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如何對物體進(jìn)行受力分析
正確對物體進(jìn)行受力分析,是解決力學(xué)問題的前提和關(guān)鍵之一。由于同學(xué)們初步認(rèn)識力,對物體的受力分析算是一個盲點(diǎn),特別是在物體受到多個力作用時,更不知道如何下手,哪些力應(yīng)該分析,哪些力是不需要分析出來,我們知道,力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因,所以物體運(yùn)動狀態(tài)的改變是由于它所受各種力作用的結(jié)果,而這些力間的相互關(guān)系也正由物體的運(yùn)動狀態(tài)來反映。因此許多力學(xué)問題的研究,都離不開物體的受力分析。物體的受力分析主要是分析某一指定物體或系統(tǒng)(研究對象)受到哪些力的作用。分析時要逐個找全,正確畫出力的示意圖,做到準(zhǔn)確無誤。同學(xué)們一定要銘記:認(rèn)準(zhǔn)研究對象,只分析物體受到的力,而不要去考慮這個物體施給其他物體的力。下面我就簡要談?wù)勅绾螌ξ矬w進(jìn)行受力分析。一、物體受力分析的基本知識和方法
1. 力的圖示是用一根帶箭頭的線段直觀地表示一個力,線段的長度表示力的大小,箭頭的指向表示力的方向,箭頭或箭尾通常用來表示力的作用點(diǎn),一般將物體所受各力都看作是作用在物體上的共點(diǎn)力。畫出力的“三要素”大小、方向和作用點(diǎn)。
2. 物體受力分析重在畫圖分析物體受力情況時,只需畫出力的示意圖就可以了,即不需要精確畫出力的大小,只要把力的方向畫正確,作用點(diǎn)畫出(共點(diǎn)力)并大概畫出力的大小即可。特別要注意同一個物體只能畫出一個作用點(diǎn),這個作用點(diǎn)一般就畫在物體的重心上,這樣便于力的分析。
二、物體受力分析的常用方法
1. 在物體受力分析時,我們常采用“隔離法”。 隔離法:指在分析被研究對象的受力情況時,要把它從周圍物體中隔離出來,分析周圍有哪些物體對它施加力的作用,各力是什么性質(zhì)的力,力的大小,方向怎樣,并將它們一一畫在受力圖上,這種分析的方法叫隔離法。這是常用的物體受力分析的方法。
2. 在分析物體受力的順序上,因力比較多,一般按照這樣的順序分析力:一重力、二彈力(彈力包括壓力、支持力、拉力等)、三摩擦力(動摩擦力和靜摩擦力)、四其他力(如:磁場力,電場力、分子力等)。這樣才不會漏掉力,逐一找全,做到正確無誤。
三、物體受力分析一般采取以下的步驟
1. 明確研究對象。
即據(jù)題意弄清我們需要對哪個物體進(jìn)行受力分析。
2. 采用隔離法分析其他物體對研究對象的作用力。即這個研究對象所受到的力有哪些。
3. 按照分析力的一般順序找力。一重力、二彈力(彈力包括壓力、支持力、拉力等)、三摩擦力(動摩擦力和靜摩擦力)、四其他力(如:磁場力,電場力、分子力等)。 4. 畫物體受力圖,沒有特殊要求,則畫示意圖即可,要注意各個力的符號。
四、物體受力分析時應(yīng)注意以下幾點(diǎn)
1. 每分析出一個力,應(yīng)找出該力的的施力物體和該力對物體產(chǎn)生的效果,否則,該力的存在就值得考慮。
2. 只分析研究對象所受的力,不分析研究對象施給其他物體的反作用力。
3. 不要把物體的受力分析和力的合成與分解相混淆,“合力”是物體實(shí)際所受各力的“等效力”,“分力”是從一個力的作用效果“等效”出來!昂狭Α、“分力”都不是物體受到的真實(shí)力,因此在分析受力時,不要畫出“合力”、“分力”的圖示,即要保持其原滋原味。
4. 為使問題簡化,常要忽略某些次要的力,如物體運(yùn)動速度不大時的空氣阻力及水的阻力,輕桿、輕繩、輕滑輪等輕質(zhì)物體的重力可以不考慮等等。
5. 當(dāng)解決問題先后要對幾個物體進(jìn)行受力析時,通常會先分析受力個數(shù)較少的物體的受力。
6. 物體受到的多個力的作用點(diǎn)可以平移到同一點(diǎn)上,一般為重心處。
綜上所述,要正確進(jìn)行物體受力分析,應(yīng)認(rèn)準(zhǔn)對象,看清環(huán)境,從力的本質(zhì)出發(fā),結(jié)合物體運(yùn)動情況去周密分析,逐一找全,以免漏掉一個力,而每找一個力(在慣性系中),都要問一問施力物體是什么,是否存在這個力,有無重復(fù)多算,以免憑空多加一個力。在分析過程中,應(yīng)重在培養(yǎng)的思維方法,不斷提高能力。
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