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文檔簡介
1、(一)、靜力學(xué)受力分析一、受力分析的基本方法:.明確研究對象在進(jìn)行受力分析時,研究對象亙以是某二個物體,也可以是保持相對靜止的蒼于一仝物,性(整住)。在解決比較復(fù)雜的問題時,靈活地選取研究對象可以使問題簡潔地得到解決。研究對象確定以后,只分析研究對象以外的物體施予研究對象的力(既研究對象所受的外力),而不令近研寒對象頓工處界的力一。一一.隔離研究對象,按順序找力把研究對象從實(shí)際情景中分離出來,按先已知力工一再重力彈力上.然后摩擦力(只有在有彈力的接觸面之間才可能有摩擦力),最后其它力的順序逐一分析研究對象所受的力,并畫出各力的示意圖。.只畫性質(zhì)力,不畫效果力畫受力圖時,只能按力的性質(zhì)分類畫力,
2、不能按作用效果(拉力、壓力、向心力等)畫力,否則將出現(xiàn)重復(fù)。、典型例題1.分析滿足下列條件的各個物體所受的力,并指出各個力的施力物體11)沿水平草地滾動的足球V(3)在光滑水平面上向右運(yùn)動的物體球(4)在力F作用下行使在路面上小車(3)靜止在斜面上的物體(2)沿斜面上滑的物體A(接觸面光滑)(1)沿斜面下滾的小球,接觸面不光滑.(2)在力F作下靜止水平面上的物體球(4)在力F作用下靜止在斜面上的物體(5)各接觸面均光滑(6)沿傳送帶勻速上滑的物塊A、課堂練習(xí).對下列各種情況下的物體A、B進(jìn)行受力分析,在下列情況下接觸面均不光滑(1) A靜止在豎直(3) A、B靜止(2) A沿豎直墻面下滑(4)
3、靜止在豎直墻面輕上的物體(1) A靜止在豎直(3) A、B靜止(2) A沿豎直墻面下滑(4)靜止在豎直墻面輕上的物體A(5)靜止在豎直墻面 輕上的物體A(6)向上爬桿的運(yùn)動員(7)光滑小球(8)靜止.對下列各種f#況下的A、B進(jìn)行受力分析(各接觸面均不光滑)11)A、B同時同速向右行(2)(9)小球靜止時的結(jié)點(diǎn)A5、分析下列物體所受的力(豎直面光滑,水平面粗糙)四、課后作業(yè):1、分析各物體的受力情況(2)隨傳送帶一起由靜止向右起動物體(1)(2)隨傳送帶一起由靜止向右起動物體(4)(5)空中飛行的足球(6)A靜止且各接觸面光滑AA(7)放在斜面上相對斜面靜止和向上運(yùn)動、向下運(yùn)動的物塊(8)靜止
4、的球(9)人用水平力拉繩,使他與木塊一起向右做勻速運(yùn)動人和木塊的受力分析2、如圖所示,分析電梯上的人受力。(1)隨電梯勻速上升上升的人(2)剛踏上電梯的瞬間的人(二)動力學(xué)受力分析當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)各物體具有相同的加速度時,應(yīng)先把這個系統(tǒng)當(dāng)作一個整體(即看成一個質(zhì)點(diǎn)),分析受到的外力及運(yùn)動情況,利用牛頓第二定律求出加速度.如若要求系統(tǒng)內(nèi)各物體相互作用的內(nèi)力,則把物體隔離,對某個物體單獨(dú)進(jìn)行受力分析,再利用牛頓第二定律對該物體列式求解.隔離物體時應(yīng)對受力少的物體進(jìn)行隔離比較方便。【例11如圖所示的三個物體 A、【例11如圖所示的三個物體 A、B、C,其質(zhì)量分別為 m、m2、m3,帶有滑輪 的物體B放在光滑
5、平面上,滑輪和所有接觸面間的摩擦及繩子的質(zhì)量均不計(jì).為使 三物體間無相對運(yùn)動,則水平推力的大小應(yīng)為F=。【解析】以Fi表示繞過滑輪的繩子的張力,為使三物體間無相對運(yùn)動,則對于物體C有:Fi=msg,以a表示物體A在拉力Fi作用下的加速度,則有a二五mim3一 gmi,環(huán)的加速度為 a,求由于三物體間無相對運(yùn)動,則上述的a也就是三物體作為一個整物體運(yùn)動的加速度,故得Fmb=(m+m2+m3)a=m1(m+m2+m3)g要求出a【例12如圖,底座A上裝有一根直立豎桿,其總質(zhì)量為M,桿上套有質(zhì)量為m的環(huán)B,它與桿有摩擦。當(dāng)環(huán)從底座以初速向上飛起時(底座保持靜止)環(huán)在升起的過程中,底座對水平面的壓力分
6、別是多大?【解析】采用隔離法:選環(huán)為研究對象,則f+mg=ma選底座為研究對象,有F+f-Mg=0(2)又f=f(3)Amg聯(lián)立(1)(2)(3)解得:F=Mg-m(a-g)Amg22= 0.7,2 m/sv1.4a= 0.7,2 m/s2s21.4由于agsin9=5巾/,可知物塊受到摩擦力作用。分析物塊受力,它受三個力,如圖.對于沿斜面的方向和垂直于斜面的方向,由牛頓定律,有mgsin二-f1=ma(2)mgcos【-Fi=0分析木楔受力,它受五個力作用,如圖.對于水平方向,由牛頓定律,有f2f1cosi-F1sin1-0(4)由此可解的地面對木楔的摩擦力f2=F1sin二-f1cos二-
7、mgcosssin【-(mgsin二-ma)cos二=macos1-0.61N此力方向與圖中所設(shè)的一致(由C指向B的方向).上面是用隔離法解得,下面我們用整體法求解(1)式同上。選Mm組成的系統(tǒng)為研究對象,系統(tǒng)受到的外力如圖.加速度a分解為水平的acos0和豎直的asin0,對系統(tǒng)運(yùn)用牛頓定律(速度為0),有水平方向:f=mac0s-0.61n“-”表示方向與圖示方向相反豎直方向:(M*m)gF=masin6可解出地面對M的支持力。【點(diǎn)評】從上面兩個例題中可看出,若系統(tǒng)內(nèi)各物體加速度不相同而又不需要求系統(tǒng)內(nèi)物體間的相互作用力時,只對系統(tǒng)分析外力,不考慮物體間相互作用的內(nèi)力,可以大大簡化數(shù)學(xué)運(yùn)算
8、.運(yùn)用此方法時,要抓住兩點(diǎn)(1)只分析系統(tǒng)受到的外力.(2)分析系統(tǒng)內(nèi)各物體的加速度的大小和方向。三、連接體中的整體與隔離【例14如圖所示,木塊A、B質(zhì)量分別為mM,用一輕繩連接,在水平力F的作用下沿光滑水平面加速運(yùn)動,求A、B間輕繩的張力T。ArB_F【分析】A、B有相同的運(yùn)動狀態(tài),可以以整體為研究對象。求A、B間作用力一II可以A為研究對象。對整體F=(M+ma對木塊AT=ma【點(diǎn)評】當(dāng)處理兩個或兩個以上物體的情況時可以取整體為研究對象,也可以以個體為研究對象,特別是在系統(tǒng)有相同運(yùn)動狀態(tài)時【例15如圖所示,五個木塊并排放在水平地面上,它們的質(zhì)量相同,與地面的摩擦不計(jì)。當(dāng)用力F推第一塊使它們
9、共同加速運(yùn)動時,第2塊對第3塊的推力為。【解析】五個木塊具有相同的加速度,可以把它們當(dāng)作一a二個整體。這個整體在水平方向受到的合外力為F,則F=5ma所以5m。要求第2塊對第3塊的作用力F23,要在2于3之間隔離開。把3、4、5當(dāng)成一個小整體,可得這一小整3FF23=(3m)a=體在水平方向只受2對3的推力F23,則5。【點(diǎn)評】此題隔離后也可把1和2當(dāng)成一小整體考慮,但稍繁些。【例16如圖所示,物體Mm緊靠著置于摩擦系數(shù)為科的斜面上,斜面的傾角為0,現(xiàn)施加一水平力F作用于MMm共同向上作加速運(yùn)動,求它們之間相互作用力的大小。【解析】兩個物體具有相同的沿斜面向上的加速度,可以把它們當(dāng)成一個整體(看作一個質(zhì)點(diǎn)),其受力如圖所示,建立坐標(biāo)系,則:F1=(Mm)gcosiFsinFcosH-f1-(M+m)gsinH=(M+m)a TOC o 1-5 h z 且:f1=%(3)要求兩物體間的相互作用力,應(yīng)
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