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,
< br>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
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整体
法:在力学中,就是把几个物体视为一个整体,作为研究对象,受力分析时,
只分析这一
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
用力
(
内力
)
。
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。
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,
只
分析该研究对象以外的物体对该对象的作用力。研究系统内物体之间的相互作用
力,<
/p>
分析它受到周围其他物体对它的作用力,
不考虑研究对象对其他物
体的作用力。
(
作为理想化环境处理
)
例如:物体
A
叠放在物理
B
上,物体
A
受到向右的水
平力
F
的作用,
物体
< br>AB
保持静止。
分析图中物体
A
、
B
受力情况
(两
物体均静止)
分析
A
物体受力时可以用隔离法,分析
B
物体受到是否受地
面的摩擦力时可以用整体法
A
物体在竖直方向上受重力、支持力
A
物体在水平方向上受到一个向右的力
F,
是否受摩擦力呢?假设它不受摩擦力,
那
< br>么
A
物体水平方向上只受到一个力
F
,这与它在水平方向上保持静止状态不符合。
故假设错误,
A
物体一定受到一个向左的摩擦力且与力
F
方向相反,大小相等,相
互平衡。
B
物体在竖直方向上受到重力,
A
p>
对它的压力,地面对它向上的支持力
B<
/p>
物体在水平方向上,受到
A
对
B
向右的摩擦力,受到地面对
B
< br>物体向左的摩擦力
(
2
)
、假设法
假设接触物体撤去(假设存在摩擦力)
,判断研究对象是否能维持现状。
a.
若维持现状则接触物体对研究对象没有弹力(没有摩擦力
)
;
b.
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
变了研究对象的状态。
例如:如图所示:物体
M
随水平传送带
一起向右做匀速直线运动。
(不考虑空气阻
力)画出物体所受力
的示意图
.
分析:
因为物体
M
随水平传送带一起做匀速直
线运动,
即物体和传送带相对静止,
因此物体
在水平方向上不受力的作用,只受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力作用;
< br>过
M
的重心作竖直向下的重力和竖直向上的支持力;也可
以
利用上述的假设法,假设传送带对
M
有摩擦力,那么
M
就不
能保持匀速直线
运动状态。故受力情况如图所示:
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(<
/p>
3
)
、判断摩擦力的有、无(假设法)<
/p>
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;
(
< br>3
)有相对运动或相对运动趋势。
例:
(浙江杭州卷)将一袋大米放在匀速向右运动的输送带上,开始米袋与输送带<
/p>
间有一段距离的相对滑动,然后米袋随输送带一起匀速运动。当输送带突然
停
止时,米袋会继续向前滑动一段距离后停下。
p>
(回答下列小题请选填以下合适的字
母标号)
A.
受到方向向右的摩擦力
B.
受到方向向左的摩擦力
C.
不受力
(
1
)米袋
刚放上输送带的瞬间,米袋在水平方向上受力情况为
__A___
。
(
2
)
当米袋随输送带一起匀速运动时,米袋在水平方向上受力情况为
__C___
。
(
3
)当将输送带突然停止时,米袋在水平方向上受力情况为
__B_
。
(
< br>4
)
、摩擦力的方向和大小
摩擦力的方向与物体间的相对运动方向或相对运动趋势的方向
相反。
例:如图
AB
向右匀速运动且
AB
之间相互静止,拉力
F
作用在
B
上,分析
A
,
B
的
受力。
例:如图,
AB
两个物体的质量都是
1kg
,现
在它们在拉力
F
的作用下相对静止一
起
向右做匀速直线运动,已知
AB
之间的滑动摩擦系数μ
AB=0.1
,
B
与地
面的滑动
摩擦系数μ
B
地
=0.2
,则两个物体在匀速运动的过程中,求:
(
1
)
AB
之间
的摩擦
力大小为多少?(
2
)拉力
p>
F
的大小为多少?
分析:
A
做匀速运动,受力平衡,对
A
进行受力分析,水平方向合力为零,所以
AB
之间的摩擦力为零.把
AB
看成一个整体,匀速运动受力平衡,
水平方向有:
F-
μ
B
地(
2mg
)
=0
解得:
F=2mg
< br>μ
B
地
(
1
)
AB
之间的摩擦力大小为
0
;
(
2
)拉力
F
的大小为
4N
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