高中物理受力分析专题讲课讲稿.docx
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高中物理受力分析专题讲课讲稿
高中物理受力分析专题
高中物理受力分析专题
顺口溜:
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,不多不少展笑颜。
(一)受力分析
1.确定所研究的物体,然后找出周围有哪些物体对它产生作用.
采用隔离法分析其他物体对研究对象的作用力,不要找该物体施于其它物体的力,譬如所研究的物体叫A,那么就应该找出“甲对A”和“乙对A”及“丙对A”的力……而“A对甲”或“A对乙”等的力就不是A所受的力.也不要把作用在其它物体上的力错误地认为通过“力的传递”作用在研究对象上.
2.要养成按步骤分析的习惯.
先画重力:
作用点画在物体的重心.
次画接触力(弹力和摩擦力):
绕研究对象逆时针(或顺时针)观察一周,看对象跟其他物体有几个接触点(面),对每个接触点(面)若有挤压,则画出弹力,若还有相对运动或趋势,则画出摩擦力.要熟记:
弹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物体相对运动(或趋势)方向相反。
分析完一个接触点(面)后再依次分析其他的接触点(面).
再画其他场力:
看是否有电、磁场力作用,如有则画出场力.
顺口溜:
一重、二弹、三摩擦、再其它。
3.受力分析的注意事项:
初学者对物体进行受力分析时,往往不是“少力”就是“多力”,因此在进行受力分析时应注意以下几点:
(1)只分析研究对象所受的力,不分析研究对象对其他物体所施加的力。
(2)每分析一个力,都应找到施力物体,若没有施力物体,则该力一定不存在.这是防止“多力”的有效措施之一。
检查一下画出的每个力能否找出它的施力物体,特别是检查一下分析的结果,能否使对象与题目所给的运动状态(静止或加速)相一致,否则,必然发生了多力或漏力现象.
(3)合力和分力不能同时作为物体受到的力。
(4)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(如下滑力、上升力等)。
弹力方向的判定方法及应用
1.根据物体形变的方向判定。
物体受到的弹力的方向与施力物体的形变方向相反。
例1.如图1所示,分析物块所受弹簧弹力F的方向。
图1
2.根据使物体发生形变的外力方向判定。
弹力的方向与作用在施力物体上,使物体发生形变的外力方向相反。
3.根据物体的运动情况,利用物体的平衡条件(或动力学规律)判定。
例3.如图2所示,一轻质杆架固定在水平地面上,一端固定一重力为G的球,并处于平衡状态。
分析球受到的杆的拉力。
4.判定弹力方向时常见的几种典型情况:
(1)轻质弹簧两端的弹力方向,与弹簧中心轴线相重合,指向弹簧恢复原状的方向。
(2)轻绳对物体的弹力(即绳对物体的拉力)方向,总是沿着绳指向绳收缩的方向。
(3)轻质杆对物体的拉力或支持力的方向,不一定沿着杆的方向。
注:
例3就能说明这个问题。
(4)面与面接触的弹力方向,垂直于接触面指向受力物体。
如图3所示。
图3
(5)点与面接触的弹力方向,过接触点垂直于接触面(或接触面的切线),指向受力物体。
如图4甲、乙所示。
图4
(6)球与面接触的弹力方向,过接触点垂直于接触面(即在接触点与球心的连线上),而指向受力物体。
如图5所示。
图5
(7)球与球相接触的弹力方向,垂直于过接触点的公切面(即在两球心的连线上),而指向受力物体。
如图6所示。
如何确定杆的弹力方向
例1、如图所示,重力是20N的物体,由轻绳悬在水平轻质横梁BC的端点C上,横梁的B端通过铰链固定在竖直墙上,横梁上的C点由轻绳AC拉住,AC与BC夹角为300,求悬绳AC所受到的拉力为多大?
分析:
要想求AC绳所受的拉力有多大,要选C点受力分析,AC、CD两段绳的拉力一定沿绳的方向,而横杆对C点作用力的方向不好确定。
这就要先看横杆BC的受力情况了,而轻质横梁的B端是可自由转动,故要想BC杆能在水平位置处于平衡状态,两段绳对杆的作用力必沿杆方向。
因为对杆以B为转轴,轻杆不受重力,绳对杆的作用力只有经过转轴时力矩为零,杆才不会转动。
然后再研究C点,AC和CD两绳拉力的合力必沿杆的方向,由力的合成可求出AC受到的拉力。
因TD=mg则TA=TD/sin300=2mg=40N
这种情况可由杆的状态来决定,在对C点受力分析,即可。
而下面这道题就不能只看杆的状态了,要根据实际情况判断杆的作用力。
例2、水平横梁的一端插在墙壁内,另一端装有一小滑轮B,一轻绳的一端C固定于墙壁上,另一端跨过滑轮后悬挂一质量M=10kg的重物,∠CAB=300,如图所示,则滑轮受到绳子的作用力的大小
分析:
此题与例1看起来好像没什么区别,但仔细看看会发现区别很大。
杆的左端是插在墙壁内的,且另一端多了一个滑轮,这种情况下杆就不能转动了,绳对杆的作用力不沿杆的方向,杆也可以保持水平不动。
而一根绳子跨过定滑轮时绳子的拉力是大小相等的,且两力夹角是1200,则它们的合力必定在这两个力的角平分线上,且与绳拉力大小相等,这时杆的作用力可以不沿杆的方向。
受力如图所示。
因TM=TC=Mg则F合=Mg
练习:
如图所示,轻质杆B端通过铰链固定在竖直墙上,C端有个定滑轮,轻绳一端A固定在墙壁上,另一端跨过定滑轮后悬挂一重物,且BC杆与墙成θ角,θ<900,一切摩擦均不计,则当绳端A稍向上移,系统再平衡后,则()
A、轻杆与竖直墙壁的夹角减小
B、绳的拉力增大,轻杆受的压力变小
C、绳的拉力不变,轻杆受的压力变小
D、绳的拉力不变,轻杆受的压力不变
思考:
如果B点不是铰链与墙连接,而是斜插入墙中,结果又如何呢?
(二)受力分析练习:
1。
画出物体A受到的弹力:
(并指出弹力的施力物)
2。
画出物体A受到的摩擦力,并写出施力物:
(表面不光滑)
3:
对下面物体受力分析:
1)重新对1、2两题各物体进行受力分析(在图的右侧画)
2)对物体A进行受力分析(并写出各力的施力物)
3)对水平面上物体A和B进行受力分析,并写出施力物(水平面粗糙)
4)分析A和B物体受的力分析A和C受力(并写出施力物)
图6
应用练习:
1.关于弹力的说法正确的是()
A.相互接触的物体间必有弹力
B.拉力、压力、支持力都是弹力
C.轻绳、轻杆上产生的弹力,其方向总是在沿绳、杆的直线上
D.压力、支持力的方向总是垂直于接触面
2.在如图7所示中,画出甲图球和乙图木杆受到的弹力和重力。
(图中O点是物体的重心,P点是球的球心)
图7
3.如图8所示,分析甲、乙两种情况下,小球是否受到斜面的弹力作用,方向如何?
图8
参考答案:
1.BD
2.如图9所示。
图9
3.提示:
用假设法分析,即假设将甲图中的斜面撤走,发现球不动,则甲图中的球不受斜面的弹力;假设将乙图中的斜面撤走,发现球动,则乙图中的球受斜面对它的弹力,方向垂直斜面向上。