第六讲物体受力分析
物体受力分析的步骤:
1、明确对象:首先要明确研究对象,并把它从周围物体中隔离出来。
(注:研究对象可以是一个物体,也可以是物体的一部分,也可以是一个力学系统。这一步很重要,研究对象选择适当与否,关系到解题的难与易,甚至关系到题目能否解出的问题)
2、按序分析:这里讲的序包含三个方面:(1)按受力的性质顺序;(2)按先场力,后接触力的顺序;(3)按接触面的顺序。
(1)按受力的性质顺序:按自已习惯的顺序分析物体受到的场力——如可按重力、电场力、安培力、洛仑兹力的顺序分析物体受到的场力。
(2)相互接触求作用:
①寻找物体与周围物体的接触面,并将所有接触面按逆时针方向的顺序编号;
②在每一个接触面上按先弹力、后摩擦力的顺序分析物体受到的弹力和摩擦力。
3、如果物体上还装有动力装置的,还要考虑物体是否受牵引力作用;
4、检查:
(1)检查每一个力是否都有施力物,没有施力物的力是不存在的;
(2)检查每一个力是否为该物体受到的力,不要把研究对象施于别的物体的作用力错画到研究对象上;
(3)检查受力图上的每一个力是否为物体受到的外力,不要把物体内部的这一部分对另一部分作用的内力画到物体上;
(4)检查物体的受力情况是否与物体的运动状态吻合。
5、注意事项:
(1)对运动物体进行受力分析时,首先要查看运动的全过程,弄清是单一的运动过程,还是复合运动过程,再逐段地分析它处于不同运动状态的原因,这样即可根据牛顿第二定律检查合外力与加速度的对应关系,正确完成受力分析。
(2)分析了某一个力,就不要重复分析这个力的分力;
(3)根据具体情况,略去次要因素,使问题简化。
(4)只分析性质力不分析效果力;
例题:
【例1】用两根竖直线悬吊着质量为M的斜梁,斜梁上放着质量为m的物体(图1),处于静止状态,试分析斜梁受哪些力的作用。
【例2】如图2 ,物体A的重量G
A =10N,物体B的重G
B
=10N,
作用在A物体上的水平力,F=4N,物体都处于静止状态,试分析物体A受到哪几个力的作用。
【例3】分别画出图3中A、B两物体的受力示意图(A和B都静止,球和竖直墙面都光滑,其他接触面粗糙
图
1 图2
【例4】一个重为G 的物体沿倾角为θ的斜面匀速下滑时。( ) A .物体受重力、下滑力、斜面的支持力和摩擦力四个个力的作用; B .斜面对物体的作用力竖直向上,大小等于G ; C .物体所受的摩擦力大小为Gsin θ,方向沿斜面向上; D .物体所受合力为零。
【例5】有一半圆形光滑容器,圆心为O ,有一均匀直杆AB 如图4放置,若杆处于静止状态,则( ) A .AB 杆受三个力作用;
B .杆A 端受弹力方向沿AB 方向;
C .杆C 端受弹力沿CO 方向;
D .杆C 点受弹力方向与杆垂直。
【例6】有三个相同的物体迭放在一起,置于粗糙的水平地面上,物体之间不光滑,如图5 所示。现用
一个水平力F 作用在B 上,三个物体仍处于静止状态,下列说法中正确的是( ) A .C 受地面的摩擦力大小为F ,方向水平向左; B .B 受6个力作用;
C .B 对C 的摩擦力大小为F ,方向水平向右;
D .C 受五个力作用。
【例7】如图6,A 、B 两物体迭放在水平桌面上,m A =2kg ,m B =4kg ,A 、B
之间摩擦系数为0.2,B 与桌面的摩擦系数为0.1。当水平力F=5N 作用于A 物体时( ) A .A 受四个力作用; B .B 受四个力作用;
C .桌面对B 的摩擦力为5N ,方向水平向左;
D .桌面对B 的摩擦力为4N ,方向水平向左。
答案:1、受五个力,它们是:自身的重力,方向竖直向下,现端受绳对它向上的拉力,重物对它的压力,方向垂直斜梁向下,物体对它沿斜梁向下的静摩擦力。
2、A 的重力G A =10N ,绳对它的拉力T=G B =10N ,桌面对它向上的支持力N=5N,桌面对它水平向右的静摩擦力f=35N.
3、略。
4、(BCD )
5、(AD )
6、(ACD )
7、(AD )
4
图
5
F
图
6
图3