高中物理受力分析方法
高中物理受力分析方法
力學(xué)是高中物理學(xué)研究事物運(yùn)動(dòng)規(guī)律的基礎(chǔ)，學(xué)生需要掌握受力分析方法，下面是學(xué)習(xí)啦小編給大家?guī)?lái)的高中物理受力分析方法，希望對(duì)你有幫助。
高中物理受力分析方法
1、確定研究對(duì)象，然后找出哪些物體對(duì)它產(chǎn)生作用——即找施力物體
分析物體受力時(shí)，只分析周?chē)矬w對(duì)研究對(duì)象所施加的力，不要分析研究對(duì)象對(duì)周?chē)矬w施加的力，也不要把作用在其它物體上的力錯(cuò)誤地認(rèn)為是通過(guò)“力的傳遞”而作用在所研究的對(duì)象上。明確研究對(duì)象，并把它從周?chē)沫h(huán)境中隔離出來(lái)，分析物體的受力，首先要選準(zhǔn)研究對(duì)象，并把它隔離出來(lái)。根據(jù)解題的需要，研究對(duì)象可以是質(zhì)點(diǎn)、結(jié)點(diǎn)、單個(gè)物體或多個(gè)物體組成系統(tǒng)。
2、要養(yǎng)成按步驟分析的習(xí)慣
首先畫(huà)重力：作用點(diǎn)畫(huà)在物體的重心。其次畫(huà)接觸力(彈力和摩擦力)：環(huán)繞研究對(duì)象逆時(shí)針(或順時(shí)針)觀察一周，看研究對(duì)象跟其它物體有幾個(gè)接觸點(diǎn)(面)，某個(gè)接觸點(diǎn)(面)若有擠壓，則畫(huà)出彈力，若還有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，則畫(huà)出摩擦力，分析完這個(gè)接觸點(diǎn)(面)后再依次分析其它接觸點(diǎn)(面)。再畫(huà)其它場(chǎng)力：看是否有電場(chǎng)、磁場(chǎng)作用，如有則畫(huà)出場(chǎng)力。所以一般按照重力、彈力、摩擦力的順序分析較好。“重力一定有，彈力看四周，摩擦分動(dòng)靜，方向要判準(zhǔn)。”彈力和摩擦力都是接觸力，環(huán)繞研究對(duì)象一周，看研究對(duì)象與其物體有幾個(gè)接觸面(點(diǎn))，每個(gè)接觸面對(duì)研究對(duì)象可能有兩個(gè)接觸力，應(yīng)根據(jù)彈力和摩擦力的產(chǎn)生條件逐一分析。
3、畫(huà)完受力圖后再做一番檢查
檢查一下畫(huà)出的每個(gè)力能否找出它的施力物體，若沒(méi)有施力物體，則該力一定不存在。特別是檢查一下分析的結(jié)果，能否使研究對(duì)象處于題目所給的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，否則必然發(fā)生了多力或漏力的現(xiàn)象。
4、如果一個(gè)力的方向難以確定，可用假設(shè)法分析
先假設(shè)此力不存在，觀察所研究的物體會(huì)發(fā)生怎樣的運(yùn)動(dòng)，然后審查這個(gè)力應(yīng)在什么方向上，研究對(duì)象才能滿(mǎn)足給定的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。分析物體受力時(shí)，還要考慮物體所處的狀態(tài)。分析物體受力時(shí)，要注意物體所處的狀態(tài)，物體所處的狀態(tài)不同，其受力情況一般也不同。如：放在水平傳送帶上的物體隨傳送帶一起傳動(dòng)時(shí)，若傳送帶加速運(yùn)動(dòng)，物體受到的摩擦力向前;若傳送帶減速運(yùn)動(dòng)，物體受到的摩擦力向后;若傳送帶勻速運(yùn)動(dòng)，物體不受摩擦力作用。
5、合力和分力不能重復(fù)地列為物體所受的力
例如：在分析斜面上的物體的受力情況時(shí)，不能把物體所受的重力和“下滑力”并列為物體所受的力，因?yàn)?ldquo;下滑力”是重力沿斜面方向上的一個(gè)分力。
6、只分析性質(zhì)力，不分析效果力
如靠傳送帶的帶動(dòng)而加速運(yùn)動(dòng)的物體。在分析物體受力時(shí)，就不能把“動(dòng)力”分析上，因?yàn)?ldquo;動(dòng)力”是效果力，它實(shí)際上就是皮帶對(duì)物體的摩擦力。只分析根據(jù)性質(zhì)命名的力，如重力、彈力、摩擦力，不分析根據(jù)效果命名的力，如下滑力、動(dòng)力、阻力等。
研究物體A的受力時(shí)，只分析“甲對(duì)A” 、“乙對(duì)A” 、“丙對(duì)A”……的力，不分析“A對(duì)甲”、“A對(duì)乙”、“A對(duì)丙”……的力，也不要把作用在其他物體上的力，錯(cuò)誤的認(rèn)為通過(guò)“力的傳遞”而作用在研究對(duì)象上。
高中物理受力分析三種情況
1、系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)
整體都處于靜止?fàn)顟B(tài)或一起勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，或者系統(tǒng)內(nèi)一部分處于靜止?fàn)顟B(tài)，另一部分勻速運(yùn)動(dòng)。以上這些情況，整體都平衡，整體內(nèi)每個(gè)物體所受合力為零，整體所受合力也為零。這樣，根據(jù)整體的平衡條件，就可以確定整體或某一個(gè)物體的受力特點(diǎn)。
2、系統(tǒng)處于不平衡狀態(tài)且無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)
由于系統(tǒng)內(nèi)物體間沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，即整體內(nèi)每個(gè)物體都具有相同的速度和加速度，這時(shí)整體所受的合力提供整體運(yùn)動(dòng)的加速度。這種情況利用整體法，更容易把握整體的受力情況和整體的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。
3、系統(tǒng)內(nèi)部分平衡部分不平衡
這種情況由于系統(tǒng)內(nèi)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同，物體間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，通常習(xí)慣用隔離法。若系統(tǒng)內(nèi)兩個(gè)物體一個(gè)處于平衡，另一個(gè)處于不平衡狀態(tài)時(shí)，也可以利用整體法來(lái)分析，有時(shí)會(huì)使問(wèn)題簡(jiǎn)化易于理解。當(dāng)然，這種情況整體所受合力不為零，整體所受合力就等于不平衡物體所受的合力，用來(lái)提供不平衡物體的加速度。
綜上所述，在分析物體的受力問(wèn)題時(shí)，能掌握物體的受力分析方法和步驟，并靈活運(yùn)用整體法和隔離法應(yīng)對(duì)不同的問(wèn)題是解決物理受力分析問(wèn)題的關(guān)鍵。這不但能在教學(xué)過(guò)程中有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生知道物體的多種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，增強(qiáng)整體法的思維意識(shí)，也能幫助學(xué)生能夠更加全面地理解力和運(yùn)動(dòng)的相互關(guān)系，是幫助學(xué)生思維能力的提升的好方法。
高中物理受力分析例題
例1：如圖1所示，物體A靠在豎直墻面上，在力F的作用下，A、B保持靜止。物體B的受力個(gè)數(shù)為
A. 2 B. 3 C.4 D. 5
解析：如圖2所示，以物體B為研究對(duì)象，B受重力向上的外力F和A對(duì)B的壓力N，物體B有相對(duì)A上移的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，故A對(duì)B的靜摩擦力沿斜邊向下 ，故選C正確。正確分析物體的受力情況，是研究力學(xué)問(wèn)題的關(guān)健，是重點(diǎn)，也是難點(diǎn)，是必須掌握的基本功。
例2：在粗糙水平面上有一個(gè)三角形木塊abc，在它的兩個(gè)粗糙斜面上分別放兩個(gè)質(zhì)量
m1的m2的木塊，m1>m2，已知三角形木塊和兩物體都是靜止的，則粗糙水平面對(duì)三角形木塊 ：
A.有摩擦力的作用，摩擦力的方向水平向右
B.有摩擦力的作用，摩擦力的方向水平向左
C.有摩擦力的作用，但摩擦力的方向不能確定，因?yàn)閙1，m2，θ1，θ2的數(shù)值并未給出
D.以上說(shuō)法都不對(duì)
解析：這樣類(lèi)型的問(wèn)題優(yōu)先選用整體法，根據(jù)整體受力平衡，則很容易判斷水平面對(duì)三角形木塊摩擦力為零，且彈力等于整體的重力之和，所以選項(xiàng)D正確。
例3：光滑水平面上，放一傾角為θ的光滑斜木塊，質(zhì)量為m的光滑物體放在斜面上，如圖4所示，現(xiàn)對(duì)斜面施加力F，若使M與m保持相對(duì)靜止，F(xiàn)應(yīng)為多大?
解析：由于斜面光滑，物塊只受重力和斜面的彈力，而且和斜面一起運(yùn)動(dòng)，則先隔離物塊分析受力，計(jì)算出加速度a=gtanθ，方向水平向左，再根據(jù)整體法可以求得F=(M+m)gtana。這是典型的整體法與隔離法的綜合應(yīng)用(先隔離后整體)。
例4：質(zhì)量為M的框架放在水平地面上，一輕彈簧上端固定一個(gè)質(zhì)量為m的小球，小球上下振動(dòng)時(shí)，框架始終沒(méi)有跳起。當(dāng)框架對(duì)地面壓力為零瞬間，小球的加速度大小為：
A.大于g B.小于g C.0 D.g
解析：這里框架恰好平衡，而小球不平衡，利用整體法，由于框架對(duì)地面的壓力為零，則整體只受到重力(M+m)g，合力即為(M+m)g，方向豎直向下，提供小球的加速度，所以(M+m)g=ma，即a>g，所以選項(xiàng)A正確。這一題如果用隔離法分析過(guò)程要復(fù)雜麻煩。
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