高中物理知識點(diǎn):共點(diǎn)力的平衡

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中物理 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)
共點(diǎn)力:

作用在物體的同一點(diǎn),或作用線相交于一點(diǎn)的幾個力。

平衡狀態(tài):

物體保持勻速直線運(yùn)動或靜止叫平衡狀態(tài),是加速度等于零的狀態(tài)。

共點(diǎn)力作用下的物體的平衡條件:

物體所受的合外力為零,即∑F=0,若采用正交分解法求解平衡問題,則平衡條件應(yīng)為:∑Fx=0,∑Fy=0。

解決平衡問題的常用方法:

隔離法、整體法、圖解法、三角形相似法、正交分解法等。

圖解法分析分力與合力的關(guān)系:

當(dāng)兩個分力成一定的夾角α(α<180)時,增大其中一個分力或使兩個分力都增大,合力的變化情況如何呢?這個問題可以用數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)分析,也可以用函數(shù)圖像數(shù)形結(jié)合分析,但最簡捷有效的方法是圖解法。為了便于分析合力的變化,設(shè),借助輔助參考圓來進(jìn)行分析。如圖所示,F(xiàn)1、F2的共點(diǎn)在圓心,而且開始時F1、F2的合力為F,大小恰好為圓的半徑。

(1)當(dāng)保持力F2不變,只增大F1時,如圖所示,合力,的大小可能出現(xiàn)三種情況:減小、不變或增大,即 。我們可以得到這樣的結(jié)論:當(dāng)兩個力F1、F1夾角α保持不變,在增大其中一個分力時,它們的合力大小可能減小、不變或增大。

(2)當(dāng)兩個分力F1、F2都增大時,如圖所示,合力F 的大小也有可能出現(xiàn)三種情況:減小、不變或增大,即,我們也可以得到這樣的結(jié)論:當(dāng)兩個力F1、F2夾角α保持不變,在同時增大兩個分力時,它們的合力F大小可能減小、不變或增大。


整體法與隔離法:

(1)整體法:當(dāng)只涉及研究系統(tǒng)而不涉及系統(tǒng)內(nèi)部某些物體的力和運(yùn)動時,一般可采用整體法。運(yùn)用整體法解題的基本步驟是:
①明確研究的系統(tǒng)和運(yùn)動的全過程;
②畫出系統(tǒng)整體的受力圖和運(yùn)動全過程的示意圖;
③選用適當(dāng)?shù)奈锢硪?guī)律列方程求解。
(2)隔離法:為了弄清系統(tǒng)(連接體)內(nèi)某個物體的受力和運(yùn)動情況,一般可采用隔離法。運(yùn)用隔離法解題的基本步驟是:
①明確研究對象或過程、狀態(tài);
②將某個研究對象或某段運(yùn)動過程、某個狀態(tài)從全過程中隔離出來;
③畫出某狀態(tài)下的受力圖或運(yùn)動過程示意圖;
④選用適當(dāng)?shù)奈锢硪?guī)律列方程求解。隔離法和整體法常常需交叉運(yùn)用,從而優(yōu)化解題思路和方法,使解題簡捷明了。

受力分析的一般順序:

(1)明確研究對象,研究對象可以是質(zhì)點(diǎn)、結(jié)點(diǎn)、物體、物體系。
(2)找出所有接觸點(diǎn)。
(3)按順序分析物體受力。一般先分析場力(重力、電場力、磁場力等不接觸力).再依次對每一接觸點(diǎn)分析彈力、摩擦力。
(4)找出每個力的施力物體。(防“多”分析力)
(5)看受力與運(yùn)動狀態(tài)是否相符。(防“漏”力、 “錯”力)
(6)正確畫出受力圖。注意不同對象的受力圖用隔離法分別畫出,對于質(zhì)點(diǎn)和不考慮力對物體的形變和轉(zhuǎn)動效果的情況,可將各力平移至物體的重心上,即各力均從重心畫起。

受力分析的步驟:

第一步:隔離物體。隔離物體就是把被分析的那個物體或系統(tǒng)單獨(dú)畫出來,而不要管其周圍的其他物體,這是受力分析的基礎(chǔ)。
第二步:在已隔離的物體上畫出重力和其他已知力。重力是一個已知力,可首先把它畫出來。另外,物體往往在重力及其他主動力作用下才與其他物體產(chǎn)生擠壓、拉伸以及相對運(yùn)動等,進(jìn)而產(chǎn)生彈力和摩擦力,所以還要分析其他主動力。第三步:查找接觸點(diǎn)和接觸面。就是查找被分析物體與其他物體的接觸點(diǎn)和接觸面。彈力和摩擦力是接觸力,其他物體對被分析物體的彈力和摩擦力只能通過接觸點(diǎn)和接觸面來作用,這就是說尋找物體所受的彈力(拉力、壓力、支持力等)和摩擦力只能在被分析物體與其他物體相接觸的點(diǎn)和面上找。查找接觸點(diǎn)和接觸面要全,每個接觸點(diǎn)或面上最多有兩個力(一個彈力,一個摩擦力)。
第四步:分析彈力(拉力、壓力、支持力等)。在被分析物體與其他物體的接觸處,如果有形變(擠壓或拉伸),則該處就有彈力,反之則沒有。在確定彈力存在以后,其方向就比較容易確定了。
第五步:分析摩擦力。摩擦力分靜摩擦力和滑動摩擦力,它們的產(chǎn)生條件是兩物體接觸處不光滑,除擠壓外還要有相對滑動的趨勢或相對滑動。因此分析接觸面上有無摩擦力,首先要看接觸面是否光滑(這是題目中的已知條件),其次看有無彈力,然后再進(jìn)行摩擦力的判斷:接觸面上有相對滑動時有滑動摩擦力,其大小,方向跟物體的相對運(yùn)動方向相反;接觸面上無相對滑動但有相對滑動趨勢時有靜摩擦力,它的大小和方向總是跟迫使物體產(chǎn)生相對滑動趨勢的外力有關(guān)。

受力分析中的技巧:

(1)研究對象的受力圖,通常只畫出根據(jù)性質(zhì)命名的力,不要把按效果分解的分力或合力分析進(jìn)去,受力圖完成后再進(jìn)行力的合成或分解。
(2)區(qū)分內(nèi)力和外力。對幾個物體的整體進(jìn)行受力分析時,這幾個物體間的作用力為內(nèi)力,不能在受力圖中出現(xiàn);當(dāng)把某一物體單獨(dú)隔離分析時,原來的內(nèi)力變成了外力,要畫在受力圖上。
(3)在難以確定物體的某些受力情況時,可先根據(jù) (或確定)物體的運(yùn)動狀態(tài),再運(yùn)用平衡條件或牛頓運(yùn)動定律來判定未知力。也就是說在分析物體受力時要時刻結(jié)合研究對象所處的運(yùn)動狀態(tài),同時對不易確定的力?山Y(jié)合牛頓第三定律來分析其反作用力是否存在以及方向如何等情況。

本文來自:逍遙右腦記憶 http://yy-art.cn/gaozhong/308200.html

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