受力分析时对于几个重要概念的分析

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1、受力分析时对于几个重要概念的分析摘要：教会学牛•如何进行受力分析既是整个高中阶段物理学习的重点也是一大难点，可以说学好了受力分析，高中物理就学好了一半，而无法突破这一难点的一大原因就是对概念理解的混淆或模糊不清。针对这一重难点，木文将对受力分析时常涉及的重要概念——平衡状态、静止、超重与失重、向心力进行•深入的分析，使学生对这些概念有一个明确的认识。关键词平衡状态静止超重失重向心力一、平衡状态1•什么是平衡状态平衡状态，是指系统的这样一种状态，即在没冇外界（指与系统冇关的周围环境）影响的条件下，系统各部分的宏观性质长时间内不发生变化的状态。这里所说的没有外界影

2、响,是指系统与外界之间不通过作功或传热的方式交换能量，否则系统就不能达到并保持平衡态。rti于实际屮并不存在完全不受外界影响，并且宏观性质绝对保持不变的系统，所以平衡状态只是一个理想化的概念，它是在一定条件下对实际情况的抽象和概括。在力学范畴中，根据牛顿第一定律，当物体不受外力（或所受合外力为零）时，物体将处于静止或匀速宜线运动状态，此时物体就处于平衡状态。2.匀速直线运动当物体处于匀速直线运动时，可以推定其所受合外力为零，所以物体处于匀速直线运动状态就是处于平衡状态。3.静止本人曾在《中学物理》（高中版）中读到“静止就是平衡态吗”一文，文中作者举了竖直上抛的

3、例子來说明静止状态。作者认为竖直上抛的物体在到达最高点位置时，相对地血速度为零，在这一位置虽然是处于静止状态，但此时因为物体受到重力作川，所受合外力不为零，加速度也不为零；因此在这一位置、这一时刻物体显然就不是处于平衡态。关于以上表述，可以清楚的看出，该文作者把静止状态简单地视为v二0,或者说把v=0简单地等同为静止状态；同吋把现实情况下物体所受合外力为零与牛顿第一定律中物体不受力等价起來。众所周知，所谓“静止”就是“不动”。它是指某一段时间内被研究物体相对于被选定的参照系没有位置变化，也就是不动，即速度为零。山此可见静止是一定要与一段吋间而不是一个时刻相对应

4、的，潍止必须是一个“过程”；某一时刻的所谓的“静止”是毫无意义的,与时刻相对应的仅仅也只能是瞬时速度尸0。而某些人把=0称为“瞬时静止”同样是不科学的。显而易见，如果物体只是速度"0并不一定处于静止状态，速度为零只是静止状态的必要条件而不充要条件。物体处于静止状态的充要条件是：v二0且a二0。4.匀速圆周运动实际上，物体处于平衡状态包括静止、匀速直线运动和绕轴的匀速转动状态（即匀速闘周运动），所以加速度a=0（LF=0）时，合力矩工M二0是物体处于平衡状态的充要条件。5.总结r静止平衡状态彳匀速直线运动I匀速圆周运动值得注意的是，某一个物体v二0而aHO（E

5、FHO）时，物体既非处于平衡状态也非静止，而是处于运动状态屮。正如物体上抛至最高位置时，速度v二0,而加速度a二g（g二9.8m/s2）不为零，此时物体并不处于i挣止状态，自然也就不能说物体处于平衡状态。二、超重与失重（一）超重与失重超重、失重是日常生活中比较常见的物理现象，学生能感受到，但超重、失重概念的理解对学生而言却具有一定的困难。我觉得导致这种闲难主要是由于两个方面，首先是物理语言的误导，使学生认为超重（或失重）就是物体重量的增加（或减小）；其次学生往往认为向上运动时就是超重，向下运动时就失重，而没有真正理解超重与失重的本质。1•超重物体对支持物的压力

6、（或对悬挂物的拉力）小于物体所受重力的现象称为失重现象。2.失重物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体所受重力的现彖称为失重现象。如果物体正好以大小等于g的加速度竖直下落，那么m（g+a）=0,这时物体对支持物、悬挂物完全没有作用力，好像完全没有了重力作用，这种状态是完全失重状态。在理解超重、失重概念时首先要明确物体的超重、失重与物体速度的人小和方向是无关的，它取决于物体的加速度。下面我们就通过对比分析、理解物体的超重和失重。运动情况加速度方向现象（视重和实重的关系）状态向上运动加速向上视重〉实重超帀匀速/视重二实重/减速向下视重<实重失重向下运动加速

7、向下视重〈实垂失重匀速/视重二实重/减速向上视重〉实重超重（其中视重是指支持物对物体的支持力或悬挂物对物体的拉力，是可以改变的；实重是指物体的实际重力，是不可改变的）接下來我们再根据牛顿笫二运动运动定律來分析物体超重和失重的物理原理。通过对上表的分析，我们可得出以下结论：①物体上升过程可分为两个阶段：加速上升、减速上升；物体下降过程也可分为两个阶段：加速下降、减速下降。（物体的匀速运动与物体的超重和失重无关，故暂不考虑）②当物体加速上升和减速下降时会出现超重现象；当物体加速下降和减速上升时会出现失重现象。③出现超重现彖时加速度方向向上，出现失重现彖时加速度方向

8、向下。现在我们就通过对物体的受力分析，