专题:物体的受力分析 10
能要有物体受力分析的一般思路、物体受力分析的要领、对物体进行受力分析时应注意的地方、物体受力分析的方法和例题(包括解题过程和解析)。尽量全面到位,清楚明了。...
能要有物体受力分析的一般思路、物体受力分析的要领、对物体进行受力分析时应注意的地方、物体受力分析的方法和例题(包括解题过程和解析)。尽量全面到位,清楚明了。
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2013-07-31
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(1)确定研究对象(隔离体、整体).
(2)按照次序画受力图,先主动力、后被动力,先场力、后接触力.
(3)只分析性质力,不分析效果力,合力与分力不能同时分析.
(4)结合物体的运动状态:是静止还是运动,是直线运动还是曲线运动.如物体做曲线运动时,在某点所受合外力的方向一定指向轨迹弧线内侧的某个方向.
(1)确定研究对象(隔离体、整体).
(2)按照次序画受力图,先主动力、后被动力,先场力、后接触力.
(3)只分析性质力,不分析效果力,合力与分力不能同时分析.
(4)结合物体的运动状态:是静止还是运动,是直线运动还是曲线运动.如物体做曲线运动时,在某点所受合外力的方向一定指向轨迹弧线内侧的某个方向.
7
根据运动状态和已知条件来 看是否是光滑 重弹摩的分析方式 然后根据具体情况 去掉一些力或者加上一些力
一、正确认识和深刻理解“三种力”
1. 重力
重力是由于地球的吸引引起的,但又不能说重力就是地球对物体的引力。现在我们知道,地球对物体的吸引力就是万有引力,重力是它的一个分力,另一个分力是物体绕地球做圆周运动的向心力。在地面周围,重力是随位置的不同而变化的,但在地球表面附近的空间范围内,可以认为重力大小是不变的。
重力的方向是竖直向下,或者说是垂直于水平地面的。若说是垂直于地面,则是错误的。由于前面所述的原因,严格说起来,重力也不是恰好指向地球的球心。重力用G表示,用mg表示是不规范的。根据公式 ,可知G与g的方向是一致的。
关于物体的重心,有人认为一定在物体上。圆环的重心在哪里?是在圆环的圆心处,此处不在圆环上。同学们可以考虑半圆环的重心位置,对认识这个问题很有帮助。
用悬挂法求薄板的重心,它的原理是什么?哪些力是平衡力?哪些力是作用力和反作用力?任意形状的物体,它的重心能用悬挂法求出吗?这些问题,同学们一定要弄清楚。
例1. 在体育运动会上,有“举重运动员举起了200公斤的重量”的说法,请你从物理学的角度,对这句话进行分析,指出存在的问题。
可以这样分析:重量,就是重力,它的单位是力的单位,所以用质量的单位公斤来表示是不对的;此外,质量的单位是千克,用公斤是不规范的。
例2. 如图1所示,重力为G的物体静止在水平地面上,则关于物体的重力和物体对水平面的压力的关系,下列说法中不正确的是()
图1
A. 两个力其实是同一个力
B. 两个力只是大小相等
C. 两个力大小相等、方向相同
D. 两个力大小相等、方向相反
分析:重力作用在物体上,压力作用在地面上,所以是两个力,不是同一个力。物体受到重力和支持力作用,这两个力是平衡力,而压力和重力大小相等,方向相同。因而,应选A、B、D。
2. 弹力
弹力和我们是如此的亲密:站在地上,脚与地面之间有弹力;伏案疾书,两臂和桌面之间有弹力;网上浏览,手指和鼠标之间也有弹力。环视四周,哪个物体不受到弹力作用?又有哪个物体不对别的物体施加弹力作用?
正确理解与弹力有关的几个概念。一是形变,形变是物体形状和体积的改变,将海绵握在手中,它的形状和体积都发生了变化。二是弹性限度,发生形变的物体,在外力撤去以后,若能恢复原来的形状,则物体的形变在弹性限度以内,如上面所举的海绵,否则就是超出了弹性限度。研究弹性限度有什么意义呢?因为物体都有这样一种本性:当它发生形变时,总想恢复原来的形状,只要在弹性限度以内,物体就有能力恢复到原来的形状。
弹力产生的条件是两个物体接触并且产生形变。看上去接触,却可能是靠在一起,此时物体之间没有挤压,所以没有弹力产生。如图2所示,在光滑的水平面上,大球“压”在小球身上,看上去,两球之间肯定有弹力作用,其实两球是靠在一起的,它们之间是没有弹力作用的。
图2
平常遇到的弹力,一是接触面上的弹力,二是细线的弹力,下面分别进行分析。
当重物静止在水平面上的时候,二者之间弹力的产生,由下面的递进关系看出:
重物与支持面→相互挤压→形变→
当细线吊着重物时,二者之间弹力的产生,仿上面可列出下面的关系:重物与细线→相互拉伸→形变→
总之,物体受到别的物体的弹力而形变,它形变产生的弹力作用于别的物体。一个物体形变产生的弹力不会作用于自身。
弹力的方向:面接触的,垂直于作用面;线接触的,则沿着细线,与细线形变的方向相反,或者说与细线收缩的方向相同。下面请看接触面上的弹力方向的确定。
例3. 所示,一直杆斜放在半球形容器内,试确定杆受到的弹力的方向。
分析:弹力的方向与接触面垂直,问题是如何确定接触面。若从杆的A端点这方看,接触面不易确定,但从曲面这方看,则接触面在曲面上。故杆下端的弹力的方向,是过接触点指向球心的。同样,在杆的上端B点,接触面即在容器边沿,又在直杆上,显然,与杆垂直斜向左上方,就是弹力的方向。
3. 摩擦力
摩擦力产生的条件是:(1)接触面上是粗糙的;(2)接触面间有弹力作用;(3)两物体有相对运动或相对运动趋势。由第一个条件知道,接触面光滑的物体之间,无论如何是不会有摩擦力的。当两物体有相对运动时,会产生滑动摩擦力。但不能由此认为静止的物体不会受到滑动摩擦力,由图4看出,虽然A物体是静止的,但当抽动B时,A还是受到滑动摩擦力的作用的。
滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反,不是与物体运动的方向相反。图4中,物体A虽然相对地面静止,但是相对B是向右运动的,故受到向左的滑动摩擦力。物体向前运动,它可以受到向前的滑动摩擦力吗?同学们能举出几个例子吗?
滑动摩擦力的大小,由公式 计算。注意,滑动摩擦力不要用f来表示,因为它表示另外的物理量。要注意动摩擦因数只是与接触面的情况有关,与其他因素,譬如运动情况等没有关系。式中的 ,不一定等于物体的重力,认为二者总是相等是错误的。
为了练习对摩擦力的计算,请看题目:一人用100N的力在水平钢轨上拖着一块重300N的钢板匀速前进,已知钢与钢之间的动摩擦因数为0.25,你能求出钢板受到的滑动摩擦力吗?
有的同学说,由水平方向上二力平衡,得摩擦力等于100N;有的说等于75N,是由公式计算得出的。你的看法呢?
对于静摩擦力,其方向与相对运动趋势的方向相反。这里的相对运动趋势方向,比起相对运动方向来,更抽象了一些。当物体有相对运动趋势时,却仍然是静止的,那么,这个运动趋势及其方向如何判定呢?方法之一为“假设法”。如图5所示,物体静止在水平面上,当用水平力F推它时,它仍保持静止,可以这样判定相对运动趋势的方向:假设水平面光滑,容易理解物体将沿F的方向运动起来,这个方向就是物体相对运动趋势的方向。而物体所受的静摩擦力方向则与这个方向相反,即与F方向相反。再如,物体静止在斜面上,假设斜面光滑,物体会沿斜面滑下,这个沿斜面向下的方向就是物体相对斜面的运动趋势的方向,而物体受到的静摩擦力的方向是沿斜面向上的。
至于大小,不要把 运用到求静摩擦力中来,一般情况,求静摩擦力没有现成公式,只能根据物体的受力和运动情况求解。
二、受力分析的基本思路和方法
受力分析,就是将物体从它所处的环境中隔离出来,分析其他物体对它的作用力,并把这些力用力的示意图画出来。作力的示意图时,一般说来是定性的,但对力的方向,要尽量准确些,而对力的大小的要求,往往是粗略的。
分析物体受力,就是分析其他物体对研究对象的作用力。当然,研究对象对周围物体也有力的作用,但这些力是作用在周围物体上的,不是作用在研究对象上的,故不能在受力图上画出。在这一点上有的同学往往出错。
在对物体进行受力分析时,按一定的分析顺序是有好处的。通常这个顺序是重力、弹力和摩擦力,最后是其他的力。
物体受到的力,向哪里去找?这是受力分析时遇到的头一个问题,不要漫无目标,不知从何找起。分析受力,除重力外,就是向接触面上去找。在一个接触面上,一般可能有两个力,一个是垂直于接触面的弹力,另一个是方向与接触面平行的摩擦力。当然,某个力到底是有还是没有,要进一步由弹力和摩擦力的产生条件来判断,而不是凭想当然。
在作力的图示时,不要忘记画箭头,对于力,要标上相应的字母,如重力G,而不要用mg。不要用T、N表示弹力,用F表示力。不同的力可以用下脚标区别,如1、2、3、4,或A、B、C、D等等。
受力分析,同学们感到有困难,主要原因是分析问题的能力差一些,因为这不是简单的计算,代入公式就可以进行。它需要对物理情景的理解,对力的产生条件的运用,对千变万化的实际情况的认识。
受力分析,除常用的隔离法外,还有其他几种方法,下面作一介绍。
整体法
若研究对象是几个物体组成的,这时可以将这几个物体视为一个整体来对待,然后分析和求解某个力。如图6所示,对物体施加水平力F后,斜面体对水平面的压力变大了吗?如果用隔离法,先分析物体受力,再分析斜面体的受力,则问题就变的复杂了,结论不是一眼就能看出来。但若用整体法,则容易发现,在竖直方向上,整体受力情况不变,故压力没有变化。
假设法
若遇到某个作用力是否作用在物体上,答案不好确定时,就可以用这种方法。如图7所示,水平传送带上,一物体随传送带一起做匀速运动,问物体受到向前的水平作用力吗?确定,水平方向上的受力不好确定,这时假设法就派上用场了。假设物体受到向前的作用力,但这样一来,物体就得做加速运动。这与已知的做匀速运动相矛盾,所以,水平方向上的作用力是不存在的。
动态分析法
如图8所示,一个半球形的碗放在桌面上,碗口水平,O为其球心。碗的内表面和碗口是光滑的。一根细线跨在碗口上,线的两端分别系有质量为 和 的小球,当它们处于平衡时,质量为 的小球与O点的连线与水平线的夹角为 。用力拉动 ,使 由图示位置缓慢地向上运动,在这个过程中,细线对 的拉力F和碗对它的支持力 ,二者大小的变化情况是( )
A. 变小,F变小
B. 变大,F变大
C. 变大,F变小
D. 变小,F变大
由于物体的位置是变化的,所以做物体的动态分析。对 来说,它受到重力和两个弹力的作用。这三个力是平衡的,由开始时弹力的方向,可知此时的两个弹力如图11中的实线所表示的;而末时两个弹力又如虚线所表示的。这样,由图9能看出,在这个过程中, 变小而F变大。
同学们在分析物体受力时,常常发生下面的错误:
1. 不是事实求是的分析受力,而是凭想当然去判断。
例4. 课本中有一幅插图,是皮带运输机把物体送到别处的。
根据该图,假设皮带匀速运动的速度一定,第一次是把货物送往高处,第二次是把该货物送到低处。两次中货物所受静摩擦力相比较,下列说法正确的是()
A. 大小相同,方向相同 B. 大小不同,方向不同
C. 大小相同,方向不同 D. 大小不同,方向相同
有的同学是这样分析的:货物运送情况一高一低,这两个力不会一样,故A不正确;两力大小有可能相同,方向肯定相反,故应选C。这便是典型的想当然。其实要比较两个力,就得分析货物的受力,然后再进行比较。送往高处时,货物受到重力、支持力和沿皮带向上的静摩擦力。送往低处时,仍然是在这三个力作用下,故正确选项为A。
2. 滑动摩擦力可以用公式去计算,而静摩擦力没有现成的公式,它是根据物体所处的运动状态来计算的,有的将滑动摩擦力的求法用到静摩擦力上。请看下面的题目。
例5. 为了使被握着的竖直油瓶不落到地面,可以用较小的力,也可以用较大的力。两者比较,后者比前者的摩擦力变大了吗?
分析:有的同学认为,压力变大了,摩擦力也就变大了,根据公式 就能得出这个结论。但对油瓶进行受力分析,可知在竖直方向上,仍然受到重力和摩擦力的作用,不管压力如何变化,只要油瓶静止,则这两个力大小不变,静摩擦力等于重力。可有的同学认为,较大的压力白用了吗?用较大的力握油瓶,到底起了什么作用呢?仔细分析后会发现,用小的力握瓶时,从手中抽出瓶子就容易,用大的力握瓶时,从手中抽出瓶子就难。所以,这中间改变的是最大静摩擦力,而不是所受的静摩擦力。
3. 只有两物体接触就认为受到弹力作用
例6. 竖直下垂的绳子下面系着一个铁球,分析铁球的受力。
分析:有的同学认为,铁球受到重力、绳子的拉力和斜面对它的支持力。这就犯了“只要两物体接触就认为受到弹力作用”的错误。根据绳子是竖直下垂的,可以判定铁球和斜面是靠在一起的,它们之间并没有挤压,因而之间并没有弹力作用。
例7. 所示,质量为m的物体放在水平放置的钢板C上,与钢板间的动摩擦因数为μ。由于光滑导槽AB(相对地面静止)的控制,物体只能沿水平导槽运动。现使钢板以速度 向右运动,同时用力F拉动物体(F方向沿导槽方向),使物体以速度 沿导槽运动,试分析物体受到的滑动摩擦力。
有同学这样分析:在中,物体既受到向上的摩擦力,又受到向左的摩擦力,所以总的摩擦力的方向是向上偏左的其实,摩擦力的方向还得看物体的相对滑动方向。根据运动的相对性,这个运动等效于钢板不动,装置向反方向运动,因而物体相对钢板是斜向下偏左运动的。故所受的摩擦力是斜向上偏右的,见图14所示。你看,两种分析得出的是两个不同的结果。
例8. 物体受水平力F作用,物体和放在水平地面上的斜面都处于静止状态。若水平力增大些,整个装置仍处于静止,问物体受到的摩擦力如何变化。
有的会说,摩擦力一定变大,这个还会有疑问吗?其实,这是对运动趋势不了解的缘故。若力F原来比较大,则物体有向上运动的趋势,在F继续变大时,摩擦力是变大的;若力F原来比较小,则物体有向下运动的趋势,当F在变大时,摩擦力就变小了,这一点往往被同学们所忽略。
http://wenwen.soso.com/z/q212160479.htm
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(2)按照次序画受力图,先主动力、后被动力,先场力、后接触力.
(3)只分析性质力,不分析效果力,合力与分力不能同时分析.
(4)结合物体的运动状态:是静止还是运动,是直线运动还是曲线运动.如物体做曲线运动时,在某点所受合外力的方向一定指向轨迹弧线内侧的某个方向.
(1)确定研究对象(隔离体、整体).
(2)按照次序画受力图,先主动力、后被动力,先场力、后接触力.
(3)只分析性质力,不分析效果力,合力与分力不能同时分析.
(4)结合物体的运动状态:是静止还是运动,是直线运动还是曲线运动.如物体做曲线运动时,在某点所受合外力的方向一定指向轨迹弧线内侧的某个方向.
7
根据运动状态和已知条件来 看是否是光滑 重弹摩的分析方式 然后根据具体情况 去掉一些力或者加上一些力
一、正确认识和深刻理解“三种力”
1. 重力
重力是由于地球的吸引引起的,但又不能说重力就是地球对物体的引力。现在我们知道,地球对物体的吸引力就是万有引力,重力是它的一个分力,另一个分力是物体绕地球做圆周运动的向心力。在地面周围,重力是随位置的不同而变化的,但在地球表面附近的空间范围内,可以认为重力大小是不变的。
重力的方向是竖直向下,或者说是垂直于水平地面的。若说是垂直于地面,则是错误的。由于前面所述的原因,严格说起来,重力也不是恰好指向地球的球心。重力用G表示,用mg表示是不规范的。根据公式 ,可知G与g的方向是一致的。
关于物体的重心,有人认为一定在物体上。圆环的重心在哪里?是在圆环的圆心处,此处不在圆环上。同学们可以考虑半圆环的重心位置,对认识这个问题很有帮助。
用悬挂法求薄板的重心,它的原理是什么?哪些力是平衡力?哪些力是作用力和反作用力?任意形状的物体,它的重心能用悬挂法求出吗?这些问题,同学们一定要弄清楚。
例1. 在体育运动会上,有“举重运动员举起了200公斤的重量”的说法,请你从物理学的角度,对这句话进行分析,指出存在的问题。
可以这样分析:重量,就是重力,它的单位是力的单位,所以用质量的单位公斤来表示是不对的;此外,质量的单位是千克,用公斤是不规范的。
例2. 如图1所示,重力为G的物体静止在水平地面上,则关于物体的重力和物体对水平面的压力的关系,下列说法中不正确的是()
图1
A. 两个力其实是同一个力
B. 两个力只是大小相等
C. 两个力大小相等、方向相同
D. 两个力大小相等、方向相反
分析:重力作用在物体上,压力作用在地面上,所以是两个力,不是同一个力。物体受到重力和支持力作用,这两个力是平衡力,而压力和重力大小相等,方向相同。因而,应选A、B、D。
2. 弹力
弹力和我们是如此的亲密:站在地上,脚与地面之间有弹力;伏案疾书,两臂和桌面之间有弹力;网上浏览,手指和鼠标之间也有弹力。环视四周,哪个物体不受到弹力作用?又有哪个物体不对别的物体施加弹力作用?
正确理解与弹力有关的几个概念。一是形变,形变是物体形状和体积的改变,将海绵握在手中,它的形状和体积都发生了变化。二是弹性限度,发生形变的物体,在外力撤去以后,若能恢复原来的形状,则物体的形变在弹性限度以内,如上面所举的海绵,否则就是超出了弹性限度。研究弹性限度有什么意义呢?因为物体都有这样一种本性:当它发生形变时,总想恢复原来的形状,只要在弹性限度以内,物体就有能力恢复到原来的形状。
弹力产生的条件是两个物体接触并且产生形变。看上去接触,却可能是靠在一起,此时物体之间没有挤压,所以没有弹力产生。如图2所示,在光滑的水平面上,大球“压”在小球身上,看上去,两球之间肯定有弹力作用,其实两球是靠在一起的,它们之间是没有弹力作用的。
图2
平常遇到的弹力,一是接触面上的弹力,二是细线的弹力,下面分别进行分析。
当重物静止在水平面上的时候,二者之间弹力的产生,由下面的递进关系看出:
重物与支持面→相互挤压→形变→
当细线吊着重物时,二者之间弹力的产生,仿上面可列出下面的关系:重物与细线→相互拉伸→形变→
总之,物体受到别的物体的弹力而形变,它形变产生的弹力作用于别的物体。一个物体形变产生的弹力不会作用于自身。
弹力的方向:面接触的,垂直于作用面;线接触的,则沿着细线,与细线形变的方向相反,或者说与细线收缩的方向相同。下面请看接触面上的弹力方向的确定。
例3. 所示,一直杆斜放在半球形容器内,试确定杆受到的弹力的方向。
分析:弹力的方向与接触面垂直,问题是如何确定接触面。若从杆的A端点这方看,接触面不易确定,但从曲面这方看,则接触面在曲面上。故杆下端的弹力的方向,是过接触点指向球心的。同样,在杆的上端B点,接触面即在容器边沿,又在直杆上,显然,与杆垂直斜向左上方,就是弹力的方向。
3. 摩擦力
摩擦力产生的条件是:(1)接触面上是粗糙的;(2)接触面间有弹力作用;(3)两物体有相对运动或相对运动趋势。由第一个条件知道,接触面光滑的物体之间,无论如何是不会有摩擦力的。当两物体有相对运动时,会产生滑动摩擦力。但不能由此认为静止的物体不会受到滑动摩擦力,由图4看出,虽然A物体是静止的,但当抽动B时,A还是受到滑动摩擦力的作用的。
滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反,不是与物体运动的方向相反。图4中,物体A虽然相对地面静止,但是相对B是向右运动的,故受到向左的滑动摩擦力。物体向前运动,它可以受到向前的滑动摩擦力吗?同学们能举出几个例子吗?
滑动摩擦力的大小,由公式 计算。注意,滑动摩擦力不要用f来表示,因为它表示另外的物理量。要注意动摩擦因数只是与接触面的情况有关,与其他因素,譬如运动情况等没有关系。式中的 ,不一定等于物体的重力,认为二者总是相等是错误的。
为了练习对摩擦力的计算,请看题目:一人用100N的力在水平钢轨上拖着一块重300N的钢板匀速前进,已知钢与钢之间的动摩擦因数为0.25,你能求出钢板受到的滑动摩擦力吗?
有的同学说,由水平方向上二力平衡,得摩擦力等于100N;有的说等于75N,是由公式计算得出的。你的看法呢?
对于静摩擦力,其方向与相对运动趋势的方向相反。这里的相对运动趋势方向,比起相对运动方向来,更抽象了一些。当物体有相对运动趋势时,却仍然是静止的,那么,这个运动趋势及其方向如何判定呢?方法之一为“假设法”。如图5所示,物体静止在水平面上,当用水平力F推它时,它仍保持静止,可以这样判定相对运动趋势的方向:假设水平面光滑,容易理解物体将沿F的方向运动起来,这个方向就是物体相对运动趋势的方向。而物体所受的静摩擦力方向则与这个方向相反,即与F方向相反。再如,物体静止在斜面上,假设斜面光滑,物体会沿斜面滑下,这个沿斜面向下的方向就是物体相对斜面的运动趋势的方向,而物体受到的静摩擦力的方向是沿斜面向上的。
至于大小,不要把 运用到求静摩擦力中来,一般情况,求静摩擦力没有现成公式,只能根据物体的受力和运动情况求解。
二、受力分析的基本思路和方法
受力分析,就是将物体从它所处的环境中隔离出来,分析其他物体对它的作用力,并把这些力用力的示意图画出来。作力的示意图时,一般说来是定性的,但对力的方向,要尽量准确些,而对力的大小的要求,往往是粗略的。
分析物体受力,就是分析其他物体对研究对象的作用力。当然,研究对象对周围物体也有力的作用,但这些力是作用在周围物体上的,不是作用在研究对象上的,故不能在受力图上画出。在这一点上有的同学往往出错。
在对物体进行受力分析时,按一定的分析顺序是有好处的。通常这个顺序是重力、弹力和摩擦力,最后是其他的力。
物体受到的力,向哪里去找?这是受力分析时遇到的头一个问题,不要漫无目标,不知从何找起。分析受力,除重力外,就是向接触面上去找。在一个接触面上,一般可能有两个力,一个是垂直于接触面的弹力,另一个是方向与接触面平行的摩擦力。当然,某个力到底是有还是没有,要进一步由弹力和摩擦力的产生条件来判断,而不是凭想当然。
在作力的图示时,不要忘记画箭头,对于力,要标上相应的字母,如重力G,而不要用mg。不要用T、N表示弹力,用F表示力。不同的力可以用下脚标区别,如1、2、3、4,或A、B、C、D等等。
受力分析,同学们感到有困难,主要原因是分析问题的能力差一些,因为这不是简单的计算,代入公式就可以进行。它需要对物理情景的理解,对力的产生条件的运用,对千变万化的实际情况的认识。
受力分析,除常用的隔离法外,还有其他几种方法,下面作一介绍。
整体法
若研究对象是几个物体组成的,这时可以将这几个物体视为一个整体来对待,然后分析和求解某个力。如图6所示,对物体施加水平力F后,斜面体对水平面的压力变大了吗?如果用隔离法,先分析物体受力,再分析斜面体的受力,则问题就变的复杂了,结论不是一眼就能看出来。但若用整体法,则容易发现,在竖直方向上,整体受力情况不变,故压力没有变化。
假设法
若遇到某个作用力是否作用在物体上,答案不好确定时,就可以用这种方法。如图7所示,水平传送带上,一物体随传送带一起做匀速运动,问物体受到向前的水平作用力吗?确定,水平方向上的受力不好确定,这时假设法就派上用场了。假设物体受到向前的作用力,但这样一来,物体就得做加速运动。这与已知的做匀速运动相矛盾,所以,水平方向上的作用力是不存在的。
动态分析法
如图8所示,一个半球形的碗放在桌面上,碗口水平,O为其球心。碗的内表面和碗口是光滑的。一根细线跨在碗口上,线的两端分别系有质量为 和 的小球,当它们处于平衡时,质量为 的小球与O点的连线与水平线的夹角为 。用力拉动 ,使 由图示位置缓慢地向上运动,在这个过程中,细线对 的拉力F和碗对它的支持力 ,二者大小的变化情况是( )
A. 变小,F变小
B. 变大,F变大
C. 变大,F变小
D. 变小,F变大
由于物体的位置是变化的,所以做物体的动态分析。对 来说,它受到重力和两个弹力的作用。这三个力是平衡的,由开始时弹力的方向,可知此时的两个弹力如图11中的实线所表示的;而末时两个弹力又如虚线所表示的。这样,由图9能看出,在这个过程中, 变小而F变大。
同学们在分析物体受力时,常常发生下面的错误:
1. 不是事实求是的分析受力,而是凭想当然去判断。
例4. 课本中有一幅插图,是皮带运输机把物体送到别处的。
根据该图,假设皮带匀速运动的速度一定,第一次是把货物送往高处,第二次是把该货物送到低处。两次中货物所受静摩擦力相比较,下列说法正确的是()
A. 大小相同,方向相同 B. 大小不同,方向不同
C. 大小相同,方向不同 D. 大小不同,方向相同
有的同学是这样分析的:货物运送情况一高一低,这两个力不会一样,故A不正确;两力大小有可能相同,方向肯定相反,故应选C。这便是典型的想当然。其实要比较两个力,就得分析货物的受力,然后再进行比较。送往高处时,货物受到重力、支持力和沿皮带向上的静摩擦力。送往低处时,仍然是在这三个力作用下,故正确选项为A。
2. 滑动摩擦力可以用公式去计算,而静摩擦力没有现成的公式,它是根据物体所处的运动状态来计算的,有的将滑动摩擦力的求法用到静摩擦力上。请看下面的题目。
例5. 为了使被握着的竖直油瓶不落到地面,可以用较小的力,也可以用较大的力。两者比较,后者比前者的摩擦力变大了吗?
分析:有的同学认为,压力变大了,摩擦力也就变大了,根据公式 就能得出这个结论。但对油瓶进行受力分析,可知在竖直方向上,仍然受到重力和摩擦力的作用,不管压力如何变化,只要油瓶静止,则这两个力大小不变,静摩擦力等于重力。可有的同学认为,较大的压力白用了吗?用较大的力握油瓶,到底起了什么作用呢?仔细分析后会发现,用小的力握瓶时,从手中抽出瓶子就容易,用大的力握瓶时,从手中抽出瓶子就难。所以,这中间改变的是最大静摩擦力,而不是所受的静摩擦力。
3. 只有两物体接触就认为受到弹力作用
例6. 竖直下垂的绳子下面系着一个铁球,分析铁球的受力。
分析:有的同学认为,铁球受到重力、绳子的拉力和斜面对它的支持力。这就犯了“只要两物体接触就认为受到弹力作用”的错误。根据绳子是竖直下垂的,可以判定铁球和斜面是靠在一起的,它们之间并没有挤压,因而之间并没有弹力作用。
例7. 所示,质量为m的物体放在水平放置的钢板C上,与钢板间的动摩擦因数为μ。由于光滑导槽AB(相对地面静止)的控制,物体只能沿水平导槽运动。现使钢板以速度 向右运动,同时用力F拉动物体(F方向沿导槽方向),使物体以速度 沿导槽运动,试分析物体受到的滑动摩擦力。
有同学这样分析:在中,物体既受到向上的摩擦力,又受到向左的摩擦力,所以总的摩擦力的方向是向上偏左的其实,摩擦力的方向还得看物体的相对滑动方向。根据运动的相对性,这个运动等效于钢板不动,装置向反方向运动,因而物体相对钢板是斜向下偏左运动的。故所受的摩擦力是斜向上偏右的,见图14所示。你看,两种分析得出的是两个不同的结果。
例8. 物体受水平力F作用,物体和放在水平地面上的斜面都处于静止状态。若水平力增大些,整个装置仍处于静止,问物体受到的摩擦力如何变化。
有的会说,摩擦力一定变大,这个还会有疑问吗?其实,这是对运动趋势不了解的缘故。若力F原来比较大,则物体有向上运动的趋势,在F继续变大时,摩擦力是变大的;若力F原来比较小,则物体有向下运动的趋势,当F在变大时,摩擦力就变小了,这一点往往被同学们所忽略。
http://wenwen.soso.com/z/q212160479.htm
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追问
不错,可以。有望采纳。
追答
说好的 采纳呢..
迈杰
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1、物体受力分析的方法
①方法:整体法、隔离法。
②选择:所涉及的物理问题是整体与外界作用时,应用整体分析法,不必考虑内力的作用;当涉及的物理问题是物体间的作用时,要应用隔离分析法,这时原整体中相互作用的内力就会变为各个独立物体的外力。
2、受力分析的顺序:先重力,再接触力,最后分析其他外力。
3、受力分析时应注意的问题
①分析物体受力时,只分析周围物体对研究对象所施加的力;
②受力分析时,不要多力或漏力,注意确定每个力的实力物体和受力物体,在力的合成和分解中,不要把实际不存在的合力或分力当做是物体受到的力;
③如果一个力的方向难以确定,可用假设法分析;
④物体的受力情况会随运动状态的改变而改变,必要时根据学过的知识通过计算确定;
⑤受力分析外部作用看整体,互相作用要隔离。
①方法:整体法、隔离法。
②选择:所涉及的物理问题是整体与外界作用时,应用整体分析法,不必考虑内力的作用;当涉及的物理问题是物体间的作用时,要应用隔离分析法,这时原整体中相互作用的内力就会变为各个独立物体的外力。
2、受力分析的顺序:先重力,再接触力,最后分析其他外力。
3、受力分析时应注意的问题
①分析物体受力时,只分析周围物体对研究对象所施加的力;
②受力分析时,不要多力或漏力,注意确定每个力的实力物体和受力物体,在力的合成和分解中,不要把实际不存在的合力或分力当做是物体受到的力;
③如果一个力的方向难以确定,可用假设法分析;
④物体的受力情况会随运动状态的改变而改变,必要时根据学过的知识通过计算确定;
⑤受力分析外部作用看整体,互相作用要隔离。
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