内容正文:
专题5 受力分析
1.受力分析的概念
把指定的研究对象在特定的物理情境中所受到的所有外力找出来,并画出受力示意图,就是受力分析
2.受力分析的一般步骤
(1)明确研究对象:研究对象可以是单个物体或物体的一部分(如某个结点),也可以是多个物体组成的系统,研究对象的选取是解决问题的关键
(2)隔离物体分析:将研究对象从周围的物体中隔离出来,进而分析周围有哪些物体对它施加了力作用.
(3)画受力示意图:边分析边将力逐一画出,准确标出力的方向及各力的符号(若题目给出力的大小或角度,则还应该标出力的大小和角度)
(4)检查:画完力的示意图后还需回头检查,看是否漏力或者多力,每个力都应对应一个施力物体,不能找到施力物体的力是不存在的
3.受力分析的一般顺序
初中阶段力学作图包括根据运动状态作图和指定力作图,若是根据运动状态作图,则一般按照重力→弹力→摩擦力的顺序进行作图。指定力作图则按照题目指定的力进行作图,不多画或少画。
(1)重力:地球上的宏观物体均受到重力作用,作用点为物体的重心,方向竖直向下
(2)弹力:围绕研究对象观察,看有几个接触点或接触面,再看是否有挤压或拉伸形变,判断有几个弹力以及各弹力的方向
(3)摩擦力:有弹力的接触点或接触面,若接触面粗糙,且研究对象与接触面有相对运动或相对运动趋势,则可确定有摩擦力,再根据摩擦力的产生条件判断摩擦力的方向
(4)已知力:“已知力”指的是题目中明确给出的外力,包括拉力、推力等,千万不可丢掉
4.三点说明
(1)弹力包括拉力、压力、支持力等。细绳(弹簧)中弹力的方向沿着绳子(弹簧)且指向绳子(弹簧)恢复原状方向。接触面之间的压力(或支持力)方向:垂直接触面,指向受力物体。
(2)弹力的有无可通过假设法进行判定。
(3)摩擦力的有无及方向判定:①通过对两个相互接触物体之间是否有相对运动(相对运动趋势)进行判定;②通过同一直线上受力平衡(合力为0)的方式进行判定。
5.注意事项
(1)受力分析是分析其他物体对研究对象施加的力,而不是研究对象对外施加的力。例如,分析物体甲受到的力时,只分析别的物体对甲的作用力,不分析甲对别的物体的作用
(2)不要把作用在其他物体上的力,误认为“通过力的传递”作用在研究对象上
(3)受力分析时,不要多力或少力,可以通过找施力物体的方法防止多力,按照一般顺序来分析受力,防止少力
(4)只分析物体受到的性质力,如重力、弹力、摩擦力(压力、支持力、拉力、推力等均属于弹力);不分析效果力,如动力、阻力、下滑力、上滑力
(5)有时题目中会出现一些模型化的提示语,“光滑的接触面”表示不考虑摩擦力
1.平衡状态的判断
【知识点的认识】
物体处于静止或匀速直线运动的状态叫平衡状态,物体受到的合力为零时处于平衡状态.如挂着的电灯、放在桌面上的书、在平直公路上做匀直线运动的汽车、在空中匀速直线下降的降落伞都处于平衡状态.
【命题方向】
物体是否处于平衡状态,与牛顿第一定律的联系,是命题的知识点.
例1:竖直向上抛出一小球,小球到达最高点时处于 非平衡 状态(选填“平衡”或“非平衡”),你判断的依据是 小球只受重力作用 .(忽略空气阻力)
分析:竖直向上抛出一小球,小球到达最高点时只受重力作用,物体只受一个力的作用,根据几个力平衡的概念可知一个不能平衡.
解:到达最高点时,小球只受到重力一个力的作用,所以它受到的力不是平衡力,它处于非平衡状态.
故答案为:非平衡,小球只受重力作用.
点评:物体受到两个或两个以上的力的作用时,物体处于静止状态或匀速直线运动状态,我们说这几个力平衡.物体处于平衡状态时,它受到的力是平衡力,并且合力为零.
例2:下列运动过程中,处于平衡状态的物体是( )
A.在空中自由下落的苹果
B.竖直向上抛出的石子
C.沿光滑斜坡滚动的小球
D.在空中匀速直线下降的跳伞运动员
分析;解答此题的关键是把握什么状态是平衡状态,静止状态和匀速直线运动状态是平衡状态.
解:物体受到平衡力作用时能保持平衡状态,即静止状态或在空中匀速直线下降的跳伞运动.
A、在空中自由下落的苹果,下落速度越来越快,不是平衡状态;
B、竖直向上抛出的石子,上升速度越来越小,不是平衡状态;
C、沿光滑斜坡滚动的小球,速度越来越快,不是平衡状态;
D、在空中匀速直线下降的跳伞运动员,处于匀速直线运动状态,是平衡状态.
故选D.
点评:此题主要考查学生对平衡状态的理解和掌握.判断方法:静止状态和匀速直线运动状态都是平衡状态;物体受到的力平衡时,物体处于平衡状态.
【解题方法点拨】
在判断物体受力是否平衡时,先要看合外力是否为零,这是个前提.物体的运动状态就为静止或匀速直线运动的状态.
2.平衡力与相互作用力的辨别
【知识点的认识】
两个力同时作用在同一物体同一直线上,如果物体保持静止或匀速直线