受力分析方法圖解?在确定了研究對象之後,就要對研究對象進行受力分析.,今天小編就來說說關于受力分析方法圖解?下面更多詳細答案一起來看看吧!
在确定了研究對象之後,就要對研究對象進行受力分析.
預備知識:
狀态分類:
①平衡态②動力态(非平衡态)
力的分類:(十大性質力)
①重力②萬有引力③靜電力(或庫侖力)④電場力⑤安培力⑥洛倫茲力⑦彈力⑧摩擦力⑨分子力⑩核力
☞重力不是萬有引力,電場力包括靜電力(或庫侖力).
☞重力、萬有引力、靜電力(或庫侖力)、電場力、安培力、洛倫茲力,這6種力是場力;彈力、摩擦力這2種是接觸力;分子力、核力這2種是粒子力.
一、受力分析的常用順序
1.習慣性順口溜
一重二彈三摩擦四其它
重力一定有,彈力看四周,摩擦分動靜,方向要判準,其它看情形.
彈力和摩擦力都是接觸力,環繞研究對象一周,看研究對象與其他物體有幾個接觸面(點),每個接觸面對研究對象可能有兩個接觸力(彈力和摩擦力),應根據彈力和摩擦力的産生條件逐一分析.
2.按主動與被動
主動力與被動力:
①主動力:能夠自主産生,處于主動地位,mg,kx(彈簧彈力),μFN(滑動摩擦力),浮力(ρgv)等;大小、方向都可以在具體情景中确定,提供不變型;
特點:大小、方向一般都不随外界力或運動狀态變化而變化
求解方法:公式法;
②被動力:大小、方向随環境變化而變化,沒有自己獨立自主的大小和方向,處于被動地位,面、繩、杆的彈力,靜摩擦力等;
特點:大小、方向都随外界力和運動狀态的變化而變化;在大的約束條件下,可有可無,可以是正方向也可以是負方向,根據需求關系來提供力.
常見約束條件:壓力支持力與面垂直,摩擦力與面平行,鉸鍊的彈力隻能沿杆,輕繩拉力隻能沿繩.
求解方法:假設法、運動狀态反推法.
假設法研究被動力(面繩杆彈力、靜摩擦力);先對不确定的被動力(面繩杆的彈力、靜摩擦力)的有無、方向做出假設,再根據題意進行驗證.
運動狀态反推法(已知運動反推受力);F與a、△v具有因果關系、矢量關系.
3.先已知力後未知力
先把明确了的力畫出來,後根據平衡條件或牛頓第二定律計算推理,求出未知力.
二、彈力的分析
彈力是被動力,不确定力(彈簧彈力是主動彈力),要根據平衡條件或者牛頓第二定律計算反推大小和方向,彈力方向也可根據接觸類型和接觸方式确定.
☞主動用公式,被動看狀态.
三、摩擦力的分析
1.有彈力、接觸面粗糙、有相對運動或相對運動趨勢就一定有摩擦力(摩擦力的三個條件).
2.物體和接觸面有相對運動(速度不一樣)的是滑動摩擦力,滑動摩擦力是主動力,方向與相對運動方向相反,與接觸面相切,與彈力方向垂直,大小根據公式f=μFN計算,注意正壓力不是重力,若f=μmg隻是巧合而已.
3.物體和接觸面相對靜止(速度一樣),但又有相對運動趨勢的是靜摩擦力,靜摩擦力是被動力,方向與相對運動趨勢方向相反,與接觸面相切,與彈力方向垂直,相對運動趨勢方向是很難判斷的,具體要根據平衡條件或牛頓第二定律反推大小和方向.
☞動摩用公式,靜摩看狀态.
四、受力分析要注意的問題
1.不能施力分析
注意隻分析研究對象所受的力,不分析研究對象對其它物體所施的力.例如所研究的物體是A,那麼隻能分析“甲對A”、“乙對A”’、“丙對A”……的力,而不能分析“A對甲”、“A對乙”、“A對丙”……的力.
圖:對斜面上物體分析壓力
2.力不能傳遞
也不要把作用在其它物體上的力錯誤地認為通過“力的傳遞”作用在研究對象上.例如:
A、B兩物體并排放在水平面上,現用以水平恒力F推物體A,A、B兩物體一塊運動。B物體隻受重力mg、地面的支持力FN、A物體對它的推力N和地面對它的摩擦力f.而不存在推力F,不能認為F通過物體A傳遞給了B.能量可以傳遞,液體壓強可以傳遞.
3.不能有無中生有的力
每個力都有施力物體,找不到施力物體的力是不存在的,有的效果可能是分力産生的.
例如:斜面上的物體有沿斜面向下運動效果,認為有一個所謂的“下滑力”,實際為重力沿斜面向下的分力.
圖:所謂的下滑力
4.合力和分力不能重複
注意合力和分力不能同時作為物體所受的力.
例如:質量為m的物體靜止在傾角為θ的斜面上時,受到重力mg、斜面對它支持力N和摩擦力f三個力的作用;不能認為物體受到重力mg、斜面對它支持力N和摩擦力f以及mgsinθ、mgcosθ五個力的作用.mgsinθ、mgcosθ隻是重力沿斜面和垂直斜面的兩個分力.
5.性質力和效果力不能重複
注意隻分析根據性質命名的力(場力、彈力、摩擦力等),不分析根據效果命名的力(向心力、下滑力、回複力等)。例如:汽車在水平路面轉彎,靜摩擦力充當向心力,不能認為受靜摩擦力和向心力作用;天體運動,萬有引力充當向心力;單擺在擺動過程中隻受重力和繩子的拉力兩個力,重力和繩子的拉力的合力充當回複力,不能認為受到重力和繩子的拉力以及回複力三個力作用.
6.彈力和摩擦力關系
靜摩擦力大小與彈力無關;最大靜摩擦力大小與彈力成正比;滑動摩擦力大小與彈力成正比;靜摩擦力和滑動摩擦力都與彈力垂直,與接觸面相切.
有摩擦力一定有彈力,有彈力不一定有摩擦力,摩擦力建立在彈力基礎上,無彈力不摩擦.
7.整體和隔離
研究對象為整體時,不需考慮内力.
8.質量和重力
重力不計并不是質量不計.在電磁場中,基本粒子重力往往不計,而質量不能忽略不計.
9.物體和質點
可看成質點的物體,力的作用點可畫在重心上,對有轉動效果的物體,則力作用點應畫在實際位置上。
10.力的變化
分析物體受力時,除了考慮它與周圍物體的作用外,還要考慮物體的運動情況(平衡狀态、加速或減速運動、曲線運動).當物體的運動情況不同時,其受力情況可能不同,力發生了變化;最典型的傳送帶摩擦力突變問題.
例如:推桌子,推而未動是靜摩擦力,一旦動了就是滑動摩擦力,摩擦力發生了突變;
例如:靜止釋放在水平勻速傳送帶上的物體,先受滑動摩擦力作用,當物體速度和傳送帶速度一樣時,相對運動消失,滑動摩擦力消失,摩擦力發生了突變;還有傾斜傳送帶傳送物體摩擦力的突變.
五、檢查受力是否完整
按照一定順序進行受力分析。一般先分析場力等非接觸力(如重力),然後用環視法分析彈力和摩擦力,再看有沒有其它力.
環視法:環繞物體一周,找出跟研究對象接觸的物體,确定彈力和摩擦力的個數,一個接觸面最多一個彈力和一個摩擦力,主動彈力用公式(如彈簧彈力),被動彈力看狀态(如支持力);動摩用公式(主動),靜摩看狀态(被動);并逐個分析彈力和摩擦力,最後再分析其它力.
在受力分析的過程中,要邊分析邊畫受力圖(養成畫受力圖的好習慣).隻畫性質力,不畫效果力.
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