受力分析与平衡

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1、受力分析与平衡1.受力分析的研究步骤（1）明确研究对象及其运动状态（静止或是有加速度）（2）隔离物体分析时——分析周围的物体对它施加了哪些力（3）画出受力示意图，表明各力的符号（4）检査画出的每一个力是否都能找到它的施力物体，检查分析结果是否能使研究对象处于题T•所给的运动状态。2.一般顺序：场力（重力，电场力，磁场力）T弹力（压力，支持力，弹簧弹力）T摩擦力T其他力3.受力分析的常用方法（1）整体法和隔离法：研究外力对物体系统的作用各物休运动状态相同介加曲、十（分析系统内各物体间相互作用②隔离法＜各物体运动状态不相同一般先采用整体法，再进行隔离法，最后结合各个分析，把一个个

2、力找出。（相对作用力一定成对！）（2）假设法假设存在某力，然后看某力存在情况下对物体的运动状态是否产牛影响。4.应注意的问题（1）力不可传递，力施加在哪一个物体上，就是那个物体的力。（2）不要把研究对彖所受的力与研究的对彖对其他物体的力混淆（3）明确每一个力的施力物体。（4）区分内力和外力：整体法分析时不画出物体间的作用力，隔离法分析吋，此时内力变外力，一定要呦出。5.用平衡条件解题的常用方法（1）力的合成、分解法：对于三力平衡，一般根据“任意两个力的合力与第三力等大反向〃的关系，借助三角函数、相似三角形等手段求解；或将某一个力分解到另外两个力的反方向上，得到这两个分力必与另

3、外两个力等大、反向；对于多个力的平衡，利用先分解再合成的正交分解法。（2）力汇交原理：如果一个物体受三个不平行外力的作用而平衡，这三个力的作用线必在同一平而上，而且必有共点力。（3）正交分解法：将各力分解到工轴上和匸轴上，运用两处标轴上的合力等于零的条多用于分析三个以上共点力作用下的物体的平衡。值得注意的是,对工、F方向选择时，尽可能使落在工、F轴上的力多；被分解的力尽可能是已知力。（4）矢量三角形法：物体受同一平面内三个互不平行的力作用平衡时，这三个力的矢量箭头首尾相接恰好构成三用形，则这三个力的合力必为零，利用三用形法求得未知力。（5）对称法：利用物理学中存在的各种对称关

4、系分析问题和处理问题的方法叫做对称法。在静力学中所研究对•象有些貝有対称性，模型的対称往往反映出物体或系统受力的对称性。解题中注意到这一点，会使解题过程简化。（6）正弦定理法：三力平衡时，三个丿J可构成一封闭三角形，若由题设条件寻找到角度关系，则可用正弦定理列式求解。（7）相似三角形法：利用力的三角形和线段三角形相似。☆能力要求：1、平衡中的临界问题（1）临界问题某种物理现象变化为另一种物理现象或物体从某种特性变化为另一种特性时，发牛质的飞跃的转折状态为临界状态，临界状态也可理解为“恰好出现〃或“恰好不出现〃某种现象的状态，平衡物体的临界状态是指物体所处的平衡状态将要变化的状

5、态，涉及临界状态的问题叫临界问题，解决这类问题一定耍注意“恰好出现〃或“恰好不111现〃的条件。（2）解决临界问题的方法在研究物体的平衡吋，经常遇到求某物理量的取值范围。这样就涉及平衡物体的临界问题。解决这类问题的棊木思维方法是假设推理法。即先假设这样，然后再根据平衡条件及冇关知识列方程求解。运丿IJ假设法解题的基本步骤是:①明确研究对象；②価受力图；③假设可发生的临界现象；④列出满足所发生的临界现象的平衡方程求解。2、平衡物体中的极值问题（1）极值是指研究的平衡问题屮某物理最变化时出现的最大值或最小值。屮学物理的极值问题可分为简单极值问题和条件极值问题，区分的依据就是是否受

6、附加条件限制。若受附加条件限制，则为条件极值。（2）研究平衡物体的极值问题的两种方法①解析法：根据物体的平衡条件列方程，在解方程时采用数学知识求极值。通常用到的数学知识有二次函数极值、均分定理求极值、讨论分式极值、三和函数极值，以及几何法求极值等。②图解法：即根据物体的平衡条件作出力的矢量图，如只受三个力，则这三个力构成封闭矢量三角形，然示根据矢量图进行动态分析，确定最人值和最小值，此法简便、肓观。例如：在三角形中一条边a的大小和方向都确定，另一•条边b只能确定其方向（即a、b间的夹角0确定），欲求第三边c的最小值，则必有c垂肓于b时最小，且c=asin9,如下图所示。•例题

7、精讲1＞力学中的平衡：运动状态未发生改变，即0=00表现：静止或匀速肓线运动（1）在重力、弹力、摩擦力作用下的平衡例1质量为麻的物体置于动摩擦因数为L的水平血上，现对•它施加一个拉力，使它做匀速直线运动，问拉力与水平方向成多大夹角时这个力最小？解析取物体为研究对象，物体受到重力吨，地曲的支持力N,摩擦力』及拉力丁四个力作用，如图所示。由于物体在水平面上滑动，则/=即，将』和N合成，得到合力F,由图知F与丿的夹角:不管拉力T方向如何变化，F与水平方向的夹角二不变，即F为一个方向不发生改变力。这显然属于三力