内容正文:
受力分析的方法和技巧
一、受力分析的顺序
1.明确受力对象
对于单个物体而言,受力对象是已经确定了的,这点主要是对有多个物体存在的情况。需要注意的是,在多个物体中,可能让我们找A对B的力,地面给A的力等,这时要确定好受力物体是谁。
2.记好受力顺序
初中阶段,主要涉及到三种常见力的分析(重力、弹力、摩擦力),偶尔也会有磁铁等情况(磁力)。题目占有时也会给出施加的外力,此时我们要找到受力对象中的每个国和,就需要按照顺序一个一个来画好(画出受力分析图)。
第一步:若有已知外力,先画外力,外力是指题目中所施加的力F;
第二步:然后依次画出重力、弹力、摩擦力,磁力可在重力后画出。
3.确定受力关系
初中阶段,主要学习平衡状态,即合力为0。利用各个方向上合力为0,可以找到同一条直线上的力的关系,可以算出未知力的大小。
【例1】画出物体的受力情况。
(①②③代表画图时的先后顺序)
二、受力分析的两大方法
【整体法】对于多个物体而言,为了简化受力分析,我们可以把多个物体看作是一个整体(每个部分合力都为0),把多个物体间的相互作用力进行简化(抵消),便于分析外力(地面、墙面等给的力)。
【隔离法】为了清楚单个物体的受力情况,需要把该物体从整体中隔离出来,只分析该研究对象以外的物体对它施加的力(内力)。
【注意】在运用这两个方法时,要抓住关键:先整体再隔离,作图时也要按照受力分析的顺序。
【例2】画出下列情况的整体法与隔离法。
先整体再隔离,注意隔离法中的内力(相互作用力)要先画出!!
【细节】
①FA-B指A施加给B的力,强调出施力物体与受力物体,以防出现“无中生力”、“A施加的力画在A的受力分析图中”等情况。
②在隔离法中可以先画出内力(利用力的作用是相互的),以防出现“少力”、“凑平衡”的情况。
③运用隔离法时,注意先简后难,由外到内。
【变形1】
【变形2】可带入摩擦力实验
【变形3】区别好竖直墙面与水平地面
【变形4】其他常考模型。
三、受力分析中的技巧
技巧1.分析外力用整体,分析内力用隔离
题目出现地面、墙面、人施加的力等情况,要清楚这些力属于外力,可以直接运用整体法;而考虑到多个物体间的情况,就需要隔离法进行分析。
【例3】如图所示,A、B两个长方体物块叠放在水平桌面上,用F=10N的水平向左的力作用在A物块上,使A、B一起向左做匀速直线运动,则B受到地面的摩擦力为______N,方向为____________。
【解析】地面给B的摩擦力,可判断出是外力,直接运用整体法可得出答案。
【答案】10;水平向右
【例4】如图所示,粗糙的水平桌面上有甲、乙、丙三个物块叠放在地起,用5N的力F沿水平方向拉物块乙,甲、乙、丙都保持静止。则丙受到乙的摩擦力为______N,甲受到桌面的摩擦力为______N,方向____________。
【解析】乙给丙的摩擦力属于内力,对丙进行隔离法分析,桌面给甲的摩擦力属于外力,直接运用整体法分析。
【答案】0;5;水平向左
技巧2.相互作用力的运用
题目要分析内力的大小及方向时,运用隔离法分析出一个物体后,可以利用力的作用是相互的,知道该物体对其他物体的力。
【例5】如图所示,A重1N,B重3N,用水平力把A、B紧压在竖直墙面上不动。B左表面受到的摩擦力大小为______N,方向___________,右表面受到墙面的摩擦力大小为______N。(假设A物体的左表面光滑)
【解析】B左表面受到摩擦力是A给B的摩擦力,属于内力,这里隔离法分析B不好,我们可以隔离分析A,知道B给A的摩擦力大小为1N,方向是竖直向上,所以A给B的摩擦力大小也为1N,方向是竖直向下(相互作用力);
B右表面受到摩擦力属于外力,直接整体法分析。
【答案】1;竖直向下;4
四、真题演练
1.(2024年重庆市中考题B卷)15.在图中作出木块在粗糙的水平桌面上向右运动时所受摩擦力的示意图。
【解析】因为木块在水平桌面上向右运动,所以它受到的摩擦力方向向左,作用点可画在木块底面的中点处,如图所示:
2.(2024年四川省内江市中考题)20.如图是一形状不规则薄形物体,其重心在O处,请在物体的O点画出物体静止时所受的重力和拉力的示意图。
【解析】物体受到竖直向下的重力和竖直向上沿绳的拉力,因为物体处于静止状态,故拉力与重力是一对平衡力,拉力大小等于重力大小,两力的线段长度相等,如下图所示:
3.(2024年江苏省扬州市中考题)23.如图,请画出篮球撞击篮板时所受重力G以及对篮板压力F的示意图。
【解析】篮球受到的重力方向竖直向下,作用点在篮球的重心;篮球对篮板的压力方向垂直于篮板向右,作用点在篮球和篮板的接触点,故作图如下:
4.(2024年新疆维吾尔自治区、新疆生产建设兵团初中学业题)18.请在图中画出小球受到的拉力F的示意图。
【解析】小球受到的绳的拉力,方向沿绳子向上,作用点在绳子与小球的结合点上,过拉力的作用点,沿拉力的方向画一条有向线段,用F表示。如图:
5.(2024年山东省临沂市初中学业水平考题)23.图甲是天蒙山索道的吊厢随钢索向下方做匀速直线运动的情景,图乙是吊厢及吊厢内物体的简图。请画出物体所受力的示意图(力的作用点画在物体的重心O上)。
【解析】对物体受力分析可知,物体受到竖直向下的重力G和竖直向上的轿厢对物体的支持力FN,且物体做匀速直线运动,处于受力平衡状态,若轿厢对物体有水平方向的摩擦力,则此时物体A在水平方向将受力不平衡,故可知物体受到竖直向下的重力G和竖直向上的轿厢对物体A的支持力FN,两个力大小相等,方向相反,如下图所示:
6.(2024年青海省初中学业水平考题)21.从嫦娥一号升空,到嫦娥五号携月壤返回,中国人一步步将“上九天揽月”的神话变为现实!如图所示,是玉兔二号月球车静止在着陆器斜面上的简化图。请画出玉兔二号月球车所受摩擦力和支持力的示意图。
【解析】玉兔二号月球车静止在着陆器斜面上时有沿着斜面向下的运动趋势,则受到沿着斜面向上的摩擦力;同时受到垂直于斜面向上的支持力,作图如下:
7.(2024年云南省初中学业水平考题)17.如图,木块静止在水面上,请画出木块所受浮力的示意图。
【解析】木块静止在水面上时,受到水给物体竖直向上的浮力,过重心做一竖直向上的带箭头的线段即为浮力的示意图,如图所示:
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