在确定了研究对象以后,就要对研究对象进行受力剖析.
预备知识:
状态分类:
①平衡态②动力态(非平衡态)
力的分类:(十大性质力)
①重力②万有引力③静电力(或库仑力)④电场力⑤安培力⑥洛伦兹力⑦弹力⑧摩擦力⑨分子力⑩核力
☞重力不是万有引力,电场力包括静电力(或库仑力).
☞重力、万有引力、静电力(或库仑力)、电场力、安培力、洛伦兹力,这6种力是场力;弹力、摩擦力这2种是接触力;分子力、核力这2种是粒子力.
一、受力剖析的常用次序
1.习惯性打油诗
一重二弹三磨擦四其它
重力一定有,弹力看四周,磨擦分动静,方向要判准,其它看情形.
弹力和磨擦力都是接触力,环绕研究对象一周,看研究对象与其他物体有几个接触面(点),每位接触面对研究对象可能有两个接触力(弹力和磨擦力),应按照弹力和磨擦力的形成条件逐一剖析.
2.按主动与被动
主动力与被动力:
①主动力:能否自主形成,处于主动地位,mg,kx(弹簧弹力),μFN(滑动磨擦力),压强(ρgv)等;大小、方向都可以在具体情境中确定,提供不变形;
特征:大小、方向通常都不随外界力或运动状态变化而变化
求解方式:公式法;
②被动力:大小、方向随环境变化而变化,没有自己独立自主的大小和方向,处于被动地位,面、绳、杆的弹力,静磨擦力等;
特征:大小、方向都随外界力和运动状态的变化而变化;在大的约束条件下,可有可无,可以是正方向也可以是负方向,按照需求关系来提供力.
常见约束条件:压力支持力与面垂直,磨擦力与面平行,合页的弹力只能沿杆,轻绳拉力只能沿绳.
求解方式:假定法、运动状态反推法.
假定法研究被动力(面绳杆弹力、静磨擦力);先对不确定的被动力(面绳杆的弹力、静磨擦力)的有无、方向作出假定,再依照题意进行验证.

运动状态反推法(已知运动反推受力);F与a、△v具有因果关系、矢量关系.
3.先已知力后未知力
先把明晰了的力画下来,后按照平衡条件或牛顿第二定理估算推理,求出未知力.
二、弹力的剖析
弹力是被动力,不确定力(弹簧弹力是主动弹力),要按照平衡条件或则牛顿第二定理估算反推大小和方向,弹力方向也可按照接触类型和接触形式确定.
☞主动用公式,被动看状态.
三、摩擦力的剖析
1.有弹力、接触面粗糙、有相对运动或相对运动趋势就一定有磨擦力(磨擦力的三个条件).
2.物体和接触面有相对运动(速率不一样)的是滑动磨擦力,滑动磨擦力是主动力,方向与相对运动方向相反,与接触面相切,与弹力方向垂直,大小依据公式f=μFN估算,注意正压力不是重力,若f=μmg只是巧合而已.
3.物体和接触面相对静止(速率一样),但又有相对运动趋势的是静磨擦力,静磨擦力是被动力,方向与相对运动趋势方向相反,与接触面相切,与弹力方向垂直,相对运动趋势方向是很难判定的,具体要按照平衡条件或牛顿第二定理反推大小和方向.
☞动摩用公式,静摩看状态.
四、受力剖析要注意的问题
1.不能施力剖析
注意只剖析研究对象所受的力,不剖析研究对象对其它物体所施的力.诸如所研究的物体是A,这么只能剖析“甲对A”、“乙对A”’、“丙对A”……的力,而不能剖析“A对甲”、“A对乙”、“A对丙”……的力.
图:对斜面上物体剖析压力
2.力不能传递
也不要把作用在其它物体上的力错误地觉得通过“力的传递”作用在研究对象上.诸如:
A、B两物体并排置于水平面上,现用以水平恒力F推物体A,A、B两物体一块运动。B物体只受重力mg、地面的支持力FN、A物体对它的推力N和地面对它的磨擦力f.而不存在推力F摩擦力受力分析步骤,不能觉得F通过物体A传递给了B.能量可以传递,液体浮力可以传递.
3.不能有无中生有的力
每位力都有施力物体,找不到施力物体的力是不存在的,有的疗效可能是分力形成的.
比如:斜面上的物体有沿斜面向上运动疗效,觉得有一个所谓的“下滑力”,实际为重力沿斜面向上的分力.

图:所谓的下降力
4.合力和分力不能重复
注意合力和分力不能同时作为物体所受的力.
比如:质量为m的物体静止在夹角为θ的斜面上时,遭到重力mg、斜面对它支持力N和磨擦力f三个力的作用;不能觉得物体遭到重力mg、斜面对它支持力N和磨擦力f以及mgsinθ、mgcosθ五个力的作用.mgsinθ、mgcosθ只是重力沿斜面和垂直斜面的两个分力.
5.性质力和疗效力不能重复
注意只剖析依据性质命名的力(场力、弹力、摩擦力等),不剖析按照疗效命名的力(向心力、下滑力、回复力等)。诸如:车辆在水平桥面拐弯,静磨擦力充当向心力,不能觉得受静磨擦力和向心力作用;天体运动,万有引力充当向心力;单摆在摆动过程中只受重力和绳子的拉力两个力,重力和绳子的拉力的合力充当回复力,不能觉得深受重力和绳子的拉力以及回复力三个力作用.
6.弹力和磨擦力关系
静磨擦力大小与弹力无关;最大静磨擦力大小与弹力成反比;滑动磨擦力大小与弹力成反比;静磨擦力和滑动磨擦力都与弹力垂直,与接触面相切.
有磨擦力一定有弹力,有弹力不一定有磨擦力,磨擦力构建在弹力基础上,无弹力不磨擦.
7.整体和隔离
研究对象为整体时,不需考虑内力.
8.质量和重力
重力不计并不是质量不计.在电磁场中,基本粒子重力常常不计,而质量不能忽视不计.
9.物体和质点
可看成质点的物体,力的作用点可画在重心上,对有转动疗效的物体,则力作用点应画在实际位置上。
10.力的变化
剖析物体受力时摩擦力受力分析步骤,不仅考虑它与周围物体的作用外,还要考虑物体的运动情况(平衡状态、加速或减速运动、曲线运动).当物体的运动情况不同时,其受力情况可能不同,力发生了变化;最典型的传送带磨擦力突变问题.
比如:推椅子,推而未动是静磨擦力,一旦动了就是滑动磨擦力,磨擦力发生了突变;
比如:静止释放在水平匀速传送带上的物体,先受滑动磨擦力作用,当物体速率和传送带速率一样时,相对运动消失,滑动磨擦力消失,磨擦力发生了突变;还有倾斜传送带传送物体磨擦力的突变.
五、检查受力是否完整
根据一定次序进行受力剖析。通常先剖析场力等非接触力(如重力),之后用环视法剖析弹力和磨擦力,再看有没有其它力.
环视法:环绕物体一周,找出跟研究对象接触的物体,确定弹力和磨擦力的个数,一个接触面最多一个弹力和一个磨擦力,主动弹力用公式(如弹簧弹力),被动弹力看状态(如支持力);动摩用公式(主动),静摩看状态(被动);并挨个剖析弹力和磨擦力,最后再剖析其它力.
在受力剖析的过程中,要边剖析边画受力图(养成画受力图的好习惯).只画性质力,不画疗效力.
