如何进行受力分析
如何进行受力分析:
在确定了研究对象之后,就要对研究对象进行受力分析.
预备知识:
状态分类:
①平衡态②动力态(非平衡态)
力的分类:(十大性质力)
①重力②万有引力③静电力(或库仑力)④电场力⑤安培力⑥洛伦兹力⑦弹力⑧摩擦力⑨分子力⑩核力
☞重力不是万有引力,电场力包括静电力(或库仑力).
☞重力、万有引力、静电力(或库仑力)、电场力、安培力、洛伦兹力,这6种力是场力;弹力、摩擦力这2种是接触力;分子力、核力这2种是粒子力.
一、受力分析的常用顺序
1.习惯性顺口溜
一重二弹三摩擦四其它
重力一定有,弹力看四周,摩擦分动静,方向要判准,其它看情形.
弹力和摩擦力都是接触力,环绕研究对象一周,看研究对象与其他物体有几个接触面(点),每个接触面对研究对象可能有两个接触力(弹力和摩擦力),应根据弹力和摩擦力的产生条件逐一分析.
2.按主动与被动
主动力与被动力:
①主动力:能够自主产生,处于主动地位,mg,kx(弹簧弹力),μFN(滑动摩擦力),浮力(ρgv)等;大小、方向都可以在具体情景中确定,提供不变型;
特点:大小、方向一般都不随外界力或运动状态变化而变化
求解方法:公式法;
②被动力:大小、方向随环境变化而变化,没有自己独立自主的大小和方向,处于被动地位,面、绳、杆的弹力,静摩擦力等;
特点:大小、方向都随外界力和运动状态的变化而变化;在大的约束条件下,可有可无,可以是正方向也可以是负方向,根据需求关系来提供力.
常见约束条件:压力支持力与面垂直,摩擦力与面平行,铰链的弹力只能沿杆,轻绳拉力只能沿绳.
求解方法:假设法、运动状态反推法.
假设法研究被动力(面绳杆弹力、静摩擦力);先对不确定的被动力(面绳杆的弹力、静摩擦力)的有无、方向做出假设,再根据题意进行验证.
运动状态反推法(已知运动反推受力);F与a、△v具有因果关系、矢量关系.
3.先已知力后未知力
先把明确了的力画出来,后根据平衡条件或牛顿第二定律计算推理,求出未知力.
二、弹力的分析
弹力是被动力,不确定力(弹簧弹力是主动弹力),要根据平衡条件或者牛顿第二定律计算反推大小和方向,弹力方向也可根据接触类型和接触方式确定.
☞主动用公式,被动看状态.
三、摩擦力的分析
1.有弹力、接触面粗糙、有相对运动或相对运动趋势就一定有摩擦力(摩擦力的三个条件).
2.物体和接触面有相对运动(速度不一样)的是滑动摩擦力,滑动摩擦力是主动力,方向与相对运动方向相反,与接触面相切,与弹力方向垂直,大小根据公式f=μFN计算,注意正压力不是重力,若f=μmg只是巧合而已.
3.物体和接触面相对静止(速度一样),但又有相对运动趋势的是静摩擦力,静摩擦力是被动力,方向与相对运动趋势方向相反,与接触面相切,与弹力方向垂直,相对运动趋势方向是很难判断的,具体要根据平衡条件或牛顿第二定律反推大小和方向.
☞动摩用公式,静摩看状态.
四、受力分析要注意的问题
不能施力分析
注意只分析研究对象所受的力,不分析研究对象对其它物体所施的力.例如所研究的物体是A,那么只能分析“甲对A”、“乙对A”’、“丙对A”……的力,而不能分析“A对甲”、“A对乙”、“A对丙”……的力.