(完整)初中物理受力分析方法和步骤

第1页，共6页受力分析一、几个概念要弄懂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①、产生条件物体间相互接触；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。②、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）。二、受力分析的方法与步骤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，有三个常用的方法：（1）假设法；（2）根据运动状态判断受力情况；（3）用牛顿第三定律。4.具体方法（1）、整体法与隔离法第2页，共6页整体法：在力学中，就是把几个物体视为一个整体，作为研究对象，受力分析时，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)。分析整体周围其他物体对整体的作用。而不画整体内部物体间的相互作用。隔离法: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。研究系统内物体之间的相互作用力，分析它受到周围其他物体对它的作用力，不考虑研究对象对其他物体的作用力。(作为理想化环境处理)例如：物体A叠放在物理B上，物体A受到向右的水平力F的作用，物体AB保持静止。分析图中物体A、B受力情况（两物体均静止）分析A物体受力时可以用隔离法，分析B物体受到是否受地面的摩擦力时可以用整体法A物体在竖直方向上受重力、支持力A物体在水平方向上受到一个向右的力F,是否受摩擦力呢？假设它不受摩擦力，那么A物体水平方向上只受到一个力F，这与它在水平方向上保持静止状态不符合。故假设错误，A物体一定受到一个向左的摩擦力且与力F方向相反，大小相等，相互平衡。B物体在竖直方向上受到重力，A对它的压力，地面对它向上的支持力B物体在水平方向上，受到A对B向右的摩擦力，受到地面对B物体向左的摩擦力（2）、假设法假设接触物体撤去（假设存在摩擦力），判断研究对象是否能维持现状。a.若维持现状则接触物体对研究对象没有弹力（没有摩擦力）；b.若不能维持现状则有弹力，因为接触物撤去随之撤去了应该有的弹力，从而改变了研究对象的状态。例如：如图所示：物体M随水平传送带一起向右做匀速直线运动。（不考虑空气阻力）画出物体所受力的示意图.分析：因为物体M随水平传送带一起做匀速直线运动，即物体和传送带相对静止，因此物体在水平方向上不受力的作用，只受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力作用；过M的重心作竖直向下的重力和竖直向上的支持力；也可以利用上述的假设法，假设传送带对M有摩擦力，那么M就不能保持匀速直线运动状态。故受力情况如图所示：第3页，共6页（3）、判断摩擦力的有、无（假设法）摩擦力的产生条件为：（1）两物体相互接触，且接触面粗糙；（2）接触面间有挤压；（3）有相对运动或相对运动趋势。例：（浙江杭州卷）将一袋大米放在匀速向右运动的输送带上，开始米袋与输送带间有一段距离的相对滑动，然后米袋随输送带一起匀速运动。当输送带突然停止时，米袋会继续向前滑动一段距离后停下。（回答下列小题请选填以下合适的字母标号）A.受到方向向右的摩擦力B.受到方向向左的摩擦力C.不受力（1）米袋刚放上输送带的瞬间，米袋在水平方向上受力情况为__A___。（2）当米袋随输送带一起匀速运动时，米袋在水平方向上受力情况为__C___。（3）当将输送带突然停止时，米袋在水平方向上受力情况为__B_。（4）、摩擦力的方向和大小摩擦力的方向与物体间的相对运动方向或相对运动趋势的方向相反。例：如图AB向右匀速运动且AB之间相互静止，拉力F作用在B上，分析A，B的受力。例：如图，AB两个物体的质量都是1kg，现在它们在拉力F的作用下相对静止一起向右做匀速直线运动，已知AB之间的滑动摩擦系数μAB=0.1，B与地面的滑动摩擦系数μB地=0.2，则两个物体在匀速运动的过程中，求：（1）AB之间的摩擦力大小为多少？（2）拉力F的大小为多少？分析：A做匀速运动，受力平衡，对A进行受力分析，水平方向合力为零，所以AB之间的摩擦力为零．把AB看成一个整体，匀速运动受力平衡，水平方向有：F-μB地（2mg）=0解得：F=2mgμB地（1）AB之间的摩擦力大小为0；（2）拉力F的大小为4N第4页，共6页5、滑轮中的力与功（1）、定滑轮与动滑轮：省力费距离（动滑轮），等力但改变方向（静滑轮）。（2）、滑轮中受力与绕绳的关系（3）、与摩擦力的结合（4）、功与功率三、选取参考例题1、如图所示，吊篮的重力为400N，动滑轮重为50N，定滑轮重力为40N，人的重力为600N，人在吊篮里拉着绳子不动时人需用力（）A．218NB．220NC．210ND．236N解析：本题可采用整体分析法将人、吊篮、动滑轮看作一个整体，由于他们处于静止状态，受力平衡则人的拉力F=1/5（400N+50N+600N）=210N2、如图所示，用水平拉力F拉上表面粗糙程度各处相同的物体A，使其在水平地面上匀速运动，当物体B静止不动时，与水平绳相连的弹簧测力计的示数不变。关于该状态，下列说法正确的是（不计绳和弹簧测力计重）（C）A．A对B的摩擦力为静摩擦力B．A对B的摩擦力方向水平向左C．弹簧测力计的示数等于B所受摩擦力D．弹簧测力计对B的拉力小于A对B的摩擦力解析：对B受力分析B在水平方向上受到弹簧测力计向左的拉力，B在水平方向上保持静止，故B肯定受到一个向右的力，这个力就只能是A对B向右的滑动摩擦力，且与弹簧测力计对B向左的力平衡。故选C3、如图所示，A、B、C三木块质量分别为M，m和m0，连接如图．不计滑轮摩擦，若B随A一起沿水平桌面作匀速运动，则可断定（A）A.A与桌面间有摩擦力，大小为m0gB.A与桌面间无摩擦力；C.A与B间有摩擦力，大小为m0gD.A对B的摩擦方向向右解析：对B受力分析根据B的状态可知，B与A之间无摩擦力，故CD错误，对AB这个整体分析可知，受到一个C向右大小为m0g的拉力，故肯定受到桌面对A向左的摩擦力且大小与之相等。所以本题正确选项应为A。第5页，共6页4、如图所示，甲、乙两位同学做如图所示的“拔河”游戏，两人分别用伸平的手掌托起长凳的一端，保持凳子水平，然后自向两侧“拉”。若凳子下表面各处的粗糙程度相同，且在乙端的凳面上放四块砖，则下列判断正确的是（B）A.凳子向甲方移动B.凳子向乙方移动C.凳子原处不动D.凳子先向乙方移动后向甲方移动解析：由图知，乙端对手的压力较大，所以乙端对凳子向右的摩擦力大于甲端对凳子向左的摩擦力．因此凳子将向右移动．故答案应选B5、如图所示，B重20N，A一部分浸入容器内水中，整个装备处于平衡状态，台秤的示数较A物体没有浸入前增加30N，那么物体A重为（不计滑轮物重）（）A.10NB.20NC.30ND.40N解析：因为物体B在动滑轮上，通过滑轮组对物体A的拉力为F=1/2GB=1/2×20N=10N，因台秤的示数较A物体没有浸入前增加30N，即物体A对液体产生的压力为30N，根据力的作用是相互的，则物体A受到的浮力为F浮=30N；物体A的受力情况为：竖直向上的拉力F和浮力F浮，竖直向下的重力G，因物体处于平衡状态，则G=F+F浮=10N+30N=40N．故正确选项应为D7、如图所示，用两相同的夹板夹住三个重为G的物体A、B、C，三个物体均保持静止，请分析各个物体的受力情况．解析：以ABC组成的整体为研究对象，因为为静止，所以受力平衡，该整体受到重力的作用和两边夹板竖直向上的摩擦力作用；以B为研究对象，由于B受到竖直向下的重力的作用，又处于静止状态，所以应受到A和C对其竖直向上的摩擦力作用，如图所示：以A为研究对象，A受竖直向下的重力作用，左边夹板对其向上的摩擦力作用，根据力的作用的相互性，还受B对其竖直向下的摩擦力作用，如图所示：以C为研究对象，C受竖直向下的重力作用，右边夹板对其向上的摩擦力作用，根据力的作用的相互性，还受B对其竖直向下的摩擦力作用，如图所示：第6页，共6页6、为了将放置在水平地面上、重G=100N的重物提升到高处。小明同学设计了图（甲）所示的滑轮组装置。当小明用图（乙）所示随时间变化的竖直向下拉力F拉绳时，重物的速度υ和上升的高度h随时间t变化的关系图像分别如图（丙）和（丁）所示。若重物与地面的接触面积S=5×10-2m2，不计摩擦，绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向。求：（1）在2~3s内，拉力F的功率P及滑轮组的机械效率η。（2）在1~2s内，拉力F做的功W。（3）在0~1s内，重物对地面的压强p。解析：（1）在2~3s内，重物做匀速运动，υ3=2.50m/s，拉力F3=40N，因为连接动滑轮的绳子有三根，所以拉力F的作用点下降的距离是重物上升高度h3的三倍。P=F3υ3=100Wη=（W有用/W总）×100%=[Gh3/（3F3h3）]×100%=83.33%；（2）在1~2s内，拉力F2=50N，重物上升高度h2=1.25mW=3F2h2代入数据解得W=187.5J（3）设动滑轮重为G动G动=3F3-G=3×40N-100N=20N在0~1s内，拉力F1=30N。把动滑轮和重物看成整体，则这个整体受到向下的重力、向上的支持力以及三根绳向上的拉力作用处于静止状态。支持力F支=G+G动-3F1=100N+20N-3×30N=30N重物对地面的压力F压=F支=30NP=F压/S=30N/（5×10-2m2）=600Pa。