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论“受力分析”过程中常见问题及解题方法

论“受力分析”过程中常见问题及解题方法
论“受力分析”过程中常见问题及解题方法

论“受力分析”过程中常见问题及解题方法

摘要:“受力分析”是学好高中物理的关键和前提,对于初学者经常会存在概念理解不透彻、没有注意到力的来源、研究问题时没有区分施力物体和受力物体、基础不扎实、不能准确判断力的存在与否等问题。为了能准确作出受力分析,应当结合一些方法解决问题,如假设法,整体法与隔离法。本文针对以上问题,浅析“受力分析”过程中常见问题及解题方法。

关键词:受力分析 研究对象 作用点 整体法与隔离法

“受力分析”是力学部分的重难点,是学生学习物理的基础,更是联系物理其他模块的桥梁。然而,也是学习中的易错点,很多同学因为知识掌握不扎实,受力分析过程中所作出的受力示意图常常不完整。究其原因,那是因为在分析物体所受到的力的过程中,需要学习者有一定的抽象思维分析能力去判断力的存在与否。在这几年的教学中本人发现,学生在“受力分析”过程中存在以下五点常错问题:

1、 理解错位,概念混淆,基础不扎实。对力的概念理解不到位,只是停留于表面认识,没有真正的去体会内在含义,往往是个人思维能力所限制,导致理解不到位,认知缺失也就体现在实际例子的应用上,分析问题肤浅,凭个人感知去做受力示意图。常见易错点诸如分析摩擦力方向时,对摩擦力的定义理解不透,没有注意到关键字眼—— “相对”。例如:图1所示,物体A 放在传送带B 上做运动,当V A 小于V B 时,物体A 受到的摩擦力的方向如何呢?首先,要明确研究对象,其次,要选择其接触面做为问题研究的参考系;最后,确定研究对象相对参考系做如何运动,这样就可以明确滑动摩擦力方向。(图2)此时物体A 相对传送带做向左运动,则其摩擦力方向水平向右。若V A 大于V B ,则物体A 相对接触面B 做向右运动,其所受摩擦力方向与相对运动方向相反,即水平向左。

V A

再例如:如图3所示,竖直放置的轻弹簧一端固定在地面上,另一端与斜面体P 相连,P 与斜放在其上的固定光滑挡板MN 接触且处于静止状态,斜面体P 所受到的力示意图如图所示。斜面体虽然与挡扳MN 有接触,但是之间不存在挤压作用,所以不满足弹力产生的条件。

2、 合力与分力重复分析。没有很好理解合力与分力之间的关系——作用效果与等效替代关系。它们遵行平行四边形定则,如果都分析进去,那么研究对象就多受到一份作用力了,那样与实际情况不符合。图(4),在对A 进行受力分析时,初学者常常把合力与分力混为一谈,会把所受重力中的两个作用效果的两个分力也分析出来。

3、 没区分施力物体和受力物体。“受力分析”顾名思义研究对象为受力物体,把指定物体在特定的物理环境中受到的所有外力都找出来,并画出受力示意,力的作用点一定是落在受力物体上,且分析出来的每个力能够找到各自的施力物体。往往在受力的分析过程中,常常也把研究对象产生的力也分析进去,这样的受力示意图是不正确的。例如,如图(5)所示,分析物体B 所受到的力,N 2是物体B 对墙壁的作用力,N 3是物体B 对物体A 的作用力,由于没有理解受力分析的定义,从而把物体B 所产生的力分析进去。

4、 不注重性质力的区别,受力示意图不准确。受力分析主

要是分析研究对象所受到的各个性质力,同学们在受力析时总体

原则是正确的,但常常忽略了物理意义,才导致没注意受力分析

的细节,不但要明白力的前因后果关,还要注意力的严谨表述,

不能张冠李戴,虽然数量上是一样的,但物理有它的规范与要求,

否则就是一门数学了。例如,图(6)所示,在选取结点O 为研

究对象时,对结点O 进行受力分析时,部分同学由于没有区分不

同的性质力,会把此时结点O 所受到向下的一个力定为重力G ,那是错误的。重力G

是重物受到地球的吸引力而来的,所以才引起绳子被拉伸的作用效果,作用在结点O 的力是OC 绳的弹力。

5、 不能准确判断力的存在。每个力的存在都能找到施力物体,但是每个力的存在与否,要能判断出来,这也是受力分析中的难点,做好这点需要较高的逻辑思维能力,也是物理抽象的地方所在。分析物体运动状态是看得见的,静止还运动可以直接分析,但是物体受到什么力就比较抽象了,需要一定的抽象思维能力。当然也不是凭空想象,要依据各个力产生的条件做为立足点,结合物体的运动状态具体分析,最好能结合牛顿运动定律。例如,图(7),物体A 与B 叠放在一起并靠在光滑的墙上,在外力F 的作用下处于静止状态。分析B 物体所受到的力。受力分析如图(8)所示,其中有一处力的错误,那就是墙对B 物体没有作用力,根据弹力产生的条件,两物体接触且要有挤压;此问题可以先去分析A 物体所受到的力,如图(9)所示,由共点平衡条件可知物体B 对A 作用力竖直向上且与G A 成一对平衡力,同牛顿第三定律知A 对B 的反作用力方向相反,经分析可得,故物体B 对墙没有作用力。

本人认为要学习好受力分析,注意常见错误性问题还不够,还得多掌握一些解题方法和细节。为了避免多余的力出现,受力分析时一般顺序是:一重力二弹力三摩擦力最后就是其他力(如电场力,磁场力等);要掌握好接触力和非接触力的存在条件,做到客观,实事求是,不捏造,不虚构,科学分析。受力分析过程中比较完善的做法就是要熟练使用力的平衡条件和牛顿运动定律,结合假设法——属于反证,即在不知道力是否存在

的情况下,可以使用此方法分析,通过论述证明得到。

例如:A 物体处于如图(10)所示,A 物体的受力情况,作出力的示

意图。假设斜面对A 有作用力,根据弹力产生的条件分析可得,由于物

体A 处于静止平衡状态,合力为零,经分析可知,该力存在会使物体A

(绳竖直、光滑)

受力不平衡,故假设斜面对A有作用不成立。

除此之外,还有一种常用的分析方法——整体法与隔离法。

整体法从局部到全局的思维过程,是系统论中的整体原理在力学中的应用。它的优点是:通过整体法分析物理问题,可以弄清系统的整体受力情况,从整体上揭示事物的本质和变化规律,从而避开了中间环节的繁琐推算,能够灵活地解决问题。通常在分析这一整体对象之外的物体对整体的作用力(外力),不考虑整体内部之间的相互作用(内力)时,用整体法。

隔离法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,只分析该研究对象以外的物体对该对象的作用力,不考虑研究对象对其他物体的作用力。它的优点是:容易看清单个物体的受力情况,问题处理起来比较方便、简单,便于理解。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。

例如:如图所示,质量均为m的两木块a与b叠放在地面上,a受到斜向上与水平成θ角的力作用,b受到斜向下与水平成θ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mg

D.地对b的支持力一定大于2 mg

解析:分析AC选项时,优先考虑隔离法,即选取a物体为研究对象,结合平衡条件即可分析得出。分析BD选项时,优先考虑整体法,因为物体ab都处于静止平衡状态,整体所受合力为零。可以轻易的得到b与地之间不存在静摩擦力,地对b的支持力等于2mg。

综上所述,受力分析是学习力学的核心部分,只有对各个性质力的定义深透的理解,才是学好力学的基础,以不变应对万变,通过练习中去加深理解,去体会物理规律,总结解题方法,正确掌握“受力分析”的方法就不会太遥远了。

参考文献

[1]梁昆淼.力学,上册(修订版).高等教学出版社,1978,12修订第2版,64.

[2]漆安慎杜婵英.力学,高等教育出版社.1997,7,1版,222.

受力分析的基本方法和原则

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: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。

轴的设计计算

第四章:轴的设计计算 第一节:输入轴的设计 :输入轴的设计: :选取轴的材料和热处理方法: 选取轴的材料为45钢,经过调质处理,硬度240=HB 。 :初步估算轴的直径: 30min n P A d ≥ 根据选用材料为45钢,0A 的范围为103~126,选取0A 值为120,高速轴功率kW P 81.7=,min /500r n =, 代入数据: mm d .85.41500 81.71203min =?≥ 考虑到轴的外伸端上开有键槽,将计算轴颈增大3%~7%后,取标准直径为45mm 。 输入轴的结构设计: 输入轴系的主要零部件包括一对深沟球轴承,考虑到轴的最小直径为45mm ,而差速器的输入齿轮分度圆为70mm ,设计输入轴为齿轮轴,且外为了便于轴上零件的装卸,采用阶梯轴结构。 (1)外伸段: 输入轴的外伸段与带轮的从动齿轮键连接,开有键槽,选取直径为mm 45,长为mm 78。 (2)密封段:

密封段与油封毡圈5019974406/-ZQ JB 配合,选取密封段长度为mm 60,直径为mm 50。 (3)齿轮段: 此段加工出轴上齿轮,根据主动轮mm B 70=,选取此段的长度为mm 100,齿轮两端的轴颈为mm 5.12,轴颈直径为mm 63。 (4)左右两端轴颈段: 左右两端轴颈跟深沟球轴承6309配合,采用过度配合k6,实现径向定位,根据轴承,25mm B =端轴颈直径为mm 60,长度左端为mm 30和右端为mm 28。 (5)退刀槽: 为保证加工到位,和保证装配时相邻零件的端面靠紧,在齿轮段两端轴颈处加工退刀槽,选取槽宽为mm 5,槽深为mm 2。 (7)倒角: 根据推介值(mm ):50~30>d ,6.15.1或取C 。 80~50>d ,2取C 。 输入轴的基本尺寸如下表:

受力分析 (整理后的)

一、重要方法指导: 受力分析方法: (1)单体受力分析步骤: a、分离研究对象(找受力物) b、分析环境(找施力物) c、明确作用效果(必要时可用假设情况法) d、画受力分析图 注意事项:不要把受力物对外界的力施加在受力物体上; 先重力、再弹力(拉力、压力)、再摩擦力。 (2)组合体受力分析: a、整体受力分析法: 将多个研究对象组合成整体,从而将多受力物体情况转化成单一受力物体情况,利用单体受力分析步骤加以分析即可。好处是减少所需分 析的力的个数,简化受力分析模型,常用于只求解一个系统所受的外力 的情况时。 b、隔离受力分析法: 将各个物体单独分离出来,利用单体受力分析步骤逐个加以分析。 好处是能够明确各个部分的受力情况,常用于需求解一个系统的内部某 些物体的具体受力情况时。 二、题型分类及物理方法: 1、摩擦力: <解析>从功能角度讲:自行车的后轮是驱动轮,因此推动力来源于此,此推动力只可能是地面施加于车轮的水平方向外力,故只能是摩擦力,方向自 然向前。而自行车行进中会受到阻力,除空气阻力外,就是地面的摩擦 阻力,来源于地面,作用于前轮,方向自然向后。 从摩擦力方向判断的根据上分析:后轮在链条带动下转动,其与地面接 触的轮缘相对地面有向后滑动的趋势,故受到地面向前的摩擦力。前轮 在车体的推动下要跟随前进,故其与地面接触的轮缘相对于地面有向前 滑动的趋势,所以受到的摩擦力方向向后。 <解析>本题考查了滑动摩擦力大小的影响因素,可看出各次实验对比中,都体现出了物理实验的重要思想“控制变量思想”,需要注意的是受力面积和 物体运动速度的大小不是滑动摩擦力的影响因素,因此今后做摩擦力问 题时,切记不要被出题人在面积和运动速度上设的陷阱所欺骗。

浅谈影响受力分析的几个因素

浅谈影响受力分析的几个因素 正确的对物体进行受力分析是研究解决物理问题的前提条件,也是横在高一新生面前的一道门槛,过不了这一关将无法学好高中物理。很多同学在学习了受力分析后往往受到以下几个方面的影响而错误的分析了物体的受力。 一、生活经验的影响 用力推物体,物体才前进,停止用力物体就要停下来。这样的经验事实牢固的印在同学们的脑子里,因此在对运动的物体进行受力分析时认为物体受到了“冲力”或“下滑力”例如:在分析斜向上投出的篮球的受力情况,(不计空气的阻力)。许多的同学认为篮球除了受到重力作用外还受到斜向上的冲力用,有此冲力篮球才能斜向上运动。实际上物体的运动不需要力维持,正确答案是只受重力。成功的经验可以成为解决问题的捷径,而不成熟的片面的经验却往往容易将人引入误区,比如下面这个例题。 例1、分析沿斜面匀速下滑的物体受到那些力(见图一)。 解析:有的同学根据物体要在水平面上运动起来需要受到与摩擦力方向相反的拉力作用。因而凭经验认为物体沿斜面下滑时受重力G支持力N摩擦力f和沿斜面向下的下滑力F四个力作用如图一: 其实这个下滑力是不存在的,只是重力在沿斜面向下的一分力产生的下滑效果,正确应只受到重力、支持力和摩擦力。 二、特殊条件的影响 初学受力分析时,很多同学往往对特殊的条件反应迟钝。不能找出题目中重要的信息导致分析受力出错,常见的是在分析研究弹力时只要是接触了就认为有弹力,而没有根据题目中的特殊条件分析是否有挤压。 例2、如图二细绳子的一端系在天花板上,另一端拴有一下球。绳被竖直拉紧,小球静止在光滑的斜面上。试分析小球的受力。 解析:有的同学认为小球受重力、拉力和斜面对小球的支持力。如图二。主要是没有注意绳子被竖直拉紧这一条件,实质是小球只是和斜面接触而无挤压,所以斜面对小球无支持力作用。 三、运动的影响 在分析物体的摩擦力时,有的同学认为运动的相反方向就是摩擦力的方向,从

初中物理受力分析方法和步骤

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

台球受力分析.doc

台球受力浅析 运动中的球与桌面: 相对滑动速度: 球心速度为c V ,角速度为),,(z y x ωωω=Ω。 球面上任意一点的位置为),,(z y x R ,则球面上该点的速度为R ΩV ?+c 。 如图所示,球引起桌面形变,球如果纯滚动,则球与桌面之间没有滑动。而球面上某点与形变接触面的相对滑动速度是该点速度在球面上的投影(记为r V ),即: R ΩR R V V R R R ΩV R ΩV V ?+?-=??+-?+=2/)(/)/)((R R R c c c c r 滑动动摩擦力: 1.摩擦力的作用点都在接触面内 2.每一点的摩擦力的方向与该点的相对滑动速度r V 方向相反 3.假设接触面内的压力分布为),,(z y x p 因此摩擦力的合力为PdS S r r ?-=V V f μ ,其中S 表示接触面的面积区域。 滑动动摩擦力矩: 由摩擦力计算公式可知力矩PdS S r r ?? -=V V R M μ r V 的展开式: 记j i Ωy x ωω+=//,k Ωz ω=⊥因为R k R ?+-=R ,所以: )()(/)))(((//2R k ΩΩR k R k V V V ?+-?++?+-?+-?-=⊥R R R R c c r 展开并忽略二阶小量得:R ΩR Ωk R V k ΩV V ??+??+??+?-≈⊥////)/(R R c c r 受力分析: 接触面很小,R ?的量级远小于R ,若c V 和//Ω不是很小,可认为k ΩV V R c r ?-≈//,

即可以用球最低点的速度来计算摩擦力的方向。因此可以认为整个接触面以k ΩV R c ?-//的速度整体相对于桌面滑动。 我们可以注意到⊥Ω对球在桌面的滚动不起作用,实际上暗示着⊥Ω将在球撞击桌边时起重要作用。 碰撞过程: 碰撞瞬间,只有两球接触面的正压力以及摩擦力较大,其他方向的冲量可忽略不计。 为了方便起见,假设两球接触面很光滑,摩擦因数很小,则两球碰撞,两球接触面的摩擦力就可以忽略。 球只要不是纯滚动,球与桌布之间就一定会有滑动摩擦力。在摩擦力的作用下,运动状态发生改变。 拉杆球: 假设碰撞时可忽略摩擦力则,目标球没有转动,质心的运动方程就如下 ''211V V V m m m += ……1 222121]'[21]'[2121V V V m m m += ……2 1式平方减2式可知碰撞后0''21=?V V ,即碰撞后两球速度方向垂直,观察目标球的受力可知目标球的速度方向只可能在两球连心线上。实际上可以这样理解,白球把连心线方向的速度传递给了目标球,碰撞后白球质心沿垂直于连心线方向以'1V 运动。 但白球是拉杆球,碰撞后并不一直沿'1V 运动,由于白球向后旋转,由k ΩV R c ?-//可知白球最低点的速度合V 以及摩擦力f 如图所示: 因此拉杆球撞击目标球后,先是沿两球撞击点切线方向运动,然后会向偏离目标球的方向发生偏转。 拉杆球如果正击目标球,碰撞后白球质心初始速度为0,但由于反方向的旋转,在摩擦力的作用下,球将向来的方向运动。 定杆球: 由于没有旋转,球如果是正碰,由于速度交换白球将停下来。由于如果打定杆击球太慢就有可能在球到达目标球之前已经变成滚动。此时就变成了跟球。 跟球: 类似的分析可知,跟球和拉杆的偏转相反。若跟球的角速度很大,则在碰撞后白球继续加速较大的速度,从而与目标球发生第二次碰撞。

物体的受力(动态平衡)分析典型例题

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 图1—1 a b 图1—2 图1—4 a b c

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。 图1—8 图1—9

正确受力分析的方法-很有用哦

受力分析 正确的受力分析有以下几步: 第一步:隔离物体。隔离物体就是把题目中你分析其受力的那个物体单独画出来,不要管它周围与它相关联的其它物体,这一点很重要。 第二步:在已隔离的物体上画上重力和其它已知力。因高一物理初学时分析的都是地面上的物体,重力是已知力,要把它的作用点画到已隔离物体的中心上。另外,物体往往是在重力及其它主动力的作用下才产生了与其它物体间的挤压、拉伸以及相对运动等,进而才才产生了弹力和摩擦力,所以必须先分析它们。 第三步:查找接触点和接触面。就是查找被分析物体与其它物体的接触点和接触面。弹力和摩擦力是接触力,其他物体对被分析物体的弹力和摩擦力只能通过接触点和接触面来作用,这就是说寻找物体所受弹力(拉力、压力、支持力)和摩擦力只能在被分析物体跟其他物体相接触的点和面上找,所以要查找接触点和接触面,而且要找全。每个接触点或面上最多有两个力(一个弹力、一个摩擦力)。

第四步:分析弹力(拉力、压力、支持力),在被分析物体与其他物体的接触点和接触面上,如果有弹性形变(挤压或拉伸),则该点或面上有弹力,反之则没有。在确定弹力存在后,弹力的方向就比较容易确定了,它总是跟接触面垂直,指向受力物体,弹力的方向,有三种情况:一是两平面重合接触,弹力的方向跟平面垂直,指向受力物体;而是硬点面接触,就是两个坚硬的物体相接触时,其中一个物体的一个突出端(点)顶在另一个物体的表面上(如梯子一端支地,一端靠墙),这时弹力的方向过接触点跟接触面垂直(如梯子靠墙端受的弹力跟墙垂直,靠地端的受的弹力跟地面垂直)。如果接触面是曲面,弹力的方向和曲面垂直,沿过接触点的曲面法线的方向。三是软点接触,就是一个柔软的物体通过一个点连接到另一个物体表面上(如用绳或弹簧拉一物体),这时弹性形变主要发生在柔软物体上,所以这时弹力的方向总是沿着绳和弹簧的轴线,跟弹性形变的方向相反。 第五步:分析摩擦力、摩擦力分静摩擦力和滑动摩擦力,它们的产生条件是两物体接触处不光滑,除挤压外还要有

高中受力分析的思路和方法(完美版)

物体受力分析的基本思路和方法 一、受力分析思路 1. 确定研究对象,找出所有施力物体 确定所研究的物体,找出周围对它施力的物体,得出研究对象的受力情况。 (1)如果所研究的物体为A,与A接触的物体有B、C、D……就应该找出“B 对A”、“C对A”、“D对A”、的作用力等,不能把“A对B”、“A对C”等的作用力也作为A的受力; (2)不能把作用在其它物体上的力,错误的认为可通过“力的传递”而作用在研究的对象上; (3)物体受到的每个力的作用,都要找到施力物体; 2. 按步骤分析物体受力 为了防止出现多力或漏力现象,分析物体受力情况通常按如下步骤进行: 第一步:先分析物体受重力——大小:G=mg,方向:竖直向下,作用点:重心; 注意:一般情况下我们忽略轻绳、轻杆、线、理想滑轮、点电荷等的重力,或者题意中有说明是轻物体是我们也需要忽略重力。 第二步:然后分析其它场力,即电场力,磁场力、万有引力等;同时将题意中给出的拉力等已知的力画出(已知力与接下来分析出来的力不能重复出现);

第三步:如果研究对象与周围物体有接触,则分析弹力或摩擦力,依次对每个接触面(点)分析,若有挤压则有弹力,若还有相对运动或相对运动趋势,则有摩擦力。(面面接触接触面为该接触平面,点面接触接触面为该接触平面,点点接触接触面为接触点处曲面的切面) 注意:有几个接触面(点)就有可能有几个弹力和摩擦力;

第四步:分析出物体的受力情况后,要检查能否使研究对象处于题目所给出的运动状态(静止或加速等),否则会发生多力或漏力现象。 3. 画出物体力的示意图 (1)在作物体受力示意图时,物体所受的某个力和这个力的分力,不能重复的列为物体的受力,力的合成与分解过程是合力与分力的等效替代过程,合力和分力不能同时认为是物体所受的力。 (2)作物体的力的示意图时,要用字母代号标出物体所受的每一个力。 4. 列出物体的受力方程 将题意中每个力的大小和需要分解的那个力和它的分力的关系列出,并在每 个十字分解的方向上求合力,最后求出合力F 合,并列出F 合 =ma (列方程时注意各个力的方向,可用暗中设定正方向,用正负号表示其方向) 二、受力分析方法 1.内力与外力:内力是指对象内部物体间的相互作用力;外力是指对象以 外的物体给所研究对象施加的力。 2.隔离法:在分析被研究对象的受力情况时,要把它从周围物体中隔离出 来,分析周围有哪些物体对它施加力的作用,各力什么性质的力,力的 大小,方向怎样,并将它们一一画在受力图上,这种分析的方法叫隔离 法。 3.整体法:取多个物体作为对象,分析此对象所受到的力。(注:在整体 法中只分析外力不要分析内力) (1)当几个物体相对静止时,将它们看做一个物体,研究这个整体的受力和运动状态; (2)当几个物体间有相对运动时,将它们看做整体时,F合=m1a+ m2a+ m3a + m4a+ m5a+…… 4.力的合成和分解法:利用矢量的三角形和四边形法则进行力的合成和分 解,尽量将多个方向的多个力化解成两个或者一个方向的力。 5.十字分解法:根据情况将力分解在相互垂直的水平/竖直方向(或平行于 斜面方向/垂直于斜面方向);

破屋面力学分析及常见问题浅析——刘苗苗——中国建筑科学研究院 建研科技股份有限公司 设计软件事业部

随着现代建筑立面多样化的市场需求,钢筋混凝土坡屋面的应用越来越多。坡屋面的梁、板和柱顶面标高均随屋面坡度的变化而变化,其受力性能与平面楼盖相比有较大差异,从而使得在位移比刚度比等结构指标的控制上存在一些问题。本文就此类问题,根据实际工程,探讨坡屋面结构体系的受力特性和相关指标控制的处理方法。 2坡屋面建模及受力分析. 2.1坡屋面分类 实际工程中坡屋面的构成比较复杂,一般由数个不同方向、不同跨度和高度的基本单元通过相贯线连接组成,大致分为四坡及四坡以下、多坡屋面。目前常见的为两坡屋面及四坡屋面,平面为矩形为主。不论哪种类型坡屋面,都有一个共同特点:无论坡屋面的坡度和起坡位置如何变化,其周边檐口线均为水平,无坡度,相应檐口处边梁也为水平梁,且在大多数情况下,边梁均处于同一标高[1]。另外,现代建筑的屋面坡度一般做成直线坡,为防止由于坡度过大,屋面瓦片容易脱落,一般坡度不大于30度[2]。 2.2PKPM软件对于坡屋面斜板的处理方法 PKPMV2.1版本对于坡屋面斜板的处理方法:1)在PMCAD中,建坡屋面一般通过降上节点高的方式实现;2)对于斜板上恒活荷载,软件将其板上荷载导荷至周围的梁、墙等构件上,按该斜板的水平投影面积考虑;3)satwe 和pmsap中,斜板将被自动指定为弹性膜,用户也可以在特殊构件补充定义中指定为弹性板6。 2.3受力分析 选取两坡屋面为研究对象,采用pmsap进行受力分析。模型如下图所示。坡屋面角度为30度,板厚取120mm,框架柱截面为400*400mm。仅考虑正常使用工况,坡屋面恒载8kN/m2,活载为2kN/m2。分两种计算模型:1)坡屋面不设分隔梁,如图1(a)。2)坡屋面设梁,如图1(b)。 (a)不设分隔梁 (b)设分隔梁 图1:坡屋面模型

动态平衡受力分析专题

专题 动态平衡中的三力问题 图解法分析动态平衡 在有关物体平衡的问题中,有一类涉及动态平衡。这类问题中的一部分力是变力,是动态力,力的大小和方向均要发生变化,故这是力平衡问题中的一类难题。解决这类问题的一般思路是:把“动”化为“静”,“静”中求“动”。根据现行高考要求,物体受到往往是三个共点力问题,利用三力平衡特点讨论动态平衡问题是力学中一个重点和难点,许多同学因不能掌握其规律往往无从下手,许多参考书的讨论常忽略几中情况,笔者整理后介绍如下。 方法一:三角形图解法。 特点:三角形图象法则适用于物体所受的三个力中,有一力的大小、方向均不变(通常为重力,也可能是 其它力),另一个力的方向不变,大小变化,第三个力则大小、方向均发生变化的问题。 方法:先正确分析物体所受的三个力,将三个力的矢量首尾相连构成闭合三角形。然后将方向不变的力的 矢量延长,根据物体所受三个力中二个力变化而又维持平衡关系时,这个闭合三角形总是存在,只不过形状发生改变而已,比较这些不同形状的矢量三角形, 各力的大小及变化就一目了然了。 例1.1 如图1所示,一个重力G 的匀质球放在光 滑斜面上,斜面倾角为α,在斜面上有一光滑的 不计厚度的木板挡住球,使之处于静止状态。今 使板与斜面的夹角β缓慢增大,问:在此过程中, 挡板和斜面对球的压力大小如何变化? 解析:取球为研究对象,如图1-2所示,球受重力G 、斜面支持力F 1、挡板支持力F 2。因为球始终处于平衡状态,故三个力的合力始终为零,将三个力矢量构成封闭的三角形。F 1的方向不变,但方向不变,始终与斜面垂直。F 2的大小、方向均改变,随着挡板逆时针转动时,F 2的方向也逆时针转动,动态矢量三角形图1-3中一画出的一系列虚线表示变化的F 2。由此可知,F 2先减小后增大,F 1随β增大而始终减小。 同种类型:例1.2所示,小球被轻质细绳系着,斜吊着放在光滑斜面上,小球质量 为m ,斜面倾角为θ,向右缓慢推动斜面,直到细线与斜面平行,在这个过程中, 绳上张力、斜面对小球的支持力的变化情况?(答案:绳上张力减小,斜面对小球 的支持力增大) 方法二:相似三角形法。 特点:相似三角形法适用于物体所受的三个力中,一个力大小、方向不变,其它二个力的方向均发生变化, 且三个力中没有二力保持垂直关系,但可以找到力构成的矢量三角形相似的几何三角形的问题 原理:先正确分析物体的受力,画出受力分析图,将三个力的矢量首尾相连构成闭合三角形,再寻找与 力的三角形相似的几何三角形,利用相似三角形的性质,建立比例关系,把力的大小变化问题转化为几何三角形边长的大小变化问题进行讨论。 例2.一轻杆BO ,其O 端用光滑铰链固定在竖直轻杆AO 上,B 端 挂一重物,且系一细绳,细绳跨过杆顶A 处的光滑小滑轮,用力F 拉 住,如图2-1所示。现将细绳缓慢往左拉,使杆BO 与杆A O 间的夹角 θ逐渐减少,则在此过程中,拉力F 及杆BO 所受压力F N 的大小变化情 况是( ) A .F N 先减小,后增大 B .F N 始终不变 C .F 先减小,后增大 D.F 始终不变 解析:取BO 杆的B 端为研究对象,受到绳子拉力(大小为F )、BO 杆的支持力F N 和悬挂重物的绳子的拉力(大小为G )的作用,将F N 与G 合成,其合力与F 等值反向,如图2-2所示,将三个力矢量构成封 闭的三角形(如图中画斜线部分),力的三角形与几何三角形OBA 相似,利用相似三角形对 应边成比例可得:(如图2-2所示,设AO 高为H ,BO 长为L ,绳长l ,)l F L F H G N ==,式 中G 、H 、L 均不变,l 逐渐变小,所以可知F N 不变,F 逐渐变小。正确答案为选项B 同种类型:如图2-3 所示,光滑的半球形物体固定在水平地面上,球心正上方有一光

最新初中物理受力分析图及思考方法

受力分析 一、下面各图的接触面均光滑,对小球受力分析: 二、下面各图的接触面均粗糙,对物体受力分析: 图 1 图2 图 3 图 5 图 6 图 7 图9 图 11 图10 图12 图 8 图 4 图19 物体静止在斜面上图20 图21 图13 v 图15 v 图16 图14 物体处于静止 物体刚放在传送带上 图17 物体随传送带一起 做匀速直线运动 图18 图22 物体处于静止(请画出物体 受力可能存在的所有情况) 图23

三、分别对A 、B 两物体受力分析: (对物体A 进行受力分析) 图24 物体处于静止 图25 图26 物体刚放在传送带上 图27 物体随传送带一起 做匀速直线运动 图28 杆处于静止状态,其中杆与半球面之间光滑 图29 杆处于静止状态,其中 杆与竖直墙壁之间光滑 图30 杆处于静止状态 图31 图32 匀速上攀 图33 v v 图34 匀速下滑 图36 A 、 B 两物体一起做匀速直线运动 A 、 B 两物体均静止 图37 图42 A 、B 两物体一起匀速下滑 A 、B 、 C 两物体均静止 图38 随电梯匀速上升

(4) (6) (7) (5) (9) (8) (13) (14) (15) 滑轮重力不计 (10) (11) (12) (1) (2) (3) 水平地面粗糙 水平地面粗糙 碗光滑 以下各球均为光滑刚性小球

(16) (17) (18) (19) (20) (21) 三球静止 (25) (26) (27) 小球A静止 (22) (23) (24) AO表面粗糙,OB表面光滑 分别画出两环的受力分析图

受力分析练习题(含答案及详解)

精选受力分析练习题35道(含答案及详解) 1.如右图1所示,物体M 在竖直向上的拉力F 作用下静止在斜面上,关于M 受力的个数,下列说法中正确的是(D ) A .M 一定是受两个力作用 B .M 一定是受四个力作用 C .M 可能受三个力作用 D .M 不是受两个力作用就是受四个力作用 2.(多选)如图6所示,两个相似的斜面体A 、B 在竖直向上的力F 的作用下静止靠在竖直粗糙墙壁上。关于斜面体A 和B 的受力情况,下列说法正确的是(AD ) 图6 A .A 一定受到四个力 B .B 可能受到四个力 C .B 与墙壁之间一定有弹力和摩擦力 D .A 与B 之间一定有摩擦力 3、如图3所示,物体A 、B 、C 叠放在水平桌面上,水平力F 作用于C 物体,使A 、B 、C 以共同速度向右匀速运动,那么关于物体受几个力的说法正确的是 ( A ) A .A 受6个, B 受2个, C 受4个 B .A 受5个,B 受3个,C 受3个 C .A 受5个,B 受2个,C 受4个 D .A 受6个,B 受3个,C 受4个 4.(多选)如图5所示,固定的斜面上叠放着A 、B 两木块,木块A 与B 的接触面是水平的,水平力F 作用于木块A ,使木块A 、B 保持静止,且F ≠0。则下列描述正确的是(ABD ) 图5 A . B 可能受到5个或4个力作用 B .斜面对木块B 的摩擦力方向可能沿斜面向下 C .A 对B 的摩擦力可能为0 D .A 、B 整体可能受三个力作用 5、如右图5所示,斜面小车M 静止在光滑水平面上,一边紧贴墙壁.若再在斜面上加一物体m ,且M 、m 相对静止,小车后来受力个数为( B ) A .3 B .4 C .5 D . 6 图 1 图3

受力分析的方法和技巧

受力分析的方法和技巧 根据牛顿第一运动定律和二力平衡的条件,我们可以将物体的受力情况和运动情况联系 通过以上表格中我们知道了受力情况就可能推断出物体的运动状态,反过来,知道了物体的运动状态就可以推断出物体的受力情况,甚至如果受平衡力的话,F1=F2我们还可以由已知道的力推断也另一个力,因为它们是平衡力大小相等,方向相反。例如: (1)一辆马车在平直的路上匀速前进已知马的拉为800N,那么地面的摩擦力是多大? 如右图,物体做匀速直线运动→受平衡力F拉=F摩 →F拉=800N,那么么F摩=800N (2)某同学称量体重时,如果静止不动站在台称上,读数正常,如果该同学加速蹲下时台称的读数是偏大还是偏小,加速站起时读数偏大还是偏小? 台称的读数就是台称所受到的人对它的压力F压,从上图看, 人对台称有一个向下的F压,那么台称对人就有一个向上的 反作用力F支它们是作用力与反作用力F压=F支。 如果静止时,F支=G所以读数F压=G,读数正常 下速下蹲时,F支G,所以F压>G,读数偏大 但是在上述的由受到情况和运动状态的推断过种中还有一个重要的问题没有解决那就是物体到底受什么力?这也就要求我们在接触到力学问题时首先要进行受力分析,搞清楚物体到底受什么力?受力分析也有一些方法和技巧: 首先,把一些最容易的出来的力标出来,如:重力,一个放大水平地面的物体对地压有压力,地面对它有支持力等等 那么有些力不明显,甚至是这个存不存在都是问题,所以找出这些不明显的力就需要进行一些推断。

(1)利用一些现象进行推断, 例1:一的块重4N,它被吸在一磁性的铁板上, 如静止不动时,它所受的摩擦力多大? 首先最明显的力就是它受到重力,会往下掉,但它没有往下掉, 保持静止所以应该有一个力和重力G平衡,那只能是摩擦力, F摩=G=4N 如果用向上大小为9N 的拉力拉着它向上匀速运动,它所受的摩擦力多大? 最明显的两个,向下的重力G ,和向上的拉力F 拉, 大家都注意到它是向上运动,摩擦力阻碍物体的运动, 所以这时摩擦力的方向应该是向下,又做匀速直线运动, 所以F 拉=G+F 摩,所以F 摩=9N -4N=5N 例2:一物体在传送带上向右匀速前进,它在水平方向上是不受力的。 很多同学会说,物体在动啊,应该是会受到摩擦力啊, 但是大家应该注意到它是做匀速直线运动,那么就应该 有一个力和摩擦力平衡,可我们找不到这样一个力和 摩擦力平衡,所以为了保持匀速直线运动,它就不更能 受到摩擦力 可是我们还得注意有些现象是属于惯性造成的现象,物体其实不受力,如一个球在空中飞行的过程中(忽略空气阻力)受什么力的作用? 其实球向前飞行是由于惯性造成的,并没有一个向前的力推动 它前进,它在空中飞行的过程中只受到了重力,会往下掉。 在进行以上受力分析时,还要注意作用力与反作用力的应用,因为物体间力的作用是相互的,物体的受力不可能是孤立地存在的,所以有时可以多看几个物体利用作用力与反作用力进行推导:

车轴受力分析

基于日本标准的强度分析 采用日本JIS.E.4501铁道车辆车轴强度设计方法和JIS.E.4502铁道车辆车轴品质要求,对CRH2动车组非动力车轴进行疲劳强度计算和分析。 日本的车轴疲劳强度计算中考虑了车体振动引起的垂向和横向加速度对弯曲 应力的影响,不过动载荷系数的取法与欧洲有所不同,在欧洲标准中,一般垂向动态载荷系数α=O.25,横向动态载荷系数卢β=0.175, 日本标准中的动态载荷系数 日本JIS车轴的受力简图

然后通过相关资料找到 ZMA120型车非动力车轴参数如下表: d mm r mm j mm g mm a mm h mm x mm y mm l mm 202 840 2100 1493 170 1400 63 72 135

其中轴重为14t ,经换算得到W=137.2kn V Km/h Av Al W kn P kn Q0 kn R0 kn 80 0.42 0.20 137.2 27.44 18.29 41.17 100 0.52 0.24 137.2 32.93 21.93 49.41 120 0.62 0.28 137.2 38.42 25.61 57.64 轮座处得许用应力awb 取147Mpa ,该车轮处得弯矩、应力计算结果和安全系数列于下表 一 车轴的强度分析 (一)基于日本标准的强度校核 采用日本JIS .E .4501铁道车辆车轴强度设计方法和JIS .E .4502铁道车辆车轴 品质要求,对A 型080城轨车辆非动力车轴进行疲劳强度计算和分析。 日本的车轴疲劳强度计算中考虑了车体振动引起的垂向和横向加速度对弯曲 应力的影响,不过动载荷系数的取法与欧洲有所不同,在欧洲标准中,一般垂向 动态载荷系数为O .25,横向动态载荷系数为0.175,它们与车辆的运行速度无关; 而日本标准中,动态载荷系数取决于运行线路和速度,具体的取值见下表。 日本标准中的动态载荷系数 线路状态 等级 速度V km/h αv αl 改进的高速 线 SA 200—350 0.0027v 0.030+0.00060 v 高速线A A 150-280 0.0027v 0.030+0.00085 v 改进的既有 线A A 60—160 0.0027v 0.040+0.0012 v <60 0.16 O .11 既有线B B 60~130 0.0052v 0.060+0.0018 v

受力分析的步骤

受力分析的步骤 (1)明确研究对象,也就是确定我们要分析哪个物体的受力情况. (2)隔离物体分析,也就是将所确定的研究对象从周围物体中隔离出来,进而分析周围有哪些物体对它施加力的作用,方向如何,并将这些力画在受力图上.在画支持力、压力和摩擦力的方向时容易出错,要熟记:弹力方向一定与接触面或接触点的切面垂直,摩擦力方向一定沿着接触面与物体相对运动(或趋势)方向相反. (3)受力分析的顺序:先重力,再主动力(除三种常见的力之外的所有力),最后接触力(弹力,摩擦力).接触力应按逐个接触面(或点)去找,必要时要用力的概念和产生条件或假设法判断这个接触力是否存在.即接触力的分析要“两看:一看已经受的力所产生的作用效果,二看物体所处的运动状态”。 2.防止“漏力”和“添力” (l)严格按照受力分析的步骤(一重二主三被动,被动力就是接触力)进行分析是防止…漏力”的有效措施;注意寻找施力物体是防止“添力”的有效办法.找不到施力物体的力肯定是不存在的. (2)有弹力才可能有摩擦力,弹力与摩擦力的方向相互垂直. 3.画受力图时,力的作用点可沿作用线移动. 一.受力分析的方法 受力分析首先要明确不同性质的各种力的特点及产生条件。 重力:重力的大小G=mg,与物体的质量成正比;重力的方向竖直向下。重力的大小方向与物体的运动状态无关,不论是否接触;重力与质量是两个完全不同的物理量,同一个物体在地球上不同地方,重力不同,质量不变。 弹力:物体之间相互接触,并相互挤压,就会有弹力。产生条件:接触、形变。分析弹力时,去找哪些物体与研究对象接触,再分析这些与研究对象接触的物体对研究对象是否有弹力。例如,铅球被运动员奋力推出,铅球在空中只受重力,而没有弹力.也没有向前的冲力。 摩擦力:产生条件:相互接触、相互挤压、相对静止又有相对运动趋势或相对运动。方向:沿接触面,与相对运动趋势方向相反。 滑动摩擦力:与压力成正比,与接触面的粗糙程度有关f=μN。μ由接触面的粗糙程度决定,与接触面积大小、相对速度大小无关。 此外,需要注意的是,静摩擦力与压力无必然联系。分析摩擦力时,去找哪些物体与研究对象有接触面,再分析这些与研究对象接触的物体对研究对象是否有摩擦力。 倘若物体之间存在摩擦力时,则物体之间一定相互挤压,一定存在弹力作用,但是彼此相互挤压的物体之间可能不存在相对运动趋势或相对运动,这时物体之间只有弹力作用而没有摩擦力作用。 倘若物体之间存在拉力作用,虽然拉力的大小不变,但由于其方向的变化,均导致物体所受弹力和静摩擦力的变化。 二.受力分析的步骤 选择受力分析的研究对象:在分析物体受力时,常会有几个物体,那么,你是分析哪一个物体?所以要先确定研究对象,并把它从周围物体中隔离出来。 具体分析物体受到的力,分析研究对象的状态及运动过程:考察周围什么物体与研究对象发生力的相互作用.注意:是分析物体受到的力,不是分析物体对外施加的力!养成按顺序作受力分析的习惯即:首先分析重力、其次分析弹力、最后分析摩擦力。可将其概括为:

受力分析高考题大全

受力分析中几种典型问题及处理方法 一整体法与隔离法的应用 1.如图所示,两相互接触的物块放在光滑的水平面上,质量分别为m 1和m 2,且m 1<m 2。现对两物块同时施加相同的水平恒力F 。设在运动过程中两物块之间的相互作用力大小为F N ,则( ) A .N 0F = B .N 0F F << C .N 2F F F << D .N 2F F > 2.如图所示,质量为M 的三角形木块A 静止在水平面上。一质量为m 的物 体B 正沿A 的斜面下滑,三角形木块A 仍然保持静止。则下列说法中正确 的是 ( ) A .A 对地面的压力大小一定等于g m M )(+ B .水平面对A 的静摩擦力可能为零 C .水平面对A 静摩擦力方向不可能水平向左 D .若B 沿A 的斜面下滑时突然受到一沿斜面向上的力F 的作用,如果力 F 的大小满足一定条件,三角形木块A 可能会立刻开始滑动 3.如图所示,一质量为M 的直角劈B 放在水平面上,在劈的斜面上放一质量为m 的物体A ,用一沿斜面向上的力F 作用于A 上,使其沿斜面匀速上滑,在A 上滑的过程中直角劈B 相对地面始终静止,则关于地面对劈的摩擦力f 及支持力N 正确的是 ( ) A .f = 0 ,N = Mg +mg B .f 向左,N d b )。将a 、b 球依次放入一竖直放置的平底圆筒内,如图所示。设a 、b 两球静止时对圆筒侧面的压力大小分别为f 1和f 2,筒底所受 的压力大小为F 。已知重力加速度大小为g 。若所有接触都是光滑的,则: ( ) A .F =(m a +m b )g f 1 = f 2 B .F =(m a +m b )g f 1≠f 2 C .m a g < F <(m a +m b )g f 1 = f 2 D .m a g < F <(m a +m b )g f 1≠f 2 7.水平杆上套有两个相同的质量为m 的环,两细线等长,下端系着质量为M 的物体,系 统静止,现在增大两环间距而系统仍静止,则杆对环的支持力N 和细线对环的拉力F 的变F F m 1 m 2 m m M a b α F V B A

滚动轴承轴向力算

滚动轴承所承受的载荷取决于 所支承的轴系部件承担的载荷。右图 为一对角接触球轴承反装支承一个 轴和一个斜齿圆柱齿轮的受力情况。 图中的F re、F te、F ae分别为所支承零 件(齿轮)承受的径向、切向和轴向 载荷,F d1和F d2为两个轴承在径向 载荷F r1和F r2(图中未画出)作用下 所产生的派生轴向力。这里,轴承所 承受的径向载荷F r1和F r2可以依据 两个角接触球轴承反装的受力分析 (径向反力) F re、F te、F ae经静力分析后确定,而轴向载荷F a1和F a2则不完全取决于外载荷F re、F te、F ae,还与轴上所受的派生轴向力F d1和F d2有关。 对于向心推力轴承,由径向载荷F r1和F r2所派生的轴向力F d1和F d2的大小可按下表所列的公式计算。 注:表中Y和e由载荷系数表中查取,Y是对应表中F a/F r>e的Y 值 下图中把派生轴向力的方向与外加轴向载荷F ae的方向一致的轴承标为2,另一端则为1。取轴和与其相配合的轴承内圈为分离体,当达到轴向平衡时,应满足:F ae+F d2=F d1 由于F d1和F d2是按公式计算的,不一定恰好满足上述关系式,这时会出现下列两种情况: 当F ae+F d2>F d1时,则轴有向左窜动的趋势,相当于轴承1被“压紧”,轴承2被“放松”,但实际上轴必须处于平衡位置,所以被“压紧”的轴承1所受的总轴向力F a1必须与F ae+F d2平衡,即 F a1=F ae+F d2 而被“放松”的轴承2只受其本身派生的轴向力F d2,即F a2=F d2。 当F ae+F d2<F d1时,同前理,被“放松”的轴承1只受其本身派生的轴向力F a1, 即F a1=F d1 而被“压紧”的轴承2所受的总轴向力为: F a2=F d1-F ae

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