的示意图.
(2)每分析一个力,应该可以找出该力的施力物体和该力对物体产生的效果,否则,该力的存在就值得考虑,如不要误认为物体在运动方向上一定受到力的作用.
(3)为使问题简化,常忽略某些次要的力,如物体在空中下落,忽略了空气阻力,轻杆、轻绳、轻滑轮等轻质物体的重力一般情况下不用考虑.
(4)受力分析时,有时还需结合物体的运动状态.
2.受力分析的方法
(1)明确研究对象,即对谁进行受力分析.
(2)把要研究的物体从周围物体中隔离出来.
(3)按顺序分析受力情况,画出力的示意图,其顺序为:重力、弹力、摩擦力、其他力.
整体法与隔离法处理连接体问题
1.连接体问题
所谓连接体就是指多个相互关联的物体,它们一般具有相同的运动情况(有相同的速度、加速度),如:几个物体或叠放在一起,或并排挤放在一起,或用绳子、细杆联系在一起的物体组(又叫物体系).
2.隔离法与整体法
(1)隔离法:在求解系统内物体间的相互作用力时,从研究的方便性出发,将物体系统中的某部分分隔出来,单独研究的方法.
(2)整体法:整个系统或系统中的几个物体有共同的加速度,且不涉及相互作用时,将其作为一个整体研究的方法.
3.对连接体的一般处理思路
(1)先隔离,后整体.
(2)先整体,后隔离.一、由受力情况确定运动情况
例1 一木箱装货物后质量为50 kg,木箱与地面间的动摩擦因数为0.2,某人以200 N斜向下的力推箱,推力的方向与水平面成30°角,g取10 m/s2.求:
(1)木箱的加速度;
(2)第2 s末木箱的速度.
解析 取木箱为研究对象,木箱受力情况如右图所示,其中F为推力,mg为重力,FN为支持力,Ff为滑动摩擦力.建立直角坐标系xOy,并取加速度a的方向为x轴的正方向.
(1)将推力F沿x轴和y轴两个方向进行分解得:
Fx=Fcos 30°,Fy=Fsin 30°
根据牛顿第二定律有
Fx合=Fx-Ff=ma
Fy合=FN-Fsin 30°-mg=0
又有Ff=μFN
联立解得:a=
代入数据得:a=1.06 m/s2.
(2)第2 s末速度为:v2=at=1.06×2 m/s=2.12 m/s.
答案 (1)1.06 m/s2 (2)2.12 m/s
二、由运动情况确定受力情况
例2 将质量为0.5 kg的小球以14 m/s的初速度竖直上抛,运动中球受到的空气阻力大小恒为2.1 N,则球能上升的最大高度是多少?