受力分析的步骤
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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.4.对连接体的受力分析能突出隔离法的优点,隔离法能使某些内力转化为外力处理,以便应用牛顿第二定律.但在选择研究对象时一定要根据需要,它可以是连接体中的一个物体或其中的几个物体,也可以是整体,千万不要盲目隔离以免使问题复杂化.5.受力分析时要注意质点与物体的差别.一个物体由于运动情况的不同或研究的重点不同,有时可以把物体看作质点,有时不可以看作质点,如果不考虑物体的转动而只考虑平动,那就可以把物体看作质点.在以后运用牛顿运动定律讨论力和运动的关系时均把物体认为是质点,物体受到的是共点力.6.注意每分析—个力,都应找出它的施力物体,以防止多分析出某些不存在的力.例如汽车刹车时还要继续向前运动,是物体惯性的表现,并不存在向前的“冲力”.又如把物体沿水平方向抛出去,物体做平抛运动,只受重力,并不存在向水平方向抛出的力。
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.4.对连接体的受力分析能突出隔离法的优点,隔离法能使某些内力转化为外力处理,以便应用牛顿第二定律.但在选择研究对象时一定要根据需要,它可以是连接体中的一个物体或其中的几个物体,也可以是整体,千万不要盲目隔离以免使问题复杂化.5.受力分析时要注意质点与物体的差别.一个物体由于运动情况的不同或研究的重点不同,有时可以把物体看作质点,有时不可以看作质点,如果不考虑物体的转动而只考虑平动,那就可以把物体看作质点.在以后运用牛顿运动定律讨论力和运动的关系时均把物体认为是质点,物体受到的是共点力.6.注意每分析—个力,都应找出它的施力物体,以防止多分析出某些不存在的力.例如汽车刹车时还要继续向前运动,是物体惯性的表现,并不存在向前的“冲力”.又如把物体沿水平方向抛出去,物体做平抛运动,只受重力,并不存在向水平方向抛出的力。
受力分析专题一、受力分析1、定义:把某个特定的物体在某个特定的物理环境中所受到的力一个不漏,一个不重地找出来,并画出定性的受力示意图。
对物体进行正确地受力分析,是解决好力学问题的关键。
2、为了在受力分析时不多分析力,也不漏力,一般情况下按下面的步骤进行:(1)确定研究对象 —可以是某个物体也可以是整体。
(2)按顺序画力①.先画重力:作用点画在物体的重心,方向竖直向下。
②.次画已知力③.再画接触力—(弹力和摩擦力):看研究对象跟周围其他物体有几个接触点(面),先对某个接触点(面)分析,若有挤压,则画出弹力,若还有相对运动或相对运动的趋势,则再画出摩擦力。
分析完一个接触点(面)后,再依次分析其他的接触点(面)。
④.再画其他场力:看是否有电、磁场力作用,如有则画出。
二、受力分析的方法1、整体法:以几个物体构成的整个系统为研究对象进行求解的方法。
2、隔离法:把系统分成若干部分并隔离开来,分别以每一部分为研究对象进行受力分析,分别列出方程,再联立求解的方法。
3、通常在分析外力对系统作用时,用整体法;在分析系统内各物体之间的相互作用时,用隔离法。
有时在解答一个问题时要多次选取研究对象,需要整体法与隔离法交叉使用。
三、受力分析的判断依据:①从力的概念判断,寻找施力物体;②从力的性质判断,寻找产生原因;③从力的效果判断,寻找是否产生形变或改变运动状态。
总之,在进行受力分析时一定要按次序画出物体实际受的各个力,为解决这一难点可记忆以下受力口诀:地球周围受重力 绕物一周找弹力考虑有无摩擦力 其他外力细分析合力分力不重复 只画受力抛施力四、例题例1、单个物体受力情况例2、两个物体受力情况【例题】1、一个放在水平桌面上的物体,受到分别为5牛和3牛的两个力F1、F 2的作用后仍处于静止状态,如图8所示,则该物体受到的合力为 ,桌面对此物体的摩擦力大小为 ,方向为 。
2、一物体做匀速直线运动,在所受的多个力中,有一对大小为15N 的平衡力,当这对力突然消失后,该物体的运动状态将_______________(填“改变”或“不变”).3、一个小球重3牛顿,当它以0.5米/秒的速度在光滑的平面上作匀速直线运动时,加在小球上的水平推力是( )A、0牛顿B、1.5牛顿C、3牛顿D、无法判断。
受力分析的一般步骤和方法作者:施林来源:《新高考·高一物理》2015年第10期受力分析是把指定物体(研究对象)在特定物理情景中所受的所有外力找出来,并画出受力示意图.一、一般顺序先分析场力(重力、电场力、磁场力),再分析接触力(弹力、摩擦力),最后分析其他力.二、一般步骤1.选取研究对象:即确定受力分析的物体.研究对象可以是单个的物体,也可以是物体的系统组合.2.隔离物体分析:将研究对象从周围的物体中隔离出来,进而分析物体受到的重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力等,检查周围有哪些物体对它施加了力的作用.3.画出受力示意图:按照一定顺序进行受力分析.一般先分析重力,然后环绕物体一周,找出跟研究对象接触的物体,并逐个分析弹力和摩擦力,最后再分析其它场力.在受力分析的过程中,要边分析边画受力图(养成画受力图的好习惯),只画性质力,不画效果力.4.检查受力分析是否有误:受力分析完后,检查面出的每一个力能否找出它的施力物体,检查分析结果能否使研究对象处于题目所给运动状态,否则就会发生了漏力、多力或错力现象.三、一般方法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.有序地分析受力同学们要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,有以下常用的方法:(1)假设法;(2)根据运动状态判断受力情况.例1 如图1所示,光滑小球与水平面和台阶接触并处于静止状态,试分析小球的受力情况,并画出受力示意图.分析考察小球的运动状态:静止,满足合外力为零.用假设方法:如果小球除重力、水平面的竖直支持力之外,假设还受到台阶的弹力作用,这三个力合力就不为零,不能满足平衡条件,所以一定不存在台阶弹力作用,小球与台阶接触但不挤压.或假设将台阶去掉,看小球的运动状态是否变化.例2 如图2所示,物体A放在水平传送带上,且A与水平传送带保持相对静止.若传送带向右匀速运动,试分析A的受力.分析需要注意的是传送带对A物体没有静摩擦力,这一点可以借助受力分析的假设法来进行检查.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.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.A物体仅受两个力的作用:重力和传送带对A产生的弹力.变式若传送带向右匀速运动,如图2,物块A轻轻放上传送带,分析A所受的力.分析刚开始时,A的速度小于传送带的速度,相对于传送带向左运动,所以受到阻碍它相对运动的水平向有的滑动摩擦力.A物体受三个力的作用:重力、传送带对A产生的弹力和水平向右的摩擦力.4.认真地检查完成受力分析后还要认真地检查,看看所画出的每个力能否都找出施力物体,能否都找出反作用力,能否使研究对象处于题中所给的运动状态.四、注意事项1.只分析研究对象受到的根据性质命名的实际力(如重力、弹力、摩擦力等),不画它对别的物体的作用力,比如静止在斜面上的物体,会受到斜面对它的支持力,而它对斜面的压力不可以加到对物体的受力分析中.2.合力和分力不能同时作为物体所受的力,比如浸在水中的物体会受到浮力,是因为物体各个面都会受到水的压力,浮力正是水的压力的合力,不可以同时把浮力和压力画在受力分析图中.3.每一个力都应找到施力物体,防止“漏力”和“添力”.如以一定初速度冲上斜坡的小球,有同学认为会受到推力,但是这个推力并不能找到施力物体,故不存在推力.4.对可看成质点的物体,力的作用点可画在重心上.如在空中下落的小球.对有转动效果的物体,则力应画在实际位置上.如推一个圆筒上台阶,推力是作用在手与筒的接触位置的.5.为了使问题简化,题设条件中常会说明忽略某些次要的力.如物体速度不大时的空气阻力.但如果没有明确说明,不要白作主张地舍去.6.分析物体受力时,除了考虑它与周围物体的作用外,还要考虑物体的运动情况(平衡状态、加速或减速),当物体的运动情况不同时,其情况也不同,如下落的小球受到的空气摩擦力是向上的,而上抛的小球受到的空气摩擦力是向下的.总之,受力分析是把某个特定的物体在某个特定的物理环境中所受到的力一个不漏、一个不多地找出来,并画冉定性的受力示意图.理解力的概念、掌握力的特点是正确分析受力的基础和依据.要想熟练掌握,还需要通过一定量的练习,不断加深对物体运动规律的认识,反复体会方法,总结技巧才能达到.。
一、受力分析的一般步骤:
1、明确研究对象(受力物体)。
2、受力分析的顺序:
(1)先画出已知力 (已知力可以方向不变地平移) (2)再分析重力(方向总是竖直向下)
(3)接着分析弹力(用消除法判断) (4)最后再分析摩擦力(用假设法判断) 3、画出受力分析示意图(不能漏力也不能少力)
例:如图所示,处于粗糙水平地面上的物体,受到力F 作用,静止。
分析顺序: ①已知力F ②重力G ③弹力
N
④摩擦力f
二、用“消除法”分析弹力:
分析下列两种情况下小球是否受到斜面对它的弹力:
消除法:如果把斜面拿开,看小球动不动,如果不动,说明斜面对小球没有弹力;如果动了,说明斜面对
小球有弹力。
三、用假设法分析摩擦力:
①
G
②。
物理知识点受力分析技巧力学是物理学科中的重要内容之一,其中受力分析是解答力学题目中关键的一步。
但是很多在做受力分析时由于缺乏耐心以及对知识掌握不牢固等原因,经常会出现这样那样的错误,甚至有的同学根本不会做受力分析。
了一份受力分析的技巧,同学们可以参考一下。
物体受力分析的根本步骤(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,假设有,那么画出弹力。
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。
假设不满足,那么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.4.对连接体的受力分析能突出隔离法的优点,隔离法能使某些内力转化为外力处理,以便应用牛顿第二定律.但在选择研究对象时一定要根据需要,它可以是连接体中的一个物体或其中的几个物体,也可以是整体,千万不要盲目隔离以免使问题复杂化.5.受力分析时要注意质点与物体的差异.一个物体由于运动情况的不同或研究的重点不同,有时可以把物体看作质点,有时不可以看作质点,如果不考虑物体的转动而只考虑平动,那就可以把物体看作质点.在以后运用牛顿运动定律讨论力和运动的关系时均把物体认为是质点,物体受到的是共点力.6.注意每分析个力,都应找出它的施力物体,以防止多分析出某些不存在的力.例如汽车刹车时还要继续向前运动,是物体惯性的表现,并不存在向前的冲力.又如把物体沿水平方向抛出去,物体做平抛运动,只受重力,并不存在向水平方向抛出的力。
力学受力分析怎么做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.4.对连接体的受力分析能突出隔离法的优点,隔离法能使某些内力转化为外力处理,以便应用牛顿第二定律.但在选择研究对象时一定要根据需要,它可以是连接体中的一个物体或其中的几个物体,也可以是整体,千万不要盲目隔离以免使问题复杂化.5.受力分析时要注意质点与物体的差别.一个物体由于运动情况的不同或研究的重点不同,有时可以把物体看作质点,有时不可以看作质点,如果不考虑物体的转动而只考虑平动,那就可以把物体看作质点.在以后运用牛顿运动定律讨论力和运动的关系时均把物体认为是质点,物体受到的是共点力.6.注意每分析—个力,都应找出它的施力物体,以防止多分析出某些不存在的力.例如汽车刹车时还要继续向前运动,是物体惯性的表现,并不存在向前的“冲力”.又如把物体沿水平方向抛出去,物体做平抛运动,只受重力,并不存在向水平方向抛出的力。
受力分析的方法与技巧受力分析是物理学和工程学中非常重要的一个概念,它用于研究物体的运动和相互作用。
受力分析的方法和技巧在解决物理问题和工程设计中起着关键的作用。
下面将从基本原理、方法和技巧几个方面来回答这个问题。
首先,我们来了解一下受力分析的基本原理。
根据牛顿第一定律,受力平衡的物体将保持静止或匀速直线运动,而非平衡的物体将具有加速度。
所以,通过分析物体所受的各个力,可以确定物体的运动状态和加速度大小。
这就是受力分析的基本原理。
接下来,我们来讨论受力分析的方法。
在进行受力分析时,我们可以采用以下几个步骤:1. 明确问题:首先需要明确问题的背景和要求,确定需要分析的物体和所受的力。
2. 找出所有受力:然后需要找出物体所受的所有外力和内力。
外力包括重力、弹力、摩擦力等;内力则是物体内部不同部分之间的相互作用力。
3. 画出力的示意图:将找到的所有力用箭头表示,箭头的长度表示力的大小,箭头的方向表示力的方向。
力的示意图可以帮助我们更直观地理解问题,并为接下来的受力分析提供方便。
4. 列出受力方程:根据牛顿第二定律F=ma,我们可以利用所列出的受力关系方程来求解未知量。
受力关系方程一般是个向量方程,所以我们需要对方程进行分量分析。
5. 解方程求解:根据物体所受的力和加速度,可以利用受力关系方程解方程组,求解未知量。
以上就是受力分析的基本方法。
同时,在进行受力分析时,我们还需要掌握一些技巧。
下面是一些常用的技巧:1. 利用几何关系:在画示意图和分解力的方向时,我们可以利用几何关系来简化问题。
例如,可以利用三角形的特性,将力分解为水平和垂直方向的分力,从而简化受力分析。
2. 利用平衡条件:当物体处于静止或匀速直线运动时,可以利用平衡条件来简化受力分析。
平衡条件中,所有合力为零,合力矩为零,可以帮助我们找到未知量。
3. 注意坐标系的选择:在进行受力分析时,我们需要选择一个适合的坐标系。
正确选择坐标系可以简化计算和方程的表达。
受力分析的步骤和注意事项
一、受力分析的步骤
1、确定研究对象,即据题意弄清我们需要对哪个物体进行受力分析。
2、隔离研究对象,采用隔离法分析其他物体对研究对象的作用力。
3、按照先场力,然后环绕物体一周找出跟研究对象接触的物体,并逐个分析这
些物体对研究对象的弹力和摩擦力,最后分析其他力。
4、画物体受力图,没有特殊要求,则画示意图即可。
二、注意事项
1、每分析出一个力,应找出该力的的施力物体,否则,该力的存在就值得考虑。
2、只分析研究对象所受的力,不分析研究对象给其他物体的反作用力,即要明确任务。
3、只分析根据力的性质命名的力(如重力、弹力、摩擦力),不分析根据效果命名的力。
4、不要把物体的受力分析和力的合成与分解相混淆,"合力"是物体实际所受各力的"等效力","分力"是从一个力的作用效果"等效"出来。
"合力"、"分力"都不是物体受到的真实力,因此在分析受力时,不要画出"合力"、"分力"的图示,即要保持其原滋原味。
5、物体受力情况与运动情况必须相符。
所以分析完物体受力时,可以通过分析受力情况与运动情况是否相符,来粗略地判断此分析是否正确。
6、为使问题简化,常要忽略某些次要的力,如物体运动速度不大时的空气阻力及水的阻力,轻杆、轻绳、轻滑轮等轻质物体的重力可以不考虑等等。
链接1.受力分析中的整体法和隔离法【记一记】1.受力分析的基本步骤(1)明确研究对象——即确定分析受力的物体,研究对象可以是单个物体,也可以是多个物体组成的系统.(2)隔离物体分析——将研究对象从周围的物体中隔离出来,进而分析周围物体有哪些对它施加了力的作用.(3)画受力示意图——边分析边将力一一画在受力示意图上,准确标出力的方向,标明各力的符号.2.整体法与隔离法当物理情景中涉及物体较多时,就要考虑采用整体法和隔离法.(1)整体法⎩⎨⎧研究外力对系统的作用各物体运动状态相同 同时满足上述两个条件即可采用整体法.(2)隔离法⎩⎨⎧分析系统内各物体(各部分)间相互作用各物体运动状态可不相同 物体必须从系统中隔离出来,独立地进行受力分析,列出方程.3.对整体法和隔离法的理解整体法是指将相互关联的各个物体看成一个整体的方法,整体法的优点在于只需要分析整个系统与外界的关系,避开了系统内部繁杂的相互作用.隔离法是指将某物体从周围物体中隔离出来,单独分析该物体的方法,隔离法的优点在于能把系统内各个物体所处的状态、物体状态变化的原因以及物体间的相互作用关系表达清楚.4.整体法和隔离法的使用技巧当分析相互作用的两个或两个以上物体整体的受力情况及分析外力对系统的作用时,宜用整体法;而在分析系统内各物体(或一个物体各部分)间的相互作用时常用隔离法.整体法和隔离法不是独立的,对一些较复杂问题,通常需要多次选取研究对象,交替使用整体法和隔离法.【判一判】1.只有静止的物体才处于平衡状态(×)2.只要物体的速度为零,它就一定处于平衡状态(×)3.只要物体的运动状态不变,它就处于平衡状态(√)4.只有加速度为零的物体才处于平衡状态(√)。
如何进行受力分析湖北广水市一中白庆然432700 对物体进行正确的受力分析是解决物理问题的关键,在高中物理的学习过程中占据极其重要的地位。
受力分析是分析、解决物理问题的一个重要环节,如果这一环节出现了问题,将导致解题错误。
因此,养成良好的受力分析习惯变显得尤为重要。
下面就受力分析的方法、步骤、以及应注意的问题等几方面来作说明。
一、受力分析的方法1.隔离法(隔离法是物理学中研究问题的最基本方法):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了力的作用,方向如何,并将这些力一一画在受力图上。
在画支持力、压力和摩擦力的方向时容易出错,要熟记支持力、压力的方向一定与接触面或接触点的切面垂直,摩擦力的方向一定沿着接触面与相对运动(或相对运动趋势)方向相反。
2.整体法:将两个或两个以上的物体组成的整体选为研究对象。
整体法也是物理学中研究问题的一种重要方法,当隔离法解决某些问题较困难时,整体法便显示出它的优越性,如能将隔离法和整体法结合起来灵活运用会有很好的效果。
二、受力分析的步骤1.明确研究对象,即确定我们要分析哪个物体的受力情况。
2.首先分析重力(或其他场力,如电场力、磁场力)。
3.接着分析弹力:围绕研究对象一周,找出与它接触的物体,根据弹力产生条件(直接接触且有弹性形变),分析研究对象受到的弹力。
4.然后根据摩擦力产生条件(粗糙接触面间有弹力且有相对运动或相对运动趋势),分析研究对象受到的摩擦力。
5.再根据题意分析研究对象受到的其他力。
6.最后画出研究对象的受力示意图。
高中阶段,一般情况下研究对象可看作质点,画示意图时,可把所有力的作用点画在一点上。
例 1 如图1所示,对静止在水平地面上的A、B 两物体分别进行受力分析。
解析按受力分析的步骤与力的产生条件易知,A物体受到重力G A与支持力F NI两个力的作用(如图2所示)。
B物体受到重力G B、地面对它的支持力F N2、A物体对它的压力F NI '三个力的作用(如图 3所示)。
初中物理受力分析方法和步骤受力分析在进行受力分析前,需要先了解一些概念: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摩擦力产生的条件包括物体间相互接触、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。
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)。
接下来是受力分析的方法与步骤:1.明确研究对象进行受力分析前,需要先确定受力的对象。
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:假设法、根据运动状态判断受力情况、用牛顿第三定律。
4.具体方法整体法与隔离法是两种常用的方法。
整体法指的是把几个物体视为一个整体,作为研究对象,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)。
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。
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.1B与水平面间无摩擦.2B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。
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:
一重、二弹、三摩擦,四其它来增强记忆。
按照力的大小、方向,将它们一一画在受力图上。
三.受力分析例题解析
例题1:如左图所示,滑轮固定在天花板上,物块A、B用跨过滑轮不可伸长的轻细绳相连接,物块B静止在水平地面上。
如用f和FN分别表示水平地面对物块B的摩擦力和支持力,则关于物体B的受力分析正确的是()
A.可能受四个力:重力、弹力、拉力、静摩擦力
B.一定受四个力:重力、弹力、拉力、静摩擦力
C.可能受三个力:重力、拉力、静摩擦力D.一定受三个力:重力、拉力、静摩擦力
解答:
研究对象:物体。
考查状态:处于静止状态,满足平衡条件——合外力为零
受力分析如右图所示:
表面看四个力和三个力都可能满足合外力为零。
深入分析,如果物体只受三个力而合外力为零,则物体与地面之间的弹力为零,即物体与地面之间不互相挤压。
如果物体与地面之间不互相挤压,则物体与地面之间就失去了摩擦力存在的前提条件。
而摩擦力如果不存在则物体的平衡条件将不能满足。
所以,物体B一定受四个力作用,B 正确。
答案:B
例题2:如左图所示,一个光滑金属球,受到在同一个水平面上的直角钢架P、Q点的作用,处于静止状态。
O点是球心,C点是球的重心。
分析球的受力情况,画出力的图示。
解答:常常有两种受力分析结果,如右图所示。
本题属于点与点接触并挤压的情况,确定弹力方向首先应过接触点作切面,弹力方向应过接触点垂直于切面。
正确结果如图(2)所示。
本题重力不在球心是一个干扰因素,确定弹力的方向,不能以重心为判断依据。
有人认为,球还受压力,方向垂直于切面向下,你认为正确吗?
注意,受力分析不要把反作用力画在受力物体上。
不要以为接触就一定存在弹力作用,例如,如左图图所示,光滑小球与水平面和台阶接触并处于静止状态,分析小球的受力情况。
考察小球的运动状态:静止,满足合外力为0。
用假设方法:如果小球除重力、水平面的竖直支持力之外,还受到台阶弹力作用,如右图所示,此三个力合力不为0,不能满足平衡条件,所以一定不存在支持力,小球与台阶接触但不挤压。
或假设将台阶去掉,看小球的运动状态是否变化。
小结:当相互接触的物体之间是否形变不能明查时,应根据力与运动的关系来分析是否存在弹力及其方向。
例题3:如左图所示,小木块以初速度V0 沿三角形木块a的粗糙斜面向上滑动,至速度为零后又沿斜面加速返回斜面底端,三角形木块a始终相对水平面保持静止,则水平面对三角形木块a的摩擦力方向是:()A.始终向左B.始终向右C.先向左后向右D.先向右
后向左分析:先考虑简单情况,如果小木块与三角形木块相对静止,并相对于水平面静止。
分析三角形木块相对于水平面有没有运动趋势?
解法一.使用隔离法进行受力分析
问题:斜面对小木块作用力的合力大小、方向如何?
答:合力数值上等于木块的重力,方向竖直向上。
如左图所示
问题:那么小木块对斜面的作用力的合力又怎样?
答:竖直向下,大小也为木块的重力,如右图图所示
解法二.使用整体法进行受力分析
将两木块看成一个整体,它们处于平衡状态,合外力为0,只可能在竖直方向受到重力和弹力,不会受水平的作用力。
如果存在水平方向的作用力,整体将在水平方向改变运动状态小。
物体沿斜面匀速运动情况与此相同。
本题,小木块的加速度方向始终沿斜面向下,即其所受合力方向始终沿斜面向下。
三角形木块受小木块作用力的合力斜向右下,如左图所示,地面对三角形木块的摩擦力,水平向左。
或三角形木块a平衡,系统具有水平向左的加速度,必然受水平向左的外力——地面对三角形木块的摩擦力,水平向左。
答案:A
小结:由以上讨论,可知当物体之间有没有运动趋势不明朗时,可以根据力与运动的关系,如平衡条件分析判断。
综上所述:受力分析的基本方法是隔离法:明确研究对象,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,各是什么性质的力,力的大小、方向怎样,并将它们一一画在受力图上。
某些力是否存在必须考察物体的运动情况后才能确定,所以研究物体运动状态和运动过程也是受力分析的重要环节。