第1讲受力分析.ppt

物理竞赛培训,主讲：汪文超,第一讲:物体受力分析,一、弹力,1、如果弹力是由绳子形变而产生的，弹力的方向总是沿绳子这条直线，且只能产生拉力,例1、水平放置的光滑支架上通过细绳连接两个轻质滑环，如图在B环上施加水平拉力，则：支架和弹簧对A、B环弹力的大小和方向怎样?,如果要计滑环的重力情况又怎样?,2、如果弹力是由相互接触的物体产生的，弹力总是在垂直接触面的方向上,例2：三个大小、质量一样的光滑球分别放在同一槽上三个球的重心分别在a、b、c、三个位置，则：三个小球受弹力大小和方向是什么关系？,例3：小车的支架上连接一小球A，当小车匀速或匀加速向右运动时，小球受杆的弹力方向。,4、如果弹力是由铰链产生，弹力可沿任意方向，也必须按物体平衡条件或非平衡条件来判断方向。,例4：如图一质量为m直杆通过铰链悬挂在天花板上，现在其下端加一水平拉力F后杆处于平衡状态，则杆受天花板拉力大小和方向怎样确定。,3、如果弹力是由杆产生的，则弹力可沿任意方向。必须按物体平衡条件或非平衡条判断,5.胡克定律,二、摩擦力,摩擦力总是阻碍物体的相对运动或相对运动趋势，摩擦力的方向总是和物体相对运动或相对运动趋势方向相反。,分析自行车匀速运动时前后轮的受力情况,例5：无限大平板正以速度V匀速向东运动，现把放在平板上的物体以2V速度匀速向南拉动，则应加的水平外力大小和方向怎样确定？已知物体质量m，物体与平板间的摩擦系数为。,摩擦力总是阻碍物体的相对运动或相对运动趋势，摩擦力的方向总是和物体相对运动或相对运动趋势方向相反。,例1、如图两圆柱等距，两柱的轴线在同一水平面内，圆柱的半径r=0.025m，质量为20kg的钢件平放在两圆柱上,钢件与圆柱间的动摩擦因数为=0.20。两圆柱各绕自已的轴线作转向相反的转动,角速度=40rad/s.若沿平行于柱轴的方向施力推着钢件做速度为v0=0.05m/s的匀速运动,推力是多少?,N=100Nf=N=20N,F=2fcos2.0N,v=r=1m/stg=20cos0.05,静摩力大小与正压力无关，完全由产生相对运动的处界因素决定,可以是小于或等于最大静摩擦力的任意一个值。滑动摩擦力大小完全由N和决定。F=N,例7：足够长的粗糙长木板上放有一滑块，现把其右端慢慢抬起来，画出木块受摩擦力与倾角之间关系图象（定性）,最大静摩擦力:f=0N其中为静摩擦系数,一般小于0,例8：如图把一个木块压在竖直墙上，现所加压力与时间关系F=Kt（t为时间），定性分析木块运动情况，定性画出木块受摩擦力与t的函数图象。,例9：如图，质量分别为2千克和3千克的木板A、B间滑动摩擦系数为0.6，B与水平面间滑动摩擦系数为0.1，现在A上加一水平拉力，问F在什么范围A、B可一起加速向右运动，设物体间最大静摩擦力等于滑动摩擦力。,f12max=12牛,f2地max=5牛a2max=7/3(米/秒2)Fmin=5牛Fmax=(57/3+5)牛,1、隔离法和整体分析法2、受三个非平行的力且平衡则三力必共点3、作图分析法4、对称分析法5、数学推导法(平衡或非平衡方程),三、分析物体受力情况时可以使用的方法,例1：如图所示，重为G的物块A静止在倾角为的斜面上，摩擦因数为，用平行于斜面的水平力P推动滑块匀速运动时，求物块A的运动方向及力P的大小。,P2=(mgcos)2-(mgsin)2Sin=tg/,例2：小滑块在静止的粗糙斜劈上向下匀速、加速、减速下滑时地面对斜劈的摩擦力的方向,f方向水平向右,无f,f方向水平向左,N1Xf1x=maxG1N1yf1y=may,f2=N1xf1xN2=G2+f1y+N1y,=max=G2+G1may,例3：质量M=10千克的木楔ABC静置于粗糙水平地面上，木楔与地滑动摩擦因数为=0.2。在倾角为30的木楔的斜面上，有一质量m=1.0千克的物块由静止开始沿斜面下滑。当滑行路程S=1.4米时，其速度v=1.4米/秒，在这过程中木楔处于静止。求地面对木楔的摩擦力的大小和方向。（重力加速度取g=10米/秒2）,对小物体有a=v2/2s=0.7米/秒2G1sin30of1=m1aN1=m1gcos3oof1=Nl,木楔ABC处于平衡状态N2=G2+Nlcos3oo+f1sin30of2=N1sin30of1cos30o=5.36N,例4：如图所示，质量分别为M和m的物体A和B之间摩擦力可以忽略不计，A与地面间的摩擦系数为，物体A受一水平推