受力分析的基本方法和原則

受力剖析的基本方法和原則對物體進行受力剖析這看似不足掛齒的一步，實質(zhì)上是辦理力學識題以致全部波及力和運動的綜合問題中至關(guān)重要的一步，可否正確剖析出研究物體的受力，將直接影響到后續(xù)解題過程的睜開以及最后結(jié)果的正確性。那么，如何才能走好這第一步呢？一、受力剖析的一般步驟先往返首一下各樣常有力的特色。重力：因為地球的吸引而使物體遇到的作使勁。地球表面鄰近的全部物體都要遇到重力的作用。所以，只需研究的對象是實質(zhì)物體，重力就必定存在。彈力：互相接觸的物體間才會產(chǎn)生彈力，但接觸不必定有彈力，只有當接觸處存在彈性形變時，彈力才會出現(xiàn)。摩擦力：彈力存在是摩擦力存在的前提，所以摩擦力的剖析應當放在彈力以后。兩個互相擠壓的物體間如有相對滑動，則它們之間會出現(xiàn)滑動摩擦力；兩個互相擠壓的物體間如有相對滑動的趨向，則它們間會出現(xiàn)靜摩擦力。假如研究的物體處在更加復雜的環(huán)境中，如四周有某種液（氣）體、電場或許磁場，那么還要剖析物體能否遇到浮力、阻力、電場力或磁場力等的作用。綜上所述，能夠?qū)⑹芰ζ饰龅囊话悴襟E概括為：重力必定有；彈力看四周，形變就存在，不形變則沒有；剖析摩擦力，看看運動否？趨向也能夠；復雜環(huán)境中，不忘電磁浮。但要注意，這幾句話中的“形變”指“彈性形變”，“運動”指“相對運動”。為了方便記憶，甚至能夠?qū)⑸鲜鰩拙湓掃M一步精簡為二十字的口訣：重力必定有，彈力看四周，剖析摩擦力，不忘電磁浮。二、受力剖析的基來源則初步剖析以后，假如能比較受力剖析的基來源則換個角度檢查一下剖析結(jié)果的正確性，這樣才能做到萬無一失。兩個基來源則挨次為：（1）每個力都一定有施力物體；（2）受力狀況一定和物體的運動狀態(tài)相符合。例：有人以為“物體以某一初速沖上圓滑的斜面后，物體在上滑過程中遇到沿斜面向上的沖力作用，在下滑過程中遇到沿斜面向下的下滑力作用?！苯猓何矬w在全過程中只遇到重力和斜面對它的支持力兩個力的作用，在上滑過程中物體并無遇到沿斜面向上的沖力作用，之所以能沖上斜面，是因為擁有初速度，不要把物體的這類慣性表現(xiàn)看作一個力；在下滑過程中物體也沒有遇到沿斜面向下的下滑力的作用，之所以下滑，是因為重力產(chǎn)生了一個使物體向下滑動的成效。這里多剖析出來的“沖力”和“下滑力”都能夠用第一原則來進行查驗，明顯，它們都沒有施力物體，所以不存在。例：物體A放在水平傳遞帶上，且A與傳遞帶保持相對靜止，如下圖，若傳遞帶向右勻速運動，試剖析A的受力。解：A物體僅受兩個力作用：重力和傳遞帶對A產(chǎn)生的彈力。需要特別注意的是傳遞帶對A物體并無靜摩擦力，這一點能夠借助受力剖析的第二原則來進行檢查。若是以為傳遞帶對A物體有靜摩擦力，那么，A物體共受三個外力作用，其中重力、彈力在豎直方向，而靜摩擦力在水平方向，三者不行能互相均衡。但是實質(zhì)上A物體和傳遞帶一同勻速運動，受力一定均衡。初步剖析的結(jié)果與實質(zhì)運動狀態(tài)發(fā)生了矛盾，矛盾產(chǎn)生的原由就是靜摩擦力其實其實不存在。三、受力剖析的常用方法依據(jù)波及的物體個數(shù)和解題需要，常用的受力剖析方法可分為兩種：（一）隔絕法顧名思義，將單個物體從四周環(huán)境中“隔絕”出來進行受力剖析的方法。例：如下圖，A、B、C三木塊疊放在水平桌面上，對B木塊施加一個水平向右恒力F，三木塊共同向右勻速運動，三木塊的重力都是G，分別畫出三木塊受力表示圖。剖析：既然要求對三木塊進行受力剖析，隔絕法是獨一的選擇。但隔絕次序的選摘要講究一點技巧，往常依據(jù)受力個數(shù)從小到大的序次進行，整個辦理過程會簡單調(diào)些。解：隔絕A木塊剖析，依據(jù)受力剖析的口訣：（1）重力必定有；（2）彈力看四周──四周只有木塊B和A接觸，接觸處也有彈性形變，所以對A有向上的彈力；（3）剖析摩擦力──聯(lián)合受力剖析的第二原則可知，A、B間不行能有靜摩擦力存在，不然A不行能向右勻速運動；

B4）不忘電磁浮──此處空氣產(chǎn)生的浮力忽視不計，電磁力也不存在。隔絕B木塊剖析，依據(jù)受力剖析的口訣：1）重力必定有；2）彈力看四周──四周除了拉力F的施力物體與B接觸外，還有木塊A、C分別與B接觸，且接觸處均有彈性形變，所以A對B有向下的彈力，C對B有向上的彈力；（3）剖析摩擦力──依據(jù)牛頓第三定律，A對B沒有靜摩擦力，但B相關(guān)于C有向右滑動的趨向，所以C對B產(chǎn)生水平向左的靜摩擦力；（4）不忘電磁浮──原由與結(jié)果同A。隔絕C木塊剖析，依據(jù)受力剖析的口訣：1）重力必定有；2）彈力看四周──木塊B，地面分別與C接觸，接觸處均存在彈性形變，所以B對C有向下的彈力，地面對B有向上的彈力；3）剖析摩擦力──依據(jù)牛頓第三定律，B對C有水平向右的靜摩擦力，而C相關(guān)于地面有向右滑動的趨向，所以地面對C產(chǎn)生水平向左的靜摩擦力；（4）不忘電磁浮──原由與結(jié)果同A。（二）整體法指將幾個物體（往常為運動狀態(tài)同樣的物體）同時從四周環(huán)境中“隔絕”出來進行受力剖析的方法。例：如下圖，A、B兩個長方形物體靜止地疊放在傾角為的斜面體上，斜面也處于靜止狀態(tài)，設(shè)

A、B的重力大小分別為

、，試斜面對

B產(chǎn)生的摩擦力。剖析：依據(jù)舊規(guī)思想，要想求斜面對B的摩擦力，一定先搞清A對B的力和靜摩擦力，這又需要先去剖析A的受力，所以求解過程分兩步才能達成。

壓但是換個角度看，既然A、B兩個物體運動狀態(tài)完整同樣，何不將它們當作一個整體的兩個部分？任一部分和其余物體間的互相作使勁，都能夠當作整體和其余物體間的互相作使勁，反之亦然。這就是整體法辦理問題的基來源理。解：將A、B構(gòu)成一個整體，整體受力如圖。斜面對整體產(chǎn)生的摩擦力屬靜摩擦力，不可以使用計算，本題只好利用均衡條件求解。將整體的重力按成效進行分解。沿斜面方向與互相均衡，所以方向沿斜面向上。說明：為了清除A、B兩部分之間互相作使勁（即內(nèi)力）的擾亂，能夠借鑒生活中包裝禮物的方法，假想用一張不透明的輕質(zhì)紙將A、B嚴實包裹好，從外面看，這就是一個圖章形狀的單調(diào)物體。實踐證明：這種辦理方法簡單有效。思慮：上題中，設(shè)斜面體的

重力大小為

，那么地面對斜面體產(chǎn)生的摩擦力大小是多少？（提示：對A、B斜面體三者構(gòu)成的整體進行受力

剖析。）例：如下圖，質(zhì)量都是m的4塊磚被夾在兩木板之

間靜止。求中間兩塊磚之間的摩擦力。剖析：本題單調(diào)地使用隔絕法，辦理過程比較復雜；單調(diào)地使用整中間兩塊磚間的摩擦力不會出現(xiàn)。此時，應試慮將整體法與隔絕法

體法，相結(jié)合。解：對四塊磚構(gòu)成的整體進行受力剖析，如下圖：由均衡條件可知：則在對左邊兩塊磚構(gòu)成的整體進行受力剖析，如下圖：豎直方向因為與等值反向，兩力已經(jīng)均衡，因其中間兩塊磚之間沒有摩擦力，或許說二者之間的摩擦力為0。說明：在一些復雜的問題中，直接將全部物體構(gòu)成整體后，待求力變?yōu)榱藘?nèi)力，在受力剖析圖中沒法表現(xiàn)，這時就要注意將整體法與隔絕法相聯(lián)合，在這類辦理思想下，研究對象的選擇又變得很重要，選不好研究對象，會使問題復雜化，甚至解不出結(jié)果。相反，選好研究對象，會使問題簡化。新課標人教版教材中，沒有把“物體的受力剖析”作為獨立的一節(jié)，這其實不意味受力剖析的過程不重要，相反是因為受力剖析的過程已經(jīng)浸透到物理學的各個知識領(lǐng)域，屬研究物理學的基本功，沒有必需獨自列出。所以，實質(zhì)剖析力學識題時不單不可以遺漏這一步，并且要完滿地走好這一步！四、變式練習1．分別畫出圖中

A、B兩物體的受力表示圖（

A和

B均靜止）2．如下圖，使勁

F將一個木塊壓在傾斜板上靜止不動，則木塊（

）A．有可能只受兩個力作用B．有可能只受三個力作用C．必然受四個力作用D．以上說法都不對3．如下圖，A、B兩物體排放在水平面上，在水平力F的作用下處于靜止狀態(tài)．在以下狀況中對B進行受力剖析。1）B與水平面間無摩擦。2）B與水平面間及B．A之間都存在摩擦。4．如下圖，人重600N，木板重400N，人與木板，木板與地面間動摩擦系數(shù)均為

0．2，此刻，人用一水平恒力拉繩索，使他與木塊一同向右勻速運動，則人拉繩索的力及人與木塊間的摩擦力分別是多少？5．如下圖，