受力分析

高中物理重要知识点：受力分析详细讲解

物理学的理论结构充分地运用数学作为自己的工作语言，以实验作为检验理论正确性的唯一标准，它是当今最精密的一门自然科学学科。物理的力学是一大类，今天小编给大家带来高中物理重要知识点：受力分析详细讲解。

物体受力分析的基本步骤

(1)首先要确定研究对象，可以把它从周围物体中隔离出来，只分析它所受的力，不考虑研究对象对周围物体的作用力;

(2)一般应先分析场力(重力、电场力、磁场力等);

再分析弹力。绕研究对象—周，找出研究对象跟其它物体有几个接触面(点)，由几个接触面(点)就有可能受几个弹力。然后在分析这些接触面(点)与研究对象之间是否有挤压，若有，则画出弹力。

最后再分析摩擦力。根据摩擦力的产生条件，有弹力的地方就有可能受摩擦力。然后再根据接触面是否粗糙、与研究对象之间是否有相对运动或相对运动趋势，画出摩擦力

(3)根据物体的运动或运动趋势及物体周围的其它物体的分布情况，分析待定力，并画出研究对象的受力图;

(4)根据力的概念、平动方程和转动方程(其特例为平动平衡方程和转动平衡方程)来检验所分析的全部力的合力和合力矩是否满足题中给定物体的运动状态。若不满足，则一定有遗漏或多添了的力等毛病，必须重新进行分析。

物体受力分析时应注意的几个问题

1.有时为了使问题简化，出现一些暗示的提法，如“轻绳”、“轻杆”表示不考虑绳与杆的重力;如“光滑面”示意不考虑摩擦力。

2.弹力表现出的形式是多种多样的，平常说的“压力”、“支持力”、“拉力”、“推力”、“张力”等实际上都是弹力.两个物体相接触是产生弹力的必要条件，但不是充分条件，也就是相接触不一定都产生弹力.接触而无弹力的情况是存在的。

3.两个物体的接触面之间有弹力时才可能有摩擦力.如果接触面是粗糙的，到底有没有摩擦力?如果有摩擦力，方向又如何?这也要由研究对象受到的其它力与运动状态来确定.例如，放在倾角为θ的粗糙斜面上的物体A，当用一个沿着斜面向上的力F作用时，物体A处于静止状态，问物体A受几个力?从一般的受力分析方法可知A一定受重力G、斜面支持力N和拉力F，但静摩擦力可能沿斜面向下，可能沿斜面向上，也可能恰好是零，这需要分析物体A与斜面之间的相对运动趋势及其方向才能确定。

1 / 8 专题08 常见的三种力 知识精讲

内容

考点

关注点

力的图示与力的示意图 三要素 力的三要素：大小、方向、作用点

重力 重心 重心的确定

弹力 弹力的大小与方向 接触面的弹力、绳子的弹力、弹簧的弹力

摩擦力 静摩擦力与滑动摩擦力 摩擦力的方向确定与大小确定

知识点一：力的概念

1.力的相互作用

定义 力是物体对物体的作用

特性 物质性 力不能脱离物体独立存在

相互性 力的作用是相互的，施力物体同时也是受力物体

矢量性 既有大小，又有方向，运算遵循平行四边形定则

独立性 一个力作用于某一物体上产生的效果，与这个物体是否同时受到其他力的作用无关

同时性 物体间的相互作用总是同时产生，同时变化，同时消失

三要素 大小、方向、作用点

作用效果 使物体发生形变或使物体产生加速度

测量 测力计

描述 力的图示。力的示意图

单位 牛顿，简称牛，符合N

2．力的图示和力的示意图

①力的图示

用一根带箭头的线段来表示力，按一定比例(或标度)画出线段，其长短表示力的大小；在线段的末端标上箭头表明力的作用方向；箭头或箭尾表示力的作用点；线段所在的直线表示力的作用线。这种表示力的方法，叫做力的图示。

②力的示意图

只画出力的作用点和方向，表示物体在这个方向上受到了力。

③力的图示与力的示意图的比较

步骤 力的图示 力的示意图

1 选定标度(用某一长度表示多少牛的力) 无需选标度

2 从作用点开始沿力的方向画一线段，根据选定的标度和力的大小按比例确定线段长度 从作用点开始沿力的方向画一适当长度线段即可

3 在线段的末端标出箭头，表示力的方向 在线段末端标出箭头，表示力的方向

3.力的分类

①按性质分：重力（万有引力）、弹力、摩擦力、分子力、电场力、磁场力

②按效果分：压力、支持力、拉力、动力、阻力、向心力、回复力等．

③按作用方式分：场力（如万有引力、电磁力等）和接触力（如弹力、摩擦力等）

④按研究对象分：内力和外力．

受力分析的注意点及基本思路

受力分析是机械工程中的一个重要环节，它涉及到机械系统中各部件所受的力和力矩，以及在不同工况下的应力分布情况。在受力分析中，我们需要关注以下几个注意点，并按照以下基本思路进行分析。

注意点

1. 确定受力情况

在进行受力分析之前，我们需要明确机械系统中各个部件所受的各种外力和内力。外力包括载荷、支撑反力、摩擦力等，内力包括剪力和弯矩等。通过明确受力情况，可以准确地分析各个部件的受力情况，进而指导系统设计。

2. 注意力的方向和大小

在受力分析中，我们需要准确地确定各个部件所受力的方向和大小。对于力的方向，需要注意其在坐标系中的正负方向；对于力的大小，需要注意其单位和参考系的一致性。

3. 考虑力的作用点

受力分析中，我们需要考虑力的作用点、作用面和力的合力及其作用点。在分析机械系统中各个部件的受力情况时，需要仔细考虑力的作用点位置是否正确，以准确地计算力对零件的作用力、转矩和剪力等影响。

4. 考虑材料特性

在受力分析中，不仅需要考虑力的作用情况，还需要考虑所用材料的特性。在进行应力分析时，需要根据材料的弹性模量、屈服强度等特性参数，计算各部件在受力情况下的应力分布情况，以判断机械系统是否安全可行。

基本思路

进行受力分析时，我们需要按照以下基本思路进行分析。

1. 建立力学模型

在进行受力分析时，需要先建立力学模型。通过建立适当的坐标系，将机械系统分解为多个部件，并将所受力分解为其在坐标系中的分量，建立适当的受力模型。通过建立力学模型，可以准确地表示系统各部件的受力情况。 2. 分析各部件受力情况

在建立力学模型后，需要对各部件的受力情况进行分析。根据各部件所受载荷、支撑反力和摩擦力等情况，计算各部件所受的剪力和弯矩，以确定各部件在不同工况下的受力情况。

3. 计算应力分布情况

在分析各部件受力情况后，需要进行应力计算，计算各部件在受力情况下的应力分布情况。对于不同类型的零件，可采用不同的应力计算方法。一般情况下，需要同时考虑正应力、剪应力和疲劳寿命等因素。

一、选择题

1、粗糙的水平面上叠放着A和B两个物体，A和B间的接触面也是粗糙的，如果用水平力F拉B，而B仍保持静止，则此时( )

A．B和地面间的静摩擦力等于F，B和A间的静摩擦力也等于F．

B．B和地面间的静摩擦力等于F，B和A间的静摩擦力等于零．

C．B和地面间的静摩擦力等于零，B和A间的静摩擦力也等于零．

D．B和地面间的静摩擦力等于零，B和A间的静摩擦力等于F．

2、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

3、水平地面上的物体在水平方向受到一个拉力F和地面对它的摩擦力f的作用。在物体处于静止状态的条件下，下面说法中正确的是：( )

A．当F增大时，f也随之增大 B．当F增大时，f保持不变

C．F与f是一对作用力与反作用力 D．F与f合力为零

4、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。现用F=1 N的水平拉力作用在木块B上.如图所示.力F作用后 ( )

A.木块A所受摩擦力大小是12.5 N B.木块A所受摩擦力大小是11.5 N

C.木块B所受摩擦力大小是9 N D.木块B所受摩擦力大小是7 N

5、如图所示，质量为m的木箱在与水平面成θ的推力F作用下,在水平地面上滑行，已知木箱与地面间的动摩擦因数为μ，那物体受到的滑动摩擦力大小为( )

A．μ mg B．μ (mg+Fsinθ) C．Fcosθ D．μ (mg+Fcosθ)

6、如图所示，质量为m的物体置于水平地面上，受到一个与水平面方向成α角的拉力F作用，恰好做匀速直线运动，则物体与水平面间的动摩擦因数为( )