课堂互动
三为剖析
受力分析
1.物体受力分析的一般思路
(1)明确研究对象.研究对象可以是质点、结点、物体、物体系,把待研究的对象隔离出来分析.
(2)按顺序分析物体所受的力.一般可先按重力、弹力、摩擦力的次序分析,再分析电场力、磁场力等其他力以及题意中提到的外力,如物体受多个弹力和摩擦力,应在分析完重力后,找出接触点,逐个接触点分析,有挤压便有弹力,再有相对运动或相对运动趋势又会有滑动摩擦力或者静摩擦力.
(3)正确画出受力图.注意:不同对象的受力图用隔离法分别画出.对于质点和不考虑力对物体的形变和转动效果时,可将各力平移至物体的重心上,即各力均从重心画起.如考虑力对物体转动效果时,应将力分析到力的作用点上.
(4)检验.防止错画力、多画力和漏画力.寻找施力物体是防止"多力"的有效措施,按正确的顺序进行受力分析是防止漏力的重要方法.
2.受力分析的注意事项
(1)只分析研究对象所受的力,不分析研究对象对其他物体所施加的力.
(2)每分析一个力,都应找出施力物体.没有施力物体的力是不存在的.
(3)合力和分力不能同时作为物体所受的力,它们之间有等效替代关系,如不能把重力和重力沿斜面向下的"下滑力"并列为物体所受的力.
(4)若某个力的方向难以确定,可以先假设这个力不存在,分析物体发生怎样的运动,然后确定其方向.
受力分析以及本章学习的力的合成与分解是"力学"应该具备的最基本的技能,这里的歌诀可以帮助同学们轻松把握:
确定对象先隔离,绕其一周找施力.
重力、弹力、摩擦力,依次顺序来分析.
【例题】如图3-4-2所示,A、B、C三木块叠放在水平桌面上,对B木块施加一水平向右的恒力F,三木块共同向右匀速运动,已知三木块的重力都是G,分别对三木块进行受力分析.
图3-4-2
解析:对物体进行受力分析时,虽要隔离出该物体,但有时仍需要看到该物体与其他物体的相互作用,这时可应用初中学到的作用力、反作用力来分析.
先从受力最简单的A开始分析,A受力平衡,竖直方向受向下的重力G,B对A的支持力FN1=G,水平方向不受力,如图3-4-3(甲).后依次向下分析,B木块也受力平衡,竖直方向受三个力作用,重力G、A对B的压力F′N1=G,C对B的支持的力FN2=2G;水平方向受两个力为向右的拉力F和C对B的摩擦力FCB=F,如图3-4-3(乙)所示.C木块同样受力平衡,竖直方向受三个力作用,重力G、B对C的压力F′N2=2G,桌面对C的支持力FN3=3G;水平方向受两个力,水平向右的静摩擦力FBC=F,桌面对C向左的滑动摩擦力FC桌=F,如图3-4-3(丙)所示.