受力分析的方法和應用

受力分析的方法和應用PAGE第PAGE6頁共6頁受力分析的方法和應用湖北省廣水市陳巷中心中學張家寶力學是初中物理的一個重要的內容，而力學問題解決的前提是能夠對物體受力情況正確的分析。如物體受幾個力作用，哪兩個力是一對平衡力，或哪幾個力平衡？只有解決了這些問題，才能對物體受力時的運動情況正確判斷，才能對物體受到的多個力之間建立正確的等量關系，從而進行計算。但是，很多同學在解決力學問題時，不注意受力分析，多是憑借記憶或是憑借感覺解題，還有同學根本不能對物體進行正確的受力分析。下面就我個人的理解與體會，給大家作一介紹，供大家共同討論。一、對物體受力分析的方法（1）明確要分析的對象。這一點非常重要，分析的對象錯了，可能事倍功半，或是前功盡棄。（2）確定物體受重力。（3）找到與分析對象相接觸的物體，分析這些物體是否施加了力。與分析對象相接觸的物體不一定施加了力，但施加了力就一定產生了效果，物體的形狀或運動狀態(tài)會受到這個力的影響。可以通過力作用時產生的效果來確定這個力是否存在。還要注意同一物體可能施加多個力。例1：做出下圖中靜止的物體A受力的示意圖。A乙A乙F甲A甲GNf解析：甲圖中物體A受到重力G，與A接觸的是一個斜面，物體A在重力的作用下，有向下運動的趨勢，斜面阻止了物體A在重力方向向下的運動。因此受到了斜面對A的支持甲GNfG乙FNf乙圖中物體A受到重力G的作用，因此物體A對水平面有壓力，根據力的作用是相互的，物體A受到水平面對它的支持力N，物體受到推力F，就有水平向右運動的趨勢，因此物體A受到了水平向G乙FNf例2：做出下圖中運動的鉛球受力示意圖。解析：鉛球受到重力G的作用而鉛球G向斜上右方運動是由于慣性。因此，G斜向右上方沒有受到力，由于鉛球的體積較小，運動速度較小，因此受到空氣阻力可以忽略不計，作圖如下：例3：作出下圖中火箭受力的示意圖。FfFfG火箭受到燃氣對它的推力F作用，而火箭的運動速度很大，受到的空氣阻力f不可忽略，作圖如下：總之，物體都受到重力，而物體受到其他的力，可以通過這個力產生的效果及物體的運動狀態(tài)來判斷是否存在，絕不能憑想象、猜測來判斷。二、受力分析在力學中的應用1、通過對物體的受力分析，判斷物體的運動狀態(tài)例4：用繩子拉小車在光滑水平面上運動，當繩子斷裂后，小車的運動速度將（）。A、變小B、不變C、變大D、立即變?yōu)榱憬馕觯盒≤囀艿街亓?、水平面對它的支持力，繩子對它的拉力，由于水平面是光滑的，因而不受到摩擦阻力。小車受到重力與支持力是一對平衡力，繩子斷后，拉力消失，小車受力平衡，故選B。2、對物體進行受力分析，判斷物體的沉浮狀態(tài)例5：如圖，是某同學設計的一個水中“沉浮子”結構示意圖，試管加配重，在橡皮塞上旋一枚螺釘，仔細調節(jié)螺釘，使“沉浮子”恰好懸停在水中某一深度，則（）。A、再向里旋動螺絲“沉浮子”在水中仍然懸浮。B、再向里旋動螺絲“沉浮子”在水中上浮。C、再向外旋動螺絲“沉浮子”在水中下沉。D、再向里旋動螺絲“沉浮子”在水中下沉。解析：把試管、配重、橡皮塞、螺釘看成一個整體，在水中受到浮力F和重力G兩個力作用。懸浮時，F浮=G，螺釘向外旋或向里旋不改變螺釘的重力G，但向里旋時，V排減小，F浮減小，因而F浮<G，“沉浮子”在水中下沉；向外旋時，V排增大，F浮增大，因而F浮>G，“沉浮子”在水中上浮。故選D。3、進行受力分析建立正確的等量關系例6：在一個深水池中的某一深度處，柔軟一氣球A和一個邊長為a=10cm的立方體合金塊B，用細線連接著，整體處于懸浮狀態(tài)（如圖甲）用竹竿向下觸碰一下之后竹竿離開，A.B整體下沉到水池底（如圖乙）。在乙狀態(tài)下，B對池底的壓強為p=100Pa(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)（1）在乙狀態(tài)中，畫出B受力示意圖（包括力的方向和名稱）。（2）除“觸碰一下”外，從甲狀態(tài)到乙狀態(tài)的原因。（3）氣球從甲狀態(tài)的A到乙狀態(tài)的A，氣球增大(或減)了多少？解析：受力分析的對象應是B，在甲狀態(tài)，B受重力G與B接觸的有水和細繩，都對B施加了力，分別是F浮B和F拉,整體處于懸浮狀態(tài)，故G=F浮B+F拉。在乙狀態(tài)，A的體積減小，因而A受到的浮力F浮B減小，即B受到的拉力F拉減小，同時B沉到池底對池底有壓力，故B受到池底對它的支持力N,這時整體靜止于池底，故有：G=F＇浮B+F＇拉+N，G豎直向下，其余三個力均豎直向上（解出第一問）。從甲狀態(tài)到乙狀態(tài)受力情況發(fā)生了變化，F拉減小了，增加了支持力N，即有：△F拉=N，而△F拉=△F浮A,N=F壓B對池底的壓力是B對池底產生了壓強的原因，F壓=pS池，即：△F浮A=pS池，ρ水gV排=pS池，△V排=pS池/ρ水g，這就是氣球A體積的減小量（解出第三問）；要解第二問