弹力摩擦力）?③作出受力示意图， A. 重力、支持力、滑动摩擦力 B. 重力、压力 C. 下滑力、（正确画出物体受力示意图：不要求严格画出每个力的大小，但是方向必须准的符号并检查。3 图 支持力 D.重力、支持力、课堂检测： 1、有四位同学把斜面对重物的支持力分别画成图2-1中的四种,其中哪个图画的对?( 练1、如图3所示，滑块沿粗糙斜面加速下滑的过程中，滑块所受到的力)
反力式滚筒制动试验台 工作原理 集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）
反力式滚筒制动试验台工作原理反力式滚筒制动试验台（以下简称为制动试验台）是由结构完全相同的左右两套车轮制动力测试单元和一套指示、控制装置组成。每一套车轮制动力测试单元由框架、驱动装置、滚筒组、举升装置、测量装置等构成。 进行车轮制动力检测时，被检汽车驶上制动试验台，车轮置于主、从动滚筒之间，放下举升器（或压下第三滚筒，装在第三滚筒支架下的行程开关被接通）。通过延时电路启动电动机，经减速器、链传动和主、从动滚筒带动车轮低速旋转，待车轮转速稳定后驾驶员踩下制动踏板。车轮在车轮制动器的摩擦力矩作用下开始减速旋转。此时电动机驱动的滚筒对车轮轮胎的摩擦力克服制动器的摩擦力矩，维持车轮继续旋转。同时在车轮轮胎对滚筒表面切线方向的摩擦力作用下，减速器壳体与测力杠杆一起朝滚筒转动相反方向摆动，测力杠杆一端的力或位移经传感器转换成与制动力大小成比例的电信号。从测力传感器送来的电信号经放大滤波后，送往A/D转换器转换成相应数字量，经计算机采集、存储和处理后，检测结果由打印机打印出来。 3 检测时车轮的受力分析 下面从汽车的实际检测受力情况进行分析，假设制动试验台前、后滚筒直径相等且水平安置，被测试车辆前、后轮中心处于同一水平高度，在检测过程中忽略滚动阻力，则测试车轮在滚筒上制动时的受力情况如图1所示。
图中G 为被测车轮的轮荷；N 1、N 2分别为前后滚筒对被测车轮的法向反 力；F 1、F 2分别为前后滚筒与车轮间的切向力，即制动力；F 为车桥对车 轮轴的水平推力；M μ为车轮所受制动力矩；α为安置角；D 为被检车轮直径；d 为滚筒直径；L 为滚筒中心距。 根据力学平衡原理，可以列出下列关系式： (N 1-N 2)sinα+(F 1+F 2)cosα=F (1) (N 1+N 2)cosα-(F 1-F 2)sinα=G (2) φ相同，则F 1、F 2 F 1=N 1×φ, F 2=N 2×φ (3) 将（3）式代人（1）、（2）式得： N 1(sinα+φcosα)-N 2(sinα-φcosα)=F (4) N 1(cosα-φsinα)+N 2(cosα+φsinα)=G (5) 联立上式解得: N 1={F(φsinα+cosα)+G(sinα-φcosα)}/( φ 2+1)sin2α (6) N 2={F(φsinα-cosα)+G(φcosα+sinα)}/( φ 2+1)sin2α (7) 当车轮制动时，制动试验台可能测得的最大制动力为： F max =(N 1+N 2)×φ=φ×(G+φF)/(φ2+1)cosα (8)
水溶液中的药物颗粒运动和受力分析 周子昊（机电系数控1201） 摘要：本文假设药物颗粒足够小，在水溶液中的运动符合布朗运动规律。首先作出一定假设对进行测量速度矢量化优化处理，然后根据优化数据绘制各个方向的速度、时间图像，根据优化数据和图像求出速度关于时间的分段函数。对速度求积分得到各个方向的位移，然后用向量表示的方法表示出合位移。对速度求导得到各个方向加速度，用动力学公式计算出测量间隔时间内各个方向受到的力，然后用向量表示的方法表示出合力。 关键词：布朗运动 速度 加速度 位移 受力 一．问题重述 时间（min ） 速度（mm/s ） 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 1 9 2 X 方向 0 1 2 2 1 2 0 1 3 2 3 3 2 1 3 4 2 2 6 5 1 2 1 9 1 1 5 2 2 3 2 2 3 2 Y 方向 0 3 6 3 4 2 2 2 2 1 6 1 2 2 2 6 7 3 3 4 1 9 3 2 2 3 3 4 8 5 1 4 4 5 2 Z 方向 0 4 2 3 4 1 1 5 1 6 6 7 4 2 6 1 1 2 2 2 1 0 3 7 1 5 2 8 8 1 1 8 2 2 210.01102m t =+ +（克） ，根据所给测量速度和质量函数，估计药物颗粒的运动和受力情况。 二．问题分析 悬浮的微粒足够小时，受到的来自各个方向的液体分子的撞击作用是不平衡的。在某一瞬间，微粒在另一个方向受到的撞击作用强，致使微粒又向其它方向运动。这样，就引起了微粒的无规则的布朗运动。由于药物颗粒直径较小，所以可以将药物颗粒在水溶液中的运动看做布朗运动。因为药物颗粒永不停息地做无规则运动，所以颗粒的运动状态每时每刻都在发生变化。因此我们根本无法预测颗粒下一时刻的运动状态，于是我们必须作出一定假设将问题简化。另外，此问题是一个三维问题，我们先计算每个方向的运动和受力情况，然后通过向量表示
分析物体的受力 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】
《分析物体的受力》导学案 【学习目标】 1、通过案例分析学会受力分析的基本方法。 2、会对物体正确进行受力分析。 【学习重点与难点】 会对物体进行受力分析 自主学习：阅读课本77页 1.受力分析中的研究对象，可以 是，，。 2受力分析的顺序 为：，，。。 合作探究 1、分析运动员的受力 研究对象_______________ 按顺序分析力：__________,___________， ____________,_______________. 2、皮带上物体的运动 思考与讨论1：物体受到哪个力的作用： 思考与讨论2：放在倾斜传送带上的物体，由于有向下滑的趋势，是不是除重力、支持力、摩擦力外还有一个下滑力的作用 3.总结物体受力分析的步骤： （1）、
（2） （3） （4） 当堂检测： 1、试画出A 的受力示意图 2 ， 3、运动员把足球踢出后，足球在空中运动时，所受到的力有 ( ) （A ）重力、踢球的力和空气阻力 （B ）只有重力和空气阻力 （C ）重力、踢球的力、使球向前飞行的力和空气阻力 （D ）重力、使球向前飞行的力和空气阻力 4、运动员双手握住竖直的杆子匀速攀上和匀速下滑时，运动员受到的摩擦力分别是f 1和f 2，则下列说法正确的是 （ ） （A ）f 1是静摩擦力，f 2是滑动摩擦力 （B ）f 1方向向下，f 2方向向上，且f 1>f 2 （C ）f 1和f 2的方向都向上，且f 1=f 2 （D ）f 1和f 2均是滑动摩擦力，且方向都向下 5、如图所示，一物体在粗糙的水平面上向左运动，它在运动过程中还受到一个水平向右的大小拉力作用，用点代替物体画出物体受力示 意图。 （A 静 F （A 匀速下F v F F B A 分析A 、B 所受的摩擦力 B A F A 、 B 都静止，分析摩擦力 A α F v （A 向下运动，斜面不光滑）
第30卷第10期岩石力学与工程学报V ol.30 No.10 2011年10月Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Oct.，2011颗粒形状对类砂土力学性质影响的颗粒流模拟 孔亮1，2，彭仁2 (1. 青岛理工大学理学院，山东青岛 266033；2. 宁夏大学物理与电气信息学院，宁夏银川 750021) 摘要：通过颗粒流软件PFC2D中的clump命令，生成4种不同外轮廓特征的颗粒组，并结合颗粒材料变形机制，定义构建基于颗粒圆度与凹凸度的形状系数。用形状系数与粒间摩擦因数分别反映颗粒的外轮廓特征和表面粗糙度。用PFC2D模拟颗粒堆积试验、双轴试验和直剪试验，探讨颗粒形状对类砂土材料宏观力学特性的影响。试验结果表明：在颗粒堆积试验中，颗粒外轮廓的不规则以及颗粒间摩擦因数的增大会导致自然休止角和天然孔隙率增大；在双轴试验中，材料的峰值强度与形状系数的变化规律可用线性函数很好地进行拟合，内摩擦角随形状系数的减小而增大；在直剪试验中，材料的抗剪强度有随形状系数的减小而增大的趋势，颗粒形状的不规则还导致强力传递链数目的减少和速度场分布的不均匀。 关键词：土力学；颗粒形状；类砂土；微观参数；形状系数 中图分类号：TU 44 文献标识码：A 文章编号：1000–6915(2011)10–2112–08 PARTICLE FLOW SIMULATION OF INFLUENCE OF PARTICLE SHAPE ON MECHANICAL PROPERTIES OF QUASI-SANDS KONG Liang1，2，PENG Ren2 (1. School of Science，Qingdao Technological University，Qingdao，Shandong266033，China； 2. School of Physics Electrical Information Engineering，Ningxia University，Yinchuan，Ningxia750021，China) Abstract：Four particle groups with different outlines are generated by the command of clump in PFC2D. Combining with deformation mechanism of granular materials，a shape coefficient is defined based on roundness and unevenness. The shape coefficient and friction coefficient are used to reflect the characteristics of particle outline and surface roughness respectively. The particle stacking test，biaxial test and direct shear test have been simulated with PFC2D，and how the shape of the particles affect the macro-mechanical properties of granular materials has been discussed. The results show that particle shape plays an important role in the macro-mechanical properties of these tests. In the particle stacking test，the natural angle of repose and natural porosity increases with the irregular outline of particles and the friction coefficient between particles. In the biaxial test，peak strength and shape coefficient can be fitted with linear functions well，and the internal friction angle increases with the decrease of shape coefficient. In the direct shear test，the shear strength of materials increases with the decrease of shape coefficient；the irregularity of particle shape also results in the decrease of strong force chain and the inhomogeneity of velocity field. Key words：soil mechanics；particle shape；quasi-sands；microscopic parameters；shape coefficient 收稿日期：2011–05–18；修回日期：2011–06–21 基金项目：国家自然科学基金资助项目(50979037，51008166)；山东省自然科学杰出青年基金资助项目(JQ201017) 作者简介：孔亮(1969–)，男，博士，1991年毕业于西北农业大学农业工程专业，现任教授，主要从事岩土力学与城市地下工程方面的教学与研究工作。E-mail：kongliang@https://www.doczj.com/doc/0a10495174.html,
辊筒横压力基本概念解析 巫静安 (青岛化工学院 山东266042) 摘 要 对开炼机和压延机辊筒工作时所承受的主要外载荷——横压力进行了深入细致的分析研究。 关键词 辊筒,横压力,分离力 收稿日期:97-12-15 1 前言 辊筒是橡胶、塑料等高分子材料加工机械(开炼机、压延机)中的重要组件之一,其主要功能是在相向运转过程中完成对物料的剪切、混合、挤压和压片。在实施对物料机械作用的过程中,开炼机、压延机的辊筒乃至机台的其它构件,如:机架、辊筒轴承、调距螺杆、调距螺母等皆承受着物料对其的极大作用力。该作用力是开炼机、压延机进行机台设计的重要原始参数之一,是机台做强度、刚度计算及可靠性分析的基础。 关于物料对辊筒的主要作用力,其典型的传统称呼谓之“横压力”,另外还有称“分离力”的。但是何谓“横压力”?何谓“分离力”?该两力应怎样定义?两者间又有何联系?迄今为止,这一关系到辊筒设计、制造和使用的重要力学概念尚无统一、确切、清晰的解释,不同的文献及技术资料各持已见,一定程度上混淆和影响了人们对它的深刻认识与了解。笔者经多年思考与研究,以基本力学分析和流变学理论为指导,希企准确定义该物料对辊筒的主要作用力,同时进一步阐明该准确定义对工程技术实践应用的重要性。2 物料对辊筒的作用力 如图1所示,当高分子材料被加到两个 以不同圆周速度相向运转的辊筒中间时,在物料与辊筒表面的接触弧范围内的任意一点a 处,辊筒对物料分别施以径向作用力Q 及 图1 物料受力分析 切向作用力T 。若将它们沿X-Y 坐标分解则得Q X 、T X 、Q y 、T y 。显而易见,X 方向的诸分力对物料起着沿X 方向的压缩作用,称之谓挤压力,而在Y 方向的径向分力Q y 试图将物料自辊隙中推出,切向力T 在Y 方向的分力T y 却力图将物料拉入辊隙。因此,在辊距法向上的两分力之差(T y -Q y )即为辊筒带动物料使之顺利通过辊距的夹持力。通过细致分析辊筒间物料内的压力分布和速度分布可以得知,在物料内的压力逐渐增大的过程中(达到最大物料内压力之前),除与辊面接触的一层物料以辊筒表面速度随辊筒运转外,其余物料层的流动速度均低于辊面线速度,中间流层甚至可能出现反向负速度,从而使物料形成如图2中 箭头所示的旋转运
物体受力分析难点突破 一、难点突破策略： 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。受力分析就是分析物体受到周围其它物体的作用。为了保证分析结果正确，应从以下几个方面突破难点。 1.受力分析的依据：各种性质力的产生条件及各力方向的特点 2.受力分析的方法：整体法和隔离法 3.受力分析的步骤 ： 为了在受力分析时不多分析力，也不漏力，一般情况下按下面的步骤进行： （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(如：重力、弹力、摩擦力等)，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、物体在空气中所受的浮力等。 （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(平衡状态、加速或减速)，当物体的运动情况不同时，其情况也不同。 整体法 隔离法 概念 将几个物体作为一个整体来分析的 方法 将研究对象与周围物体分隔开的方法 选用原则 研究系统外的物体对系统整体的作 用力 研究系统内物体之间的相互作用力 注意问题 分析整体周围其他物体对整体的作 用。而不画整体内部物体间的相互作 用。 分析它受到周围其他物体对它的 作用力