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[!--downpath--]明天给大家带来的是小学热学中很重要的一个内容,力分析。 力分析是解决很多问题的基础和前提,一定要学透!
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知识梳理
力分析是找出研究对象在给定的数学环境中所受的所有力,并画出相应的力图。
1.受力分析基础
(1) 根据各种力的形成条件和性质,每种力的形成条件提供了其存在的可能性,因为力的形成原因不同,导致力的性质不同,可以归结为场力而接触力,接触力(弹力和摩擦力)的测定是一个难点。 两个物体直接接触是形成弹力和摩擦力的必要条件。 除了压力,相对运动或相对运动趋势也会发生。
(2) 根据排斥力和反排斥力同时存在,受力对象和施力对象同时存在。 一方面,作用在物体上的每个力都有施力物体及其反斥力,没有施力物体的力和没有反斥力的力是不存在的; 另一方面,根据排斥力与反排斥力之间的关系,可以灵活改变研究对象,从排斥力判断反排斥力。
(3)根据物体的运动状态:是否存在某种力或力的方向难以确定,应根据物体的运动状态,借助天平来判断物体的条件或牛顿运动定理。
2.受力分析程序
(1)根据选题意义选择研究对象。 当初之所以选择研究对象的安慰,是为了尽可能对剩下的问题进行研究。 研究对象可以是单个对象或对象的某一部分,也可以是由若干对象组成的系统。
(2) 将研究对象与周围的对象隔离开来。 为了避免漏掉某一个力,要养成按平时步骤分析的好习惯。 通常应先分析重力; 然后围绕对象一周,找出与研究对象接触的对象,并逐一分析这些对象对研究对象的弹力和摩擦力; 最后分析其他场力(电场力、磁场力)等。
(3)每次分析一个力,都要想它的施力对象是谁,避免分析一些不存在的力。 例如,垂直抛出的物体不会受到向下的推力,制动后靠惯性滑行的车辆不会受到向前的“冲量”。
(4)画完力图后,根据你画的力图,进行定性测试画出物体所受弹力示意图,看物体是否能处于题目给出的运动状态。
3.受力分析注意事项
(1)只分析研究对象所受的力,不分析研究对象对其他对象所施加的力。
(2) 只分析按性质命名的力。
(3)每分析一次力,都要找出施力的对象。
(4)合力和分力不能同时是作用在物体上的力。
4.受力分析的常用方法:孤立法和整体法
(1).检疫法
为了求出系统中物体(连体)的受力和运动情况,通常可以采用隔离法。
使用隔离法解决问题的基本步骤是:
1 明确研究对象或过程及状态;
2、从整个过程中分离出一个研究对象、某个运动过程或某个状态;
3画出一定状态下的受力图或运动过程示意图;
4 选择适当的数学定律来求解多项式。
(2).整体方法
当只涉及系统的研究而不涉及系统内单个对象的力和运动时画出物体所受弹力示意图,通常可以使用整体方法。 使用整体方法解决问题的基本步骤是:
1 清楚地学习系统和动作的全过程;
2画出整个系统的受力图和运动全过程示意图;
3 选择适当的数学定律来求解多项式。
隔离法和整体法往往结合使用,从而优化解题思路和技巧,使解题简单明了。
实例解读
【例9】如图所示,倾斜的货车M静止在光滑的水平面上,一侧靠墙。如果在倾斜面上加一个物体m,且M和m相对静止,试分析哪些力作用在卡车上
[分析与解答] 对M和m的整体分析,它们必须受到重力和地面支撑力的作用,因为卡车是静止的,从平衡状态来看墙对卡车必须没有排斥力。 以货车为研究对象,如图所示,它受到四个力:重力Mg、地面支撑力FN、压在上面的压力mF2清河摩擦力f,因为m是静止的,可以看出f 和 FN 的合力必须垂直向上。
【解说】M与墙面接触,但是否有挤压要根据M与m的状态来判断。 若m沿M向下加速,加速度为a,则壁对M有弹力,弹力FN水平。
【注意】①为避免力的损失,分析接触力时,观察研究对象一圈,对每个接触点一一分析。 ②作用于其他物体的力不应被误认为是通过力的传递作用于研究对象。 ③正确画出受力示意图。 作图时,应清楚地标出受力的方向,不同的力应标出不同的符号。
【例10】在粗糙的水平面上放置一个底部粗糙的裂缝,质量为M。 裂口坡度平缓,与水平面的倾角为300°。 倾角为30°。 ,如图所示。
(1) 当裂口处于静止状态时,绳索中的张力大小是多少?
(2) 如果裂口对面地面的最大静摩擦力等于裂口对面地面支撑力的支撑力的倍数,则μ值必须满足什么条件才能使整个系统静止?
【分析与解答】 (1) 以水平方向为x轴,构建坐标系,如图所示对力进行分析。
(2) 以劈和球为研究对象,受力分析如图
【例11】如图所示,质量为m,横截面为直角三角形块ABC,∠ABC=α,边AB靠在垂直墙上,F为垂直于斜面BC的推力,则块静止不动,摩擦力的大小为 。
【分析与解答】:积木ABC受重力、墙面支撑、摩擦力和推力四种力的平衡。 从平衡条件不难得出静摩擦力为f=mg+Fsinα
【例12】如图,物体质量为2kg,两根轻绳AB、AC一端连接垂直墙壁,另一端系在物体上,另外一个方向施加在物体与水平线夹角θ=600 如果拉力F是要使两根绳子靠在一起,求拉力F的范围。