物体受力分析的应用

初中物理力学部分,是学生较难掌握的内容。因为学生对物体的受力情况理解存在偏差,不能正确地分析物体受到几个力的作用和作用在物体上几个力的大小、方向、作用点,从而造成学习上的困难,感觉物理枯燥无味,丧失了学习的兴趣。因此,准确把握物体的受力情况,正确分析作用在物体上的相互作用力,是让学生学得轻松、记得牢固并逐渐培养学生的学习兴趣和分析问题解决问题能力的关键。

(1)在水平面上匀速运动的物体。例:小丽在超市购物时,用30N的水平力推着一辆小车在水平地面上做匀速直线运动,这时小车受到的摩擦力是N,方向向。突然,小丽发现前面有一个小孩,她马上用40N的水平向后的力拉小车,使小车减速,在减速的运动过程中,小车受到的摩擦力是N,方向向。为了追上前面的妈妈,方向相反,小丽又用50N水平向前的推力使小车加速前进,在加速的过程中,小车受到的摩擦力是N,方向向。当追上前面的妈妈时,小丽只用10N水平向前的力推小车,小车受到的摩擦力是N,方向向。

分析:在水平面上匀速运动的物体,在水平面受到向前的推力和向后的摩擦力。它们是一对平衡力,大小相等,方向相反,作用在一条直线上。当推力增大或减小时,物体的运动状态发生改变,但摩擦力大小不变,方向与运动方向相反。

(2)在液体中漂浮或悬浮的物体。例:水池的水面上有一只小船,从池底捞取一块石头放在小船上,水面将如何变化?如果从水池舀水放在小船上呢?

分析:小船在水面上漂浮,它所受到的浮力等于本身的重力。石头沉入水底,浮力小于重力。当捞取石头放在小船中时,石头处于漂浮状态,所受浮力增加,排开水的体积增大,所以水池的水面上升。当从水池中舀水放在小船上,水排开的体积等于本身的体积,所以水面不变。

(3)在空中匀速上升下降的物体。例:一飞艇受2000N的浮力,匀速上升。若所载的物体再加20的重物,这时飞艇就匀速下降(g=30N)。

1.求飞艇上升时自身的重力;

2.求飞艇运动时受到的阻力。

分析:

上升过程,飞艇受到竖直向上的浮力,飞艇自身的重力,与运动方向相反的阻力。

下降过程,飞艇受到竖直向上的浮力,与运动方向相反的阻力;飞艇自身的重力,增加物体的重力。

解:设飞艇的浮力为F,飞艇自身的重力为G物,运动时受到的阻力为f,增加的物重为G增。根据题意,得:

F=G物+f

F+f=G物+G增

即:

2000=G物+f

2000+f=G物+200

解此方程得;

G=1900(N)

f=300(N)

所以,我们在教学的过程中,要注意分析物体的受力情况,找到作用在物体上的力,抓住重点,突破难点,特别是在浮力的分析计算中,更要掌握物体的受力情况和浮沉状况,灵活地应用公式进行计算。让学生轻松、主动、自信地学习物理。