高中物理受力分析的解题技巧 高中物理受力分析知识要点

高中物理受力分析的解题技巧 高中物理受力分析知识要点

对于受力分析的方法的话题,我可以从不同的角度进行分析和讨论,并提供相关的资讯和建议。

高中物理受力分析的解题技巧

 一、静力学问题解题的思路和方法

 1、确定研究对象:并将“对象”隔离出来。必要时应转换研究对象。这种转换,一种情况是换为另一物体,一种情况是包括原“对象”只是扩大范围,将另一物体包括进来。

 2、分析“对象”受到的外力,而且分析“原始力”,不要边分析,边处理力。以受力图表示。

 3、根据情况处理力,或用平行四边形法则,或用三角形法则,或用正交分解法则,提高力合成、分解的目的性,减少盲目性。

 4、对于平衡问题,应用平衡条件∑F=,∑M=,列方程求解,而后讨论。

 5、对于平衡态变化时,各力变化问题,可采用解析法或图解法进行研究。

 静力学习题可以分为三类:

 ①力的合成和分解规律的'运用。

 ②共点力的平衡及变化。

 ③固定转动轴的物体平衡及变化。

 认识物体的平衡及平衡条件

 对于质点而言,若该质点在力的作用下保持静止或匀速直线运动,即加速度为零,则称为平衡,欲使质点平衡须有∑F=0。若将各力正交分解则有:∑FX=0,∑FY=0。

 对于刚体而言,平衡意味着,没有平动加速度即=0,也没有转动加速度即=(静止或匀逮转动),此时应有:∑F=0,∑M=0。

 这里应该指出的是物体在三个力(非平行力)作用下平衡时,据∑F=可以引伸得出以下结论:

 ①三个力必共点。

 ②这三个力矢量组成封闭三角形。

 ③任何两个力的合力必定与第三个力等值反向。

 二、对物体受力的分析及步骤

 (一)、受力分析要点:

 1、明确研究对象

 2、分析物体或结点受力的个数和方向,如果是连结体或重叠体,则用“隔离法”

 3、作图时力较大的力线亦相应长些

 4、每个力标出相应的符号(有力必有名),用英文字母表示

 5、物体或结点:解法。

 受四力以上:用正交分成法或正交分解法。

 受三个力作用:力的合

 6、用正交分解法解题列动力学方程

 ①受力平衡时

 7、一些物体的受力特征:均可传。

 杆或弹簧:拉力、压力(张力)不能传压力。绳或橡筋:不能受拉力

 8、同一绳放在光滑滑轮或光滑挂钩上,两侧绳子受力大小相等,当三段以上绳子在交点打结时,各段绳受力大小一般不相等。

 (二)、受力分析步骤:

 1、判断物体的个数并作图:

 ①重力;

 ②接触力(弹力和摩擦力);

 ③场力(电场力、磁场力)

 2、判断力的方向:

 ①根据力的性质和产生的原因去判;

 ②根据物体的运动状态去判;

 a由牛顿第三定律去判;

 b由牛顿第二定律去判(有加速度的方向物体必受力)

高中受力动态分析怎么做? 最好把几种方法罗列出来 谢谢了

三种方法

前提都是物体在变化前后处于平衡态

根据我这些年的教学经验,以下三种方法足够

1.图形法

使用特征:除了重力外,要有一个力方向不变,这样的问题选用图形法

另外两个力不管如何变化,合力必须与重力等大反向,根据合力一定,两个力的方向确定,解唯一,画图分析就行

2.相似三角形法

使用特征:三个力平衡,但除了重力,另两个力方向都变

,画出俩个力的合力和重力等大反向的图,找到力的三角形和题中已知长度组成的三角形,列三角形相似比例,看长度的变化就得到力的变化了

3.解析式法

使用特征:物体受四个力以上或题中有两个物体

两个物体都各自列正交分解,即X,Y轴合力分别为零(即使受3个力也列正交分解,注意两个物体的话相互作用力相等),看题中所说,找到角度的变化,如角a变大,sina变大 cosa变大,代如四个方程就能看出各力变化了

希望能对你有帮助,你把题目对号入座就行,如果再有不懂,发私信,给你几道例题做说明

高中物理受力分析知识要点

受力分析是高中物理力学的重要内容,学生需要掌握相关知识要点,下面是我给大家带来的,希望对你有帮助。

高中物理受力分析技巧

1.明确研究物件,即首先确定要分析哪个物体的受力情况。

2.隔离分析:将研究物件从周围环境中隔离出来,分析周围物体对它施加了哪些作用。

3.按一定顺序分析:口诀是"一重、二弹、三摩擦、四其他",即先分析重力,再分析弹力和摩擦力。其中重力是非接触力,容易遗漏;弹力和摩擦力的有无要依据其产生条件,切忌想当然凭空新增力。如「调研1」容易错选D选项,认为结点O受到运动员冲击力F以及重力mg的作用。要搞清楚,重力mg是运动员所受的作用力,它不能作用在O上。

4.画好受力分析图。要按顺序检查受力分析是否全面,做到不"多力"也不"少力".

高中物理受力分析方法

整体法是从区域性到全域性的思维过程,是系统论中的整体原理在力学中的应用。它的优点是:通过整体法分析物理问题,可以弄清系统的整体受力情况,从整体上揭示事物的本质和变化规律,从而避开了中间环节的繁琐推算,能够灵活地解决问题。通常在分析这一整体物件之外的物体对整体的作用力外力,不考虑整体内部之间的相互作用力内力时,用整体法。

隔离法就是把要分析的物体从相关的物体体系中隔离出来,作为研究物件,只分析该研究物件以外的物体对该物件的作用力,不考虑研究物件对其他物体的作用力。它的优点是:容易看清单个物体的受力情况,问题处理起来比较方便、简单,便于理解。在分析系统内各物体或一个物体的各个部分间的相互作用时用隔离法。

整体法和隔离法是力学部分常用的分析方法。可以先隔离再整体,也可以先整体再部分隔离。这就是整体法与隔离法的综合应用。

在力学中,解决力学问题时,往往遇到这样一类情况:题中被研究的物件不是单一的一个物体,而是互相关联的几个物体组成一个系统。解这一类问题,一般采用隔离法:即把各个物体隔离开来,分别作受力分析,再根据各自的受力情况和运动情况,应用牛顿运动定律和运动学公式,列式求解。但在这类问题中,往往单用隔离法很难求得结果,解决过程也十分繁复,甚至用隔离法解简直无从着手。这时,我们不妨试用整体法:即把整个系统当作一个整体作为研究物件进行受力分析,再列式求解。这样做,往往能使原来很难求解的问题简单化,无从着手的问题也迎刃而解。 <>的人还:

如何进行受力分析

如何进行受力分析:

在确定了研究对象之后,就要对研究对象进行受力分析.

预备知识:

状态分类:

①平衡态②动力态(非平衡态)

力的分类:(十大性质力)

①重力②万有引力③静电力(或库仑力)④电场力⑤安培力⑥洛伦兹力⑦弹力⑧摩擦力⑨分子力⑩核力

重力不是万有引力,电场力包括静电力(或库仑力).

重力、万有引力、静电力(或库仑力)、电场力、安培力、洛伦兹力,这6种力是场力;弹力、摩擦力这2种是接触力;分子力、核力这2种是粒子力.

一、受力分析的常用顺序

1.习惯性顺口溜

一重二弹三摩擦四其它

重力一定有,弹力看四周,摩擦分动静,方向要判准,其它看情形.

弹力和摩擦力都是接触力,环绕研究对象一周,看研究对象与其他物体有几个接触面(点),每个接触面对研究对象可能有两个接触力(弹力和摩擦力),应根据弹力和摩擦力的产生条件逐一分析.

2.按主动与被动

主动力与被动力:

①主动力:能够自主产生,处于主动地位,mg,kx(弹簧弹力),μFN(滑动摩擦力),浮力(ρgv)等;大小、方向都可以在具体情景中确定,提供不变型;

特点:大小、方向一般都不随外界力或运动状态变化而变化

求解方法:公式法;

②被动力:大小、方向随环境变化而变化,没有自己独立自主的大小和方向,处于被动地位,面、绳、杆的弹力,静摩擦力等;

特点:大小、方向都随外界力和运动状态的变化而变化;在大的约束条件下,可有可无,可以是正方向也可以是负方向,根据需求关系来提供力.

常见约束条件:压力支持力与面垂直,摩擦力与面平行,铰链的弹力只能沿杆,轻绳拉力只能沿绳.

求解方法:假设法、运动状态反推法.

假设法研究被动力(面绳杆弹力、静摩擦力);先对不确定的被动力(面绳杆的弹力、静摩擦力)的有无、方向做出假设,再根据题意进行验证.

运动状态反推法(已知运动反推受力);F与a、△v具有因果关系、矢量关系.

3.先已知力后未知力

先把明确了的力画出来,后根据平衡条件或牛顿第二定律计算推理,求出未知力.

二、弹力的分析

弹力是被动力,不确定力(弹簧弹力是主动弹力),要根据平衡条件或者牛顿第二定律计算反推大小和方向,弹力方向也可根据接触类型和接触方式确定.

主动用公式,被动看状态.

三、摩擦力的分析

1.有弹力、接触面粗糙、有相对运动或相对运动趋势就一定有摩擦力(摩擦力的三个条件).

2.物体和接触面有相对运动(速度不一样)的是滑动摩擦力,滑动摩擦力是主动力,方向与相对运动方向相反,与接触面相切,与弹力方向垂直,大小根据公式f=μFN计算,注意正压力不是重力,若f=μmg只是巧合而已.

3.物体和接触面相对静止(速度一样),但又有相对运动趋势的是静摩擦力,静摩擦力是被动力,方向与相对运动趋势方向相反,与接触面相切,与弹力方向垂直,相对运动趋势方向是很难判断的,具体要根据平衡条件或牛顿第二定律反推大小和方向.

动摩用公式,静摩看状态.

四、受力分析要注意的问题

不能施力分析

注意只分析研究对象所受的力,不分析研究对象对其它物体所施的力.例如所研究的物体是A,那么只能分析“甲对A”、“乙对A”’、“丙对A”……的力,而不能分析“A对甲”、“A对乙”、“A对丙”……的力.

高中物理受力分析的方法

高中物理受力分析的方法

首先要确定研究对象,可以把它从周围物体中隔离出来,只分析它所受的力,不考虑研究对象对周围物体的作用力;

一般应先分析场力(重力、电场力、磁场力等)。

再分析弹力。绕研究对象—周,找出研究对象跟其它物体有几个接触面(点),由几个接触面(点)就有可能受几个弹力。

最后再分析摩擦力。根据摩擦力的产生条件,有弹力的地方就有可能受摩擦力。然后再根据接触面是否粗糙、与研究对象之间是否有相对运动或相对运动趋势。

根据物体的运动或运动趋势及物体周围的其它物体的分布情况,分析待定力,并画出研究对象的受力图。

受力分析

受力分析

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本词条由“科普中国”百科科学词条编写与应用工作项目 审核 。

将研究对象看作一个孤立的物体并分析它所受各外力特性的方法。外力又包括主动力和约束力。又称画隔离体图,或画示力图,是进行力学计算的基础。

中文名

受力分析

外文名

force analysis

所属学科

力学及其下各分支学科等

目录

1 外力种类

主动力

常见约束类型

2 简介

3 解题方法

4 分析实例

5 注意

6 一般顺序

过程简介

注意事项

外力种类

编辑

主动力

(1) 重力

(2) 弹簧弹性力

(3) 静电场力和洛仑兹力[1]

常见约束类型

(1)搁置约束,约束力沿接触面的法线.

(2)(柱)铰座,约束力垂直于转轴,但方向未定,通常用两个彼此垂直的、且垂直于转轴的分力表示.

(3)球铰座,约束力过球心,但方向不定,通常用三个彼此互垂的分力表示.

(4)辊座,约束力垂直于辊座的接触面.

(5)颈轴承与止推轴承,颈轴承处约束力垂直于转轴,但其方向未知,故用两个垂直于轴且彼此相互垂直的分力表示.止推轴承等于颈轴承再加上搁置约束力可画三个分量,一个分量沿轴方向,其他两个分量互垂直垂直于轴.对于复杂的结构进行力学计算时,有时要将各个部件从连接处折开,分别画出每一个部件的受力图,此时必须注意在受力图上表示出在连接处约束力服从作用力与反作用力定律.

简介

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受力分析(forceanalysis)将研究对象看作一个孤立的物体并分析它所受各外力特性的方法。外力包括主动力和约束力(见约束)。分析力的特性主要是为确定这些外力的作用点、方向等。例如重力是地球对物体的引力,属于外加的主动力,作用点在物体的重心,方向铅垂向下。约束力的大小一般是未知的(除非用铡力器作约束体测定其作用力)。有一部分约束的约束力方向是可以确定的。例如绳索的约束力总是拉力,拉紧时方向沿绳;光滑面的约束力总是推力,方向沿该面法线。沿粗糙接触面的约束力就是摩擦力(见摩擦)。物体将开始运动时,摩擦力达到最大值。如果摩擦系数μ已知,最大静摩擦力Fm与法向反力N的数值关系为Fm=μN。在平衡情况下,摩擦力F的大小可以是从0到Fm之间的任一个值,其大小应根据力的平衡条件来计算。另外,由铰链的构造还可确定约束力的方向。例如圆柱铰的约束力可用垂直于圆柱轴的平面上的两个力表示;又如活动支座约束力的方向可用垂直于支承面的一个力N表示。

由牛顿运动定律可知,物体是否平衡由外力确定,物体不平衡时的加速度也由外力确定,都与物体内部相互作用的内力无关。所以求解力学问题时,常有意识地选取某部分作为研究对象,把它看作一个物体,并把它从周围环境的约束中割开,而加以相应的外力。解除约束后的物体称为隔离体。画出隔离体及其所受全部外力的图称为受力图。例如重为G的梯子AB置于光滑的铅垂墙和租糙的水平地面之间(图1),地面和梯接触的摩擦力为F,梯子D点和墙体E点间用水平绳拉紧。若把梯子作为隔离体,它的受力图如图l所示。其中T为绳的张力;G为梯的重力;NA为光滑墙的反力;NB为地面反力;F为摩擦力。梯子将要滑动时,F达到最大摩擦力μNR,一骰情况F<μNB。

图1斜靠在光滑墙上的梯子受力图

如果整个物体的受力图尚不足以达到解题目的(方程个数少于未知力个数),可依物体内部结构的特点,把它拆为两个隔离体,拆离处的相互作用力满足作用和反作用定律。从这两个隔离体的受力图,可写出增加的方程数目,以达到解题目的。

例如,图2的三铰拱,由于用了两个固定铰链支座,因此有四个支座反力XA,YA,XB,YB(图3a)。由整体列出的三个平衡方程不足以解出这四个未知数。这时可从中间铰C处将它拆成两部分,画出两个受力图(图3b)。在铰C处,两个图上的Xα,Yσ大小相等、方向相反。这样,六个未知量XA,XB,XO,YA,YB,yC就可由两个隔离体的六个平衡方程解出。如拆成两部分还不能求解,可拆成几部分。

图2三铰拱

图3三铰拱受力图

求物体内部的某个构件的受力大小,更须将构件拆开。饲如求桁架杆件内力时,可将杆件截断,而附以沿杆的力。[2]

解题方法

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解力学题,重要的一环就是对物体进行正确的受力分析。由于各物体间的作用是交互的,任何一个力学问题都不可能只涉及一个物体,力是不能离开物体而独立存在的。所以在解题时,应根据题目的要求,画一简图,运用“隔离法”(整体法也是隔离法),进行受力分析。由于物质分为实体与场,所以,力的作用方式也分为两类,一类是实物对研究对象的作用,其特点是施力物与研究对象直接接触(如摩擦力、空气阻力、弹性力等);另一类是物体通过它所激发的场对研究对象的作用,其特点是激发场的物体与研究对象不直接接触(如重力、静电力等)。在力学中,以场方式作用于研究对象的力经常是重力。由此,得出进行受力分析的规则:在研究物体受哪些力时,除重力外,就只看该物体与之相触的物体,凡与研究对象接触的物体对研究对象都可能有力作用。

分析实例

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实例一:水平面上的物体

1.水平面上的物体一木块静置于桌面上,木块受两个力作用。一是受地球的吸引而受到重力G,方向竖直向下;另一个是木块压在桌面使桌面发生极微小的形变,桌面对木块产生支持力N,方向竖直向上。如图1-8所示

图1-8

,因木块是静止的,所以G和N是作用在木块上的相互平衡的力,它们大小相等方向相反。

受力分析也可以运用假设法。即假设某力不存在,看看对于物体的运动状态是否产生影响。若无影响,则该力不存在。原理:力是改变物体运动状态的原因。

在水平面上运动的木块,除受重力G和支持力N的作用外,还受到滑动摩擦力f的作用。滑动摩擦力f的方向与木块运动方向相反。木块受力图如图1-9所示

图1-9

。木块受空气阻力的方向跟木块运动方向相反。空气阻力的大小跟物体的运动速度,以及物体的横截面大小有关。

图1-10

如果用水平的绳拉木块前进,木块除受重力G,支持力N和滑动摩擦力f的作用外,还受到绳的拉力F,木块共受四个力,如图1-10所示。

实例二:在斜面上运动的物体

2.在斜面上运动的物体:如图1-11所示,一木块沿斜面下滑,木块受到竖直向下的重力G。木块压斜面,斜面发生形变而对木块产生支持力N,方向垂直于斜面并指向被支持的木块。木块还受到与其运动方向相反,沿斜面向上的滑动摩擦力f。重力沿斜面的分力使物体沿斜面加速下滑而不存在一个独立于重力之外的所谓“下滑力”。

图1-11

实例三:一轻绳通过定滑轮

3.一轻绳通过定滑轮,用一水平力F拉物体A使之向右运动,B落于A上,其间的摩擦系数为μ1,A与桌面间摩擦系数为μ2,不计空气阻力,分析A、B所受的力。如图1-12所示。

图1-12

先研究物体A。如图1-13所示。A受地球吸引力 (向下),与A接触的有人、物体B、绳、桌面、空气。分析得:人对A的拉力 (向右),B对A的正压力(向下),B给A的摩擦力 (向左),绳的拉力 (向左),桌面对A的正压力 (向上,也叫支持力),桌面施于A的摩擦力 (向左)。

图1-13

其次,以物体B为研究对象。如图1-14所示。

图1-14

B受地球的引力 (向下),与B接触的有物体A、绳和空气。A对B的正压力 (向上),A对B的摩擦力 (向右),绳子的拉力 (向左)。

注意:

f1与f1'是一对作用力和反作用力。

N1与N1'是一对作用力和反作用力。而f1=μ1N1,f2=μ2N2。

注意

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在教学中应该注意,尽管物体静止在水平地面上时,重物对地面的压力与物体的重力在数值上相等,但在某些场合下,压力并不等于重力。产生重力作用不一定要两物接触,而压力则必须要两物接触才能产生。还应讲明的是,物体对斜面的压力就不等于物体的重力。当斜面上的物体下滑时,重力G分解为沿斜面平行的分力F1和沿斜面垂直的分力F2。F1可称为下滑力,F2称为正压力。

一般顺序

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过程简介

1.受力分析的定义:把指定物体(研究对象)在特定物理情景中所受的所有外力找出来,并画出受力图,这就是受力分析。

2.受力分析的一般顺序:先分析场力(重力、电场力、磁场力),再分析接触力(弹力、摩擦力),最后分析其他力。

3.受力分析的一般步骤:

(1)选取研究对象:即确定受力分析的物体。研究对象可以是单个的物体,也可以是物体的系统组合。

(2)隔离物体分析:将研究对象从周围的物体中隔离出来,进而分析物体受到的重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力等,检查周围有哪些物体对它施加了力的作用。

(3)画出受力示意图:按照一定顺序进行受力分析.一般先分析重力;然后环绕物体一周,找出跟研究对象接触的物体,并逐个分析弹力和摩擦力;最后再分析其它场力。在受力分析的过程中,要边分析边画受力图(养成画受力图的好习惯).只画性质力,不画效果力。

(4)检查受力分析是否有误:受力分析完后,检查画出的每一个力能否找出它的施力物体,检查分析结果能否使研究对象处于题目所给运动状态,否则,必然发生了漏力、多力或错力现象。

注意事项

①只分析研究对象所受的力,不分析对其它物体所施加的力。切记不要把作用在其它物体上的力错误的认为“力的传递”作用在研究对象上。

②只分析按性质命名的力,不分析按效果命名的力(下滑力、向心力、回复力)。

③每分析一个力,都应找出施力物体,以防多分析出某些不存在的力。

④合力和分力不能同时作为物体所受的力。

1. 明确研究对象

进行受力分析前,要先弄清受力的对象。我们常说的“隔离法”、“整体法”,指的是受力的对象是单个物体,还是由多个物体组成的整体。对于连接体,在进行受力分析时,往往要变换几次研究对象之后才能解决问题。

有时候,选取所求力的受力物体为研究对象,却很难求出这个力,这时可以转移对象,选取这个力的施力物体为研究对象,求出它的反作用力,再根据牛顿第三定律,求出所求力。

2. 有序地分析受力

同学们要养成按一定的步骤进行受力分析的习惯,这样可以避免漏力或添力。一般分三步走:先分析重力,然后找出跟研究对象接触的物体,分析接触力,如弹力、摩擦力等,最后分析电场力、磁场力等。

确定物体是否受到力的作用,有三个常用的方法:

(1)假设法;

(2)根据运动状态判断受力情况;

(3)用牛顿第三定律。

3. 认真地检查

作完受力分析后还要认真地检查,看看所画出的每个力能否都找出施力物体,能否都找出反作用力,能否使研究对象处于题中所给的运动状态。

最后应向同学们强调,理解力的概念,掌握力的特点,是正确分析受力的基础和依据。要想熟练掌握,还需要通过一定量的练习,不断加深对物体运动规律的认识,反复体会方法,总结技巧才能达到。

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参考资料

1. 主动力 .百度百科[引用日期2013-06-5]

2. 汪掌诼.《中国大百科全书》74卷(第一版)力学 词条:受力分析:中国大百科全书出版社,1987:430页

词条标签:

中国力学学会 , 理学

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外力种类

主动力

常见约束类型

简介

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好了,今天关于受力分析的方法就到这里了。希望大家对受力分析的方法有更深入的了解,同时也希望这个话题受力分析的方法的解答可以帮助到大家。

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