2、　 物體受力分析常用的方法及注意點

(1)　　　 隔離法與整體法

將研究對象與周圍物體分隔或將相對位置不變的物體系作為一個整體來分析。

(2)　　　 假設法

在未知某力是否存在時，可先對其作出存在或不存在的假設，然后再就該力存在與不存在對物體運動狀態(tài)是否產(chǎn)生影響來判斷該力是否存在。

(3)　　　 注意要點

①　　 研究對象的受力圖，通常只畫出根據(jù)性質命名的力，不要把按效果分解的分力或合力分析進去，受力圖完成后再進行力的合成或分解。

②　　 區(qū)分內力和外力，對幾個物體的整體進行受力分析時，這幾個物體間的作用力為內力，不能在受力圖中出現(xiàn)，當把某一物體單獨隔離分析時，原來的內力變成了外力，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)物體的運動狀態(tài)，再運用平衡條件或牛頓定律判定未知力。

[例3]如圖1-19所示，A、B兩物體排放在水平面上，在水平力F的作用下處于靜止狀態(tài)．在以下情況中對B進行受力分析，

(1)B與水平面間無摩擦．(2)B與水平面間及B、A之間都存在摩擦．

　 　解析：(1)B只受兩個力的作用、重力和平面對它豎直向上的支持力．這里不存在上A對B的壓力和摩擦力．因為假若存在其中的一個力，這個力會有一個向右的水平分量．其結果B－定會向右加速運動，這與題意不符．用這種方法可以分析出多余的力．

　　 (2)若F＞f_Am，這種情況B受五個力的作用．如圖l-20所示，對A受力分析可知，因為A有沿面向上運動趨勢，所以B對A的摩擦力沿面向下，根據(jù)捉頓第三定律A對B的摩擦力是沿面向上即f₂．這種方法可以解決漏掉力的現(xiàn)象．

1、　 物體的受力分析

[例1]以下四種情況中，物體處于平衡狀態(tài)的有( D )

　　 A、豎直上拋物體達最高點時

　　 B、做勻速圓周運動的物體

　　 C、單擺擺球通過平衡位置時

D、彈簧振子通過平衡位置時

解析：豎直上拋物體在到達最高點時a=g，勻速園周運動物體的加速度a=v²/R，單擺擺球通過平衡位置時，平切向加速度a_切=0，法向加速度a_法=v²/R，合加速度a=v²/R，彈簧振子通過平衡位置時，a=0，故D正確

思考：單擺擺到最高點時是否是平衡狀態(tài)？

[例2]如圖所示，小車M在恒力作用下，沿水平地面做直線運動，由此可以判斷(CD)

　 A、若地面光滑，則小車一定受三個力作用

　　 B.若地面粗糙，則小車可能受三個力作用

　　 C若小車做勻速運動，則小車一定受四個力作用

　　 D.若小車加速運動，則小車可能受三個力作用

解析：由于F的垂直分力可能等于重力，因此地面可能對物體無彈力作用，A選項錯誤。F有豎直分力可能小于重力，地面對物體有彈力作用，若地面粗糙，小車受摩擦力作用，共受四個力，B選項錯誤。若小車做勻速運動，則水平方向所受的摩擦力與F的水平分力平衡，這時一定受重力、彈力、拉力F和摩擦力四個力的作用，C選項正確；若小車做加速運動，，當?shù)孛婀饣瑫r，小車受重力和F力的作用或受重力和F力及地面的彈力的作用，D選項正確。

　　 答案：CD

說明：①在常見的幾種力中，重力是主動力，而彈力、摩擦力是被動力，其中存在彈力又是摩擦力存在的前提，所以分析受力時應按重力、彈力、摩攘力的順序去分析．

　　 ②物體的受力情況要與其運動情況相符．因此，常常從物體的運動狀態(tài)入手，去分析某個力是否存

在．如本例中選項C,D的分析．

3、通常在分析外力對系統(tǒng)作用時，用整體法；在分析系統(tǒng)內各物體之間的相互作用時，用隔離法。有時在解答一個問題時要多次選取研究對象，需要整體法與隔離法交叉使用

規(guī)律方法

2、隔離法：把系統(tǒng)分成若干部分并隔離開來，分別以每一部分為研究對象進行受力分根據(jù)地，分別列出方程，再聯(lián)立求解的方法。

1、整體法：以幾個物體構成的整個系統(tǒng)為研究對象進行求解的方法。在許多問題中可以用整體法比較方便，但整體法不能求解系統(tǒng)的內力。

3、受力分析的三個判斷依據(jù)：

①從力的概念判斷，尋找施力物體；

②從力的性質判斷，尋找產(chǎn)生原因；

③從力的效果判斷，尋找是否產(chǎn)生形變或改變運動狀態(tài)。

2、受力分析的幾個步驟．

①靈活選擇研究對象：也就是說根據(jù)解題的目的，從體系中隔離出所要研究的某一個物體，或從物體中隔離出某一部分作為單獨的研究對象，對它進行受力分析．

　　 所選擇的研究對象要與周圍環(huán)境聯(lián)系密切并且已知量盡量多；對于較復雜問題，由于物體系各部分相互制約，有時要同時隔離幾個研究對象才能解決問題．究竟怎樣選擇研究對象要依題意靈活處理．

②對研究對象周圍環(huán)境進行分析：除了重力外查看哪些物體與研究對象直接接觸，對它有力的作用．凡是直接接觸的環(huán)境都不能漏掉分析，而不直接接觸的環(huán)境千萬不要考慮進來．然后按照重力、彈力、摩擦力的順序進行力的分析，根據(jù)各種力的產(chǎn)生條件和所滿足的物理規(guī)律，確定它們的存在或大小、方向、作用點．

③審查研究對象的運動狀態(tài)：是平衡態(tài)還是加速狀態(tài)等等，根據(jù)它所處的狀態(tài)有時可以確定某些力是否存在或對某些力的方向作出判斷．

④根據(jù)上述分析，畫出研究對象的受力分析圖；把各力的方向、作用點(線)準確地表示出來．

1、受力分析的順序：先找重力，再找接觸力(彈力、摩擦力)，最后分析其它力(場力、浮力等)

4、正交分解和等效替代

[例7]如圖2－24(a)所示，A、B質量分別為m_A和m_B，疊放在傾角為θ的斜面上以相同的速度勻速下滑，則(　　　 )

　 (A)AB間無摩擦力作用　　　 (B)B受到的滑動摩擦力大小為(m_A+m_B)gsinθ

　 (C)B受到的靜摩擦力大小為m_Agsinθ　 (D)取下A物體后，B物體仍能勻速下滑

解析：隔離A、B，A受力和坐標軸如圖(b)所示，由平衡條件得：

　　　 m_Agsinθ－f_A=0…………①　　　 N_A一m_Agcosθ＝0…………②

　　 B受力和坐標軸如圖(C)所示，由平衡條件得：

　　　 m_Bgsinθ+f_A^/－f_B=0……………③　　　 N_B一m_Bgcosθ-N_A^/=0…………④

A、　　 B相對靜止，f_A為靜摩擦力，B在斜面上滑動，f_B為滑動摩擦力

　 f_B＝μN_B…………⑤　　　 聯(lián)立①式-⑤式得：

　　　 f_A=m_Agsinθ，f_B=(m_A十m_B)gsinθ，μ=tgθ

　　 取下A后，B受到的滑動磨擦力為f_B＝μm_Bgcosθ=m_Bgsinθ，

　　 B所受摩擦力仍等于重力沿斜面的下滑分力，所以B仍能作勻速直線運動·

　　 綜上所述，本題應選擇(B)、(C)、(D)。

[例8]某壓榨機的結構示意圖如圖,其中B為固定鉸鏈,若在A處作用于壁的力F,則由于力F的作用，使滑塊C壓緊物塊D，設C與D光滑接觸，桿的重力不計，求物體D受到的壓力大小是F的幾倍？(滑塊重力不計)

解析：力F的作用效果是對AC、AB桿產(chǎn)生沿兩桿的方向的力F₁、F₂，力F₁產(chǎn)生對C的向左的力和向下的壓力。由圖可知tanα=100/10=10，F(xiàn)₁=F₂=F/2cosα，N=F₁sinα=Fsinα/2cosα=5F。

試題展示

　　　　　　 物體的受力分析(隔離法與整體法)

基礎知識一、物體受力分析方法

把指定的研究對象在特定的物理情景中所受到的所有外力找出來，并畫出受力圖，就是受力分析。對物體進行正確地受力分析，是解決好力學問題的關鍵。

3、用三角形法則分析力的動態(tài)變化

[例5]如圖所示，將一個重物用兩根等長的細繩OA、OB懸掛在半圓形的架子上，在保持重物位置不動的前提下，B點固定不動，懸點A由位置C向位置D移動，直至水平，在這個過程中，兩繩的拉力如何變化？

解析：根據(jù)力的作用效果，把F分解，其實質是合力的大小方向都不變，一個分力的方向不變，另一個分力的大小方向都在變化，由圖中不不看出：OB繩子中的拉力不斷增大，而OA繩中的拉力先減小后增大，當OA與OB垂直時，該力最小。

[例6]如圖所示，質量為m的球放在傾角為α的光滑斜面上，試分析擋板AO與斜面間的傾角β多大時，AO所受壓力最小？

　　 解析：雖然題目問的是擋板AO的受力情況，但若直接以擋板為研究對象，因擋板所受力均為未知力，將無法得出結論．

　　 以球為研究對象，球所受重力對也產(chǎn)生的效果有兩個：對斜面產(chǎn)生了壓力N₁，對擋板產(chǎn)生了壓力N₂．根據(jù)重力產(chǎn)生的效果將重力分解，如圖所示．

當擋板與斜面的夾角β由圖示位置變化時．N₁大小改變．但方向不變．始終與斜面垂直：N₂的大小、方向均改變(圖1一25中畫出的一系列虛線表示變化的N₂)．由圖可看出．當N₂與N₁垂直即β＝90⁰時，擋板AO所受壓力最小，最小壓力N_2min=mgsinα．

也可用解析法進行分析，根據(jù)正弦定理有N₂/sinα=mg/sinβ，所以N₂=mgsinα/sinβ。而其中mgsinα是定值，N₂隨β的變化而變化

當β<90⁰時，β↑→sinβ↑→N₂↓；當β>90⁰時，β↑→sinβ↓→N₂↑；當β=90⁰時，N₂有最小值N_2min=mgsinα；

說明：(1)力的分解不是隨意的，要根據(jù)力的實際作用效果確定力的分解方向．

(2)利用圖解法來定性地分析一些動態(tài)變化問題，簡單直觀有效，是經(jīng)常使用的方法，要熟練掌握．