力学是高中物理中最重要的内容之一。 它是高中各阶段考试的重点,是后续学习的基础和关键。 许多学生在受力分析方面做得很糟糕,无法从公共点受力平衡问题入手。
今天我们为大家整理了受力分析技巧和常见点力平衡问题练习:
力分析的基本步骤
尝试去找
01
找到一个研究对象,只考虑它受到的力
力量
02
分析力的顺序一般按照“一个力、两个弹力、三个摩擦力”的顺序进行分析,以避免遗漏。
绘画
03
根据分析和搜索,制作受力图
测试
04
根据物体的运动状态等验证自己所做的是否正确。
应注意的几个问题
01
有时为了简化问题,出现一些隐含的表述,如“轻绳”、“轻杆”,表示不考虑绳、杆的重力; 例如“光滑表面”表示不考虑摩擦力。
02
弹性有多种表现形式。 通常所说的“压力”、“支撑”、“拉力”、“推力”、“拉力”等实际上都是弹性。 两个物体的接触是产生弹力的必要条件,但不是充分条件,即接触不一定产生弹力。 存在由于接触而没有弹性的情况。
03
只有当两个物体的接触面之间存在弹力时,才有可能产生摩擦。 如果接触面粗糙,是否有摩擦? 如果有摩擦力,那么方向呢? 这还应该由研究对象所经历的其他力和运动状态来确定。
例如,如果将物体A放置在倾斜角θ的粗糙斜坡上,并施加沿着斜坡向上作用的力F,则物体A处于静止状态。 物体A受到多少力? 从一般的受力分析方法可知,A必然受到重力G、坡面支撑力N和拉力F的影响。但静摩擦力可能沿坡面向下,也可能沿坡面向上,也可能恰好为零。 这就需要分析物体A与坡度的关系。 可以确定它们之间的相对运动趋势和方向。
04
连接体的受力分析可以凸显隔离方法的优点。 隔离法可以将某些内力转化为外力,从而应用牛顿第二定律。 不过,在选择研究对象时高中物理受力分析,一定要根据自己的需求来选择。 它可以是一个物体,也可以是几个物体的连接体,也可以是整体。 不要盲目隔离,以免问题复杂化。
05
分析力时,要注意粒子和物体之间的区别。 由于物体运动条件不同或研究侧重点不同,有时物体可以视为质点,有时则不能视为质点。 如果不考虑物体的旋转物理资源网,只考虑平移,则可以将物体视为质点。 以后用牛顿运动定律讨论力与运动的关系时,认为物体是粒子,物体受到公共点力。
06
注意,每次分析力时,都要找到其施力对象,防止对一些不存在的力进行过度分析。 例如,当汽车刹车时,它会继续向前移动。 这是物体惯性的表现,不存在向前的“冲力”。 另一个例子是当一个物体沿水平方向抛出时。 当物体水平投掷时,它只受到重力的影响,并没有力将其水平方向投掷。
07
注意,仅分析研究对象施加的力,而不分析研究对象对其他物体施加的力。 例如,如果研究对象是A,那么我们只能分析“A对A”、“B对A”、“C对A”等的力,而不能分析“A对A”的力”、“A对B”、“A对C”的力……不要误认为作用在其他物体上的力是通过“力传递”作用在研究对象上的。
例如:两个物体A和B并排放置在水平面上。 现在用一个水平恒力F推动物体A,两个物体A、B一起运动。 物体B仅受重力mg、地面支撑力N1、物体A的推力N2和地面摩擦力f的影响。 如果没有推力F,就不能认为F通过物体A传递给B。
08
注意,合力和分力不能同时用作物体上的力。
例如:当质量为m的物体静止在倾斜角为θ的斜面上时,它受到三个力的影响:重力mg、斜面上的支撑力N和摩擦力f; 不能认为物体在斜面上受到重力mg和支撑力N的影响。 以及摩擦力f和五个力mgsinθ和mgcosθ的影响。 mgsinθ和mgcosθ正是重力沿斜面和垂直斜面的两个分量。
09
请注意高中物理受力分析,仅分析根据属性(场力、弹力、摩擦力等)命名的力,不分析根据效果(向心力、滑动力、恢复力等)命名的力。 例如,摆锤在摆动过程中仅受重力和绳索张力的影响,而不受恢复力的影响。
10
在分析物体所受的力时,除了考虑其与周围物体的相互作用外,还必须考虑物体的运动(平衡状态、加速或减速、曲线运动)。 当物体的运动不同时,它所受到的力必然不同。
例如,当放置在水平传送带上的物体随传送带移动时,如果传送带加速,则物体上的静摩擦力将向前; 如果传送带减速,物体上的静摩擦力就会向后; 如果传送带匀速运动,则物体所受的静摩擦力将向后。 它不受静摩擦力的影响。
实践
1.
如图所示,将质量为m的小球放置在倾斜角为30°的光滑斜坡上。 一根刚度系数为 k 的轻质弹簧,一端绑在小球上,另一端固定在墙上的 P 点上。 当球静止时,弹簧与垂直方向的夹角为30°,则弹簧的伸长量为()
回答:
2.
3.
回答:
4.
5.
或者这样,首先进行如下图的应力分析
因为物体上的三个力是平衡的,所以物体上的三个力可以形成首尾相连的三角形,如下所示:
在这个三角形中,有这样一个特点,一个角的大小不会改变,而这个角“对边”的边长恰好是重力,也不会改变。
具有这样特性的就是——圆周角。
所以无论AB点如何变化,都应该在一条圆轨迹上,如下图所示:
从中可以找到答案。
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酒吧
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美好的过去