如何对物体进行受力分析

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匿名用户
2013-11-30
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物体的运动状态是由它所受诸力作用的结果,而诸力间的相互关系也正由物体的运动状态来反映。因此许多力学问题的研究,都离不开物体受力分析。物体的受力分析主要是分析某一指定物体或系统(研究对象)受到哪些力的作用。分析时要逐一找全,正确图示,做到准确无误。下面我简要谈谈自己对物体的受力分析。

一、物体受力分析的依据是力的本质(力是物体间的相互作用)

力是物体间的相互作用,一个物体对另一个物体的作用就是力。对一力来说,必然有施力物体和受力物体,这就是说没有脱离开物体的作用而独立存在的力。这表明:(1)如果一个物体受到力的作用,那么一定能找到施力物体。没有施力物体,离开物体对物体的作用,这个力就是凭空设想的,是无中生有的。(2)如果有物体对物体的作用,即有施力物体又有受力物体,那么一定存在力的作用。忽视这个客观存在的力,就将该力遗漏了。这样,从力的本质出性进行物体受力分析,既可以防止将力遗漏,又可以防止凭空设想出一些莫名其妙的力。例如在地球表面的物体A,地球通过重力地对物体A的作用,这里既有施力物体(地球)又有受力物体(物体A),物体A必受到重力的作用。因此对在地球表面的物体受力分析,应考虑物体受到重力作用(除题设条件可忽略外),千万不要遗漏这个力。又如从正在竖直上升的直升习机上落下一重物(忽略空气的作用),这时重物受到哪些力?有些同学说:“重物受到两个力的作用,即除重力外,还有一个向上的力。不然,重物怎能做竖直上抛运动呢?”其实这是由于惯性,的在离开飞机时做竖直上抛运动,不能认为惯性就是力。我们只要再问一下,这个向上的力是哪个物体作用的呢?问题就清楚了。没有施力物体,离开物体对物体的作用,这个力就是凭空硬造出来的,是不存在的。

力是物体间的相互作用,所以有作用力一定同时有反作用,两者分别作用在彼此作用着的物体(两个不同的物体)上。我们在分析某一物体的受力情况时,只考虑它受到别的物体的作用力,而不考虑它对别的物体的作用力,更不要把它对别的物体的作用力作为自己所受的力。因此在物体受力分析时,必须分清谁对谁的作用,切忌张冠李戴。

二、物体受力分析应结合运动情况分析进行

我们知道,正确分析物体受力情况和运动情况是解决力学问题的关键,也是相辅相成的。也就是说正确分析物体的运动情况,有利于正确分析物体的受力情况,可以避免不应有的错误。例如在水平传送带上放着一个物体,当传送带载着物体匀速运动和匀加速运动时,物体在这两种情况下受到哪些力?有些同学说:“在这两种情况下,物体都是受到三个力的作用,即除受到重力G和支承力N外,还受到一个与传送带运动方向相同的摩擦力f。不然,物体怎能随传送带一起运动呢?”我们应对物体的运动和受力情况作具体分析,就可以作出正确的判断。当传送带载着物体作匀速运动时,物体相对于地面虽然是运动的,但相对于它接触的传送带,既没有相对运动,也没相对运动的趋势,所以这时物体没有受到摩擦力的作用。只是由于惯性,物体随传送带一起作匀速运动。当传送带载着物体作匀加速运动时,物体相对于传送带有向后运动的趋势,所以这时物体受到一个与传送带运动方向相同的摩擦力作用,正是这个摩擦力使物体随传送带一起作匀加速运动。可见,在这两种不同的运动状态下,物体所受的力是不同的。当作匀速运动时,物体受到重力G和支承力N的作用;当作匀加速运动时,物体受于重力G、支承力N和摩擦力f的作用。

三、物体受力分析常用的一种思维方法

分析物体的受力情况,首先要明确研究对象,即明确我们是要分析哪个物体的受力情况,然后把它从周围物体中隔离出来,分析周围有哪些物体对它起施加力的作用,并作出图示,这是常用的物体受力分析的方法。在分析物体受力的顺序上,应是先易后难,即先找物体受到比较明显的力(如重力、给定的已知外力等),然后再找物体受到不易确定的力(如弹力、摩擦力等),经过周密的分析,逐一找全,做到正确无误。

综上所述,要正确进行物体受力分析,应认准对象,看清环境,从力的本质出发,结合物体运动情况去周密分析,逐一找全,以免漏掉一个力,而每找一个力(在惯性系中),都要问一问施力物体是什么,是否存在这个力,有无重复多算,以免凭空多加一个力。在分析过程中,应重在培养科学的思维方法,不断提高能力。
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