受力分析方法谈.docx

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受力分析方法谈

受力分析方法谈

高一物理中物体的受力分析是学习力学知识的基础．是横在高一新生面前的一道门槛，跨不过它高中物理将很难过关。

物体的受力分析真的很难吗？

回答是如果掌握了正确的分析方法．受力分析并不难，方法不正确就难了，让你无从入手。

什么是正确的受力分析方法呢？

正确的受力分析方法有以下几步：

第一步：

隔离物体。

隔离物体就是把题目中要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，重力是一个已知力，要把它的作用点画到已隔离物体的重心上。

另外，物体往往是在重力及其它主动力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，其它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的弹力（拉力、压力、支持力）和摩擦力只能在被分析物体跟其它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）。

在被分析物体与其它物体的接触点或接触面上，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。

在确定弹力存在以后，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；二是硬点面接触，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，靠地端受的弹力跟地面垂直）。

如果接触面是曲面，弹力的方向跟曲面垂直，沿过接触点的曲面法线的方向。

三是软点面接触，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或弹簧的轴线，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，除挤压外还要有相对滑动或相对滑动趋势。

因此分析接触面上有无摩擦力．首先要看接触面是否光滑（这是题目中的已知条件）．其次看有弹力没有（不光滑的有弹力的接触面上才可能有摩擦力）。

然后进行有无摩擦力的判断：

接触面上有相对滑动时有滑动摩擦力，其大小f=μn，方向跟物体的相对运动方向相反。

接触面上没有相对滑动但有相对滑动趋势时有静摩擦力，它的大小和方向总是跟迫使物体产生相对滑动趋势的外力等大而反向。

对静摩擦力不好判断的是物体何时具有相对运动趋势及运动趋势的方向。

比较简单的判断方法还是假设法：

设想接触面是光滑的，看这时物体是否还能相对静止，若还能相对静止就是没有运动趋势，没有静摩擦力；不能相对静止就是有相对运动趋势，相对运动趋势的方向就是此时的相对运动方向，这个接触面上有静摩擦力，方向跟相对运动趋势方向相反。

要注意，静摩擦力的大小和方向总是随使物体产生相对运动趋势的外力的变化而变化，使物体保持相对静止。

静摩擦力有最大值fmax=μu0n，当外力大于或等于最大静摩擦力时，相对静止被破坏，物体开始滑动。

把分析出的所有弹力、摩擦力都画在隔离体上，就画好了被分析物体的受力图。

把受力分析的方法总结起来，我编了几句顺口溜：

受力分析不真难，掌握方法是关键。

分析对象先隔离，已知各力画上面。

接触点、面要找全，推拉挤压弹力显。

糙面滑动动摩擦，欲动未动静摩现。

隔离体上力画全，踏平门槛展笑颜。

望同学们多做一些受力分析题，多做方法自然熟练，熟能生巧。

下面通过例题说明受力分析方法的应用。

例：

分析下列图中物体a受的力，画出受力图，并说明各力的性质。

解：

分析图1：

从图1中把a隔离出来，在隔离体a上画上重力。

从图1中可看到a跟其它物体有两个接触面：

左面接触b，下面接触地面。

两个接触面经分析都有挤压，有弹力：

b对a的弹力是水平向右的推力fba，地面对a的弹力是竖直向上的支持力n。

a、b接触面没有相对滑动经分析也没有相对滑动趋势，没有摩擦力；a、地接触面有相对滑动，有滑动摩擦力f，方向水平向左。

所以图1中物体a受四个力：

重力g，推力fba，支持力n，摩擦力f。

把所有弹力和摩擦力都画到隔离体上，就得到a的受力图。

分析图2：

隔离杆a，在中心处画上重力g。

图

2

从图2中可看出杆a跟半圆形曲面有两个接触点，是硬点面接触。

经分析两个接触点都有挤压，都有弹力。

左端接触点处曲面对a的弹力n1的方向跟曲面垂直指向曲面圆心o；右边曲面尖端对a的弹力n2的方向跟杆a垂直。

两接触点光滑，无摩擦力。

所以图2中杆a受三个力：

重力g，弹力n1、n2。

把弹力画到隔离体a上得到杆a的受力图。

图

3

分析图3：

隔离物体a，在上面画出重力g和水平力f。

a跟其它物体只有一个接触面，在这个接触面上有挤压也有相对滑动，因而有弹力和滑动摩擦力。

斜面对a的弹力是垂直于斜面向上的支持力n；斜面对a的滑动摩擦力f方向平行于斜面向上。

所以图3中物体a受四个力作用：

重力g、已知力f、支持力n、摩擦力f。

把弹力和摩擦力画到隔离休a上得到a的受力图。

分析图4：

隔离物体a，在隔离体上画重力g。

a跟其它物体有两个接触面和一个接触点。

a与地面的接触面上有挤压和相对滑动，因此地面对a有竖直向上的弹力（支持力）n和水平向左的滑动摩擦力f。

a与b的接触面上有挤压无相对滑动但有相对滑动趋势（为什么？

用假设法试一试），所以b对a有竖直向下的弹力（压力）nba和水平向右的静摩擦力fba。

（因物体b匀速运动，受力平衡。

水平方向上b受绳对它向右的拉力迫使它有向右滑动的趋势，a对b的静摩擦力跟拉力平衡，使b保持相对静止。

由物体间力的作用是相互的可知b对a的静摩擦力方向水平向右）。

a与绳的接触点是软点面接触，有弹力，绳对a的弹力（拉

弹力n、nba、t，摩擦力f、fba。

把弹力、摩擦力画到隔离体a上得到物体a的受力图。

图5，图6请同学们自己分析。

补充课物体受力分析初步  

2010-06-2923:

19:

27|  分类：

高一物理|  标签：

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一.教学内容：

      §4补充课   物体受力分析初步

二.重点、难点：

知识重点：

1、初步知道什么是受力分析

2、会进行简单的受力分析

3、初步掌握受力分析的步骤

知识难点：

1、会利用物体的平衡状态对物体进行受力分析

2、会利用假设法分析力的有无

3、掌握受力分析的注意事项

（一）物体受力分析

研究力学问题的第一步工作就是对研究对象进行受力分析，正确的受力分析是解力学问题的前提。

步骤：

1、明确研究对象。

2、隔离研究对象。

将研究对象从周围物体中隔离出来，研究物体周围有哪些接触点或接触面。

3、按顺序分析力。

重力、电磁力、弹力、摩擦力（先场力，后接触力，再摩擦力）。

4、按顺序画力。

将分析出的存在的力画在物体的重心上（杆形物体一般将力画在受力点）,先场力，后接触力，再摩擦力。

例1.分析以下蓝色物体受力：

例2.如图，A物体置于B物体之上处于地面上，分析：

1）两物体都静止。

2）B在向右的作用力下AB一起向右匀速运动。

（二）受力分析总结

1、步骤：

1）明确研究对象。

若有多个物体应先分析受力简单的物体，然后分析其它受力复杂的物体。

2）隔离研究对象

将研究对象从周围物体中隔离出来，研究物体周围有哪些接触点或接触面。

3）按顺序分析力

重力、电磁力、弹力、摩擦力（先场力，后接触力，再摩擦力）。

分析每个接触点或接触面上是否有弹力，如果有还要分析是否存在摩擦力。

只分析研究对象受到的作用力，不画研究对象对别的物体的作用力；只分析外力，不分析内力。

弹力和摩擦力属被动力，它们的大小和方向与物体受其它力的情况有关。

4）按顺序画力

将分析出的存在的力画在物体的重心上（杆形物体一般将力画在受力点）。

5）防止添力和漏力

按正确的顺序分析是防止漏力的有效措施。

防止添力的方法是看能否找到施力物体。

例3.如图所示：

小球与光滑斜面接触，绳处于竖直方向，小球受到的作用力是（   ）

   A.重力和绳的拉力                   B.重力、绳的拉力和斜面的支持力

C.重力和斜面的支持力          D.重力、绳的拉力和对斜面的压力

   解析：

小球为研究对象，它除了受重力之外，还可能与绳和斜面有相互作用。

由于小球处于静止状态，它在竖直方向上重力和绳的拉力平衡，不会再有压向斜面的作用，因而没有由于斜面形变而产生的斜面对小球的支持力，故选项A正确。

关于斜面对小球有无支持力作用，也可运用平衡观点，假设推理的方法进行判断。

假设小球受到斜面的支持力，支持力的方向垂直斜面向上，它使小球在水平方向受力不能平衡，小球不能静止，故小球不能受到斜面的支持力。

   点评：

两物体接触不是弹力发生的充分条件，有接触并且有弹性形变时才有弹力发生。

有些物体相互接触，但有无形变不易判断，需用平衡观点，假设推理方法去检验。

例4.分析满足下列条件的各个物体所受的力，并指出各个力的施力物体。

2、注意事项：

1）利用物体平衡条件：

若物体处于平衡状态时，则所受力为平衡力，平衡状态有两种，静止或匀速直线运动状态；若物体处于不平衡状态，则所受力为不平衡，物体处于变速运动状态。

2）所要画出的是物体受到的力，而非物体施加给其它物体的力。

3）受力分析过程中常使用假设法，特别是分析静摩擦力时。

4）每一个力的存在都是有条件的，不能凭主观想象随意添加力。

5）不管在什么场景下重力的方向都是竖直向下的。

6）受力分析要与物体的实际运动情况相符合。

7）画力时尽量将物体单独从周围物体中取出单独画，以免各个物体的受力交叉在一起影响思路。

8）一般首先将题目中的已知力画在物体上，这有助于后面的分析。

例5.

例6.

【模拟试题】

1、同学们在操场上进行爬杆比赛，使他们能够上升的力是（   ）

A.重力               B.压力               C.摩擦力

2、用一水平力F将两铁块A和B紧压在竖直墙上而静止，如图所示，对此，下列说法中正确的是（   ）

A.铁块B受A给它的摩擦力方向可能向上，也可能向下

B.铁块B肯定受墙给它的竖直向上的摩擦力

C.铁块A肯定对B施加竖直向上的摩擦力

D.B受墙的摩擦力方向可能向上，也可能向下

3、为了测定木块和竖直墙壁之间的滑动摩擦因数，某同学设计了一个实验：

用一根弹簧将木块压在墙上，同时在木块下方有一个拉力F2作用，使木块恰好匀速向下运动，如图所示。

现分别测出了弹簧的弹力F1、拉力F2和木块的重力G，则动摩擦因数μ应等于（    ）

      A.                        B.     

      C.                              D. 

4、质量相同的甲乙两个物体叠放在水平桌面上（如图所示），用力F拉乙，使甲和乙一起匀速运动，此时设甲与乙之间的摩擦力为F1，乙与丙之间的摩擦力为F2，则F1=____ __，F2=______。

5、如图所示，正方物体A、B紧靠着放在水平面上。

mA＝4kg，mB＝2kg，A与地面间的摩擦系数A＝0.2，B与地面间的摩擦系数B＝0.1，水平力F＝6N作用在A上。

g取10m/s2。

则可知A对B的弹力和地面对B的摩