力學(xué)是物理學(xué)的重要內(nèi)容之一,力分析是回答力學(xué)問題的關(guān)鍵步驟。 然而,很多同學(xué)在進(jìn)行受力分析時(shí),由于缺乏耐心和知識(shí)掌握薄弱,常常會(huì)犯這樣或那樣的錯(cuò)誤。 有的學(xué)生甚至根本不知道如何進(jìn)行力分析。 小編整理了一份壓力分析技巧清單,供同學(xué)們參考。
物體受力分析的基本步驟
(1)首先確定研究對象。 您可以將其與周圍物體隔離高中物理繩子受力分析,只分析它所受到的力,而不考慮研究對象對周圍物體的力;
(2)場力(重力、電場力、磁場力等)一般應(yīng)首先分析。
再次分析彈性。 繞研究對象走一圈,找出研究對象與其他對象有多少個(gè)接觸面(點(diǎn))。 根據(jù)接觸面(點(diǎn))的數(shù)量,可能存在多個(gè)彈力。 然后分析這些接觸面(點(diǎn))與研究對象之間是否存在擠壓。 如果有,則畫出彈力。
最后我們來分析一下摩擦力。 根據(jù)產(chǎn)生摩擦的條件,凡是有彈性的地方都可能產(chǎn)生摩擦。然后,根據(jù)接觸面是否粗糙、接觸面與研究對象之間是否有相對運(yùn)動(dòng)或相對運(yùn)動(dòng)趨勢,畫出摩擦力。
(3)根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)趨勢以及物體周圍其他物體的分布,分析待定力,繪制研究對象的受力圖;
(4) 根據(jù)力、平移方程和旋轉(zhuǎn)方程的概念(特例為平移平衡方程和旋轉(zhuǎn)平衡方程),檢驗(yàn)分析的所有力的合力和合力矩是否滿足運(yùn)動(dòng)狀態(tài)問題中給定對象的。 如果不滿足,一定是有遺漏或者用力過猛等錯(cuò)誤,必須重新分析。
分析物體受力時(shí)應(yīng)注意的幾個(gè)問題
1、有時(shí)為了簡化問題,出現(xiàn)一些隱含的表述,如“輕繩”、“輕桿”,表示不考慮繩、桿的重力; 例如“光滑表面”表示不考慮摩擦力。
2. 彈性有多種表現(xiàn)形式。 通常所說的“壓力”、“支撐”、“拉力”、“推力”、“拉力”等實(shí)際上都是彈性。 兩個(gè)物體的接觸是產(chǎn)生彈力的必要條件,但不是充分條件,即接觸不一定產(chǎn)生彈力。 存在由于接觸而沒有彈性的情況。
3、只有當(dāng)兩個(gè)物體的接觸面之間存在彈力時(shí),才有可能產(chǎn)生摩擦。 如果接觸面粗糙,是否有摩擦? 如果有摩擦力,那么方向呢? 這還應(yīng)該由研究對象所經(jīng)歷的其他力和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來確定。
例如,如果將物體A放置在傾斜角θ的粗糙斜坡上,并施加沿斜坡向上作用的力F,則物體A處于靜止?fàn)顟B(tài)。 物體A受到多少力? 從一般的受力分析方法可知,A必然受到重力G、坡面支撐力N和拉力F的影響。但靜摩擦力可能沿坡面向下,也可能沿坡面向上,也可能恰好為零。 這就需要分析物體A與坡度的關(guān)系。 可以確定它們之間的相對運(yùn)動(dòng)趨勢和方向。
4. 連接體的受力分析可以突出隔離方法的優(yōu)點(diǎn)。 隔離法可以將某些內(nèi)力轉(zhuǎn)化為外力,從而應(yīng)用牛頓第二定律。 但是,在選擇研究對象時(shí),一定要根據(jù)自己的需求來選擇。 它可以是連接體中的一個(gè)對象高中物理繩子受力分析,也可以是其中的多個(gè)對象,也可以是整個(gè)對象。 不要盲目隔離,以免問題復(fù)雜化。
5、分析力時(shí),要注意粒子和物體的區(qū)別。 由于物體運(yùn)動(dòng)條件不同或研究側(cè)重點(diǎn)不同,有時(shí)物體可以視為質(zhì)點(diǎn),有時(shí)則不能視為質(zhì)點(diǎn)。 如果不考慮物體的旋轉(zhuǎn),只考慮平移,則可以將物體視為質(zhì)點(diǎn)。 以后用牛頓運(yùn)動(dòng)定律討論力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系時(shí),認(rèn)為物體是粒子,物體受到共同的點(diǎn)力。
6、注意每次分析力時(shí),應(yīng)找出其施力對象,防止過度分析一些不存在的力。 例如,當(dāng)汽車剎車時(shí),它會(huì)繼續(xù)向前移動(dòng)。 這是物體慣性的表現(xiàn),不存在向前的“沖力”。 另一個(gè)例子是當(dāng)一個(gè)物體沿水平方向拋出時(shí)。 當(dāng)物體水平投擲時(shí),它只受到重力的影響,并沒有力將其水平方向投擲。
7. 注意,僅分析研究對象施加的力,不分析研究對象對其他物體施加的力。 例如,如果研究對象是A,那么我們只能分析“A對A”、“B對A”、“C對A”等的力,而不能分析“A對A”的力”、“A對B”、“A對C”的力……不要誤認(rèn)為作用在其他物體上的力是通過“力傳遞”作用在研究對象上的。
例如:兩個(gè)物體A和B并排放置在水平面上。 現(xiàn)在用一個(gè)水平恒力F推動(dòng)物體A,兩個(gè)物體A、B一起運(yùn)動(dòng)。 物體B僅受重力mg、地面支撐力N1、物體A的推力N2和地面摩擦力f的影響。 如果沒有推力F,就不能認(rèn)為F通過物體A傳遞給B。
8. 注意,合力和分力不能同時(shí)用作物體上的力。
例如:當(dāng)質(zhì)量為m的物體靜止在傾斜角為θ的斜面上時(shí),它受到三個(gè)力的影響:重力mg、斜面上的支撐力N和摩擦力f; 不能認(rèn)為物體在斜面上受到重力mg和支撐力N的影響。 以及摩擦力f和五個(gè)力mgsinθ和mgcosθ的影響。 mgsinθ和mgcosθ正是重力沿斜面和垂直斜面的兩個(gè)分量。
9. 請注意,僅分析根據(jù)屬性(場力、彈力、摩擦力等)命名的力,不分析根據(jù)效應(yīng)(向心力、滑動(dòng)力、恢復(fù)力等)命名的力。 例如,鐘擺在擺動(dòng)過程中僅受重力和繩索張力的影響,而不受恢復(fù)力的影響。
10、分析物體所受的力時(shí),除了考慮其與周圍物體的相互作用外,還必須考慮物體的運(yùn)動(dòng)(平衡狀態(tài)、加速或減速、曲線運(yùn)動(dòng))。 當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)不同時(shí)英語作文,它所受到的力必然不同。
例如,當(dāng)放置在水平傳送帶上的物體隨傳送帶移動(dòng)時(shí),如果傳送帶加速,則物體上的靜摩擦力將向前; 如果傳送帶減速,物體上的靜摩擦力就會(huì)向后; 如果傳送帶勻速運(yùn)動(dòng),則物體所受的靜摩擦力將向后。 它不受靜摩擦力的影響。
另請注意,每次繪制力時(shí),必須沿著力的方向繪制箭頭并用符號(hào)標(biāo)記。
學(xué)習(xí)物理不僅僅是背公式、定理,還需要細(xì)心和耐心。 例如,力分析就要求學(xué)生有信心和耐心才能做得更好。