正确进行受力分析

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1、正确进行受力分析正确进行受力分析袁宇　　正确对物体受力分析是解决力学题目的关键。在初中阶段主要初步学习了重力、摩擦力、弹力。受力分析就是要分析出这些力。如何使分析结果正确，特别是同一研究对象条件稍作改变，受力分析时不至于凭空多加力也不随意少力，我们不妨按力的种类进行分步分析，并在每步中掌握判断有无此力的方法，这样可使受力分析有条不紊。　　重力是由于地球的吸引而使物体受到的力。因此只要物体在地球附近，无论物体与地球接触不接触，一切物体都受到重力作用。所以毫无疑问的首先在研究对象上分析出竖直向下的重力。　　物体受到

2、重力、电荷间的相互作用力、磁极间的相互作用力外，如果物体不接触是不能产生力的，所以要有弹力，研究对象必须与其它物体接触。但是物体间接触不一定有弹力，还必须发生挤压而产生弹性形变。例如，图1中小球用线系住挂在天花板上，斜面和小球下部接触并使悬线倾斜一定角度，这时斜面对小球有支持力。但若斜面向右移动，使悬线保持竖直方向，如图2，这时虽然小球和斜面接触，但斜面对小球没有支持力。　　如何判断物体间相互接触有无弹力？我们可以假设接触物体撤去，判断研究对象是否维持现状。若维持现状则接触物体对研究对象没有弹力，因为接触物体使

3、研究对象维持现状等同于没有接触物而研究对象处于现状，接触物形同虚设，故没有弹力。若不能维持现状则有弹力，因为接触物撤去随之撤去了应该有的弹力，从而改变了研究对象的现状。可见接触物对研究对象维持现状起着举足轻重的作用，故有弹力。图1，若撤去斜面，小球就不可能停留在原来的位置，要向右运动，所以斜面对小球有支持力，图2，若撤去斜面小球仍保持原来位置不动，所以斜面对小球没有支持力。图1　　图2　　如果一个物体在一个粗糙物体表现上运动、有相对运动趋势或者滚动，则物体受到滑动摩擦力、静摩擦力、滚动摩擦力。一般情况只要接触表

4、面粗糙且研究对象在其表面上滑动或者滚动即可很容易地判断出滑动摩擦力和滚动摩擦力。要有静摩擦力除了接触表面粗糙还要求研究对象静止在其表面上有相对运动趋势。相对运动趋势有时很难断定，而且研究对象静止在其表面上不一定有相对运动趋势，从而就不一定有静摩擦力。例如，图3中小球在A点位置用线系住，挂在竖直粗糙的墙上不动，此时墙对小球就没有摩擦力，若把线系在小球B点位置且小球不动，如图4，此时墙对小球就有摩擦力了。图3　　图4　　如何判断有无静摩擦力？我们也可以用假设法，假设接触表面光滑判断研究对象是否维持现状。若维持现状则

5、无摩擦力，因为粗糙表面等同于光滑表面使物体维持现状，而光滑表面对研究对象是没有摩擦力的，故粗糙表面对研究对象没有摩擦力。若不能维持现状则有摩擦力，因为表面由粗糙变成光滑缺少了应该有的静摩擦力，从而使物体不能维持现状。可见使物体维持现状正是因为其中有这个静摩擦力作用的结果。利用上述方法，图3中假设墙面光滑，小球将维持现状不动，故墙对小球没有静摩擦力。图4中假设墙面光滑，小球将运动而不能维持现状，故有静摩擦力。　　掌握上述步骤和力的判断方法，我们就可以对研究对象进行正确的受力分析。　　例1.如图5所示，小球用线系住

6、挂在天花板上并与墙面接触，画出小球的受力示意图。　　分析：一、首先画出小球受到的重力G；二、小球与悬线和墙面接触。若撤去悬线小球下落，故悬线对小球有竖直向上拉力T.若撤去墙面小球维持现状不动，故墙面对小球没有推力；三、若墙面光滑小球维持现状不动，故墙面对小球没有静摩擦力。因此小球受到重力G和拉力T。图5　　例2.如图6所示，木块放在斜面上静止不动，试画出木块受力示意图。图6　　分析：一、首先画出木块受到的重力G；二、木块与斜面接触，若撤去斜面木块将下落，不能维持现状，故斜面对木块有垂直于斜面向上的支持力N；三、

7、若斜面光滑木块将下滑而不能维持现状，故斜面对木块有沿斜面向上静摩擦力f，因此木块受到重力G、斜面的支持力N和静摩擦力f。