受力分析的方法和应用

受力分析的方法和应用PAGE第PAGE6页共6页受力分析的方法和应用湖北省广水市陈巷中心中学张家宝力学是初中物理的一个重要的内容，而力学问题解决的前提是能够对物体受力情况正确的分析。如物体受几个力作用，哪两个力是一对平衡力，或哪几个力平衡？只有解决了这些问题，才能对物体受力时的运动情况正确判断，才能对物体受到的多个力之间建立正确的等量关系，从而进行计算。但是，很多同学在解决力学问题时，不注意受力分析，多是凭借记忆或是凭借感觉解题，还有同学根本不能对物体进行正确的受力分析。下面就我个人的理解与体会，给大家作一介绍，供大家共同讨论。一、对物体受力分析的方法（1）明确要分析的对象。这一点非常重要，分析的对象错了，可能事倍功半，或是前功尽弃。（2）确定物体受重力。（3）找到与分析对象相接触的物体，分析这些物体是否施加了力。与分析对象相接触的物体不一定施加了力，但施加了力就一定产生了效果，物体的形状或运动状态会受到这个力的影响。可以通过力作用时产生的效果来确定这个力是否存在。还要注意同一物体可能施加多个力。例1：做出下图中静止的物体A受力的示意图。A乙A乙F甲A甲GNf解析：甲图中物体A受到重力G，与A接触的是一个斜面，物体A在重力的作用下，有向下运动的趋势，斜面阻止了物体A在重力方向向下的运动。因此受到了斜面对A的支持甲GNfG乙FNf乙图中物体A受到重力G的作用，因此物体A对水平面有压力，根据力的作用是相互的，物体A受到水平面对它的支持力N，物体受到推力F，就有水平向右运动的趋势，因此物体A受到了水平向G乙FNf例2：做出下图中运动的铅球受力示意图。解析：铅球受到重力G的作用而铅球G向斜上右方运动是由于惯性。因此，G斜向右上方没有受到力，由于铅球的体积较小，运动速度较小，因此受到空气阻力可以忽略不计，作图如下：例3：作出下图中火箭受力的示意图。FfFfG火箭受到燃气对它的推力F作用，而火箭的运动速度很大，受到的空气阻力f不可忽略，作图如下：总之，物体都受到重力，而物体受到其他的力，可以通过这个力产生的效果及物体的运动状态来判断是否存在，绝不能凭想象、猜测来判断。二、受力分析在力学中的应用1、通过对物体的受力分析，判断物体的运动状态例4：用绳子拉小车在光滑水平面上运动，当绳子断裂后，小车的运动速度将（）。A、变小B、不变C、变大D、立即变为零解析：小车受到重力、水平面对它的支持力，绳子对它的拉力，由于水平面是光滑的，因而不受到摩擦阻力。小车受到重力与支持力是一对平衡力，绳子断后，拉力消失，小车受力平衡，故选B。2、对物体进行受力分析，判断物体的沉浮状态例5：如图，是某同学设计的一个水中“沉浮子”结构示意图，试管加配重，在橡皮塞上旋一枚螺钉，仔细调节螺钉，使“沉浮子”恰好悬停在水中某一深度，则（）。A、再向里旋动螺丝“沉浮子”在水中仍然悬浮。B、再向里旋动螺丝“沉浮子”在水中上浮。C、再向外旋动螺丝“沉浮子”在水中下沉。D、再向里旋动螺丝“沉浮子”在水中下沉。解析：把试管、配重、橡皮塞、螺钉看成一个整体，在水中受到浮力F和重力G两个力作用。悬浮时，F浮=G，螺钉向外旋或向里旋不改变螺钉的重力G，但向里旋时，V排减小，F浮减小，因而F浮<G，“沉浮子”在水中下沉；向外旋时，V排增大，F浮增大，因而F浮>G，“沉浮子”在水中上浮。故选D。3、进行受力分析建立正确的等量关系例6：在一个深水池中的某一深度处，柔软一气球A和一个边长为a=10cm的立方体合金块B，用细线连接着，整体处于悬浮状态（如图甲）用竹竿向下触碰一下之后竹竿离开，A.B整体下沉到水池底（如图乙）。在乙状态下，B对池底的压强为p=100Pa(g取10N/kg,ρ水=1.0×10³kg/m³)（1）在乙状态中，画出B受力示意图（包括力的方向和名称）。（2）除“触碰一下”外，从甲状态到乙状态的原因。（3）气球从甲状态的A到乙状态的A，气球增大(或减)了多少？解析：受力分析的对象应是B，在甲状态，B受重力G与B接触的有水和细绳，都对B施加了力，分别是F浮B和F拉,整体处于悬浮状态，故G=F浮B+F拉。在乙状态，A的体积减小，因而A受到的浮力F浮B减小，即B受到的拉力F拉减小，同时B沉到池底对池底有压力，故B受到池底对它的支持力N,这时整体静止于池底，故有：G=F＇浮B+F＇拉+N，G竖直向下，其余三个力均竖直向上（解出第一问）。从甲状态到乙状态受力情况发生了变化，F拉减小了，增加了支持力N，即有：△F拉=N，而△F拉=△F浮A,N=F压B对池底的压力是B对池底产生了压强的原因，F压=pS池，即：△F浮A=pS池，ρ水gV排=pS池，△V排=pS池/ρ水g，这就是气球A体积的减小量（解出第三问）；要解第二问