物理五,物体受力分析.doc

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1、物理力学模型——物体受力分析1.弹力有、无的判断弹力的产生条件是接触且发生弹性形变。但有的形变明显，有的不明显。那么如何判断相互接触的物体间有无弹力？法1:“假设法”，即假设接触物体撤去，判断研究对象是否能维持现状。若维持现状则接触物体对研究对象没有弹力，因为接触物体使研究对象维持现状等同于没有接触物，即接触物形同虚设，故没冇弹力。若不能维持现状则侑弹力，因为接触物撤去随Z撤去了应该有的弹力，从而改变了研究对彖的现状。可见接触物对研究对彖维持现状起肴举足轻重的作用，故有弹力。例1:如图所示，判断接触面对球有无弹力，已知球静止，接触面光滑。ab【审题】在冬b图

2、屮，若撤去细线，贝庁图1—1故细线屮均有拉力，8图屮若撤去接触面，球仍能保持原来位置不动，所以接触面对球没有弹力；b图屮若撤去斜面，球就不会停在原位置静止，所以斜面对小球有支持力。【解析】图a屮接触血对球没有弹力；图b屮斜面对小球有支持力法2：根据“物体的运动状态”分析弹力。即可以先假设有弹力，分析是否符合物体所处的运动状态。或者由物体所处的运动状态反推弹力是否存在。总Z,物体的受力必须与物体的运动状态符合。同时依据物体的运动状态，由二力平衡（或牛顿第二定律）还可以列方程求解弹力。例2：如图所不，判断接触面MO、ON对球有无弹力，已知球静止，接触面光滑。图1

3、一2【审题】图屮球由于受重力，对水平面ON—定有挤压，故水平面ON对球一定有支持力，假设还受到斜面M0的弹力，如图1—3所示，则球将不会静止，所以斜面M0对球没有弹力。图1一3【解析】水平面ON对球有支持力，斜血M0对球没有弹力。再如例1的a图屮，若斜面对球有弹力，其方向应是垂直斜面且指向球，这样球也不会处于静止状态，所以斜面对球也没有弹力作用。【总结】弹力有、无的判断是难点，分析时常用“假设法”并结合“物体的运动状态”分析。2•弹力的方向弹力是发生弹性形变的物体由于要恢复原状，而对它接触的物体产生的力的作用。所以弹力的方向为物体恢复形变的方向。平面与平面、

4、点、曲面接触时，弹力方向垂育于平面，指向被压或被支持的物体；曲面与点、曲面接触时，弹力方向垂育于过接触点的曲面的切面，特殊的曲面，如圆面时，弹力方向指向圆心。弹力方向与重心位置无关。绳子的弹力方向为：沿着绳子且指向绳子收缩的方向；且同一条绳子内各处的弹力相等杆产生的弹力方向比较复杂，可以沿杆指向杆伸长或收缩的方向，也可不沿杆，与杆成一定的夹角。例3：如图1—4所示，lllii出物体A所受的弹力图］—4C红图屮物体A静止在斜面上b图屮杆A静止在光滑的半圆形的碗中c图屮A球光滑0为圆心，0’为重心。【审题】图a屮接触处为面面接触，由于物体受重力作用，会对斜ifl

5、lMl-J下挤压，余川li要恢复形变，应垂直斜面斜向上凸起，对物体有垂直斜面且指向物体斜向上的弹力。图b«

6、«B处为点与曲面接触，发生的形变为沿半径方向向外凹，要恢复形变就得沿半径向上凸起，C处为点与平面接触，C处碗的形变的方向为斜向下压，要恢复形变就得沿垂直杆的方向向上，所以B处杆受的弹力为垂直过接触点的切面沿半径指向圆心，C处杆受的弹力为垂直杆向上。图c屮接触处为点与

7、11

8、面接触，发生的形变均为沿半径分别向下凹，要恢复形变就得沿半径方向向上卄起，所以在M、N两接触处对A球的弹力为垂直过接触点的切面沿半径方向向上,作用线均过圆心0,而不过球的亲图1—5【

9、解析】如图1—5所示【总结】弹力的方向为物体恢复形变的方向。分析时首先应明确接触处发生的形变是红图屮物体A静止在斜面上b图屮杆A静止在光滑的半圆形的碗中c图屮A球光滑0为圆心，0’为重心。【审题】图a屮接触处为面面接触，由于物体受重力作用，会对斜ifllMl-J下挤压，余川li要恢复形变，应垂直斜面斜向上凸起，对物体有垂直斜面且指向物体斜向上的弹力。图b«

10、«B处为点与曲面接触，发生的形变为沿半径方向向外凹，要恢复形变就得沿半径向上凸起，C处为点与平面接触，C处碗的形变的方向为斜向下压，要恢复形变就得沿垂直杆的方向向上，所以B处杆受的弹力为垂直过接触点的切面

11、沿半径指向圆心，C处杆受的弹力为垂直杆向上。图c屮接触处为点与

12、11

13、面接触，发生的形变均为沿半径分别向下凹，要恢复形变就得沿半径方向向上卄起，所以在M、N两接触处对A球的弹力为垂直过接触点的切面沿半径方向向上,作用线均过圆心0,而不过球的亲图1—5【解析】如图1—5所示【总结】弹力的方向为物体恢复形变的方向。分析时首先应明确接触处发生的形变是怎样的，恢复形变时应向哪个方向恢复。另外应记住平面与平面、点、町血接触，曲面与点、曲面接触，绳、杆弹力方向的特点，才能得以正确分析。例4：如图1-6所示，小车上固定着一根弯成a角的1111杆，杆的另一端固定一个质量为m

14、的球，试分析下列情况下杆对球的弹力的大小和方向：(1