专题-物体的受力分析课件(上课).ppt

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 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=FN 0F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。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，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，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、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。,