力学受力分析专题
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力专题复习专题一.力的概念、重力和弹力1.力的本质(1)力的物质性:力是物体对物体的作用。
提到力必然涉及到两个物体一—施力物体和受力物体,力不能离开物体而独立存在。
有力时物体不一定接触。
(2)力的相互性:力是成对出现的,作用力和反作用力同时存在。
作用力和反作用力总是等大、反向、共线,属同性质的力、分别作用在两个物体上,作用效果不能抵消.(3)力的矢量性:力有大小、方向,对于同一直线上的矢量运算,用正负号表示同一直线上的两个方向,使矢量运算简化为代数运算;这时符号只表示力的方向,不代表力的大小。
(4)力作用的独立性:几个力作用在同一物体上,每个力对物体的作用效果均不会因其它力的存在而受到影响,这就是力的独立作用原理。
2.力的作用效果力对物体作用有两种效果:一是使物体发生形变_,二是改变物体的运动状态。
这两种效果可各自独立产生,也可能同时产生。
通过力的效果可检验力的存在。
3.力的三要素:大小、方向、作用点4.力的图示和力的示意图5.力的分类(1)性质力:由力的性质命名的力。
如;重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力、分子力等。
(2)效果力:由力的作用效果命名的力。
如:拉力、压力、支持力、张力、下滑力、分力:合力、动力、阻力、冲力、向心力、回复力等。
【】1.下述各力中,根据力的性质命名的有( ).(A)重力(B)拉力(C)动力(D)支持力(E)弹力答案:AE【】6.下列说法中正确的是( ).(A)甲用力把乙推倒,说明只是甲对乙有力的作用,乙对甲没有力的作用(B)只有有生命或有动力的物体才会施力,无生命或无动力的物体只会受到力,(C)任何一个物体,一定既是受力物体,也是施力物体(D)在力的图示法中,线段长短与对应力的大小成正比答案:CD6.重力(1).重力的产生:重力是由于地球的吸收而产生的,重力的施力物体是地球。
(2).重力的大小:○1由G=mg计算,g为重力加速度,通常在地球表面附近,g取9.8米/秒2,表示质量是1千克的物体受到的重力是9.8牛顿。
力学——受力分析专题1. 系统是由相互作用、相互依赖的各部分组成的有机整体,用系统观点分析、处理问题的方法称为整体法.请用整体法分析图1所示的放在光滑水平面上的系统,其运动情况是( )A .向左运动,越来越快B .向右运动,越来越快C .运动状态不会发生变化D .条件不足,无法判断少2. 一只小猫,跳起来抓住悬在天花板上的竖直木杆,当小猫抓住木杆的瞬间,悬挂木杆的细绳断了。
设木杆足够长,小猫不断地顺杆向上爬,则小猫相对于地面的运动是( );杆相对于地面的运动是( ) A .静止 B .向下运动 C .向上运动 D .以上三种情况都有可能3.如图2所示,天平处于平衡状态,现在右盘内的斜面上有一个电动玩具小车匀速上行,则天平( )A .左端下降B .右端下降C .仍然平衡D .无法判断。
4.如图3所示,物体甲静止在水平桌面上,当物体乙轻放到甲上后,下列现象不可能发生的是( )A .甲相对于桌面保持静止状态,而乙相对于甲也静止B .甲相对于桌面保持静止状态,而乙相对于甲沿斜面滑下C .甲相对于桌面向右运动,而乙相对于甲沿斜面滑下D .甲相对于桌面向右运动,而乙相对于甲静止5.一只封闭的小箱子,自重为G ,内有一只重为C 0的小蜜蜂,箱子放在水平地面上。
则关于箱子对地面的压力的说法正确的是: ( )A .若小蜜蜂在箱子内水平匀速飞行,箱子对地面的压力等于GB .若小蜜蜂在箱子内竖直向上匀速飞行,箱子对地面的压力大于G+G 0C .若小蜜蜂在箱子内竖直向下匀速飞行,箱子对地面的压力小于G+G 0D .若小蜜蜂在箱子内倾斜向上匀速飞行,箱子对地面的压力等于G+C 06.如图4所示,在体育中考时,由于很多同学的体重不能达标,所以在测体重时,就分别采取推、拉、提、压等不当的手段来改变体重计的示数。
这其中会使体重计的示数变大的是 ( )7.如图5所示,完全相同的两块条形磁体A 、B ,各自的重力为G ,按照图示竖直放在水平地面上,设A 对B 的压力为F 1,B 对地面的压力为F 2,则 ( )A .F 1=G ,F 2=2GB .F 1>G ,F 2>2GC .F 1>G ,F 2=2GD .F 1<G ,F 2=2G 图 1图4图2 图38.如图6所示,质量均为m 的磁环A 、B 套在同一根圆木杆上,由于磁极间的相互作用,A 磁环悬浮,则 B 磁环对A 磁环的作用力F 1____mg (选填“>”、“ <”或“=”);B 磁环对支持面的作用力F 2____2mg (选填“>”、“ <”或“=”);若B 磁环底面是N 极,则A 磁环上表面的磁极是________极。
V受力分析专题一、受力分析的基本方法:1。
明确研究对象: 在进行受力分析时,研究对象可以是某一个物体,也可以是保持相对静止的若干个物体(整体)。
在解决比较复杂的问题时,灵活地选取研究对象可以使问题简洁地得到解决。
研究对象确定以后,只分析研究对象以外的物体施予研究对象的力(既研究对象所受的外力),而不分析研究对象施予外界的力.2。
隔离法:隔离法是指对物理问题中的单个物体或单个过程进行分析、研究的方法。
在力学中,就是把要分析的物体从相关的物体体系中隔离出来,作为研究对象。
隔离法的优点:容易看清单个物体的受力情况或单个过程的运动情形,问题处理起来比较方便、简单,便于初学者使用.在分析系统内各物体(或一个物体的各个部分)间的相互作用时用隔离法。
3。
隔离研究对象,按顺序找力 把研究对象从实际情景中分离出来,按照:已知力→重力→弹力→摩擦力→其它力 的顺序逐一分析研究对象所受的力,并画出各力的示意图。
二、典型例题1.分析满足下列条件的各个物体所受的力,并指出各个力的施力物体.2.对下列各种情况下的物体A 进行受力分析三、课堂练习1. 对下列各种情况下的物体或结点进行受力分析,在下列情况下接触面均粗糙.(3)沿斜面上滑的物体A(接触面光滑)AV(2)沿斜面下滚的小球,(接触面粗糙).AV(1)静止在斜面上的物体A(5)在力F 作用下静止在斜面上的物体AF(4)各接触面均光滑 AF(1)A 静止在竖直Av(2)A 沿竖直墙面下滑A(3)静止在竖直墙面FA(6)静止在竖直墙面轻上的物体AFA球B2.对下列各种情况下的A 、B 进行受力分析(各接触面均不光滑)3、分析下列物体所受的力(竖直面光滑,水平面粗糙,圆弧面光滑)(5)爬杆的运动员(1)一起向右匀速运动BA FFBA (2)一起向右匀速运动(5)A 、B 静止FABαB A (6)一起匀速下滑BA(7)均静止(9)均静止 (8)均静止(8)静止AB(9)静止A B CB(3)一起向右加速运动BA FFBA (4)五、课后作业:1、分析各物体的受力情况(1)随传送带一起匀速运动的物体 (2)随传送带一起向右加速运动的物体(3)随传送带一起向右减速运动的物体(4)向上匀速运输的物体(5)向下匀速运输的物体(6)放在斜面上相对斜面静止和向上运动、向下运动的物块(7)人用力拉绳,使他与木块一起向右做匀速运动分析人和木块的受力(8)力F拉着B运动,分析A、B的受力2、对结点进行受力分析3、如图所示,分析电梯上的人受力。
高中物理力学受力分析专题面滑动动摩擦,欲动未动静摩现。
隔离体上力画全,不多不少展笑颜。
(一)受力分析物体之所以处于不同的运动状态,是由于它们的受力情况不同.要研究物体的运动,必基本功.如何分析物体的受力情况呢?主要依据力的概念、从物体所处的环境(有多少个物体接触)和运动状态着手,分析它与所处环境的其它物体的相互联系;一般采取以下的步骤分析:1.确定所研究的物体,然后找出周围有哪些物体对它产生作用.采用隔离法分析其他物体对研究对象的作用力,不要找该物体施于其它物体的力,譬如所研究的物体叫A,那么就应该找出“甲对A”和“乙对A”及“丙对A”的力……而“A 对甲”或“A对乙”等的力就不是A所受的力.也不要把作用在其它物体上的力错误地认为通过“力的传递”作用在研究对象上.2.要养成按步骤分析的习惯.先画重力:作用点画在物体的重心.次画接触力(弹力和摩擦力):绕研究对象逆时针(或顺时针)观察一周,看对象跟其他物体有几个接触点(面),对每个接触点(面)若有挤压,则画出弹力,若还有相对运动或趋势,则画触点(面).再画其他场力:看是否有电、磁场力作用,如有则画出场力.一重、二弹、三摩擦、再其它。
3.受力分析的注意事项:初学者对物体进行受力分析时,往往不是“少力”就是“多力”,因此在进行受力分析时应注意以下几点:(1)(2)止“多力”的有效措施之一。
检查一下画出的每个力能否找出它的施力物体,特别是检查一下分析的结果,能否使对象与题目所给的运动状态(静止或加速)相一致,否则,必然发生了多力或漏力现象.(4)只分析根据力的性质命名的力(如重力、弹力、摩擦力)(如下滑力、上升力等)。
(二)受力分析练习:1。
画出物体A受到的弹力:(并指出弹力的施力物)2。
画出物体A受到的摩擦力,并写出施力物:BAA静止不动A向右匀速A沿着斜面向上运动3:对下面物体受力分析:1)重新对1、2两题各物体进行受力分析(在图的右侧画)2)对物体A进行受力分析(并写出各力的施力物)A沿着水平面向左运动A沿着墙向上运动A沿着水平面向右运动A匀速下滑A3)对水平面上物体A 和B 进行受力分析,并写出施力物(水平面粗糙)4) 分析A 和B 物体受的力 分析A 和C 受力(并写出施力物)A 、B 相对地面静止A 与皮带一起向右匀速运动A 、B 一起向右匀速运动A 、B 一起向右加速运动A 、B 相对地面静止木块A 沿斜面匀速上滑A 、B 相对地面静止 A 、B 、C 一起向右加速运动 A 、B 一起向右加速运动 物体静止不动 在水平力F 作用下A 、B 沿桌面匀速运动,受力情况决定运动情况,要研究物体的运动,必须首先搞清物体的受力情况。
正确分析物体的受力情况,是研究力学问题的关键,是必须掌握的基本功。
1.分析方法:进行受力分析的基本方法是隔离体法,即将所选定的研究对象(一般是一个物体,也可以是几个物体构成的整体)从它所处的环境中隔离出来,然后依次分析环境中的物体对所选定的研究对象施加的力。
分析的依据,一是力的性质和各种力的产生条件;二是物体的运动状态即从共点力的平衡条件和牛顿第二定律入手分析。
下边是受力分析常用的一些辅助方法。
(1)整体法:即选择几个物体构成的整体作为研究对象,既可用于研究整体的受力,也可作为分析某个物体受力情况的辅助方法。
如(例一)。
(2)假设法:即在某个力的有无或方向不容易判断时,可先假设这个力不存在,看物体的运动会受什么样的影响,从而得出结论。
如分析弹力可用假设拿开法,分析静摩擦力可用假设光滑法等。
(3)利用牛顿第三定律分析。
(4)画出物体的受力示意图,这样会使问题形象直观。
在不涉及转动问题时,一般要将力的作用点平移到物体的重心上来,示意图不但要表示力的方向,还要定性表示力的大小。
图画的越准确,越便于分析解决问题。
2.一般步骤:(1)选定研究对象;(2)依次分析重力、已知力(外界施加的拉力、推力等)、场力;(3)利用隔离体法依次分析和研究与对象相接触的物体对它是否施加弹力或摩擦力。
之所以这样安排分析顺序,主要考虑到“2”中的力是主动力,而弹力和摩擦力是被动力。
注意事项: (1)合力和分力不能重复的列为物体所受的力。
分析物体的受力情况一般只分析实际力,在分析具体问题列方程时,合力和分力作为一种等效替代的手段不能重复考虑。
(2)要把握好研究对象,不要将研究对象对其它物体的力纳入,即只研究它的受力情况。
(3)摒弃传力的概念。
如图1-15甲,我们只能说A 由于受到推力F 而对墙产生弹力,而不能说推力F 作用在墙上;在1-15乙图中,由于C 的存在使B 对A 的压力大于B 的重力,但C 对A 并没施加力。
(4)然后要做一番检查,看每个力是否存在施力物体,受力情况是否和物体的运动状态相矛盾。
【例题精析】例1 如图1-16所示,斜面体A 静止在地面上,物块B 静止在斜面上,A 是否受到地面的摩擦力?解析:B 和A 的受力情况分别如图1-17,由B 可知,N 和f 的合力和m B g 构成平衡力;对A ,N ′和f ′的合力应竖直向下,大小等于m B g ,所以A 不受地面的摩擦力。
思考拓宽:解法二,取A 、B 整体为研究对象,因为整体在水平方向不图1-15甲 图1-15乙N 'B 图1-17图1-18受其它力,所以它也不受地面的摩擦力。
若A 静止而B 匀速下滑,A 是否受到地面的摩擦力?(不受)若A 静止而B 加速下滑,A 是否受到地面的摩擦力?(受,方向向左)例2如图1-18,轻质三脚架固定在小车上,其倾斜的一边与竖直方向的夹角为θ,质量为m 的小球固定在杆的一端,当小车在水平面上运动时,关于杆对小球的作用力F ,下列说法正确的是:A.小车静止时,F 竖直向上B.小车向右加速时,F 可能沿杆的方向C.小车向左加速时,F 可能沿杆的方向D.小车向右加速时,F 可能沿水平方向分析与解:小球受重力和杆对球的作用力F 两个力的作用,当向右加速时,2222g m a m F +=。
若θtg ga=,则F 沿杆的方向,a 越大,F 与竖直方向的夹角越大,但F 不可能水平。
答案(AB )。
思考拓宽:线对物体的作用力一定沿线的方向,且只能是拉力;轻杆既可以对物体施加沿杆的拉力又可以对物体施加沿杆的支持力,杆对物体的力还可以不沿杆。
例3.如图所示,倾角为θ的斜面A 固定在水平面上。
木块B 、C 终保持相对静止,共同沿斜面下滑。
B 的上表面保持水平,A 、B μ。
⑴当B 、C 共同匀速下滑; ⑵当B 、C 共同加速下滑时,分别求B 、C 所受的各力。
解:⑴先分析C 受的力。
这时以C 为研究对象,重力G 1=mg ,B 对C 的弹力竖直向上,大小N 1= mg ,由于C 在水平方向没有加速度,所以B 、C 间无摩擦力,即f 1=0。
再分析B 受的力,在分析 B 与A 间的弹力N 2和摩擦力f 2时,以BC 整体为对象较好,A 对该整体的弹力和摩擦力就是A 对B 的弹力N 2和摩擦力f 2,得到B 受4个力作用:重力G 2=Mg ,C 对B 的压力竖直向下,大小N 1= mg ,A 对B 的弹力N 2=(M+m)gcos θ,A 对B 的摩擦力f 2=(M+m)gsin θ⑵由于B 、C 共同加速下滑,加速度相同,所以先以B 、C 整体为对象求A 对B 的弹力N 2、摩擦力f 2,并求出a ;再以C 为对象求B 、C 间的弹力、摩擦力。
这里,f 2是滑动摩擦力N 2=(M+m)gcos θ, f 2=μN 2=μ(M+m)gcos θ沿斜面方向用牛顿第二定律:(M+m)gsin θ-μ(M+m)gcos θ=(M+m)a可得a=g(sin θ-μcos θ)。
B 、C 间的弹力N 1、摩擦力f 1则应以C 为对象求得。
由于C 所受合力沿斜面向下,而所受的3个力的方向都在水平或竖直方向。
这种情况下,比较简便的方法是以水平、竖直方向建立直角坐标系,分解加速度a 。
分别沿水平、竖直方向用牛顿第二定律: f 1=macos θ,mg-N 1= masin θ, 可得:f 1=mg(sin θ-μcos θ) cos θ N 1= mg(cos θ+μsin θ)cos θ2v1.弹力有、无的判断弹力的产生条件是接触且发生弹性形变。
但有的形变明显,有的不明显。
那么如何判断相互接触的物体间有无弹力? 法1: “假设法”,即假设接触物体撤去,判断研究对象是否能维持现状。
若维持现状则接触物体对研究对象没有弹力,因为接触物体使研究对象维持现状等同于没有接触物,即接触物形同虚设,故没有弹力。
若不能维持现状则有弹力,因为接触物撤去随之撤去了应该有的弹力,从而改变了研究对象的现状。
可见接触物对研究对象维持现状起着举足轻重的作用,故有弹力。
例1:如图所示,判断接触面对球有无弹力,已知球静止, 接触面光滑。
【审题】在a 、b 图中,若撤去细线,则球都将下滑,故细线中均有拉力, a 图中若撤去接触面,球仍能保持原来位置不动,所以接触面对球没有弹力;b 图中若撤去斜面,球就不会停在原位置静止,所以斜面对小球有支持力。
【解析】图a中接触面对球没有弹力;图b 中斜面对小球有支持力法2:根据“物体的运动状态”分析弹力。
即可以先假设有弹力,分析是否符合物体所处的运动状态。
或者由物体所处的运动状态反推弹力是否存在。
总之,物体的受力必须与物体的运动状态符合。
同时依据物体的运动状态,由二力平衡(或牛顿第二定律)还可以列方程求解弹力。
例2:如图所示,判断接触面MO 、ON 对球有无弹力,已知球静止,接触面光滑。
【审题】图中球由于受重力,对水平面ON 一定有挤压,故水平面ON 对球一定有支持力,假设还受到斜面MO 的弹力,如图1—3所示,则球将不会静止,所以斜面MO 对球没有弹力。
【解析】水平面ON 对球有支持力,斜面MO 对球没有弹力。
再如例1的a 图中,若斜面对球有弹力,其方向应是垂直斜面且指向球,这样球也不会处于静止状态,所以斜面对球也没有弹力作用。
【总结】弹力有、无的判断是难点,分析时常用“假设法”并结合“物体的运动状态”分析。
2.弹力的方向弹力是发生弹性形变的物体由于要恢复原状,而对它接触的物体产生的力的作用 。
所以弹力的方向为物体恢复形变的方向。
平面与平面、点、曲面接触时,弹力方向垂直于平面,指向被压或被支持的物体;曲面与点、曲面接触时,弹力方向垂直于过接触点的曲面的切面,特殊的曲面,如圆面时,弹力方向指向圆心。
弹力方向与重心位置无关。
绳子的弹力方向为:沿着绳子且指向绳子收缩的方向;且同一条绳子内各处的弹力相等 杆产生的弹力方向比较复杂,可以沿杆指向杆伸长或收缩的方向,也可不沿杆,与杆成一定的夹角。
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。