帮你学物理之受力分析
听很多同学说不会受力分析,了解一些同学之后我发现,凡是说不会受力分析的同学大多是他们没有掌握对物体受力分析的套路,或者说他们不知道该怎样对物体进行受力分析,下面就聊聊该怎样对物体进行受力分析。
首先要明确研究对象。
所谓明确研究对象就是对哪个物体进行受力分析,一旦确定研究对象以后就要把这个物体从其它物体中隔离出来进行单独研究,像这样把某个选定物体从其它物体中隔离出来单独研究的方法就是通常所说的隔离法。
选好研究对象以后只分析研究对象受到的力,不分析研究对象给其他物体的力,即研究受力物体的力不研究施力物体的力。受力分析的时候通常有一定的顺序,先分析一定受到的力再分析可能受到的力,不知道是否受到某个力的时候,通常先假定受到这样的力然后根据已知条件进行推理逐个的排除假设存在的力。例如在重力场中的物体一定受到重力作用。两个物体相互的接触时,他们之间就可能存在相互挤压的弹力,也可能存在摩擦力,这个时候就要根据具体的条件分析是否存在这些力。
有时题中明确要求分析甲物体受力,但是对甲物体进行隔离以后很难或者不能分析出甲物体受力情况,这时就要分析与甲物体有“联系”的乙物体受力情况,这种方法称为研究对象的转化法,即通过乙物体间接分析甲物体的受力情况。在对物体进行受力分析的时候转化研究对象是经常用到的方法之一。
在对物体进行受力分析的时候,有很多同学不清楚什么时候研究单个物体,什么时候把几个物体当成一个物体。其实很简单,只要大家明确你要研究的力必须是研究对象所受到外力即可,也就是通过合理选取研究对象把要研究的力变成研究对象所受到的外力即可。
其次要明确运动状态。
在对物体进行受力分析的时候,必须明确研究对象的运动状态,该物体是处于平衡态还是非平衡态,如果是处于平衡态这个研究对象受到的合力就等于零,是非平衡态这个研究对象所受到的合外力不等于零且方向与加速度的方向一致,合力大小等于加速度与研究对象质量的乘积。例如叠放在水平地面上的甲乙两个物体(甲在上面乙在下面),用水平拉力作用在乙物体上使甲乙共同运动。如果甲乙是共同匀速运动那么甲乙之间一定没有摩擦力。若果甲乙是匀加速运动那么甲乙之间一定存在摩擦力,且甲物体受到静摩擦力的方向与运动的方向相同,摩擦力大小等于甲物体的质量乘以加速度。
最后要明确物理条件。
对物体进行受力分析的时候必须明确物理条件,条件不同受力情况是不一样的。物理条件通常分为已知条件、隐含条件和临界条件。
所谓的已知条件就是题中明确给出的条件,例如物体在不光滑水平面上运动,这个不光滑就是已知条件。
所谓的隐含条件就是有些条件没有直接给出,必须通过已知条件经过推理才能得到这个条件,例如物体在斜向上的拉力作用下沿水平地面匀速运动,这里的匀速运动就是已知条件,通过这个条件就能得到物体是处于平衡态即所受到的合外力为零,物体和地面之间一定存在摩擦力,此时物体受到摩擦力就是隐含在题目之中的,需要根据已知条件经过推理得出物体受到摩擦力的作用,这个摩擦力就是隐含条件。
所谓的临界条件(边界条件),就是这个条件是区分不同受力或者不同运动状态的分界点,例如物体在斜向上的拉力作用下沿水平地面运动,这个沿水平地面运动就是临界条件,沿水平地面运动时物体可以与地面之间有相互作用的弹力也可能没有相互作用的弹力。假如是匀速直线运动那么就一定是和地面之间有相互作用的弹力;假如不是匀速直线运动的那么就可能有弹力也可能没有弹力,当拉力在竖直方向上的分力等于重力大小的时候物体和地面之间就没有相互作用的弹力,当拉力在竖直方向上的分力小于重力的时候的物体和地面之间就一定存在相互作用的弹力。受力分析的时候经常是隐含条件和临界条件结合起来对研究对象进行受力分析。
总之受力分析的时候要选定研究对象、确定运动状态、明确物理条件,这样才能对研究对象进行正确的受力分析。