受力分析_物体的平衡.ppt

注意：分析的力为性质力，如重力、弹力、摩擦力等，不要分析效果力，如向心力、回复力等．(3)画受力图——把物体所受的力一一画在受力图上，并标明各力的符号和方向．(4)确定方向——即确定坐标系，规定正方向(5)列方程——根据平衡条件或牛顿第二定律，列出在给定方向上的方程．[步骤(4)(5)是针对某些力是否存在的不确定性而增加的]2．力的正交分解法．力的正交分解法是将已知力按互相垂直的两个方向进行分解的方法．当物体受三个以上的共点力作用时，用正交分解法为好．正交分解往往按解题需要分解，原则上使更多的力落在互相垂直的坐标轴上．二、物体的平衡1．平衡状态物体处于静止或匀速直线运动状态叫做平衡状态．推论1：若物体受多个力平衡，则其中任意一个力与其余力的合力一定大小相等方向相反且作用在同一直线上一、物体受力分析的原则1．根据力的概念，从施力物体出发，进行受力分析．2．从力产生的原因出发，进行受力分析，一般场力(重力、电场力、磁场力)主要依据这一点进行受力分析．3．从物体所处的状态(平衡和非平衡态)入手结合各种力的特点，然后根据平衡条件或牛顿运动定律进行分析判断．二、运用正交分解法解决物体的平衡问题的主要依据是什么？若物体处于平衡状态，则所受合外力为零，在两个相互垂直的方向上将所有力分解后，在两个方向上分别合成，在这两个方向上的合力都为零，从而获得两个独立的方程．正交分解法的优点是避免了多个成特殊角度的力的矢量合成，分解后，只要处理一条直线上的力的合成问题．三、怎样处理平衡问题？1．情境(1)一般平衡：物质受到若干个力而处于平衡状态．已知其中一些力需求某个力，构建已知力与未知力之间的关系．(2)特殊平衡:①动态平衡：物体受到的若干个力中某些力不断变化，但物体的平衡状态不变．这类问题一般需把握动(如角度)与不动(如重力)的因素及其影响关系2．方法受力分析的对象有时是单个物体，有时是连接体．对单个物体，如果受三个力可以通过平行四边形定则(或三角形定则)应用数学方法来处理．如果单个物体受到三个以上的力一般可利用物理方法来处理．(1)常用的数学方法：①相似三角形：在对力利用平行四边形(或三角形)定则运算中，如果三角形与已知边长(或边长比)的几何三角形相似，则可利用相似三角形对应边成比例的性质求解②菱形转化为直角三角形:如果两个分力大小相等，则所作力的平行四边形是一个菱形，而菱形的两条对角线相互垂直，可将菱形分成四个全等的直角三角形，利用直角三角形的特殊角建立函数式．(2)物理方法(数学运算)：正交分解法可建立两个方程来求解两个未知力．用它来处理平衡问题的基本思路是：①确定研究对象进行受力分析并画出受力图；②建立直角坐标系．让尽可能多的力落在坐标轴上；③按先分解(把所有力分解在x轴、y轴上)再合成的思想，根据Fx＝0和Fy＝0列方程组求解，并进行讨论．1．物体的受力分析例1：如图2­3­1所示，物体b在水平推力F作用下，将物体a挤压在竖直墙壁上．a、b处于静止状态，对于a、b两物体的受力情况，下列说法正确的是()A．a受到两个摩擦力的作用B．a共受到四个力的作用C．b共受到三个力的作用D．a受到墙壁的摩擦力的大小不随F的增大而增大解析：要使b处于平衡状态，a须对b产生一个竖直向上的摩擦力，则a受到b的摩擦力向下(大小等于b的重力)，a要处于平衡状态，还要受到墙壁竖直向上的摩擦力，由整体受力平衡知此力大小不变．分析a、b的受力知它们分别受到五个、四个力的作用，综上所述可知A、D正确．方法点拨：在受力分析时，有些力的大小和方向不能确定，必须根据已经确定的几个力的情况和物体所处的状态判断出未确定的力的情况，以确保受力分析时不漏力、不添力、不错力．变式训练1：如图2­3­2所示，小车M在恒力F作用下，沿水平地面做直线运动，由此可以判断()A．若地面光滑，则小车一定受三个力作用B．若地面粗糙，则小车可能受三个力作用C．若小车做匀速运动，则小车一定受四个力作用D．若小车做加速运动，则小车可能受三个力作用解析：由于F的竖直分力可能等于重力，因此地面可能对物体无弹力作用，A选项错误．F的竖直分力可能小于重力，地面对物体有弹力作用，若地面粗糙，小车受摩擦力作用，故小车只可能受四个力或两个力，B选项错误．若小车做匀速运动，则水平方向所受的摩擦力与F的水平分力平衡，这时一定受重力、弹力、拉力F和摩擦力四个力的作用，C选项正确；若小车做加速运动，当地面光滑时，小车受重力和拉力F的作用或受重力和拉力F及地面的弹力的作用，D选项正确．2．正交分解法在解决平衡问题中的运用例2：质量为m的木块在推力F作用下，在水平地面上做匀速运动，如图2­3­3所示．已知木块与地面间的动摩擦因数为μ，那么木块受到的滑动摩擦力为下列各值中的哪个()A．μmgB．μ(mg＋Fsinθ)C．μ(mg＋Fc