受力分析專題ppt課件.ppt

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1、受力分析專題1．概念：把研究對象(指定物體)在指定的物理環(huán)境中受到的所有力都分析出來，并畫出物體所受力的，這個過程就是受力分析．2．受力分析的一般順序先分析，再分析(彈力、摩擦力)，最后分析其他力(電磁力、浮力等)．知識點1：受力分析示意圖重力接觸力一、受力分析的一般方法1．整體法與隔離法整體法隔離法概念將加速度相同的幾個物體作為一個整體來分析的方法將研究對象與周圍物體分隔開的方法選用原則研究系統(tǒng)外的物體對系統(tǒng)整體的作用力研究系統(tǒng)內(nèi)物體之間的相互作用力注意問題受力分析時不要再考慮系統(tǒng)內(nèi)物體間的相互作用一般隔離受力較少的物體例：在粗糙水平面上放著一個三角形木塊abc

2、,在它的兩個粗例：如圖所示,質(zhì)量M=10千克的木楔ABC靜置于粗糙水平地面上,滑動摩擦系數(shù)μ=0.02.在木楔的傾角θ為30°的斜面上,有一質(zhì)量m=1.0千克的物塊由靜止開始沿斜面下滑.當滑行路程S=1.4米時,其速度v=1.4米/秒.在這過程中木楔沒有動.求地面對木楔的摩擦力的大小和方向.(重力加速度取g=10m/s2)解：由勻加速運動公式v2=v02+2as,得物塊沿斜面下滑的加速度為a=v2/2S=1.42/2.8=0.7m/s2①由于a

3、a②mgcosθ-N1=0③θACBmMmgf1N1ABC分析木楔受力,它受五個力作用,如圖所示,MgN1f1N2f2對于水平方向,由牛頓定律,有f2+f1cosθ-N1sinθ=0④由此可解得地面作用于木楔的摩擦力f2=N1sinθ-f1cosθ=mgcosθsinθ-(mgsinθ-ma)cosθ=macosθ=1×0.7×0.866=0.61N此力的方向與圖中所設的一致(由C指向B的方向)θACBmMaxa又解：以系統(tǒng)為研究對象，木楔靜止，物體有沿斜面的加速度a，一定受到沿斜面方向的合外力，由正交分解法,水平方向的加速度ax一定是地面對木楔的摩擦力產(chǎn)生的?！?/p>

4、f=max=macosθ=0.61N∴f1=mgsinθ-maN1=mgcosθ例:如圖所示，A、B兩物體的質(zhì)量分別是m1和m2，其接觸面光滑，與水平面的夾角為θ，若A、B與水平地面的動摩擦系數(shù)都是μ，用水平力F推A，使A、B一起加速運動，求：（1）A、B間的相互作用力（2）為維持A、B間不發(fā)生相對滑動，力F的取值范圍。分析與解：A在F的作用下，有沿A、B間斜面向上運動的趨勢，據(jù)題意，A、B間恰好不發(fā)生相對滑動時，則A處恰好不脫離水平面，即A不受到水平面的支持力，此時A與水平面間的摩擦力為零。BAθF（1）對A受力分析如圖所示:AθFm1gN因此有：Ncosθ=m

5、1g[1]F-Nsinθ=m1a[2]∴N=m1g/cosθNcosθ=m1g[1]F-Nsinθ=m1a[2]（2）對B受力分析如圖所示，則：m2gNN2f2BθN2=m2g+Ncosθ[3]f2=μN2[4]將[1]、[3]代入[4]式得：f2=μ(m1+m2)g取A、B組成的系統(tǒng)，有：F-f2=(m1+m2)a[5]由[1]、[2]、[5]式解得：F=m1g(m1+m2)(tgθ+μ)/m2故A、B不發(fā)生相對滑動時F的取值范圍為：0＜F≤m1g(m1+m2)(tgθ+μ)/m2想一想：當A、B與水平地面間光滑時,且m1=m2=m時,則F的取值范圍是多少？Aθ

6、Fm1gN（0＜F≤2mgtgθ）2.假設法若分析某個作用力是否作用在物體上，答案又不好確定時，就可以用這種方法．如圖所示，水平傳送帶上，一物體隨傳送帶一起做勻速運動，問物體受到向前的水平作用力嗎？由于水平方向上的受力不好確定，這時假設法就派上用場了．假設物體受到向前的作用力，但這樣一來，物體就得做加速運動．這與已知的做勻速運動相矛盾，所以水平方向上的作用力是不存在的.例:如右圖，火車箱中有一傾角為300的斜面，當火車以10m/s2的加速度沿水平方向向左運動時，斜面上的物體m還是與車箱相對靜止，分析物體m所受的摩擦力的方向．方法1；m受三個力作用：重力mg，彈力N

7、，靜摩擦力的方向難以確定，我們可假定這個力不存在，那么如右圖，mg與N在水平方向只能產(chǎn)生大小F＝mgtgθ的合力，此合力只能產(chǎn)生gtan300＝的加速度，小于題目給定的加速度，合力不足，故斜面對物體的靜摩擦力向下．方法2：如右圖，假定所受的靜摩擦力沿斜面向上，用正交分解法有：Ncos300十fsin300＝mg………(1)Nsin300一fcos300＝ma……(2)(1)(2)聯(lián)立得f＝5m(1-)N，為負值，說明f的方向與假定的方向相反，應是沿斜面向下．方法3：如右圖，設x軸與f共線，且向下，據(jù)∑Fx＝max，有mgsinθ+f＝macos300，解得f＝5m

8、(-1)N