高一物理受力分析方法-整理版

1受力分析方法整理一、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。1、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。2、弹力：物体之间相互接触，并相互挤压，就会有弹力，弹力的方向总是垂直于接触面并与发生形变的方向相反。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。3、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(重点)1、明确分析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。2、养成好习惯，有条理有序地进行分析1）先分析场力，一般都是非接触的，常见的有万有引力（重力是特殊的万有引力）、磁力、电场力；2）判断相互接触的物体间是否有弹力（即是否有相互挤压而产生形变），常见的有压力、支持力、拉力、弹力；23）在接触并有弹力的情况下，再根据运动情况，分析相互间的摩擦力。a．若物体静止，则用平衡力来进行定量分析；b．若物体运动，则用Nf来进行定量分析；若是匀速直线这种特殊运动状态，亦可用平衡力来定量分析；4）最后再分析其他力总结：一重，二弹，三摩擦，四其他。（超重点）5）根据前面几步，将力的大小、方向一一画在受力图上（选取同一个作用点），方便后面的定量分析。处理技巧：1、假设法；2、用牛顿第三定律将力进行物体间的“传递”；3、整体法加隔离法，从受力简单的到受力复杂的；4、根据牛顿第二定律，从运动分析力。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、静摩擦力受力分析如下图所示：3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。用假设法，假设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。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，如上右图所示。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4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5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。