高中受力分析的思路和方法(完美版)

1物体受力分析的基本思路和方法一、受力分析思路1.确定研究对象，找出所有施力物体确定所研究的物体，找出周围对它施力的物体，得出研究对象的受力情况。（1）如果所研究的物体为A，与A接触的物体有B、C、D……就应该找出“B对A”、“C对A”、“D对A”、的作用力等，不能把“A对B”、“A对C”等的作用力也作为A的受力；（2）不能把作用在其它物体上的力，错误的认为可通过“力的传递”而作用在研究的对象上；（3）物体受到的每个力的作用，都要找到施力物体；2.按步骤分析物体受力为了防止出现多力或漏力现象，分析物体受力情况通常按如下步骤进行：第一步：先分析物体受重力——大小：G=mg，方向：竖直向下，作用点：重心；注意：一般情况下我们忽略轻绳、轻杆、线、理想滑轮、点电荷等的重力，或者题意中有说明是轻物体是我们也需要忽略重力。第二步：然后分析其它场力，即电场力，磁场力、万有引力等；同时将题意中给出的拉力等已知的力画出（已知力与接下来分析出来的力不能重复出现）；题意给定的力按照题意将各个力的大小、方向、作用点画出电场力1.电荷之间同性相斥，异性相吸；2.电场中，某点电荷在电场一点受到的电场力方向与该点电场线的切线方向相同，大小可用库仑定律F=kq1q2/r2计算；3.匀强电场中，点电荷电场力大小为F=Eq，方向用电场线方向判定。磁场力小磁针同名相斥，异名相吸；小磁针北极指向磁感线切线方向。安培力产生条件：B不平行于I大小：F=BILsinθ，方向：左手定则，四指指向I方向，磁感线穿过手心，则拇指所指为安培力F的方向洛伦兹力产生条件：B不平行于v大小：F=qvBsinθ，方向：左手定则（四指指向正电荷速度方向或负电荷速度反方向）万有引力大小：F=GMm/R2，方向：为吸引力方向。2第三步：如果研究对象与周围物体有接触，则分析弹力或摩擦力，依次对每个接触面（点）分析，若有挤压则有弹力，若还有相对运动或相对运动趋势，则有摩擦力。（面面接触接触面为该接触平面，点面接触接触面为该接触平面，点点接触接触面为接触点处曲面的切面）注意：有几个接触面（点）就有可能有几个弹力和摩擦力；弹力产生条件接触面（点）处产生形变大小：F=kx；方向：垂直于接触面指向受力物体（恢复形变方向）；判断方法：1.假设法：假设物体不受这个弹力，即假设接触面不存在，然后根据物体运动状态是否会改变来判断假设是否成立；2.平衡法：根据牛顿第二定律F合=ma，当物体静止时，合力应为零，分析除该弹力外其它力合力，该弹力与其它力合力大小相等，方向相反。摩擦力产生条件接触面（接触点）处粗糙、有弹力（即正压力），有相对运动或相对运动趋势。静摩擦力大小：用牛顿第二定律分析受力即可知道；方向：与相对运动趋势相反；判断方法：1.假设法：假设物体不受这个静摩擦力，即假设接触面光滑，然后根据物体运动状态是否会改变来判断假设是否成立；2.平衡法：根据牛顿第二定律F合=ma，当物体静止时，合力应为零，分析除该摩擦力外其它力合力，该摩擦力与其它力合力大小相等，方向相反。滑动摩擦力大小：F=μFN；方向：与相对运动方向相反；注意：光滑时无摩擦力作用点一般等效在几何中心处。3第四步：分析出物体的受力情况后，要检查能否使研究对象处于题目所给出的运动状态（静止或加速等），否则会发生多力或漏力现象。3.画出物体力的示意图（1）在作物体受力示意图时，物体所受的某个力和这个力的分力，不能重复的列为物体的受力，力的合成与分解过程是合力与分力的等效替代过程，合力和分力不能同时认为是物体所受的力。（2）作物体的力的示意图时，要用字母代号标出物体所受的每一个力。4.列出物体的受力方程将题意中每个力的大小和需要分解的那个力和它的分力的关系列出，并在每个十字分解的方向上求合力，最后求出合力F合，并列出F合=ma（列方程时注意各个力的方向，可用暗中设定正方向，用正负号表示其方向）二、受力分析方法1.内力与外力：内力是指对象内部物体间的相互作用力；外力是指对象以外的物体给所研究对象施加的力。2.隔离法：在分析被研究对象的受力情况时，要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，各力什么性质的力，力的大小，方向怎样，并将它们一一画在受力图上，这种分析的方法叫隔离法。3.整体法：取多个物体作为对象，分析此对象所受到的力。（注：在整体法中只分析外力不要分析内力）（1）当几个物体相对静止时，将它们看做一个物体，研究这个整体的受力和运动状态；（2）当几个物体间有相对运动时，将它们看做整体时，F合=m1a+m2a+m3a+m4a+m5a+……4.力的合成和分解法：利用矢量的三角形和四边形法则进行力的合成和分解，尽量将多个方向的多个力化解成两个或者一个方向的力。5.十字分解法：根据情况将力分解在相互垂直的水平/竖直方向（或平行于斜面方向/垂直于斜面方向）；46.矢量三角形法：当分析动态平衡问题时，利用大小方向不变的那个力和另一个大小改变方向不变的力，组成矢量三角形，判断第三个大小方向都改变的力的变化情况；7.相似三角形法：当分析动态平衡问题时，将物体受到的力移到一个矢量三角形中，然后找到由绳长、球体半径、高度h等不变或者变化的量组成的三角形，与矢量三角形相似，则三角形中各长度的变化代表矢量三角形中力的大小的变化。三、判断受力与否的三个常用判据1、条件判据。不同性质的力的产生条件是不同的，在判断物体是否受到某种性质的力时，最基本的判断是依据这种力的产生进行的，也就是说：这种力的产生条件如得到满足，则物体必受这种力的作用，否则，物体就不会受这种力的作用；（同学们要熟悉重力，弹力，摩擦力，后还要掌握电场力，洛仑兹力，安培力的条件及大小、方向的确定）2、效果判据。有时候有的力的产生条件是否被满足是很难判断的，比如，静摩擦力产生条件中的所谓相对运动趋势就很微妙，在具体的问题中有时就很难说清物体间到底有没有相对运动趋势，到底有什么样的相对运动趋势。这种情况下往往需要根据力的作用效果（力能使受力物体形状发生变化；力能使受力物体的运动状态发生变化）来判断物体是否受到某个力的作用。3、特征判据。在有些受力情况较为复杂的情况下，如根据力的产生条件和力的作用效果都很难判断物体的受力情况时，我们还可以根据力的基本特征（力的作用总是相互的），从研究对象是否施出某种力来间接地判断物体是否受到某种力的作用。