受力分析的基本方法和原则
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受力分析确定物体运动状态所受力的方法物体在运动过程中受到各种力的作用,这些力会决定物体的运动状态。
为了确定物体运动状态所受力的方法,我们需要进行受力分析。
受力分析是一种通过对物体受力的研究,来确定其运动状态的方法。
下面将介绍一些常用的受力分析方法。
一、力的分解法力的分解法是受力分析的基础方法之一。
它通过将合力分解为多个分力,来研究物体在各个方向上所受的力。
例如,当物体受到一个斜向上的力时,我们可以将该力分解为水平方向上的分力和垂直方向上的分力,从而更清楚地了解物体所受的力。
二、力的合成法力的合成法是力学中常用的分析方法之一。
它与力的分解法相反,通过将多个分力合成为一个合力,来研究物体所受合力的性质和方向。
例如,当物体同时受到多个力的作用时,我们可以将这些力进行合成,得到一个合力,从而推断物体的运动状态。
三、自由体图法自由体图法是受力分析中常用的方法之一。
它通过将物体从整体中分离出来,形成一个自由体图,在自由体图中分析物体所受的各个力。
通过自由体图法,我们可以更清楚地了解到物体所受的各个力的性质和方向,从而帮助我们确定物体的运动状态。
四、牛顿第二定律牛顿第二定律是力学中最基本的定律之一。
它说明了物体的加速度与所受合力之间的关系。
根据牛顿第二定律,我们可以通过测量物体的质量和加速度,从而确定物体所受的合力。
通过牛顿第二定律,我们可以更精确地分析物体的运动状态。
五、动量守恒定律动量守恒定律是力学中另一个重要的定律。
它说明了一个系统在没有外力作用的情况下,其总动量保持不变。
根据动量守恒定律,我们可以通过分析物体的动量变化,来确定物体所受的力。
通过动量守恒定律,我们可以更全面地了解物体的运动状态。
总结起来,受力分析是一种通过研究物体所受的力,来确定其运动状态的方法。
在受力分析中,我们可以运用力的分解法和合成法,将力分解或合成,从而更清楚地了解物体所受的力。
同时,通过自由体图法、牛顿第二定律和动量守恒定律等方法,可以更具体地分析物体的运动状态。
第8讲 受力分析的方法一•受力分析的基本步骤是: 1确定研究对象,并将其隔离。
2、 根据周围与其相关联的物体对研究对象的作用,把所受重力、弹力、摩擦力按顺序进行受力分析。
3、 逐一正确合理地画出每个作用力的示意图,并标上各力的符号。
4、 检验是否做到"一个力不漏,一个力不多,一个力方向不错”的要求。
5、 合力或分力不能重复列为物体所受的力. 二.整体法和隔离体法内力:系统内物体之间的相互作用力。
夕卜力:系统外的物体对系统(或者系统内物体)施加的力是外力。
(1)整体法:就是把几个物体视为一个整体,受力分析时,只分析这一整体之外的物体对整体的作用 力,不考虑整体内部之间的相互作用力。
(2 )隔离法:就是把要分析的物体从相关的物体系中假想地隔离出来,只分析该物体以外的物体对该 物体的作用力,不考虑物体对其它物体的作用力。
(3 )方法选择所涉及的物理问题是整体与外界作用时,应用整体分析法,可使问题简单明了,而不必考虑内力的作 用;当涉及的物理问题是物体间的作用时,要应用隔离分析法,这时原整体中相互作用的内力就会变为各 个独立物体的外力。
例2、A 、B 二滑块叠放在水平面上,已知 A 、B 滑块所受重力分别是 G A = 10N , G B = 20N 。
A 、B 间动摩擦因数0.20, B 与水平面间的动摩擦因数 ^2= 0.30O 试求在(b )图中所示情况下拉动滑块所需的最小力为多大。
【变式训练】:A 、B 二滑块叠放在水平面上,已知 A 、B 滑块所受重力分别是 G A = 10N , G B = 20N 。
A 、B 间动摩擦因数 小=0.20, B 与水平面间的动摩擦因数 匹=0.30。
试求在(a )图中所示情况下拉动滑块所需的最小力分别为多大。
(*)例1、画出下列各图 A 、B 、C 、D 的受力示意图。
(已知A 、B 、C 、D 均静止)(b)例3 .如图3-A-6所示,质量均为m的两木块a与b叠放在水平面上,a受到斜向上与水平成B角的力作用,b受到斜向下与水平成B角的力作用,两力大小均为F,两木块保持静止状态,则:()A . a、b之间一定存在静摩擦力B. b与地之间一定存在静摩擦力C. b对a的支持力一定小于mgD. 地对b的支持力一定大于2mg(依据整体法与隔离法判定例4、用轻弹簧竖直悬挂质量为m的物体,静止时弹簧伸长量为L,现在用该弹簧沿斜面方向拉住质量为2m的物体,系统静止时弹簧伸长量也为A、等于零1B、大小为2 mg,方向沿斜面向下、、3C、大小为2 mg,方向沿斜面向上D、大小为mg,方向沿斜面向上L,斜面倾角为30°,如图所示,则物体所受摩擦力()例5•跨过光滑定滑轮的轻绳,两端各拴一个物体,如图所示,物体F=12N ,若物体A和B均处于静止状态,此时绳子与水平方向的夹角画出受力示意图,并计算各力的大小。
受力分析的基本方法和原则对物体进行受力分析这看似微不足道的一步,其实是处理力学问题乃至所有涉及力和运动的综合问题中至关重要的一步,能否正确分析出研究物体的受力,将直接影响到后续解题过程的展开以及最终结果的正确性。
那么,怎样才能走好这第一步呢?一、受力分析的一般步骤先来回顾一下各种常见力的特点。
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,重力就肯定存在。
弹力:只有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。
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,则它们之间会出现滑动摩擦力;两个相互挤压的物体间若有相对滑动的趋势,则它们间会出现静摩擦力。
如果研究的物体处在更为复杂的环境中,如周围有某种液(气)体、电场或者磁场,那么还要分析物体是否受到浮力、阻力、电场力或磁场力等的作用。
综上所述,可以将受力分析的一般步骤归纳为:重力肯定有;弹力看四周,形变就存在,不变则没有;分析摩擦力,看看运动否?趋势也可以;复杂环境中,不忘电磁浮。
但要注意,这几句话中的“形变”指“弹性形变”,“运动”指“相对运动”。
为了方便记忆,甚至可以将上述几句话进一步精简为二十字的口诀:重力肯定有,弹力看四周,分析摩擦力,不忘电磁浮。
二、受力分析的基本原则初步分析之后,如果能对照受力分析的基本原则换个角度检查一下分析结果的正确性,这样才能做到万无一失。
两个基本原则依次为:(1)每个力都必须有施力物体;(2)受力情况必须和物体的运动状态相吻合。
例:有人认为“物体以某一初速度冲上光滑的斜面后,物体在上滑过程中受到沿斜面向上的冲力作用,在下滑过程中受到沿斜面向下的下滑力作用。
”解:物体在全过程中只受到重力和斜面对它的支持力两个力的作用,在上滑过程中物体并没有受到沿斜面向上的冲力作用,之所以能冲上斜面,是因为具有初速度,不要把物体的这种惯性表现当作一个力;在下滑过程中物体也没有受到沿斜面向下的下滑力的作用,之所以下滑,是因为重力产生了一个使物体向下滑动的效果。
上海高中物理——受力分析的基本方法和原则江苏省靖江市季市中学范晓波对物体进行受力分析这看似微不足道的一步,其实是处理力学问题乃至所有涉及力和运动的综合问题中至关重要的一步,能否正确分析出研究物体的受力,将直接影响到后续解题过程的展开以及最终结果的正确性。
那么,怎样才能走好这第一步呢?一、受力分析的一般步骤先来回顾一下各种常见力的特点。
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,重力就肯定存在。
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。
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,则它们之间会出现滑动摩擦力;两个相互挤压的物体间若有相对滑动的趋势,则它们间会出现静摩擦力。
如果研究的物体处在更为复杂的环境中,如周围有某种液(气)体、电场或者磁场,那么还要分析物体是否受到浮力、阻力、电场力或磁场力等的作用。
综上所述,可以将受力分析的一般步骤归纳为:重力肯定有;弹力看四周,形变就存在,不形变则没有;分析摩擦力,看看运动否?趋势也可以;复杂环境中,不忘电磁浮。
但要注意,这几句话中的“形变”指“弹性形变”,“运动”指“相对运动”。
为了方便记忆,甚至可以将上述几句话进一步精简为二十字的口诀:重力肯定有,弹力看四周,分析摩擦力,不忘电磁浮。
二、受力分析的基本原则初步分析之后,如果能对照受力分析的基本原则换个角度检查一下分析结果的正确性,这样才能做到万无一失。
两个基本原则依次为:(1)每个力都必须有施力物体;(2)受力情况必须和物体的运动状态相吻合。
例:有人认为“物体以某一初速冲上光滑的斜面后,物体在上滑过程中受到沿斜面向上的冲力作用,在下滑过程中受到沿斜面向下的下滑力作用。
”解:物体在全过程中只受到重力和斜面对它的支持力两个力的作用,在上滑过程中物体并没有受到沿斜面向上的冲力作用,之所以能冲上斜面,是因为具有初速度,不要把物体的这种惯性表现当作一个力;在下滑过程中物体也没有受到沿斜面向下的下滑力的作用,之所以下滑,是因为重力产生了一个使物体向下滑动的效果。
受力分析的基本方法和原则受力分析是力学中的重要基础,用于研究物体受到外力作用后的运动和变形。
它通过分析物体受力情况,确定物体的平衡状态,并计算物体的运动和力学性质。
受力分析的基本方法和原则如下:一、基本方法1.确定各个力的大小和方向:受力分析首先需要确定所有作用在物体上的力的大小和方向。
这些力可以是物体所受的外力,也可以是物体自身施加的内力。
2.利用平行四边形法则合成力:物体所受的多个力可以通过平行四边形法则来合成一个等效力。
该等效力在大小和方向上等于原力的合成,方便后续分析。
3.利用力的平衡条件:根据力的平衡条件,即合力为零,物体处于静止或匀速直线运动的状态。
可以利用此条件解决力学问题。
4.进行数值计算:根据已知条件和平衡方程,进行数值计算,得到物体的运动和力学性质。
二、基本原则1.牛顿第一定律:牛顿第一定律也称为惯性定律。
它指出,一个物体若受到合力为零的作用,将保持静止状态或匀速直线运动状态。
利用这个原则,可以判断物体是否处于平衡状态。
2. 牛顿第二定律:牛顿第二定律描述了力与物体运动的关系。
它指出,当一个物体受到合力作用时,其加速度与合外力成正比,与物体的质量成反比。
即F = ma,其中F为合外力,m为物体的质量,a为物体的加速度。
通过牛顿第二定律可以计算物体的加速度和合力。
3.牛顿第三定律:牛顿第三定律也称为作用-反作用定律。
它表明,任何两个物体之间的相互作用力大小相等、方向相反,并且作用在两个物体的不同点上。
利用这个定律,可以分析物体之间的相互作用力,解决力学问题。
4.简化假设和近似处理:在实际的受力分析中,为了简化问题和计算,可以进行一些合理的假设和近似处理。
比如可以忽略物体自身的重力,忽略摩擦力等,从而简化分析和计算的复杂度。
总结起来,受力分析的基本方法和原则包括确定各个力的大小和方向、利用合成力和平衡条件、进行数值计算等。
基本原则包括牛顿定律和作用-反作用定律,以及简化假设和分清内外力。
受力分析的基本技巧和方法受力分析的基本技巧和方法在日常的学习中,相信大家一定都接触过受力分析吧!怎么去学习受力分析呢?以下是小编整理的受力分析的基本技巧和方法,仅供参考,希望能够帮助到大家。
受力分析的基本技巧和方法初中物理受力分析的知识点对物体进行受力分析,主要依据力的概念,分析物体所受到的其他物体的作用。
具体方法如下:1.明确研究对象,即首先确定要分析哪个物体的受力情况。
2.隔离分析:将研究对象从周围环境中隔离出来,分析周围物体对它施加了哪些作用。
3.按一定顺序分析:口诀是一重、二弹、三摩擦、四其他,即先分析重力,再分析弹力和摩擦力。
其中重力是非接触力,容易遗漏;弹力和摩擦力的有无要依据其产生条件,切忌想当然凭空添加力。
4.画好受力分析图。
要按顺序检查受力分析是否全面,做到不多力也不少力。
受力分析(1)确定所研究的物体,分析周围物体对它产生的作用,不要分析该物体施于其他物体上的力,也不要把作用在其他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)按“性质力”的顺序分析。
即按重力、弹力、摩擦力、其他力顺序分析,不要把“效果力”与“性质力”混淆重复分析。
(3)如果有一个力的方向难以确定,可用假设法分析。
先假设此力不存在,想像所研究的物体会发生怎样的运动,然后审查这个力应在什么方向,对象才能满足给定的运动状态。
力的合成与分解(1)合力与分力:如果一个力作用在物体上,它产生的效果跟几个力共同作用产生的效果相同,这个力就叫做那几个力的`合力,而那几个力就叫做这个力的分力。
(2)力合成与分解的根本方法:平行四边形定则。
(3)力的合成:求几个已知力的合力,叫做力的合成。
共点的两个力(F 1 和F 2 )合力大小F的取值范围为:|F 1 —F 2 |≤F≤F 1 +F 2 。
(4)力的分解:求一个已知力的分力,叫做力的分解(力的分解与力的合成互为逆运算)。
在实际问题中,通常将已知力按力产生的实际作用效果分解;为方便某些问题的研究,在很多问题中都采用正交分解法。
物体的受力分析一、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,按先重力,再弹力,再摩擦力,然后已知力(只有在有弹力的接触面之间才可能有摩擦力),最后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。
3.只画性质力,不画效果力画受力图时,只能按力的性质分类画力,不能按作用效果(拉力、压力、向心力等)画力,否则将出现重复。
二、受力分析的方法(1)整体法隔离法例1、ABC均静止,F=10N,求各接触面间的摩擦力例2、用大小相等、方向相反,并在同一水平面上的力F挤压相同的木板,木板中间夹着两块相同的砖,砖和木板均保持静止,则()A.两砖间摩擦力为零B.F越大,板与砖之间的摩擦力就越大C.板砖之间的摩擦力大于砖的重力D.两砖之间没有相互挤压的力拓展:若有三块砖,每块质量均为m,则各砖间的摩擦力为多大?(2)产生原因分析法例3、如图所示,重力G=20N的物体,在动摩擦因数为0.1的水平面上向左运动,同时受到大小为10N的,方向向右的水平力F的作用,则物体所受摩擦力大小和方向是( ) A.2N,水平向左B.2N,水平向右C.10N,水平向左D.12N,水平向右例4、如图所示,物体A重40N,物体B重20N,A与B、B与地面间的动摩擦因数均为0.4.当用水平力向右拉动物体A时,试求:(1)B物体所受的滑动摩擦力的大小和方向;(2)A物体所受的地面滑动摩擦力的大小和方向.例5、如图所示的皮带传送装置,如果右边的皮带轮是主动轮,左边的是从动轮,则传送带上的P 点受摩擦力方向如何,从动轮上的Q 点受摩擦力方向如何?变式突破:①若物体与传送带相对静止,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?(3)运动状态分析法例5、把一个物体放在传送带上,当传送带匀速向上运动时(物体与传送带之间无相对运动)如图则物体受到的力有( )A .重力,传送带的支持力,静摩擦力(沿传送带向上)B .重力,传送带的支持力,静摩擦力(沿传送带向下)C .重力,传送带的支持力,静摩擦力(沿传送带向上),下滑力D .重力,传送带的支持力,静摩擦力(沿传送带向下),下滑力例6、运动员用双手握住竖直的竹竿匀速攀上和匀速下滑,他们所受的摩擦力分别为F 上和F 下,则( )A .F 上向上,F 下向下,F 上=F 下B .F 上向下,F 下向上,F 上>F 下C .F 上向上,F 下向上,F 上=F 下D .F 上向上,F 下向下,F 上>F 下: (4)假设法: 例7、例8、木块A 、B 分别重50 N 和60 N ,它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25;夹在A 、B 之间的轻弹簧被压缩了2cm,弹簧的劲度系数为400N/m.系统置于水平地面上静止不动。
受力分析的基本技巧和原则1. 给物体所受到的力贴上标签在进行受力分析时,第一步是给物体所受到的力贴上标签。
这可以帮助我们清晰地理解每个力的来源和性质。
常见的力包括重力、弹力、摩擦力等。
在标签中还需要包括力的大小、方向和作用点。
例如,如果我们要分析一本书在桌子上静止的情况,我们可以标记为:重力向下(9.8 N),桌面对书的支持力向上(9.8 N)。
2. 利用叉向图进行受力分析叉向图是进行受力分析的常用工具。
它通过将力表示为箭头,并按照力的大小和方向绘制在图上,可以帮助我们直观地了解各个力之间的关系。
在绘制叉向图时,可以选择一个合适的比例尺,以保持图的清晰度和可读性。
箭头的长度表示力的大小,箭头的方向表示力的方向。
叉向图的绘制可以帮助我们判断物体所受到的总力的大小和方向,以及力的平衡和不平衡情况。
3. 使用受力平衡原则在进行受力分析时,受力平衡原则是一个重要的基本原则。
根据该原则,如果物体受到的合力为零,则物体处于力的平衡状态。
根据受力平衡原则,我们可以计算物体所受到的合力,并确定力的平衡状态。
例如,如果一个物体受到三个力,且它们的合力为零,则我们可以得出结论,这个物体处于力的平衡状态。
4. 考虑力的分解和合成在受力分析中,我们通常会遇到力的分解和合成的情况。
力的分解是将一个力分解为两个或多个分力的过程,而力的合成则是将两个或多个力合成为一个力的过程。
力的分解和合成可以帮助我们理解和计算物体受力的效果。
通过将力分解为垂直和水平分量,我们可以更好地分析力的作用效果。
例如,如果一个物体受到一个斜向上的力,我们可以将它分解为垂直向上和水平向上的两个分力,以便更好地理解和计算它对物体的效果。
5. 注意力的平衡和不平衡在受力分析中,我们需要注意力的平衡和不平衡情况。
力的平衡指的是物体所受到的合力为零,力的不平衡指的是物体所受到的合力不为零。
通过分析力的平衡和不平衡情况,我们可以理解物体的运动状态和结构的稳定性。
受力分析的基本方法和原则
一、受力分析的一般步骤
先来回顾一下各种常见力的特点。
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,重力就肯定存在。
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。
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,则它们之间会出现滑动摩擦力;两个相互挤压的物体间若有相对滑动的趋势,则它们间会出现静摩擦力。
如果研究的物体处在更为复杂的环境中,如周围有某种液(气)体、电场或者磁场,那么还要分析物体是否受到浮力、阻力、电场力或磁场力等的作用。
综上所述,可以将受力分析的一般步骤归纳为:
重力肯定有;弹力看四周,形变就存在,不形变则没有;分析摩擦力,看看运动否趋势也可以;复杂环境中,不忘电磁浮。
但要注意,这几句话中的“形变”指“弹性形变”,“运动”指“相对运动”。
为了方便记忆,甚至可以将上述几句话进一步精简为二十字的口诀:
重力肯定有,弹力看四周,分析摩擦力,不忘电磁浮。
二、受力分析的基本原则
初步分析之后,如果能对照受力分析的基本原则换个角度检查一下分析结果的正确性,这样才能做到万无一失。
两个基本原则依次为:(1)每个力都必须有施力物体;(2)受力情况必须和物体的运动状态相吻合。
例:有人认为“物体以某一初速冲上光滑的斜面后,物体在上滑过程中受到沿斜面向上的冲力作用,在下滑过程中受到沿斜面向下的下滑力作用。
”
解:物体在全过程中只受到重力和斜面对它的支持力两个力的作用,在上滑过程中物体并没有受到沿斜面向上的冲力作用,之所以能冲上斜面,是因为具有初速度,不要把物体的这种惯性表现当作一个力;在下滑过程中物体也没有受到沿斜面向下的下滑力的作用,之所以下滑,是因为重力产生了一个使物体向下滑动的效果。
这里多分析出来的“冲力”和“下滑力”都可以用第一原则来进行检验,显然,它们都没有施力物体,因此不存在。
例:物体A放在水平传送带上,且A与传送带保持相对静止,如图所示,若传送带向右匀速运动,试分析A的受力。
解:A物体仅受两个力作用:重力和传送带对A产生的弹力。
需要特别注意的是传送带对A物体并没有静摩擦力,这一点可以借助受力分析的第二原则来进行检查。
假如认为传送带对A物体有静摩擦力,那么,A物体共受三个外力作用,其中重力、弹力在竖直方向,而静摩擦力在水平方向,三者不可能相互平衡。
可是实际上A物体和传送带一起匀速运动,受力必须平衡。
初步分析的结果与实际运动状态发生了矛盾,矛盾产生的原因就是静摩擦力其实并不存在。
三、受力分析的常用方法
根据涉及的物体个数和解题需要,常用的受力分析方法可分为两种:
(一)隔离法
顾名思义,将单个物体从周围环境中“隔离”出来进行受力分析的方法。
例:如图所示,A、B、C三木块叠放在水平桌面上,对B木块施加一个水平向右恒力F,三木块共同向右匀速运动,三木块的重力都是G,分别画出三木块受力示意图。
分析:既然要求对三木块进行受力分析,隔离法是唯一的选择。
但隔离顺序的选择要讲究一点技巧,通常按照受力个数从小到大的次序进行,整个处理过程会简单一些。
解:隔离A木块分析,按照受力分析的口诀:
(1)重力肯定有;
(2)弹力看四周──周围只有木块B和A接触,接触处也有弹性形变,因此B对A有向上的弹力;
(3)分析摩擦力──结合受力分析的第二原则可知,A、B间不可能有静摩擦力存在,否则A不可能向右匀速运动;
(4)不忘电磁浮──此处空气产生的浮力忽略不计,电磁力也不存在。
隔离B木块分析,按照受力分析的口诀:
(1)重力肯定有;
(2)弹力看四周──周围除了拉力F的施力物体与B接触外,还有木块A、C分别与B接触,且接触处均有弹性形变,因此A对B有向下的弹力,C对B有向上的弹力;
(3)分析摩擦力──根据牛顿第三定律,A对B没有静摩擦力,但B相对于C有向右滑动的趋势,所以C对B产生水平向左的静摩擦力;
(4)不忘电磁浮──理由与结果同A。
隔离C木块分析,按照受力分析的口诀:
(1)重力肯定有;
(2)弹力看四周──木块B,地面分别与C接触,接触处均存在弹性形变,因此B对C有向下的弹力,地面对B有向上的弹力;
(3)分析摩擦力──根据牛顿第三定律,B对C有水平向右的静摩擦力,而C相对于地面有向右滑动的趋势,所以地面对C产生水平向左的静摩擦力;
(4)不忘电磁浮──理由与结果同A。
(二)整体法
指将几个物体(通常为运动状态相同的物体)同时从周围环境中“隔离”出来进行受力分析的方法。
例:如图所示,A、B两个长方形物体静止地叠放在倾角为的斜面体上,斜面也处于静止状态,设A、B的重力大小分别为、,试斜面对B产生的摩擦力。
分析:按照常规思维,要想求斜面对B的摩擦力,必须先搞清A对B的压力和静摩擦力,这又需要先去分析A的受力,因此求解过程分两步才能完成。
但是换个角度看,既然A、B两个物体运动状态完全相同,何不将它们看成一个整体的两个部分任一部分和其它物体间的相互作用力,都可以看成整体和其它物体间的相互作用力,反之亦然。
这就是整体法处理问题的基本原理。
解:将A、B组成一个整体,整体受力如图。
斜面对整体产生的摩擦力属静摩擦力,不能使用计算,此题只能利用平衡条件求解。
将整体的重力按效果进行分解。
沿斜面方向与相互平衡,所以
方向沿斜面向上。
说明:为了排除A、B两部分之间相互作用力(即内力)的干扰,可以借鉴生活中包装礼品的方法,设想用一张不透明的轻质纸将A、B严密包裹好,从外部看,这就是一个图章形状的单一物体。
实践证明:这种处理方法简单有效。
思考:上题中,设斜面体的重力大小为,那么地面对斜面体产生的摩擦力大小是多少
(提示:对A、B斜面体三者组成的整体进行受力分析。
)
例:如图所示,质量都是m的4块砖被夹在两木板之间静止。
求中间两块砖之间的摩擦力。
分析:本题单一地使用隔离法,处理过程比较复杂;单一地使用整体法,中间两块砖间的摩擦力不会出现。
此时,应考虑将整体法与隔离法相结合。
解:对四块砖组成的整体进行受力分析,如图所示:
由平衡条件可知:
则
在对左侧两块砖组成的整体进行受力分析,如图所示:
竖直方向由于与等值反向,两力已经平衡,因此中间两块砖之间没有摩擦力,或者说两者之间的摩擦力为0。
说明:在一些复杂的问题中,直接将所有物体组成整体后,待求力变成了内力,在受力分析图中无法体现,这时就要注意将整体法与隔离法相结合,在这种处理思想下,研究对象的选择又变得很重要,选不好研究对象,会使问题复杂化,甚至解不出结果。
相反,选好研究对象,会使问题简化。
新课标人教版教材中,没有把“物体的受力分析”作为独立的一节,这并不意味受力分析的过程不重要,相反是因为受力分析的过程已经渗透到物理学的各个知识领域,属研究物理学的基本功,没有必要单独列出。
因此,实际分析力学问题时不仅不能遗漏这一步,而且要完美地走好这一步!
四、变式练习
1.分别画出图中A、B两物体的受力示意图(A和B均静止)
2.如图所示,用力F将一个木块压在倾斜板上静止不动,则木块()
A.有可能只受两个力作用
B.有可能只受三个力作用
C.必定受四个力作用
D.以上说法都不对
3.如图所示,A、B两物体排放在水平面上,在水平力F的作用下处于静止状态.在以下情况中对B进行受力分析。
(1)B与水平面间无摩擦。
(2)B与水平面间及B.A之间都存在摩擦。
4.如图所示,人重600N,木板重400N,人与木板,木板与地面间动摩擦系数均为0.2,现在,人用一水平恒力拉绳子,使他与木块一起向右匀速运动,则人拉绳子的力及人与木块间的摩擦力分别是多少。