受力分析(受力分析的一般順序)

一、基本概念理解

1、力的概念：

（1）物體與物體之間的相互作用。

（2）力是矢量，既有大小又有方向。

（3）高中物理主要解決①重力、②彈力、③摩擦力

2、力的作用效果：

（1）改變物體的運(yùn)動狀態(tài)-------速度變化

（2）改變物體的形狀------------形變

二、對重力，彈力，摩擦力的重點(diǎn)分析

重力一定有，彈力看接觸，分析摩擦力。

1、重力：是由于地球的吸引產(chǎn)生的，它的方向豎直向下，重力的作用點(diǎn)稱重心。

2、彈力：產(chǎn)生條件是直接接觸發(fā)生彈性形變。

3、摩擦力：相互接觸的物體間發(fā)生相對運(yùn)動或具有相對運(yùn)動趨勢，在接觸面處產(chǎn)生阻礙物體間相對運(yùn)動或相對運(yùn)動趨勢。

對彈力的重點(diǎn)分析

1、物體與物體間的連接方式主要有：

（1）細(xì)繩-----只能有拉力

（2）輕桿-----壓力和拉力

（3）輕彈簧—壓力和拉力

2、物體受彈力性質(zhì)分析方法：（易錯點(diǎn)）

（1）假設(shè)法：假設(shè)沒有所受力物體看運(yùn)動趨勢。

例：分析下面兩個圖小球所受斜面做給的彈力方向？

假設(shè)沒有斜面看小球運(yùn)動趨勢

（2）替換法：用細(xì)繩替換裝置中的桿件，看能不能維持原來的力學(xué)狀態(tài)

例：在下圖中有兩個桿AB，AC，桿對點(diǎn)A的彈力的方向，不計(jì)AB，AC的重力。

解析：用繩替換AB，原裝置不變，所以AB所受的是拉力，用繩子替換AC，A有向左運(yùn)動趨勢，所以AC所受壓力。

（3）根據(jù)物體運(yùn)動狀態(tài)分析彈力。

由運(yùn)動狀態(tài)分析彈力，即物體的受力必須與物體的運(yùn)動狀態(tài)相符合，依據(jù)物體的運(yùn)動狀態(tài)由二力平衡或牛頓第二定律列方程，求解物體間的彈力。

對摩擦力的分析

1、摩擦力的分類：

①靜摩擦力：物體沒有相對運(yùn)動，大小為使物體有運(yùn)動趨勢的力的大小，方向跟力的方向相反。

②滑動摩擦力：跟物體相對運(yùn)動方向相反，大小為f=μFn（μ為物體的摩擦系數(shù)）

2、摩擦力的判斷方法：（重點(diǎn)）

（1）假設(shè)法：

先假設(shè)沒有靜摩擦力時，看相對靜止的物體間能否發(fā)生相對運(yùn)動。若能，則有靜摩擦力，方向與相對運(yùn)動方向相反；若不能，則沒有靜摩擦力。換句話說，靜摩擦力是為了使兩物體相對靜止，若沒有它，兩物體也能相對靜止，就沒有靜摩擦力。

（2）反推法：

從研究物體表現(xiàn)出的運(yùn)動狀態(tài)反推它必須具有的條件，分析組成條件的相關(guān)因素中摩擦力所起作用，就容易判斷摩擦力的方向了。

例：如圖所示，物體A、B在力F的作用下一起以相同速度沿F方向勻速運(yùn)動，關(guān)于物體A所受的摩擦力，下列說法正確的是（ ）

A、甲、乙兩圖中物體A均受摩擦力，且方向均與F相同。

B、甲、乙兩圖中物體A均受摩擦力，且方向均與F相反。

C、甲、乙兩圖中物體A均不受摩擦力。

D、甲圖中物體A不受摩擦力，乙圖中物體A受摩擦力，方向和F相同。

分析：假設(shè)甲中A不受摩擦力，水平方向不受外力作用，A在豎直方向所受合力為零，依然能保持勻速運(yùn)動，在乙中A如果不受摩擦力那么受重力和B對A的彈力的合力不能保持勻速運(yùn)動，所以受到與合力方向相反的靜摩擦力。

（3）根據(jù)物體的運(yùn)動狀態(tài)來判定。

分析運(yùn)動狀態(tài)根據(jù)牛頓第二定律（F=ma）確定合力大小和方向來判斷摩擦力

力的分解與合成（遵循平行四邊形原則）

1、力的正交分解法。

把力沿兩個相互垂直的方向分解，叫做力的正交分解。以少分解力為原則建立坐標(biāo)系。

2、菱形轉(zhuǎn)化三角形。

如果連個分力大小相等，則以這兩個分力為鄰邊所作的平行四邊形是一個菱形，而菱形的兩條對角線相互垂直，可將菱形分成四個相同的直角三角形，于是菱形轉(zhuǎn)化為直角三角形。

3、相似三角形法。

如果在對力利用平行四邊形定則（或三角形定則）運(yùn)算的過程中，力三角與幾何三角形相似。則可根據(jù)相似三角形對應(yīng)邊成比例等性質(zhì)求解。

牛頓運(yùn)動定律

1、牛頓第一定律

（1）定義：一切物體總保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，直到有外力迫使它改變運(yùn)動狀態(tài)。

（2）慣性的定義。（一切物體都有保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)。）

通過定義可知:一切物體都具有慣性，與他的運(yùn)動狀態(tài)無關(guān)，與他的受力情況無關(guān)，與他的地理位置無關(guān)。

（3）慣性的大小：慣性的大小只跟物體的質(zhì)量有關(guān)。質(zhì)量大的物體慣性大，質(zhì)量小的物體慣性小。這里要提別注意的是跟質(zhì)量有關(guān)而不是重量。

2、牛頓第二定律：（重要）

（1）定義：物體的加速度跟物體的合外力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟和外力的方向相同。（注意是合外力而不是外力）

（2）表達(dá)式：F合=ma

（3）物理意義：通過牛頓第二定律能吧物體所受合力情況跟物體運(yùn)動情況相互連接，能幫住我們解決物理問題。

3、牛頓第三定律

（1）定義：兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等，方向相反，作用在同一直線上。

實(shí)際情況分析：

物體對桌面的壓力和桌面對物體的彈力是作用力和反作用力

物體所受的重力和所受桌面給他的彈力是一對平衡力

受力分析的對應(yīng)題型和解題方法

1、一般解題步驟

（1）明確研究對象（根據(jù)問題明確索要研究對象，能方便快速的解決問題）

（2）受力分析和物體的運(yùn)動狀態(tài)分析，畫好受力分析圖，明確物體的運(yùn)動性質(zhì)和運(yùn)動過程。

（3）選取正方向或建立坐標(biāo)系

（4）求合外力F合

（5）根據(jù)牛頓第二定律F合=ma或Fx=max,Fy=may列方程求解

2、在受力分析中經(jīng)常會用到隔離法和整體法。

（1）隔離法：為了弄清系統(tǒng)（連接體）內(nèi)某個物體的受力和運(yùn)動情況，一般可采用隔離法，把單個物體隔離出來。多數(shù)用在小物體上或是系統(tǒng)內(nèi)部的物體受力情況。

（2）整體法：當(dāng)只涉及研究系統(tǒng)而不涉及系統(tǒng)內(nèi)部某些物體的力和運(yùn)動時，一般再用整體法，把整個系統(tǒng)看成一個物體。多數(shù)研究大物體或是與地面接觸的物體時。

在解決復(fù)雜問題時整體法和隔離法會相互運(yùn)用。

例：如圖ABCD四個物體相互接觸質(zhì)量均為m，A和D兩側(cè)有木板分別受F力，該系統(tǒng)保持靜止，問BC之間的摩擦力和A跟木板的摩擦力？

解析：考慮A和木板之間的摩擦力時可以把ABCD看成一個整體，內(nèi)部的摩擦力對整體沒有影響。系統(tǒng)受力分析圖如下

因?yàn)槲矬w靜止所受合外力為零，水平方向合力為零

豎直方向受重力G和摩擦力2f，合力為零，G=2f

所以A和木板之間的摩擦力為f=0.5G=2mg

研究BC之間摩擦力時把AB看成一個整體把CD看成一個整體，受力分析圖如下

假設(shè)BC之間有摩擦力方向豎直向上，由于系統(tǒng)保持靜止

f+f’=G=2mg，因?yàn)閒=2mg（由上題得出）

所以f’=0，BC之間沒有摩擦力

3、瞬時狀態(tài)下的物體受力情況。

例：如圖所示，將兩相同的木塊a，b置于粗糙的水平地面上，中間用一輕彈簧連接，兩側(cè)用細(xì)繩系于墻壁，開始時a，b均靜止，彈簧處于伸長狀態(tài)，兩細(xì)繩均有拉力，a所受摩擦力Ffa≠0，b所受摩擦力Ffb=0，現(xiàn)將右側(cè)細(xì)繩剪斷，則剪斷瞬間

A．Ffa大小不變

B．Ffa方向改變

C．Ffb仍然為零

D．Ffb方向向右

解析：剪斷前由于相對靜止系統(tǒng)所受合外力為零，由于彈簧處于伸長狀態(tài)會給a一個水平向右的拉力，而a所受的摩擦力不為零，在右側(cè)繩子剪斷瞬間彈簧彈力不改變，對a物體的受力情況不發(fā)生變化所以Ffa大小不變，方向不變。對于物體b研究在剪斷前受彈簧所給的水平向左的拉力，由于Ffb=0所受右繩所給水平向右的拉力，在右繩剪斷瞬間，繩子所給的拉力瞬間消失，彈簧所給的水平向左的拉力不變，b物體有向左運(yùn)動趨勢，所以所受水平向右的摩擦力。

引申出鏈接問題：

（1）物體跟物體鏈接：所受力是瞬時的，即同時發(fā)生，同時消失。

（2）繩鏈接：所受力是瞬時的，即同時發(fā)生，同時消失。

（3）彈簧鏈接：在斷開瞬間彈簧所給的力大小和方向都不改變。

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一、解答題

1．如圖所示，一木箱靜止在長平板車上，某時刻平板車以a = 2.5m/s2的加速度由靜止開始向前做勻加速直線運(yùn)動，當(dāng)速度達(dá)到v = 9m/s時改做勻速直線運(yùn)動，己知木箱與平板車之間的動摩擦因數(shù)μ= 0.225，箱與平板車之間的最大靜摩擦力與滑動靜擦力相等（g取10m/s2）。求：

（1）車在加速過程中木箱運(yùn)動的加速度的大小

（2）木箱做加速運(yùn)動的時間和位移的大小

（3）要使木箱不從平板車上滑落，木箱開始時距平板車右端的最小距離。

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