淺析高中物理物體受力問(wèn)題
一、力學(xué)的常用分析方法
1.整體法從政治哲學(xué)的角度講,整體是由部分組成的。所謂的整體法,就是指從局部思維到全局思維的過(guò)程,是系統(tǒng)理論中的整體原理在力學(xué)中的應(yīng)用。整體法的優(yōu)點(diǎn)是:應(yīng)用整體法分析物理問(wèn)題,可以系統(tǒng)的弄清整體的受力情況,這樣可以有效的避開(kāi)中間的繁瑣推算環(huán)節(jié),能使受力問(wèn)題得到靈活地解決。整體法一般用在分析這一整體對(duì)象之外的物體對(duì)整體的作用力,不考慮整體內(nèi)部之間的相互作用力。2.隔離法所謂的隔離法,是指把要分析的物體從相關(guān)的物體體系中分離出來(lái),作為受力物體的研究對(duì)象,只分析該研究對(duì)象以外的物體對(duì)該對(duì)象的作用力,不考慮研究對(duì)象對(duì)其他物體的作用力。隔離法的優(yōu)點(diǎn)是:比較容易分清單個(gè)物體的受力情況,處理問(wèn)題比較方便、簡(jiǎn)單,便于對(duì)受力物體的理解。在分析系統(tǒng)內(nèi)部各個(gè)物體間的相互作用力時(shí)用隔離法比較好。
二、對(duì)力的關(guān)系的分析
由于物體在受到力的作用時(shí)會(huì)處于平衡或者非平衡狀態(tài),這就要求我們對(duì)物體處于這兩種狀態(tài)來(lái)進(jìn)行力的分析。
1.物體處于平衡狀態(tài)的受力分析物體處于平衡狀態(tài)下物體受到的合外力為零,計(jì)算合力的方法有:第一,是力的合成法。當(dāng)物體受到三個(gè)力的作用而保持平衡時(shí),可以先求出其中兩個(gè)力的合力,求出的這個(gè)合力必定與第三個(gè)力平衡。第二,是力的分解法。當(dāng)物體受到三個(gè)力作用的而保持平衡時(shí),可以先將其中一個(gè)力沿著另外兩個(gè)分力的方向進(jìn)行分解,在每個(gè)分力的方向上合力都為零。第三,是力的正交分解法。當(dāng)物體受到多個(gè)力的作用而保持平衡時(shí),我們經(jīng)常采用的是正交分解法,以力的作用點(diǎn)做為坐標(biāo)原點(diǎn)建立起平面直角坐標(biāo)系,將受到的力都分解到這兩個(gè)直角坐標(biāo)系的方向上,則可以得出在這兩個(gè)方向上合力都為零。
2.物體處于非平衡狀態(tài)下的受力分析當(dāng)物體處于非平衡狀態(tài)下時(shí),物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)就會(huì)發(fā)生改變,在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生加速度,這就需要運(yùn)用牛頓的第二定律F=ma來(lái)尋找各個(gè)力之間的關(guān)系。通常采用的求合力方法是正交分解法:即取物體運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)閍方向,垂直于物體運(yùn)動(dòng)方向的方向?yàn)閎方向。如果物體在作直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),則合力在a方向上;如果物體在作勻速圓周運(yùn)動(dòng),那么合力則在b方向上,再通過(guò)求合力與分力的'關(guān)系計(jì)算其它的力。
三、受力問(wèn)題例題解析
例1.如圖甲所示,物體A靠在豎直墻壁上,在力F的作用下,A、B保持靜止。物體B受力個(gè)數(shù)是多少?解析:如乙圖所示,物體B受到豎直直向下的重力,受到豎直向上的外力和A對(duì)B的壓力以及A對(duì)B的摩擦力共四張力。例2.兩個(gè)大人與一個(gè)小孩沿河岸拉一條船前進(jìn),兩個(gè)大人的拉力分別為F1=400N,F2=320N,它們的方向如圖1所示.要使船在河流中平行河岸行駛,求小孩對(duì)船施加的最小力的大小和方向?答案及解析:為了使船沿中央航線(xiàn)行駛,必須使得船在垂直于中央航線(xiàn)方向上的合力等于零。因此,小孩拉力的垂直分量必須與兩個(gè)大人拉力的垂直分量平衡,即要求小孩的拉力最小,應(yīng)使小孩的拉力就在垂直于岸的方向上。
四、對(duì)物體受力分析的思考
要想做好高中物理物體受力分析問(wèn)題的題目,首先要明確,解答力學(xué)問(wèn)題的步驟。在解答力學(xué)題目的過(guò)程中,首先,便是明確物體受到哪些力的作用。這里一般是要求能畫(huà)出一個(gè)物體受力示意圖,這樣能夠比較直觀(guān)的分析出物體的受力個(gè)數(shù)。其次,是對(duì)標(biāo)出的物體受到的力進(jìn)行全面的分析,哪些屬于重力,哪些屬于彈力,哪些屬于摩擦力。再次,是確定使用什么方法來(lái)分析受力情況,一般有整體法和隔離法兩種。第四,就是確定物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),看物體是處于運(yùn)動(dòng)還是靜止?fàn)顟B(tài),好對(duì)物體受力進(jìn)行計(jì)算。最后,就是認(rèn)真分析做力學(xué)題的整個(gè)過(guò)程,確保分析的正確性。
五、結(jié)語(yǔ)
通過(guò)上文可以得出,想要對(duì)物體進(jìn)行受力分析,不但要結(jié)合物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(包括平衡狀態(tài)和非平衡狀態(tài)),分析物體受力的總數(shù)目,分析每個(gè)力的性質(zhì)、大小和方向。還要積極利用圖形,完好地展示出物體受力的過(guò)程,能夠?qū)κ芰Φ奈矬w有個(gè)直觀(guān)的了解,利于受力問(wèn)題題目的解題。對(duì)物體正確地進(jìn)行受力分析是求解力學(xué)問(wèn)題必不可少的一個(gè)關(guān)鍵,在整個(gè)高中物理的學(xué)習(xí)中都占有極其重要的作用。
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