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PAGE18-第二章相互作用【力重力彈力摩擦力】一、力和力的圖示1.定義:力是物體對(duì)物體的作用。⑴力不能脫離物體而獨(dú)立存在。⑵物體間的作用是相互的,力總是成對(duì)出現(xiàn)2.力的三要素:力的大小、方向、作用點(diǎn)。3.力的作用效果。(1)使受力物體發(fā)生形變(2)使受力物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變。4.力的分類⑴按照力的性質(zhì)命名:重力、彈力、摩擦力等。⑵按照力的作用效果命名:拉力、推力、壓力、支持力、動(dòng)力、阻力、浮力、向心力等。5、力的圖示:用帶有刻度的有向線段表示力(的三要素),是精確表示力的方法6、力的示意圖:用箭頭表示出力的方向,是粗略表示力的方法四種基本作用(1)萬(wàn)有引力(2)電磁相互作用(3)強(qiáng)相互作用(4)弱相互作用二、重力1.定義:由于地球的吸引而使物體受到的力,地球上的物體受到重力,施力物體是地球。2.重力的方向:總是豎直向下(與當(dāng)?shù)厮矫娲怪?,而不是與支持面垂直);沿鉛錘線方向向下正確垂直水平面向下正確總是指向地心錯(cuò)誤垂直地面向下錯(cuò)誤垂直接觸面向下錯(cuò)誤3.重力的大小:G=mg同一物體質(zhì)量一定,隨著所處地理位置的變化,重力加速度的變化略有變化。從赤道到兩極G大(變化千分之一),在極地G最大,等于地球與物體間的萬(wàn)有引力;同一地點(diǎn)隨著高度的變化G小(變化萬(wàn)分之一)。在有限范圍內(nèi),在同一問(wèn)題中重力認(rèn)為是恒力,運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了變化,即使在超重、失重、完全失重的狀態(tài)下重力不變;4.重心:物體各部分重力合力的作用點(diǎn)(不一定在物體上)。(物體的各個(gè)部分都受重力的作用,但從效果上看,我們可以認(rèn)為各部分所受重力的作用都集中于一點(diǎn),這個(gè)點(diǎn)就是物體所受重力的作用點(diǎn),叫做物體的重心。)①重心位置取決于質(zhì)量分布和形狀,質(zhì)量分布均勻的有規(guī)則形的物體,重心在物體的幾何對(duì)稱中心。質(zhì)量分布不均勻,由質(zhì)量分布決定重心;質(zhì)量分部均勻,由形狀決定重心②一般物體重心不一定在幾何中心上,可以在物體內(nèi),也可以在物體外。薄板的重心一般采用懸掛法。三、彈力1.定義:發(fā)生彈性形變的物體由于要恢復(fù)原狀,對(duì)與它接觸的物體產(chǎn)生的力的作用叫彈力2.產(chǎn)生條件:(1)物體間直接接觸(2)接觸處有相互擠壓或拉伸(發(fā)生彈性形變)3.彈力大?。?)彈簧、橡皮條類:它們的形變可視為彈性形變。(在彈性限度內(nèi))彈力的大小跟形變關(guān)系符合胡克定律遵從胡克定律力F=kX。上式中k叫彈簧勁度系數(shù),單位:N/m,跟彈簧的材料、粗細(xì),直徑及原長(zhǎng)都有關(guān)系;X是彈簧的形變量(拉伸或壓縮量)切不可認(rèn)為是彈簧的原長(zhǎng)。(2)一根張緊的輕繩上的張力大小處處相等。(3)非彈簧類的彈力是形變量越大,彈力越大,一般應(yīng)根據(jù)物體所處的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),利用平衡條件或動(dòng)力學(xué)規(guī)律(牛頓定律)來(lái)計(jì)算。4..彈力方向及判斷(1)彈力方向:總是與物體形變方向相反,指向物體恢復(fù)原狀的方向。①壓力、支持力的方向總是垂直于接觸面(若是曲面則垂直過(guò)接觸點(diǎn)的切面)指向被壓或被支持的物體。②繩的拉力方向總是沿繩指向繩收縮的方向。③桿既可產(chǎn)生拉力,也可產(chǎn)生壓力,而且能產(chǎn)生不同方向的力。這是桿的受力特點(diǎn)。桿一端受的彈力方向不一定沿桿的方向。(2)彈力方向的畫法:彈簧的彈力:沿彈簧的軸線,指向彈簧世恢復(fù)原狀的方向繩的彈力:沿繩指向繩收縮的方向,只有拉力物體間面與面接觸的彈力:垂直接觸面指向受力物體物體間點(diǎn)與面(線)接觸的彈力:過(guò)接觸點(diǎn)垂直于接觸面(線),(或過(guò)接觸點(diǎn)的切面(線))指向受力物體物體間球與面接觸的彈力:在接觸點(diǎn)與球心的連線上(垂直于切線),指向受力物體物體間球與球接觸的彈力:(點(diǎn)點(diǎn)接觸)在兩球心的連線指向受力物體(垂直公切面),指向受力物休。桿的彈力:不一定沿桿,看具體情況進(jìn)行分析。桿可提供拉力也可提供壓力,。(3)彈力方向與形變物體關(guān)系彈力的產(chǎn)生總是施力物體發(fā)生形變,指向受力物體,所以分析某彈力是由于哪個(gè)物體形變而產(chǎn)生時(shí),一定先找出這個(gè)力的施力物體和受力物體5、重難點(diǎn)突破(1)、彈力有無(wú)判斷彈力的方向總跟形變方向相反,但很多情況接觸處的形變不明顯,這給判斷彈力是否存在帶來(lái)困難。可用以下方法解決。①拆除法即解除所研究處的接觸,看物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否改變。若不變,則說(shuō)明無(wú)彈力;若改變,則說(shuō)明有彈力。②分析主動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是判斷彈力有無(wú)的金鑰匙。分析主動(dòng)力就是分析沿彈力所在直線上,除彈力以外其它力的合力??丛摵狭κ欠駶M足給定的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),若不滿足,則存在彈力,若滿足則不存在彈力。(2)、彈力方向判定①對(duì)于點(diǎn)與面、面與面接觸的情形,彈力的方向總跟接觸面垂直。對(duì)于接觸面是曲面的情況,要先畫出通過(guò)接觸點(diǎn)的切面,彈力就跟切面垂直。②對(duì)于桿的彈力方向問(wèn)題,要特別注意不一定沿桿,沿桿只是一種特殊情況,當(dāng)桿與物體接觸處情況不易確定時(shí),應(yīng)根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),利用平衡條件或動(dòng)力學(xué)規(guī)律來(lái)判斷。(3)、彈力的計(jì)算彈力是被動(dòng)力,其大小與物體所受的其它力的作用以及物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān),所以可根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和受力情況,利用平衡條件或牛頓運(yùn)動(dòng)定律求解。非彈簧類彈力的大小計(jì)算,只能根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),利用F合=0或F合=ma求解。例題:彈力方向的畫法基本思路:垂直于接觸面而與施力物體的形變方向相反。常見彈力方向判斷舉例:1.支持力總是垂直于支持面而指向被支持物體。例1:如圖1所示,將物體放在水平地面上,且處于靜止?fàn)顟B(tài),分析物體受的彈力。解析:物體和地面接觸屬于平面與平面接觸,彈力N的方向垂直地面,如圖1所示。
圖1圖2圖3圖42.繩子對(duì)物體的拉力總是沿著繩子而指向繩子收縮的方向。例2:如圖2所示,兩條細(xì)繩上端固定,下端與物體接觸,物體處于平衡狀態(tài),分析物體受的彈力。
解析:物體在重力的作用下,兩條繩均發(fā)生形變,由于彈力的方向與繩發(fā)生形變的方向相反,所以物體受的彈力T1、T2均沿繩收縮的方向。如圖2所示。3.點(diǎn)與平面接觸時(shí),彈力的方向垂直平面例3:如圖3所示,桿的一端與墻接觸,另一端與地面接觸,且處于靜止?fàn)顟B(tài),分析桿AB受的彈力。解析:桿的A端屬于點(diǎn)與豎直平面接觸,彈力N1的方向垂直墻面水平向右,桿的B端屬于點(diǎn)與水平平面接觸,彈力N2的方向垂直地面向上,如圖3所示。
4.點(diǎn)與曲面接觸時(shí),彈力的方向垂直過(guò)切點(diǎn)的切面例4:如圖4所示,桿處在半圓形光滑碗的內(nèi)部,且處于靜止?fàn)顟B(tài),分析桿受的彈力。解析:桿的B端屬于點(diǎn)與曲面接觸,彈力N2的方向垂直于過(guò)B點(diǎn)的切面,桿在A點(diǎn)屬于點(diǎn)與平面接觸,彈力N1的方向垂直桿如圖4所示。5.平面與曲面接觸時(shí),彈力方向垂直于平面例5:如圖5所示,一圓柱體靜止在地面上,桿與圓柱體接觸也處于靜止?fàn)顟B(tài),分析桿受的彈力。
圖5圖6
甲
乙
丙圖7解析:桿的B端與地面接觸屬于點(diǎn)與平面接觸,彈力N2的方向垂直地面。桿與圓柱體接觸的A點(diǎn)屬于平面與曲面接觸,彈力N1的方向過(guò)圓心垂直于桿向上。如圖5所示。6.曲面與曲面接觸時(shí),彈力方向垂直于公切面例6:如圖6所示,A、B兩個(gè)小球相互接觸且置于圓柱形桶內(nèi),試判斷A、B之間的彈力。解析:球A對(duì)球B的接觸屬于曲面與曲面的接觸,彈力方向垂直于公切面。7.桿的彈力可能沿桿的方向也可能不沿桿的方向例7:如圖7甲、乙、丙所示,桿與物體接觸且均處于靜止?fàn)顟B(tài),分析桿對(duì)物體的彈力。解析:由于桿對(duì)物體可以產(chǎn)生拉力也可以產(chǎn)生支持力,桿的彈力可能沿桿的方向也可能不沿桿的方向。由二力平衡可知,彈力F大小為mg。其方向如圖甲、乙、丙所示。四、摩擦力:分為靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力。(一)靜摩擦力1、定義:兩個(gè)相互接觸的物體,當(dāng)它們具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí),在接觸面上產(chǎn)生的阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力。2、產(chǎn)生條件:接觸、接觸面粗糙、接觸面有彈力、有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)(特別要注意“相對(duì)”的理解)。3、作用效果:阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)4、方向及判斷:(1)方向:沿著接觸面,與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反。(2)摩擦力方向的判斷方法①假設(shè)法:假設(shè)接觸面光滑,看有無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)根據(jù)定義直接判斷②若物體處于平衡狀態(tài),分析沿接觸面其它力(除靜摩擦力)的合力,若合力為零,則靜摩擦力不存在,若合力不為零,一定存在靜摩擦力,且靜摩擦力的大小等于合力,方向與合力方向相反。③若物體處于非平衡狀態(tài),則利用牛頓運(yùn)動(dòng)定律來(lái)判斷靜摩擦力的有無(wú)、方向及大小。④用牛頓第三定律:先確定受力較少物體的摩擦力方向,再確定另一物摩擦力方向5、靜摩擦力的大?。旱扔谑刮矬w產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力,是變力沒(méi)有確定的值,大小范圍:O<f靜fm,fm=uFN為最大靜摩擦力,與正壓力成正比,一般近似等于動(dòng)摩擦力大小靜摩擦力的大小與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的強(qiáng)弱有關(guān),與正壓力無(wú)關(guān),趨勢(shì)越強(qiáng),靜摩擦力越大;其大小等于使之產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力的大小,但不能超過(guò)最大靜摩擦力,由物體平衡條件或牛頓第二定律求解特別是有些情況中物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了變化(如先動(dòng)后靜或先靜后動(dòng))時(shí),要注意兩種摩擦力的轉(zhuǎn)化問(wèn)題。(二)滑動(dòng)摩擦力:1、定義:兩個(gè)相互接觸的物體,當(dāng)它們發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng),在接觸面上產(chǎn)生的阻礙相對(duì)運(yùn)的力。2、產(chǎn)生條件:接觸、接觸面粗糙、接觸面有彈力、有相對(duì)運(yùn)動(dòng)3、作用效果:阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)4、方向:沿著接觸面與相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反。5、摩擦力的大小滑動(dòng)摩擦力跟壓力成正比,即跟一個(gè)物體對(duì)另一個(gè)物體表面的垂直作用力成正比。公式:F=μFN①FN表示兩物體表面間的壓力,性質(zhì)上屬于彈力,不是重力,可以大于G;也可以等于G;也可以小于G更多的情況需結(jié)合運(yùn)動(dòng)情況與平衡條件加以確定。②為滑動(dòng)摩擦系數(shù),只與接觸面材料和粗糙程度有關(guān),與接觸面積大小、接觸面相對(duì)運(yùn)動(dòng)快慢以及正壓力FN無(wú)關(guān)。.無(wú)單位。③F滑動(dòng)摩擦力大小,與相對(duì)運(yùn)動(dòng)的速度大小無(wú)關(guān),與接觸面積無(wú)關(guān)。(三)說(shuō)明1、摩擦力和彈力都是接觸力,有摩擦力時(shí)必定有彈力,有彈力不一定有摩擦力。2、摩擦力方向要特別注意“相對(duì)”的理解。與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反,不說(shuō)“相對(duì)”就“不一定”無(wú)論動(dòng)摩擦還是靜摩擦的方向都可以與運(yùn)動(dòng)方向相同,也都可以與運(yùn)動(dòng)方向相反,靜摩擦力還可以與運(yùn)動(dòng)方向成一定夾角。(動(dòng)摩擦力的方向不一定與運(yùn)動(dòng)方向相反,但一定共線,靜摩擦力的方向不一定與運(yùn)動(dòng)方向共線,但一定沿接觸面的切線方向)3、無(wú)論動(dòng)摩擦還是靜摩擦都可以是動(dòng)力,也都可以是阻力(摩擦力不一定是阻力4、無(wú)論動(dòng)摩擦還是靜摩擦都可做正功,也都可做負(fù)功,也都可不做功(摩擦力不一定做負(fù)功)5、無(wú)論是運(yùn)動(dòng)的物體還是靜止的物體,都可以受動(dòng)摩擦,也都可以受靜摩擦(運(yùn)動(dòng)的物體可以受靜摩擦,靜止的物體也可以受動(dòng)摩擦)(運(yùn)動(dòng)物體不一定受動(dòng)摩擦,靜止物體不一定受靜摩擦)五、主要題型1、對(duì)重力的正確認(rèn)識(shí);2、彈力方向的判斷方法;3、彈簧彈力的計(jì)算與應(yīng)用;4、摩擦力方向的判斷與應(yīng)用;5、摩擦力大小的計(jì)算與應(yīng)用專題二:力的合成與分解一、力的合成1.矢量和標(biāo)量:2.合力與分力定義:如果一個(gè)力作用在物體上,它產(chǎn)生的效果跟幾個(gè)力共同作用在物體上產(chǎn)生的效果相同,這個(gè)力就叫做那幾個(gè)力的合力,而那幾個(gè)力叫做這個(gè)力的分力。3.共點(diǎn)力幾個(gè)力如果都作用在物體的同一點(diǎn)上,或者它們的作用線相交于同一點(diǎn),這幾個(gè)力叫共點(diǎn)力。4.共點(diǎn)力的合成:求幾個(gè)已知力的合力叫做力的合成。(1)平行四邊形定則兩個(gè)互成角度的力的合力,可以用表示這兩個(gè)力的線段作鄰邊,作平行四邊形,平行四邊形的對(duì)角線表示合力的大小和方向。作圖時(shí)應(yīng)注意:合力、分力作用點(diǎn)相同,虛線、實(shí)線要分清。(2)求合力的方法①做圖法:嚴(yán)格做出力的合成圖示,由圖量出合力的大小和方向;②計(jì)算法(平行四邊形定則):做出力的合成草圖,根據(jù)幾何知識(shí)或余弦定理計(jì)算出F大小和方向(適合兩個(gè)力求合力)③計(jì)算法(正交分解)(適合求多個(gè)力的合力):①首先建立平面直角坐標(biāo)系,并確定正方向.(原則為:讓盡量多的力在軸上)②把各個(gè)力向J軸、y軸上投影,但應(yīng)注意的是:與確定的正方向相同的力為正,與確定的正方向相反的為負(fù),這樣,就用正、負(fù)號(hào)表示了被正交分解的力的分力的方向.FX=FcosαFy=Fsinα③求在軸上的各分力的代數(shù)和Fx合和在y軸上的各分力的代數(shù)和Fy合.④求合力的大小F2=Fy合2+Fx合2合力的方向:tana=Fy合/Fx合(a為合力F與x軸的夾角).5.合力的大小及范圍:(1)兩個(gè)力的合成︱F1-F2︱≤F合≤F1+F2①、同向:合力最大,方向與、的方向一致②、反向:合力最小,,方向與、這兩個(gè)力中較大的那個(gè)力同向。③成角情況:若==F,=0o時(shí),F(xiàn)合==60o時(shí),F(xiàn)合==90o時(shí),F(xiàn)合==120o時(shí),F(xiàn)合==180o時(shí),F(xiàn)合=(2)三個(gè)力的合成方法一:三力最大值:三個(gè)力相加三力合力最小值:若構(gòu)成一個(gè)三角形則合力為0,若不能=Fmax-(F1+F2)方法二:(或:任取兩個(gè)力,求其合力范圍,如果第三個(gè)力在這個(gè)范圍之內(nèi),則三個(gè)力的合力的最小值為0,若不在這個(gè)范圍內(nèi),則最小值為最大的力減去另外兩力之和)總之:1)F3-F1-F2≤F合≤F1+F2+F3(三力不能組成封閉三角形)2)0≤F合≤F1+F2+F3(三力組成封閉三角形)(3)多個(gè)力的合成(以三個(gè)力為例)多個(gè)力時(shí),先做任意兩個(gè)力的合力,再依次與其它力求合力也可先兩個(gè)兩個(gè)力求合力,再求總合力(注意每個(gè)力只能用一次)。多個(gè)力的合力范圍:最大值都是幾個(gè)力代數(shù)相加F最大-F1-F2-……≤F合≤F1+F2+……(F最大-F1-F2-……>0)幾個(gè)力不能組成封閉多邊形(合力不可能為0,合力最小值不為0,為(F最大-F1-F2-……,幾個(gè)力不能是平衡力)0≤F合≤F1+F2+F3(F最大-F1-F2-……≤0)幾個(gè)力能組成封閉多邊形(合力可能為0,合力最小值為0,幾個(gè)力能是平衡力)6.合力與分力的關(guān)系(1)邏輯關(guān)系:合力與分力是等效代替關(guān)系(2)大小關(guān)系:①合力可以比任一分力大,也可以比任一分力小,也可以等于某一個(gè)分力②當(dāng)兩個(gè)分力大小一定,夾角增大,合力減?。?<θ<π)③夾角θ一定,θ為銳角,兩分力增大,合力就增大二、力的分解:1.力的分解;求一個(gè)力的分力叫力的分解。是力的合成的逆運(yùn)算。2.遵循的原則(力分解的依據(jù)):平行四邊形定則3.力的分解方法:(1)按效果分:根據(jù)力的作用效果進(jìn)行分解①根據(jù)力的作用效果確定兩個(gè)分力的方向一個(gè)力可以分解成無(wú)數(shù)對(duì)分力,但對(duì)于一個(gè)確定的物體所受到的力進(jìn)行分解時(shí),應(yīng)考慮實(shí)際效果,即進(jìn)行有意義分解②根據(jù)已知力和兩個(gè)分力方向作平行四邊形③根據(jù)平行四邊形或三角形知識(shí)確定分力的大小和方向。θθ如圖1所示一質(zhì)量為m的物體靜止于傾角為θ的斜面上,按力的作用效果將重力分解,求出這兩個(gè)分力的大小。θθ說(shuō)明:2.區(qū)分分力F2與壓力。重力的分力F2仍是由于地球的吸引而產(chǎn)生的,作用在物體上,其效果是使物體壓緊斜面;而物體對(duì)斜面的壓力是彈力,是由于物體形變產(chǎn)生的,其受力物體是斜面,所以重力沿垂直于斜面的分力與物體對(duì)斜面的壓力是兩個(gè)不同的力.如圖所示,在傾角為θ的斜面上,放一質(zhì)量為m的光滑小球,球被豎直的木板擋住,則球?qū)醢宓膲毫颓驅(qū)π泵娴膲毫Ψ謩e是多少?④力的分解的幾種情況A.已知兩分力的方向,求兩分力的大小,如圖1,已知F和α、β,顯然該力的平行四邊形是唯一確定的,即F1和F2的大小也被唯一確定了。B.已知一分力的大小和方向,求另一分力的大小和方向。仍如圖1,已知F、F1和α,顯然此平行四邊形也被唯一地確定了,即F2的大小和方向也被唯一確定了。C.已知一分力的方向和另一分力的大小,即已知F、α(F1與F的夾角)和F2,這時(shí)則有如下的幾種可能情況:第一種情況是F>F2>Fsinα?xí)r,則有兩解,如圖2所示。如F2≥F時(shí)只有一解。第二種情況是F2=Fsinα?xí)r,則有惟一解,如圖2所示。(有解的最小值)第三種情況是F2<Fsinα?xí)r,則無(wú)解,因?yàn)榇藭r(shí)按所給的條件是無(wú)法組成平行四邊形的。FF1F2FF1F2αβ圖1F1F2F1′圖2F2′αF(2)正交分解把力沿著兩個(gè)經(jīng)選定的互相垂直的方向分解,其目的是便于運(yùn)用普通代數(shù)運(yùn)算公式來(lái)解決矢量運(yùn)算。力的正交分解法步驟如下:①正確選定直角坐標(biāo)系:通常選共點(diǎn)力的作用點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),坐標(biāo)軸的方向的選擇則應(yīng)根據(jù)實(shí)際問(wèn)題來(lái)確定.原則是使坐標(biāo)軸與盡可能多的力重合,即使需要向兩坐標(biāo)軸投影分解的力盡可能少。②分別將各個(gè)不在坐標(biāo)軸上的力投影到坐標(biāo)軸上:分別求x軸和y軸上各力的投影的合力Fx和Fy4、求分力的方法(1)直角三角形法。對(duì)物體進(jìn)行受力分析,對(duì)其中的某力按效果或需要分解,能構(gòu)成直角三角形的,可直接應(yīng)用直角三角形邊、角的三角函數(shù)關(guān)系求解,方便快捷。(2)正交分解法(包括正交分解求合力的方法)①以力的作用點(diǎn)為原點(diǎn)作直角坐標(biāo)系,標(biāo)出軸和y軸,如果這時(shí)物體處于平衡狀態(tài),則兩軸的方向可根據(jù)方便自己選擇。②將與坐標(biāo)軸不重合的力分解成x軸方向和y軸方向的兩個(gè)分力,并在圖上標(biāo)明,用符號(hào),和表示。③在圖上標(biāo)出力與x軸或力與y軸的夾角,然后列出、的數(shù)學(xué)表達(dá)式,如:F與x軸夾角為,則,與兩軸重合的力就不需要分解了。④列出x軸方向上的各分力的合力和y軸方向上的各分力的合力的兩個(gè)方程,然后再求解。(3)相似三角形法。對(duì)物體進(jìn)行受力分析,根據(jù)題意對(duì)其中的某力分解,找出與力的矢量三角形相似的幾何三角形,用相似三角形對(duì)應(yīng)邊的比例關(guān)系求解。(4)動(dòng)態(tài)矢量三角形(動(dòng)態(tài)平衡)法。所謂動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題是指通過(guò)控制某些物理量,使物體的狀態(tài)發(fā)生緩慢變化,而在這個(gè)過(guò)程中物體又始終處于一系列的平衡狀態(tài),利用圖解法解決此類問(wèn)題方便快捷。專題三:受力分析和物體的平衡一、受力分析(一)受力分析如何分析物體的受力情況呢?主要依據(jù)力的概念、從物體所處的環(huán)境(有多少個(gè)物體接觸)和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)著手,分析它與所處環(huán)境的其它物體的相互聯(lián)系;一般采取以下的步驟分析:1.確定所研究的物體,然后找出周圍有哪些物體對(duì)它產(chǎn)生作用.采用隔離法分析其他物體對(duì)研究對(duì)象的作用力,不要找該物體施于其它物體的力,譬如所研究的物體叫A,那么就應(yīng)該找出“甲對(duì)A”和“乙對(duì)A”及“丙對(duì)A”的力……而“A對(duì)甲”或“A對(duì)乙”等的力就不是A所受的力.也不要把作用在其它物體上的力錯(cuò)誤地認(rèn)為通過(guò)“力的傳遞”作用在研究對(duì)象上.順口溜:分析對(duì)象先隔離,已知各力畫上面。接觸點(diǎn)、面要找全,推拉擠壓彈力顯。糙面滑動(dòng)動(dòng)摩擦,欲動(dòng)未動(dòng)靜摩現(xiàn)。隔離體上力畫全,不多不少展笑顏。2.要養(yǎng)成按步驟分析的習(xí)慣.先畫重力:作用點(diǎn)畫在物體的重心.次畫接觸力(彈力和摩擦力):繞研究對(duì)象逆時(shí)針(或順時(shí)針)觀察一周,看對(duì)象跟其他物體有幾個(gè)接觸點(diǎn)(面),對(duì)每個(gè)接觸點(diǎn)(面)若有擠壓,則畫出彈力,若還有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或趨勢(shì),則畫出摩擦力.要熟記:彈力的方向一定與接觸面或接觸點(diǎn)的切面垂直,摩擦力的方向一定沿著接觸面與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)(或趨勢(shì))方向相反。分析完一個(gè)接觸點(diǎn)(面)后再依次分析其他的接觸點(diǎn)(面).再畫其他場(chǎng)力:看是否有電、磁場(chǎng)力作用,如有則畫出場(chǎng)力.順口溜:一重、二彈、三摩擦、再其它。3、物體受力分析的方法方法選擇3.受力分析的注意事項(xiàng):初學(xué)者對(duì)物體進(jìn)行受力分析時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn):(1)只分析研究對(duì)象所受的力,不分析研究對(duì)象對(duì)其他物體所施加的力。(2)受力分析時(shí),不要多力或漏力,注意確定每個(gè)力的施力物體和受力物體。每分析一個(gè)力,都應(yīng)找到施力物體,若沒(méi)有施力物體,則該力一定不存在.這是防止“多力”的有效措施之一。檢查一下畫出的每個(gè)力能否找出它的施力物體,特別是檢查一下分析的結(jié)果,能否使對(duì)象與題目所給的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(靜止或加速)相一致,否則,必然發(fā)生了多力或漏力現(xiàn)象.(3)合力和分力不能同時(shí)作為物體受到的力。即:在力的合成和分解中,不要把實(shí)際不存在的合力或分力當(dāng)做是物體受到的力(4)只分析根據(jù)力的性質(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、上升力等)。(5)如果一個(gè)力的方向難以確定,可用假設(shè)法分析(6)物體的受力情況會(huì)隨運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變而改變,必要時(shí)根據(jù)學(xué)過(guò)的知識(shí)通過(guò)計(jì)算確定(7)受力分析外部作用看整體,互相作用要隔離二、物體的平衡(一).共點(diǎn)力幾個(gè)力作用于物體的同一點(diǎn),或它們的作用線交于同一點(diǎn)(該點(diǎn)不一定在物體上),這幾個(gè)力叫共點(diǎn)力。(二)平衡狀態(tài)一個(gè)物體如果保持靜止或者做勻速直線運(yùn)動(dòng),我們就說(shuō)這個(gè)物體處于平衡狀態(tài)即:物體的平衡有兩種情況:一是質(zhì)點(diǎn)靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng),其速度(包括大小和方向)不變,物體的加速度為零,這是共點(diǎn)力作用下物體處于平衡狀態(tài)的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征。點(diǎn)評(píng):對(duì)于共點(diǎn)力作用下物體的平衡,不要認(rèn)為只有靜止才是平衡狀態(tài),勻速直線運(yùn)動(dòng)也是物體的平衡狀態(tài).因此,靜止的物體一定平衡,但平衡的物體不一定靜止.還需注意,不要把速度為零和靜止
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