专题物体的受力分析课件(上课).ppt

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1、物体受力分析,力的定义及三种基本作用力1.力(1)定义:力是物体与物体之间的相互作用。(2)力的基本特征。物质性:力不能离开物体而独立存在。相互性:施力物体同时也是受力物体,受力物体同时也是施力物体。矢量性:力不仅有大小,而且有方向。,(3)力的作用效果:使物体产生形变;改变物体的运动状态。(4)力的三要素:大小、方向、作用点。(5)力的表示方法:力的图示和力的示意图。,2.三种基本作用力,由于地球的吸引使物体所受到的力,竖直向下,G=mg,重心,物体发生弹性形变时所产生的力,与接触面垂直,与作用在物体上使物体发生形变的外力方向相反,弹簧的弹力F=kx,接触面,在相互挤压的物体间,接触面粗糙的

2、前提下,物体发生相对运动或有相对运动趋势时产生的力,与接触面相切,与物体的相对运动方向或相对运动趋势的方向相反,F=FN0F静Fmax,接触面,【知识点拨】弹力方向的两点说明(1)绳只能产生拉力,不能产生支持力,且轻绳弹力的方向一定沿绳指向绳收缩的方向。(2)杆既能产生拉力,也能产生支持力,弹力的方向可能沿杆,也可能不沿杆。,物体的受力分析1.物体的受力分析 把研究对象(指定物体)在某个特定的物理环境中受到的所有力都分析出来,并画出研究对象所受力的示意图,这个过程就是受力分析。,2.受力分析的基本步骤,3.受力分析的技巧(1)通常只画根据性质命名的力,不要把按效果分解的分力或合成的合力分析进来

3、。合力与分力不得同时参与计算分析。(2)区分内力和外力,对几个物体组成的整体进行受力分析时,这几个物体间的作用力为内力,不能在受力图中出现;当隔离某一物体分析时,原来的内力变成了外力,要画在受力图上。,(3)牢记力不能脱离物体而存在。每一个力都有一个明确的施力者,如果找不出施力者,意味着这个力不存在。在实际问题中,往往有某些力一眼就能看出来,比较容易确定,如已知的外界作用力、物体的重力等,而另一些力,如弹力或摩擦力等,由于形变难以察觉或相对运动方向不明显,常难以判断。因此,可选择容易判断的力为突破口,考查物体在它们的作用下对关联物可能产生的影响,从而依次确定其他各个力。,(4)必须注意,在一些

4、较复杂的问题中,受力分析不能孤立地进行,往往要根据研究对象的运动状态,结合相应的物理规律,才能最后作出正确的判断。,【知识点拨】受力分析常见的错误及其防范(1)多画力:研究对象不明确,错将其他物体受到的力画入。防止多画力的有效措施是每个力都找到其施力物体,因为找不到施力物体的力是不存在的。(2)少画力:少画力往往由受力分析过程混乱导致,因此受力分析时要做到:一是严格按照顺序进行分析,即按“一重、二弹、三摩擦、再其他”的顺序分析;二是分析弹力和摩擦力时所有接触点都要分析到。(3)错画力:即把力的方向画错。防范办法是要按各力方向的规律作图。,【例1】(2012温州高一检测)光滑圆柱体固定于水平地面

5、,AB为一重为G的均匀直棒,A端放在地上,C点压在柱面上,AB棒处于静止,请画出直棒AB所受各个作用力的示意图。,【思路点拨】解答本题时应把握以下三点:(1)确定研究对象。(2)有哪些物体与研究对象发生作用。(3)确定各物体对研究对象的作用力并画受力示意图。,【解析】(1)明确研究对象是均匀直棒,把AB隔离出来,单独画出。(2)在示意图上画出AB的重力G。(3)环绕AB一周,找出其他物体与AB的接触处:直棒与地面在A处相接触、与圆柱体在C处相接触。一共有两处与外界接触。(4)在C处,由于圆柱体是光滑的,所以直棒AB在C处受到过C点垂直于AB向上的支持力FN1作用;在A处,受地面竖直向上的支持力

6、FN2;假设地面光滑,直棒AB可向左滑动,所以地面给直棒A端一个向右的摩擦力Ff作用。,答案:AB的受力示意图如图所示:,【规律方法】受力分析记忆口诀 受力分析很重要,施力物体须找到,先重力,再接触,其他外力莫漏掉。,【变式训练】如图,一均匀杆处于静止状态,墙光滑,试分析A的受力情况。,【变式训练】如图所示,竖直放置的轻弹簧一端固定在地面上,另一端与斜面体P连接,P与斜放其上的固定挡板MN接触且处于静止状态,则斜面体P此刻受到的外力个数可能有()A.2个 B.3个 C.4个 D.5个,【解析】选A、C。当弹簧的弹力等于斜面体P的重力时,P受重力、弹簧的弹力,A正确。当弹簧的弹力大于重力时,挡板

7、给P垂直指向P的弹力,挡板还必须同时给P作用一个静摩擦力才能使P处于平衡状态,此时,P受重力、弹簧的弹力、挡板对P的弹力和摩擦力的作用,共4个力,C正确。,整体法与隔离法1.整体法 整体法是指对物理问题中的整个系统或整个过程进行分析、研究的方法。在力学中,就是把几个物体视为一个整体,作为研究对象,受力分析时,只分析这一整体对象之外的物体对整体的作用力(外力),不考虑整体内部之间的相互作用力(内力)。整体法的优点:通过整体法分析物理问题,可以弄清系统的整体受力情况和全过程的受力情况,从整体上揭示事物的本质和变化规律,从而避开了中间环节的繁琐推算,能够灵活地解决问题。通常在分析外力对系统的作用时,

8、用整体法。,2.隔离法 隔离法是指对物理问题中的单个物体或单个过程进行分析、研究的方法。在力学中,就是把要分析的物体从相关的物体体系中隔离出来,作为研究对象,只分析该研究对象以外的物体对该对象的作用力,不考虑研究对象对其他物体的作用力。隔离法的优点:容易看清单个物体的受力情况或单个过程的运动情形,问题处理起来比较方便、简单,便于初学者使用。在分析系统内各物体(或一个物体的各个部分)间的相互作用时用隔离法。,【知识点拨】整体法与隔离法的一般分析思路 一般采取先整体后隔离的方法进行分析,即先运用整体法确定整体受哪些外力,进而再用隔离法确定物体间的相互作用力。,【规律方法】整体法和隔离法记忆口诀 力

9、学问题方法多,整体隔离要灵活;整体只需看外力,求解内力隔离做;状态相同用整体,否则隔离用得多。,【例2】如图所示,甲、乙两物体叠放在水平面上,用水平力F拉物体乙,它们仍保持静止状态,甲、乙间接触面也水平,则乙物体受力的个数为()A.3个 B.4个 C.5个 D.6个,【思路点拨】解答本题时应把握以下四点:(1)明确研究对象。(2)分析受力顺序:一重二弹三摩擦。(3)运用整体法判断乙与地面之间是否存在摩擦力。(4)运用隔离法判断甲、乙之间是否有摩擦力。,【解析】选C。隔离甲进行分析,在竖直方向上除了受重力以外,还受乙物体的支持力,假设甲物体受乙物体的摩擦力作用,则甲物体就不可能处于平衡状态,所以

10、甲物体不受摩擦力的作用。由于力的作用是相互的,则乙物体也不受甲物体摩擦力的作用。判断乙物体是否受地面的摩擦力的作用,可把甲、乙两物体看成一个整体,用整体法来分析,整体在竖直方向上受重力和地面的支持力,水平方向上受水平向右的拉力,则必定有一个水平向左的摩擦力和拉力平衡,所以乙物体受地面的摩擦力作用,同时乙物体还受到甲物体的压力作用,故乙物体共受到5个力的作用:重力、拉力、压力、支持力、地面的摩擦力。正确答案为C。,【变式训练】如图所示,用两相同的夹板夹住三个重为G的相同物体A、B、C,使三个物体均保持静止,请分析各个物体所受力的情况。,【解析】要分析各物体的受力情况,关键是分析A、B间、B、C间

11、是否有摩擦力,所以可用先整体后隔离的方法。首先以三物体为一整体,竖直方向上,受到的重力为3G,竖直向下,两板对它向上的摩擦力,分别为Ff;水平方向上,受两夹板对它的压力FN1、FN2.根据平衡条件得,每一侧受的摩擦力大小等于1.5G。,然后再用隔离法分析A、B、C的受力情况,先隔离A,A物体受重力G,方向竖直向下,板对它的向上的摩擦力Ff,大小等于1.5G,A物体要平衡,就必须受到一个B对它的向下的摩擦力FfBA,根据平衡条件得,大小应等于0.5G,水平方向上,A物体受板对它的压力FN2和B对它的压力FNBA。再隔离C,C物体的受力情况与A物体类似,竖直方向上受重力G、板对它的向上的摩擦力Ff

12、、B对它的向下的摩擦力FfBC,水平方向上受板对它的压力FN1、B对它的压力FNBC。再隔离B,竖直方向上B物体受重力G,由牛顿第三定律得,B受到A对它的向上的摩擦力FfAB、C对它的向上的摩擦力FfCB以及水平方向上A对它的压力FNAB和C对它的压力FNCB。,答案:见解析,【例】如图所示,轻质弹簧连接A、B两物体,A放在水平地面上,B的上端通过细线挂在天花板上;已知A 的重力为8 N,B的重力为6 N,弹簧的弹力为4 N。则地面受到的压力大小和细线受到的拉力大小可能是()A.18 N和10 N B.4 N和10 N C.12 N和2 N D.14 N和2 N,【思路点拨】解答本题需要把握以

13、下两点:(1)熟练应用隔离的方法进行受力分析。(2)注意弹簧所处的状态,可能是压缩状态,也可能是拉伸状态。,【解析】选B、C。此弹簧可能被拉伸,也可能被压缩。若拉伸,以B为研究对象,B受到竖直向下的重力GB、弹簧向下的拉力FT、细线向上的拉力F1,则有GB+FT=F1,所以F1=10 N。以A为研究对象,A受到竖直向下的重力GA、地面向上的支持力FN1、弹簧向上的拉力FT,则有FT+FN1=GA,由于物体间力的作用是相互的,故有地面受到的压力大小FN1等于地面对物体A的支持力大小FN1,即FN1=FN1,所以FN1=4 N,故B正确;同理若压缩,则细线的拉力F2=2 N,地面受到的压力FN2=12 N,故C正确。,

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