中学物理受力分析方法

时间:2022-08-21 01:17:00

中学物理受力分析方法

中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1003-9082(2015)09-0128-01

中学阶段的物理学起来是比较吃力,看着物理题不知道怎么做,着急却找不着合适的解决途径和突破口。在学习中寻找到一定的规律和方法尤其的重要。

“电学烦,力学难”, 力学题目中,受力分析既是解题的开始,也是解题的关键。物体之所以处于不同的运动状态,是由于它们的受力情况不同。要研究物体的运动,必须分析物体的受力情况。正确分析物体的受力情况,是研究力学问题的关键,是必须掌握的基本功。如何分析物体的受力情况呢?主要依据力的概念、从物体所处的环境和运动状态着手,分析它与所处环境的其它物体的相互联系。所以总结了一下物理学中受力的分析方法,希望能帮助到大家。

首先我们得从物质的分类说起,物质分为实物和场。实物是物质的基本形态,在这里实物是指静止质量不等于零的物质。也就是说,物质世界是由大量不可分割的实物粒子所组成,这些粒子具有广延性,不可入性、不溶性和不变质量。场是一种特殊物质,看不见摸不着,但它确实存在。比如引力场、磁场等等,地球形成一个场,物体在地球的场的范围内受到力的作用,即重力,所以重力属于场力。

在牛顿经典力学当中,所研究的物体都是宏观的物体,其所受到力的作用,一种是其它实物产生的场跟它之间的相互作用,另一种是其它实物直接给它的。在中学阶段对物体进行受力分析所涉及到的场力,除了电场、磁场以外,基本就只有重力场所产生的重力,其它力的作用基本可归结为实物之间直接接触所产生的相互作用。

所以,对地球表面的宏观物体,在没有涉及到电、磁场力作用而进行受力分析,可归纳为以下的两个步骤:

1、确定研究对象,分析该物体所受重力;

2、找出周围有哪些物体跟它直接接触,分析直接接触的物体对它产生的作用。

在分析过程中要养成按步骤及时画出力的示意图的习惯。先画重力,作用点画在物体的重心。再画接触力(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(或相对运动趋势)的方向相反。分析完一个接触点(面)后再依次分析其他的接触点(面)。

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。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)。

下边我们就进行例题分析。

例1、分析满足下列条件的各个物体所受的力,并指出各个力的方向。

【分析】:(1)受力图示如图1-1-2。研究对象:足球。首先考虑足球受到重力G的作用,方向竖直向下;第二考虑与足球直接接触的物体―只有草地,草地与足球接触的是一个点,对足球有一个垂直于水平地面向上的支持力F。足球在草地上水平向右滚动, 草地不光滑,所以还受到草地对足球水平向左的滚动摩擦力f。

【分析】:(2)受力图示如图1-2-2。研究对象:物体A。首先考虑物体A所受重力G的作用,方向竖直向下;第二考虑与A直接接触的物体有施加推力F1的人和水平地面,水平面对物体有一个垂直于接触面向上的支持力F2,A在力F1的作用下有向右运动的趋势,所以A还受到地面水平向左的静摩擦力f。

【分析】:(3)受力图示如图1-3-2。研究对象:物体A。首先考虑物体A所受重力G的作用,方向竖直向下;第二考虑与A直接接触的物体有施加压力F的人和粗糙的天花板,因为压力F>G,所以天花板对物体A有个弹力F1 (F1=F- G),物体沿粗糙天花板向右运动,所以A还受到平行于天花板向左的滑动摩擦力 f。

例2、如图2-1-1所示,物体A、B、C放在水平桌面上,水平力F作用于C物体,使A、B、C以共同速度向右匀速运动,那么关于物体受几个力的说法正确的是( )

A、A受6个,B受2个,C受4个

B、A受5个,B受3个,C受3个

C、A受5个,B受2个,C受4个

D、A受6个,B受3个,C受4个

【分析】:研究对象分别是物体A、B、C,首先每个物体受到重力作用,其次考虑与其直接接触的物体。

与A直接接触的有:地面、物体B和物体C。地面对A有支持力和滑动摩擦力作用,物体B和C分别对A施加压力作用。由于A、B、C以共同速度向右匀速运动,所以A受力平衡。A受到向左的滑动摩擦力,必然还受到与运动方向相同的动力作用,这个力就是C对A的静摩擦力。所以A受到6个力的作用。

与B直接接触的只有物体A,并且对物体B产生支持力作用。由于A、B以共同速度向右匀速运动,所以B相对于A没有相对运动或相对运动趋势,无摩擦力存在。所以B受到2个力的作用。

与C直接接触的物体有施加外力F的人和物体A,由于C对A有静摩擦力作用,所以A对C有反作用力,即A对C也有个静摩擦力作用。所以C受到4个力的作用。

故正确答案选:A。

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