力學(xué)是物理學(xué)基礎(chǔ)。能夠正確分析物體的受力情況,是解決力學(xué)問(wèn)題的出發(fā)點(diǎn)和關(guān)鍵所在。部分學(xué)生在進(jìn)行受力分析時(shí),感到茫然。本人結(jié)合教學(xué)經(jīng)驗(yàn),現(xiàn)將一般的解題方法總結(jié)如下。
(1)明確研究對(duì)象。要確定我們分析的是哪個(gè)物體的受力情況。例1:質(zhì)量為1.5t的汽車(chē)在前進(jìn)中遇到的阻力是車(chē)重的0.05倍,汽車(chē)在水平地面上做勻加速直線動(dòng)物時(shí),5s內(nèi)速度由36km/h增至54km/h.求汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力的大小(g取10m/s2). 【點(diǎn)評(píng)】要求出汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力大小,需要對(duì)汽車(chē)進(jìn)行受力分析,所以研究對(duì)象為汽車(chē)。
(2)隔離。將所要分析的對(duì)象,從整個(gè)體系中隔離出來(lái),或從物體中隔離出某一部分作為單獨(dú)的研究對(duì)象。(當(dāng)然,根據(jù)題意也可以把整個(gè)物體作為研究對(duì)象。)例2:在勻速行駛的磁懸浮列車(chē)?yán)?,小明將一小球放在水平桌面上相?duì)桌面靜止。關(guān)于小球運(yùn)動(dòng)與列車(chē)運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是( ):A.如果小球向前滾動(dòng),則磁懸浮列車(chē)在加速前進(jìn);B.如果小球向后滾動(dòng),則磁懸浮列車(chē)在加速前進(jìn);C.磁懸浮列車(chē)急剎車(chē)時(shí),小球向前滾動(dòng);D. 磁懸浮列車(chē)急剎車(chē)時(shí),小球向后滾動(dòng)?!军c(diǎn)評(píng)】這是一道由小球受力和運(yùn)動(dòng)判斷列車(chē)運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的題,讀完題后明白,結(jié)合小球的受力和運(yùn)動(dòng)情況確定汽車(chē)的運(yùn)動(dòng)情況較為簡(jiǎn)單。所以,雖然題中涉及的有火車(chē)和小球,但只需把小球從整個(gè)體系中隔離出來(lái)研究即可。
(3)作圖。對(duì)研究對(duì)象按照一重力、二彈力、三摩擦力、四其他力(看是否有電、磁場(chǎng)力作用,如有則畫(huà)出場(chǎng)力)的順序進(jìn)行分析。按照力的大小、方向、作用點(diǎn),將它們一一畫(huà)在受力圖上。注意,只畫(huà)性質(zhì)力,不畫(huà)效果力。例3:如圖1所示,物體A、B、C疊放在水平桌面上,水平力F作用于C物體上,使A、B、C以共同速度向右勻速運(yùn)動(dòng).那么關(guān)于物體受幾個(gè)力的說(shuō)法正確的是( ) :A.A受6個(gè),B受2個(gè),C受4個(gè);B.A受5個(gè),B受3個(gè),C受3個(gè);C.A受5個(gè),B受2個(gè),C受4個(gè);D.A受6個(gè),B受3個(gè),C受4個(gè)。 【點(diǎn)評(píng)】 我們以物體A為對(duì)象來(lái)說(shuō)明。在這三個(gè)物體中只有A接觸的物體最多,相對(duì)較為復(fù)雜。由題意A受重力和支持力外,還將受到B、C給它施加的壓力。但是,注意A物體給C施加的有摩擦力,所以A必定還受到C與它施加的向右的摩擦力。再者,由于A、B、C一起在地面上做勻速直線運(yùn)動(dòng),故A還將受到地面給它施加的摩擦力f地,所以A共受六個(gè)力的作用。受力分析圖如圖2所示。同樣,可分析出物體B和C,分別只受2個(gè)力和4個(gè)力。故答案選A.
(圖1) (圖2) (圖3)
(4)檢查。受力分析圖畫(huà)好以后,一定要判斷一下受力情況與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否相符,同時(shí)是否“多力”(即出現(xiàn)無(wú)施力物體的力)和“丟力”。例4:如圖3所示,A、B兩物體放置在水平面上,A受水平向左的恒力F,B受水平向右的恒力F作用,A、B均靜止,則地面對(duì)B的摩擦力為:A. 0; B.F、 水平向左; C. F、 水平向右;D.無(wú)法確定。【點(diǎn)評(píng)】把A、B看成一個(gè)物體來(lái)分析,水平方向受大小都為F、方向相反的力。所以,不受摩擦力。在這兩個(gè)力的作用下,整個(gè)物體可以保持平衡狀態(tài)。
總結(jié):有一順口溜希望能與大家共勉:分析對(duì)象先隔離,已知各力畫(huà)上面。接觸點(diǎn)面要找全,推拉擠壓彈力顯。糙面滑動(dòng)動(dòng)摩擦,欲動(dòng)未動(dòng)靜摩現(xiàn)。隔離體上力畫(huà)全,不多不少展笑顏。