物体之所以处于不同的运动状态,是由于它们的受力情况不同。要研究物体的运动,必须分析物体的受力情况。正确分析物体的受力情况,是研究力学问题的关键,是必须掌握的基本功。 如何分析物体的受力情况呢?主要依据力的概念,从物体所处的环境(有多少个物体接触)和运动状态着手,分析它与所处环境的其他物体的相互联系。具体的分析方法是: 1、确定所研究的物体,然后找出周围有哪些物体对它产生作用。 不要找该物体施于其他物体的力。比如所研究的物体叫A,那么就应该找出“甲对A”和“乙对A”及“丙对A”的力……而“A对甲”或“A对乙”等力就不是A所受的力。也不要把作用在其他物体上的力错误地认为通过“力的传递”作用在研究对象上。 2、要养成按步骤分析的习惯。 先画重力:作用点画在物体的重心。 其次画接触力(弹力和摩擦力):绕研究对象逆时针(或顺时针)观察一周,看研究对象跟其他物体有几个接触点(面),某个接触点(面)若有挤压,则画出弹力,若还有相对运动或趋势,则画出摩擦力。分析完这个接触点(面)后再依次分析其他接触点(面)。 再画其他场力:看是否有电场、磁场作用,如有则画出场力。 3、画完受力图后再作一番检查。 检查一下画出的每个力能否找出它的施力物体,若没有施力物体,则该力一定不存在。特别是检查一下分析的结果,能否使研究对象处于题目所给的运动状态,否则必然发生了多力或漏力的现象。 4、如果一个力的方向难以确定,可用假设法分析。 先假设此力不存在,观察所研究的物体会发生怎样的运动,然后审查这个力应在什么方向时,研究对象才能满足给定的运动状态。 5、合力和分力不能重复地列为物体所受的力。 力的合成与分解的过程是合力与分力“等效替代”的过程,合力和分力不能同时存在。在分析物体受力情况时,如果已考虑了某个力,那么就不能再考虑它的分力。例如,在分析斜面上物体的受力情况时,就不能把物体所受重力和“下滑力”并列为物体所受的力,因为“下滑力”是物体所受重力在沿斜面方向上的一个分力。 例、跨过光滑定滑轮的轻绳,两端各拴一个物体,如图所示。物体A和B重均为2N,水平拉力F=12N。若物体A和B均处于静止状态,试分析物体A和B的情况,画出受力情况,画出受力的示意图,并计算各力的大小。 分析:根据各种力的概念和物体处于平衡状态,全面分析物体受力情况。针对静摩擦力是被动力的特点,判断物体A所受静摩擦力的方向。 解析:物体受力情况如图所示。物体A和B均处于静止状态,它们所受合力均为零。物体B受重力GB和拉力F,GB = F=20N。物体A受重力GA =20N,水平拉力F=12N,绳子拉力F=20N,水平面支持力FN = GA-Fsin30°=10N, F水平分力为FA= cos30° ≈17N。由于方向向左的F水平分力比方向向右的水平拉力F大5N,所以物体A还受到5N静摩擦力作用,其方向应该向右,图中的FN应该为向右。 |
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