2019高考物理 模型系列之算法模型 专题01 受力分析模型学案.pdf

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1、专题01受力分析模型模型界定正确对物体进行受力分析是解决力学问题的前提和关键之一.本模型对准确分析物体所受外力的有关知识、力的判据、分析步骤、注意事项等作一归纳.模型破解1.基本知识与方法(i)力的图示力的图示是用一根带箭头的线段直观的表示一个力的方法.线段的长度表示力的大小,箭头指向表示力的方向,箭尾(有时用箭头)表示力的作用点.(ii)力的示意图在画图分析物体的受力情况时,有时并不需要精确表示出力的大小,只需要将力的方向画正确,对线段长度无严格要求,大致能反映出力的相对大小即可,这种力图称为力的示意图.(iii)受力分析受力分析是指准确分析出物体所受到的外

2、力,并用力的示意图表示出来的过程.(iv)隔离法在分析研究对象受力情况时,需要将其从周围环境中隔离出来,并将周围物体对他的作用力一一用力的示意图表示出来的一种分析方法.(v)整体法取多个相关联的物体作为研究对象,分析研究对象以外的物体对研究对象整体的作用力.此方法中不需分析研究内部物体间的相互作用.(vi)内力与外力内力是指研究对象内部物体间的相互作用力;外力是指研究对象以外的物体对研究对象的作用力.(vii)各种性质的力(I)重力①产生条件地球表面的物体都受到重力作用.但微观粒子如质子、电子、粒子、离子等不考虑重力作用.②大小G=mg，g=9.8N/kg.○

3、a在地球表面上不同的地方，物体的重力大小是不同的，纬度越高，物体的重力越大，因而同一物体，在两极比赤道受到的重力大.○b一个物体的重力不受运动状态的影响，与是否还受其他力的作用也无关系.③方向重力的方向为竖直向下（即垂直于水平面向下）.○a重力的方向沿铅垂线方向，与水平面垂直，不一定指向地心，但在两极和在赤道上的物体，所受重力的方向指向地心。○b重力的方向不受其他作用力的影响，与运动状态也没有关系.④作用点重心上○a重心是一个等效概念,其位置不一定在物体上○b物体重心的位置与物体的形状及质量分布有关,与物体的运动状态无关.(II)弹力①产生条件○a物体间直接接

4、触；○b接触处发生弹性形②大小弹力大小与物体的状态有关,通常需从平衡条件或牛顿定律来计算.但弹簧弹力大小可由胡克定律计算.③方向（1）接触弹力的方向○a平面与平面接触，弹力的方向总是垂直于平面指向受力物体○b点与平面接触，弹力的方向总是过点垂直于平面指向受力物体.○c球面与球面接触，弹力方向总是沿球心连线指向受力物体.○d球面与点接触，弹力方向总是过点垂直于球面切面指向受力物体（2）绳、橡皮条、钢丝等柔软体的弹力方向以绳为代表，对于轻绳，绳中每处张力都大小相同，方向沿绳指向绳收缩的方向，对于质量不能忽略的绳，绳中某处张力的方向沿着该点绳的切线方向.（3）轻杆的

5、弹力方向杆的弹力可以沿任意方向，而不一定沿杆的方向，但当轻质杆只有两端受力时，两端的弹力方向一定沿着杆的方向.（4）轻弹簧弹力的方向轻弹簧两端弹力的方向，与弹簧中心轴线相重合，指向弹簧恢复原状的方向.④作用点○a绳、杆、弹簧的弹力在接触点处○b接触面的弹力作用在接触面上,其等效作用点位置与物体的运动状态有关.(III)摩擦力①产生条件○a具备弹力产生的条件：接触、弹性形变○b存在相对运动或相对运动的趋势○c接触面粗糙②大小(1)静摩擦力○a与相对运动趋势强弱程度有关，取值范围0＜F≤F,可利用平衡条件或牛顿运动定律求解.μmax○b静摩擦力的大小与正压力无关，

6、但最大静摩擦力与压力成正比,同样压力下最大静摩擦力F略大于滑动max摩擦力，若无特殊说明可认为它们数值相等.(2)滑动摩擦力F=μF其中动摩擦因数μ与接触面粗糙程度、接触面材料有关fN,③方向○a总是沿着接触面的切线方向○b总是与相对运动或相对运动趋势的方向相反,可用相接触物体互为参考系判断○c可能与速度同向为动力，可能与速度反向为阻力，也可能与速度方向垂直，即可与速度方向成任意角度大小④作用点在接触面上，作图时常等效到一点上.(IV)万有引力①产生条件任意两物体之间都存在万有引力作用,但通常物体之间的万有引力十分微弱,只在天体问题中才考虑万有引力作用.②大小

7、mmFG12,G=6.67×10-11Nm2/kg2r2③方向对于质点或质量分布均匀球体,万有引力沿其连线或球心连线上.④作用点对于质点或质量分布均匀球体,可等效认为作用于质点上或球心上.(V)介质阻力①产生条件在空气或液体等流体中运动的物体都要受到阻力作用,有特殊说明的除外.②大小介质阻力的大小通常与物体的速度、介质本身有关,具有情况需由给定条件确定.③方向与物体相对介质的运动方向成平角或鈍角,垂直於介質與物體的某一作用面,如風帆的帆面等.④作用点作用于物体表面,可等效认为作用于物体上一点.(VI)浮力①产生条件浸入液体或气体中的物体会受到浮力的作用。在气

8、体中通常固体所受浮力可忽略。②大小由阿