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专题 受力分析
引言:高中物理10大难点之一 ——受力分析 一、难点形成原因:
1、力是物体间的相互作用。受力分析时,这种相互作用只能凭着各力的产生条件和方向要求,再加上抽象的思维想象去画,不像实物那么明显,这对于刚升入高中的学生来说,多习惯于直观形象,缺乏抽象的逻辑思惟,所以形成了难点。
2、有些力的方向比较好判断,如:重力、电场力、磁场力等,但有些力的方向难以确定。如:弹力、摩擦力等,虽然发生在接触处,但在接触的地方是否存在、方向如何却难以把握。
3、受力分析时除了将各力的产生要求、方向的判断方法熟练掌握外,同时还要与物体的运动状态相联系,这就需要一定的综合能力。由于学生对物理知识掌握不全,导致综合分析能力下降,影响了受力分析准确性和全面性。
二、难点突破策略:
物体的受力情况决定了物体的运动状态,正确分析物体的受力,是研究力学问题的关键。受力分析就是分析物体受到周围其它物体的作用。为了保证分析结果正确,应从以下几个方面突破难点。 1.受力分析的方法:整体法和隔离法
整体法 将几个物体作为一个整体来分析的隔离法 将研究对象与周围物体分隔开的方法 研究系统内物体之间的相互作用力 分析它受到周围其他物体对它概念 方法 研究系统外的物体对系统整体的作选用原则 用力 分析整体周围其他物体对整体的作注意问题 用。而不画整体内部物体间的相互的作用力 作用。 2.受力分析的依据:各种性质力的产生条件及各力方向的特点 3.受力分析的步骤 :
为了在受力分析时不多分析力,也不漏力,一般情况下按下面的步骤进行: (1)确定研究对象 一般可以是某个物体也可以是整体(多个物体看成整体)。 (2)按顺序画力
a.先画重力:作用点画在物体的重心,方向竖直向下。
b.次画已知力(题目中给予的力F)
c.再画接触力—(弹力和摩擦力):看研究对象跟周围其他物体有几个接触点(面),先对某个接触点(面)分析,若有挤压,则画出弹力,若还有相对运动或相对运动的趋势,则再画出摩擦力。分析完一个接触点(面)后,再依次分析其他的接触点(面)。
d.再画其他场力:看是否有电、磁场力作用,如有则画出。 (3)验证:
a.每一个力都应找到对应的施力物体 b.受的力应与物体的运动状态对应。 说明:
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(1)只分析研究对象受的根据性质命名的实际力(如:重力、弹力、摩擦力等),不画它对别的物体的作用力。 (2)合力和分力不能同时作为物体所受的力。
(3)每一个力都应找到施力物体,防止“漏力”和“添力”。
(4)可看成质点的物体,力的作用点可画在重心上,对有转动效果的物体,则力应画在实际位置上。
(5)为了使问题简化,常忽略某些次要的力。如物体速度不大时的空气阻力、物体在空气中所受的浮力等。 (6)分析物体受力时,除了考虑它与周围物体的作用外,还要考虑物体的运动情况(平衡状态、加速或减速),当物体的运动情况不同时,其情况也不同。 4. 共点力的平衡
1)平衡状态:对质点是指静止状态或匀速直线运动状态,对转动的物体是指静止状态或匀速转动状态。 2)平衡条件:共点力作用下物体的平衡条件:合力为零,即F合=0 3)平衡条件的推论:二力平衡时,两个力必等大、反向、共线;
【精解】
一、受力分析的常用方法以及应注意的问题 1、常用方法 (1).隔离法
为了弄清系统(连接体)内某个物体的受力和运动情况,一般可采用隔离法. 运用隔离法解题的基本步骤是: ○1明确研究对象或过程、状态;
○2将某个研究对象、某段运动过程或某个状态从全过程中隔离出来; ○3画出某状态下的受力图或运动过程示意图; ○4选用适当的物理规律列方程求解. (2).整体法
当只涉及研究系统而不涉及系统内部某些物体的力和运动