物体的受力(动态平衡)分析及典型例题

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1、物体的受力（动态平衡）分析及典型例题受力分析就是分析物体的受力，受力分析是研究力学问题的基础，是研究力学问题的关键。受力分析的依据是各种力的产生条件及方向特点。一.几种常见力的产生条件及方向特点。1.重力。重力是由于地球对物体的吸引而使物体受到的力，只要物体在地球上，物体就会受到重力。重力不是地球对物体的引力。重力与万有引力的关系是高中物理的一个小难点。重力的方向：竖直向下。2.弹力。弹力的产生条件是接触且发生弹性形变。判断弹力有无的方法：假设法和运动状态分析法。弹力的方向与施力物体形变的方向相反

2、，与施力物体恢复形变的方向相同。弹力的方向的判断：面面接触垂直于面，点面接触垂直于面，点线接触垂直于线。【例1】如图1—1所示，判断接触面对球有无弹力，已知球静止，接触面光滑。图a中接触面对球无弹力；图b中斜面对小球有支持力。图1—2图1—1ab【例2】如图1—2所示，判断接触面MO、ON对球有无弹力，已知球静止，接触面光滑。水平面ON对球有支持力，斜面MO对球无弹力。【例3】如图1—4所示，画出物体A所受的弹力。a图中物体A静止在斜面上。b图中杆A静止在光滑的半圆形的碗中。c图中A球光滑，O为圆

3、心，O＇为重心。图1—4abc-9-【例4】如图1—6所示，小车上固定着一根弯成α角的曲杆，杆的另一端固定一个质量为m的球，试分析下列情况下杆对球的弹力的大小和方向：（1）小车静止；（2）小车以加速度a水平向右加速运动；（3）小车以加速度a水平向左加速运动；（4）加速度满足什么条件时，杆对小球的弹力沿着杆的方向。3.摩擦力。摩擦力的产生条件为：（1）两物体相互接触，且接触面粗糙；（2）接触面间有挤压；（3）有相对运动或相对运动趋势。摩擦力的方向为与接触面相切，与相对运动方向或相对运动趋势方向相反。

4、判断摩擦力有无和方向的方法：假设法、运动状态分析法、牛顿第三定律分析法。【例5】如图1—8所示，判断下列几种情况下物体A与接触面间有、无摩擦力。图1—8图a中物体A静止。图b中物体A沿竖直面下滑，接触面粗糙。图c中物体A沿光滑斜面下滑。图d中物体A静止。图a中无摩擦力产生，图b中无摩擦力产生，图c中无摩擦力产生,图d中有摩擦力产生。【例6】如图1—9所示为皮带传送装置，甲为主动轮，传动过程中皮带不打滑，P、Q分别为两轮边缘上的两点，下列说法正确的是：（B）图1—9A．P、Q两点的摩擦力方向均与轮转

5、动方向相反B．P点的摩擦力方向与甲轮的转动方向相反，Q点的摩擦力方向与乙轮的转动方向相同C．P点的摩擦力方向与甲轮的转动方向相同，Q点的摩擦力方向与乙轮的转动方向相反D．P、Q两点的摩擦力方向均与轮转动方向相同-9-【例7】如图1—10所示，物体A叠放在物体B上，水平地面光滑，外力F作用于物体B上使它们一起运动，试分析两物体受到的静摩擦力的方向。图1—10【例8】如图1—12所示，A、B两物体竖直叠放在水平面上，今用水平力F拉物体，两物体一起匀速运动，试分析A、B间的摩擦力及B与水平面间的摩擦力。

6、图1—12二.受力分析的步骤：（1）确定研究对象，可以是某个物体也可以是整体。高中物理中受力分析的研究对象大多数可看成质点。（2）按顺序画力：a．先画重力：作用点画在物体的重心，方向竖直向下。b．次画已知力c．再画接触力（弹力和摩擦力）：看研究对象跟周围其他物体有几个接触点（面），先对某个接触点（面）分析，若有挤压，则画出弹力，若还有相对运动或相对运动的趋势，则再画出摩擦力。分析完一个接触点（面）后，再依次分析其他的接触点（面）。d．再画其它力：看是否有电场力、磁场力作用，如有则画出。（3）验证：

7、a.每一个力都应找到对应的施力物体和受力物体。对哪个物体进行受力分析，哪个物体就是每一个力的受力物体。b.受的力应与物体的运动状态对应。【例9】如图1—13所示，竖直墙壁光滑，分析静止的木杆受哪几个力作用。-9-三.受力分析的方法：整体法和隔离法。整体法隔离法概念将几个物体作为一个整体来分析的方法将研究对象与周围物体分隔开的方法选用原则研究系统外的物体对系统整体的作用力研究系统内物体之间的相互作用力注意问题分析整体周围其他物体对整体的作用。而不画整体内部物体间的相互作用。分析它受到周围其他物体对它

8、的作用力【例10】如图1—14所示，Ａ、Ｂ、Ｃ叠放于水平地面上，加一水平力Ｆ，三物体仍静止，分析Ａ、Ｂ、Ｃ的受力情况。【总结】用隔离法分析物体受力时应将研究的物体单独拿出来，不要都画在一起，以免出现混乱。隔离法分析物体受力时要特别注意牛顿第三定律分析法的使用。给每个力起好名字。【例11】如图1—15所示，物体Ａ、Ｂ静止，画出Ａ、Ｂ的受力图。图1—16【例12】如图1—16所示，用两相同的夹板夹住三个重为G的物体A、B、C，三个物体均保持静止，请分析各个物体的受力情况.-9-【例13