初中物理受力分析方法和步骤

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受力分析
、几个概念要弄懂
1、平衡力、相互作用力、平衡状态平衡力是指一个物体受到大小相等、方向相反的力,两个
力的受力物体是同一个产生的效果互相抵消,合力为零。
相互作用力是两个物体之间的相互作用,相互作用力的受力物体是两个。产生的效果不能互相抵消。
平衡状态:不受力或者所受合力为零。处于平衡状态受力一定是成对的。一个力的效果必定有另一个力与之相抵消。
2、摩擦力、静摩擦力与动摩擦力
、产生条件物体间相互接触;物体间有相互挤压作用;物体接触面粗糙;物体间有相对运趋势或相对运动。
、静摩擦力等于其方向上的拉力或重力。动摩擦力等于拉力、重力或其和差(一定要在平衡状态下分析)二、受力分析的方法与步骤
1.明确研究对象进行受力分析前,要先弄清受力的对象。我们常说的“隔离法”、“整体
法”,指的是受力的对象是单个物体,还是由多个物体组成的整体。对于连接体,在进行受力分析时,往往要变换几次研究对象之后才能解决问题。
有时候,选取所求力的受力物体为研究对象,却很难求出这个力,这时可以转移对象,选取这个力的施力物体为研究对象,求出它的反作用力,再根据牛顿第三定律,求出所求力。
2.有序地分析受力养成按一定的步骤进行受力分析的习惯,这样可以避免漏力或添力。
一般分三步走:先分析重力;然后找出跟研究对象接触的物体,分析接触力,如弹力、摩擦力等;最后分析电场力、磁场力等。
3.确定物体是否受到力的作用,有三个常用的方法:
1)假设法;
2根据运动状态判断受力情况;3用牛顿第三定律。
4.具体方法
1)、整体法与隔离法


整体法: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。分析整体周围其他物体对整体的作用。而不画整体内部物体间的相互作用。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。研究系统内物体之间的相互作用力,分析它受到周围其他物体对它的作用力,不考虑研究对象对其他物体的作用力。作为理想化环境处理
例如:物体A叠放在物理B上,物体A受到向右的水平力F的作用,物体AB保持静止。分析图中物体AB受力情况(两物体均静止)
分析A物体受力时可以用隔离法,分析B物体受到是否受地面的摩擦力时可以用整体法
A
__L
&
_________
HirnTmTmTTmTTf
A物体在竖直方向上受重力、支持力
A物体在水平方向上受到一个向右的力F是否受摩擦力呢假设它不受摩擦力,那么A物体水
平方向上只受到一个力F,这与它在水平方向上保持静止状态不符合。故假设错误,A物体一定受到一个向左的摩擦力且与力F方向相反,大小相等,相互平衡。
B物体在竖直方向上受到重力,A对它的压力,地面对它向上的支持力
B物体在水平方向上,受到AB向右的摩擦力,受到地面对B物体向左的摩擦力
2)、假设法
假设接触物体撤去(假设存在摩擦力),判断研究对象是否能维持现状
a.若维持现状则接触物体对研究对象没有弹力(没有摩擦力);
b.若不能维持现状则有弹力,因为接触物撤去随之撤去了应该有的弹力,从而改变了研究对
象的状态。
例如:如图所示:物体M随水平传送带一起向右做匀速直线运动。(不考虑空气阻力)画出物体所受力的示意图.
分析:因为物体M随水平传送带一起做匀速直线运动,即物体和传送带相对静止,因此物体在水平方
向上不受力的作用,只受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力作用;M的重心作竖直向下的重力和竖直向上的支持力;也可以利用上述的假设法,假设传送带对M有摩擦力,那么M就不能保持匀速直线运动状态。故受力情况如图所示:

O"C

i\rv



3)、判断摩擦力的有、无(假设法)摩擦力的产生条件为:
1两物体相互接触,且接触面粗糙;2接触面间有挤压;
3有相对运动或相对运动趋势。
例:(浙江杭州卷)将一袋大米放在匀速向右运动的输送带上,开始米袋与输送带间有一段距离的相对滑动,然后米袋随输送带一起匀速运动。当输送带突然停止时,米袋会继续向前滑动一段距离后停下。(回答下列小题请选填以下合适的字母标号)

A.
不受力
受到方向向右的摩擦力B.受到方向向左的摩擦力C
1米袋刚放上输送带的瞬间,米袋在水平方向上受力情况为2当米袋随输送带一起匀速运动时,米袋在水平方向上受力情况为3当将输送带突然停止时,米袋在水平方向上受力情况为4、摩擦力的方向和大小
摩擦力的方向与物体间的相对运动方向或相对运动趋势的方向相反。
A
0
C
_B_o
例:如图AB向右匀速运动且AB之间相互静止,拉力F作用在B上,分析AB受力。

例:如图,AB两个物体的质量都是1kg,现在它们在拉力F的作用下相对静止一起向右做匀速直线运动,已知AB之间的滑动摩擦系数卩AB=B与地面的滑动摩擦系数卩B=,则两个物体在匀速运动的过程中,求:(1AB之间的摩擦力大小为多少(2)拉力F的大小为多少
__
分析:A做匀速运动,受力平衡,对A进行受力分析,水平方向合力为零,所以AB之间的摩擦力为零•把AB看成一个整体,匀速运动受力平衡,水平方向有:
F-B地(2mg=0解得:F=2mg^B
1AB之间的摩擦力大小为0;2拉力F的大小为4N
5、滑轮中的力与功

1、定滑轮与动滑轮:省力费距离(动滑轮),等力但改变方向(静滑轮)2、滑轮中受力与绕绳的关系3、与摩擦力的结合4、功与功率三、选取参考例题
..
C
1、如图所示,吊篮的重力为400N,动滑轮重为50N,定滑轮重力为40N,人的重力为600N,人在吊篮里拉着绳子不动时人需用力A.218NB.220NC.210ND.236N


解析:本题可米用整体分析法
人、
吊篮、动滑轮看作个整体,由于他


们处于静止状态,受力平衡则人的拉力
F=1/5400N+50N+600N=210N
2、如图所示,用水平拉力F拉上表面粗糙程度各处相同的物体A,使其在水平地面上匀速运
动,当物体B静止不动时,与水平绳相连的弹簧测力计的示数不变。于该状态,下列说法正确的是(不计绳和弹簧测力计重)C
A.AB的摩擦力为静摩擦力B.AB的摩擦力方向水平向左

C.弹簧测力计的示数等于B所受摩擦力D.弹簧测力计对B的拉力小于AB的摩擦力
解析:对B受力分析B在水平方向上受到弹簧测力计向左的拉力,B在水平方向上保持静止,故B肯定受到一个向右的力,这个力就只能是AB向右的滑动摩擦力,且与弹簧测力计对B向左的力平衡。故选C
3、如图所示,ABC三木块质量分别为Mmm连接1M|H

[1
如图.不计滑轮摩擦,若BA一起沿水平桌面作匀速运动,则可断定(A


C

与桌面间有摩擦力,大小为mog与桌面间无摩擦力;
B间有摩擦力,大小为mogB的摩擦方向向右
解析:对B受力分析根据B的状态可知,BA之间无摩擦力,故CD错误,对AB个整体分析可知,受到一个
C向右大小为
m0g的拉力,故肯定受到桌面对A向左的摩擦力且大小与之相等。所以本题正确选项应为A
4、如图所示,甲、乙两位同学做如图所示的“拔河”游戏,两人分别用伸平的手掌托起长凳
的一端,保持凳子水平,然后自向两侧“拉”若凳子下表面各处的粗糙程度相同,且在乙端的凳面上放四块砖,则下列判断正确的是(B
A.凳子向甲方移动B.凳子向乙方移动
C凳子原处不动D.凳子先向乙方移动后向甲方移动
解析:由图知,乙端对手的压力较大,所以乙端对凳子向右的摩擦力大于甲端对凳子向左的摩擦.因此凳子将向右移动.答案应选B
5、如图所示,B20N,A一部分浸入容器内水中,整个装备处于平衡状态,台秤的示数较A物体没有浸入前增加30N,那么物体A重为(不计滑轮物重)()
的拉力20N=10N,
因为物体B在动滑轮滑轮组对物体AF=12GB=1/2X

因台秤的示数较A物体没有浸入前增加30N,即物A对液体产生的压力为30N,根据力的作用是相互的,则物体A受到的浮力为F=30N物体A的受力情况为:竖直向上的拉力衡状态,则G=F+F
=10N+30N=40N.故正确选项应为D
7、如图所示,用两相同的夹板夹住三个重为G的物体ABC,三个物体均保持静止,
请分析各个物体的受力情况.
F
和浮力F浮,竖直向下的重力G因物体处于平
解析:以ABC组成的整体为研究对象,彳”因为为静止,所以受力平衡,该整体受到重力的作用和两边夹板竖直向上的摩擦力作用;
°
5
B为研究对象,由于B受到竖直向下的重力的作用,又处于静止状态,所以应受到AC对其竖直向上的摩擦力作用,如图所示:
A为研究对象,A受竖直向下的重力作用,边夹板对其向上的摩擦力作用,根据力的作用的相互性,还受B对其竖直向下的摩擦力作用,如图所示:

1%

C为研究对象,C受竖直向下的重力作用,边夹板对其向上
的摩擦力作用,根据力的作用的相互性,还B对其竖直向下的摩擦力作用,如图所示:
6、为了将放置在水平地面上、重G=100N的重物提升到高处。小明同学设计了图
(所示的滑轮组装置。当小明用图(所示随时间变化的竖直向下拉力拉绳时,重物的速度u和上升的高度h随时间t变化的关系图像分别如图(
(所示。若重物与地面的接触面积S=5X10-2m2,不计摩擦,绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向。求:
(12~3s内,拉力F的功率P及滑轮组的机械效率n(21~2s内,拉力F做的功W(30~1s内,重物对地面的压强p
F


解析:(12~3s内,重物做匀速运动,u3=m/s,拉力F3=40N,因为连接动滑轮的绳子有三根,所以拉力F的作用点下降的距离是重物上升高度h3的三倍。
P=Fu3=100W
n=(W有用/Wx100%=[Gh/(3F3h3]x100%=%
(21~2s内,拉力F2=50N,重物上升高度h2=m
W=3F2h2代入数据解得W=J
(3
设动滑轮重为GG=3F3-G=3X40N-100N=20N
0~1s内,拉力Fi=30N。把动滑轮和重物看成整体,则这个整体受到向下的重力、向上的支持力以及三根绳向上的拉力作用处于静止状态。支持力F=G+G-3Fi=100N+20N-3X30N=30N

重物对地面的压力F=F=30N
P=F/S=30N/(5X10-2m2=600Pa

初中物理受力分析方法和步骤

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