《力物体的平衡》PPT课件.ppt

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1、第一章 力物体的平衡§1.3受力分析一.什么叫物体的受力分析?分析研究对象所受到的研究对象以外的物体对它的作用力(外力),而不分析研究对象对研究对象以外的物体施加的力,也不分析研究对象内部各部分之间的相互作用力.(内力)二.受力分析按什么程序进行?1.灵活选择明确研究对象,整体法和隔离法相结合研究对象可以是某一个物体,也可以是几个物体组成的系统。求各部分加速度相同的联接体中的加速度或合外力时,优先考虑“整体法”;如果还要求物体间的作用力,再用“隔离法”.当各部分加速度不同时,一般采用“隔离法”.也可以采用“整体法”解题.例1.在粗糙水平面上放着

2、一个三角形木块abc,在它的两个粗糙斜面上分别放有质量为m1和m2的两个物体,m1>m2,β>α,若两物体分别以v1和v2沿斜面向下做匀速运动,且v1>v2,三角形木块保持静止状态,则粗糙水平面对三角形木块A.摩擦力的方向水平向右B.摩擦力的方向水平向左C.摩擦力的方向不能确定D.以上结论都不对Dαβm1m2abcM+2mgN解2:由于三角形木块和斜面上的两物体加速度均相等,可以把它们看成一个整体,竖直方向受到重力(M+m1+m2)g和支持力N作用处于平衡状态,水平方向无任何滑动趋势,因此不受地面的摩擦力作用.如果连接体中各部分的加速度相同,并

3、且不涉及到物体之间的相互作用力时,优先考虑选用“整体法”.αβm1m2abcv1v2解1:隔离法.例2.底座A上有一根直立长杆,其总质量为M,杆上套有质量为m的环B,它与杆有摩擦,设摩擦力的大小恒定。当环从底座以初速度v向上飞起时,底座保持静止,环的加速度大小为a,求环在升起过程中,底座对水平面的压力分别是多大?v解1:环向上做匀减速运动,底座连同直杆静止mgfa环v①底座MgNf’②③④因此底座对水平地面的压力解2:对环杆(连同底座)为研究对象,根据牛顿第二定律得.因此底座对水平地面的压力例3.如图所示:一圆筒形气缸,静置于地面上,气缸筒的质

4、量为M,活塞(连同手柄)的质量为m,气缸内部横截面积为S,大气压为P0,若用手提住活塞手柄缓慢上提,设气缸足够长,不计气缸内气体重量和各处摩擦,试求气缸刚被提离地面时缸内气体的压强.mMS解1:以活塞为研究对象mgp0spsF以汽缸和活塞组成的系统为研究对象联立以上两式解出气体的压强①②mMS解2:以汽缸为研究对象Mgpsp0s因此气体的压强求固体封闭气体的压强,首先应灵活选择研究对象,对研究对象按顺序进行受力分析,注意不要漏掉内、外气体的压力.解:以物体和绳整体为研究对象,根据牛顿第二定律得:例4.用质量为m、长度为L的质量均匀分布的绳(下垂

5、度不计)沿着光滑水平面拉动质量为M的物体,在绳的一端所施加的水平拉力为F,求绳中各处张力的大小。FmM以物体和靠近物体x长的绳为研究对象,同理:联立①②两式解出绳中靠近物体x长处的张力大小连接体问题的“连接”的本质是物体之间相互联系的相互作用力(不一定相互接触).连接体问题求解的关键是灵活选择研究对象,对研究对象认真受力分析和运动分析.①②③例5.如图所示,在托盘测力计上放一个重量为5N的斜木块,斜木块的斜面倾角为370,现将一个重量为5N的小铁块无摩擦地从斜面滑下,在小铁块下滑的过程中,测力计的示数为(g=10m/s2)    ( )A.8.

6、2NB.7NC.7.4ND.10NA370gsin370axay解1:隔离法(略)。解2:整体法用牛顿第二定律的分量式求解。解3:整体法用超重失重观点求解。斜木块和小铁块组成的系统,小铁块失重Gsin2370=1.8N,故测力计的示数为10N-1.8N=8.2N例6(全国高考题)下图中容器A、B各有一个可自由移动的轻活塞,活塞下面是水,上面是空气,大气压恒定。A、B的底部由带有阀门K的通道相连,整个装置与外界绝热。原先,A中的水面比B中高,打开阀门,使A中的水逐渐向B中流,最后达到平衡。在这个过程中()大气压力对水做功,水的内能增加B.水克服大

7、气压力做功,水的内能减少C.大气压力对水不做功,水的内能不变D.大气压力对水不做功,水的内能增加ABKD研究对象的选取是解决问题的关键。一般来说选择已知量较多的物体作为研究对象。不过有些问题研究对象的选取也不是一眼就能看出的,需要具体问题具体分析,然后确定哪部分物体作为研究对象,才能有效地解决问题,巧妙地选取研究对象,能使繁杂问题迅速得到简化。本题中,选取A、B两容器中所有的水为研究对象,大气压力对两边活塞做功合功为零;水的重力对水做功,整个装置与外界绝热,根据热力学第一定律可知,水的内能增加。若选取最后平衡时水平面上方A中的水为研究对象,可等

8、效认为其迁移到最后平衡时水平面下方B中,其重心下降,可知水的重力对水做功,水的重力势能减少,根据能量守恒定律可知,水的内能增加。2.按顺序分析物体受到

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