對物體進行受力分析是解決力學(xué)問題的基礎(chǔ),是研究力學(xué)的重要方法,受力分析的程序是:
1. 根據(jù)題意選取適當(dāng)?shù)难芯繉ο螅x取研究對象的原則是要使對物體的研究處理盡量簡便,研究對象可以是單個物體,也可以是幾個物體組成的系統(tǒng)。
2. 把研究對象從周圍的環(huán)境中隔離出來,按照先場力,再接觸力的順序?qū)ξ矬w進行受力分析,并畫出物體的受力示意圖,這種方法常稱為隔離法。
3. 對物體受力分析時,應(yīng)注意一下幾點:
(1)不要把研究對象所受的力與它對其它物體的作用力相混淆。
(2)對于作用在物體上的每一個力都必須明確它的來源,不能無中生有。
(3)分析的是物體受哪些“性質(zhì)力”,不要把“效果力”與“性質(zhì)力”重復(fù)分析。
力的合成
求幾個共點力的合力,叫做力的合成。
(1) 力是矢量,其合成與分解都遵循平行四邊形定則。
(2) 一條直線上兩力合成,在規(guī)定正方向后,可利用代數(shù)運算。
(3) 互成角度共點力互成的分析
?、賰蓚€力合力的取值范圍是|F1-F2|≤F≤F1+F2
?、诠颤c的三個力,如果任意兩個力的合力最小值小于或等于第三個力,那么這三個共點力的合力可能等于零。
?、弁瑫r作用在同一物體上的共點力才能合成(同時性和同體性)。
?、芎狭赡鼙确至Υ?,也可能比分力小,也可能等于某一個分力。
力的分解
求一個已知力的分力叫做力的分解。
(1) 力的分解是力的合成的逆運算,同樣遵循平行四邊形定則。
(2) 已知兩分力求合力有唯一解,而求一個力的兩個分力,如不限制條件有無數(shù)組解。
要得到唯一確定的解應(yīng)附加一些條件:
?、僖阎狭蛢煞至Φ姆较颍汕蟮脙煞至Φ拇笮?。
②已知合力和一個分力的大小、方向,可求得另一分力的大小和方向。
?、垡阎狭?、一個分力F1的大小與另一分力F2的方向,求F1的方向和F2的大?。?/p>
若F1=Fsinθ或F1≥F有一組解
若F>F1>Fsinθ有兩組解
若F
(3) 在實際問題中,一般根據(jù)力的作用效果或處理問題的方便需要進行分解。
(4) 力分解的解題思路
力分解問題的關(guān)鍵是根據(jù)力的作用效果畫出力的平行四邊形,接著就轉(zhuǎn)化為一個根據(jù)已知邊角關(guān)系求解的幾何問題。因此其解題思路可表示為:
必須注意:把一個力分解成兩個力,僅是一種等效替代關(guān)系,不能認(rèn)為在這兩個分力方向上有兩個施力物體。
矢量與標(biāo)量
既要由大小,又要由方向來確定的物理量叫矢量;
只有大小沒有方向的物理量叫標(biāo)量
矢量由平行四邊形定則運算;標(biāo)量用代數(shù)方法運算。
一條直線上的矢量在規(guī)定了正方向后,可用正負(fù)號表示其方向。
思維升華——規(guī)律•方法•思路
一、物體受力分析的基本思路和方法
物體的受力情況不同,物體可處于不同的運動狀態(tài),要研究物體的運動,必須分析物體的受力情況,正確分析物體的受力情況,是研究力學(xué)問題的關(guān)鍵,是必須掌握的基本功。
分析物體的受力情況,主要是根據(jù)力的概念,從物體的運動狀態(tài)及其與周圍物體的接觸情況來考慮。具體的方法是:
1. 確定研究對象,找出所有施力物體
確定所研究的物體,找出周圍對它施力的物體,得出研究對象的受力情況。
(1)如果所研究的物體為A,與A接觸的物體有B、C、D……就應(yīng)該找出“B對A”、“C對A”、“D對A”、的作用力等,不能把“A對B”、“A對C”等的作用力也作為A的受力;
(2)不能把作用在其它物體上的力,錯誤的認(rèn)為可通過“力的傳遞”而作用在研究的對象上;
(3) 物體受到的每個力的作用,都要找到施力物體;
(4) 分析出物體的受力情況后,要檢查能否使研究對象處于題目所給出的運動狀態(tài)(靜止或加速等),否則會發(fā)生多力或漏力現(xiàn)象。
2. 按步驟分析物體受力
為了防止出現(xiàn)多力或漏力現(xiàn)象,分析物體受力情況通常按如下步驟進行:
(1)先分析物體受重力。
(2)其研究對象與周圍物體有接觸,則分析彈力或摩擦力,依次對每個接觸面(點)分析,若有擠壓則有彈力,若還有相對運動或相對運動趨勢,則有摩擦力。
(3)其它外力,如是否有牽引力、電場力、磁場力等。
3. 畫出物體力的示意圖
(1)在作物體受力示意圖時,物體所受的某個力和這個力的分力,不能重復(fù)的列為物體的受力,力的合成與分解過程是合力與分力的等效替代過程,合力和分力不能同時認(rèn)為是物體所受的力。
(2)作物體是力的示意圖時,要用字母代號標(biāo)出物體所受的每一個力。
二、力的正交分解法
在處理力的合成和分解的復(fù)雜問題上的一種簡便的方法:正交分解法。
正交分解法:是把力沿著兩個選定的互相垂直的方向分解,其目的是便于運用普通代數(shù)運算公式來解決矢量的運算。
力的正交分解法步驟如下:
(1)正確選定直角坐標(biāo)系。通常選共點力的作用點為坐標(biāo)原點,坐標(biāo)軸方向的選擇則應(yīng)根據(jù)實際情況來確定,原則是使坐標(biāo)軸與盡可能多的力重合,即是使需要向兩坐標(biāo)軸分解的力盡可能少。
(2)分別將各個力投影到坐標(biāo)軸上。分別求x軸和y軸上各力的投影合力Fx和Fy,其中:
Fx=F1x+F2x+F3x+…… ;Fy=F1y+F2y+F3y+……
注意:如果F合=0,可推出Fx=0,F(xiàn)y=0,這是處理多個作用下物體平衡物體的好辦法,以后會常常用到。第2章的...高中物理‘加速度’,一般都是指‘勻加速度’,即,加速度是一個常量
1、加速度a與速度V的關(guān)系符合下式:V==at,t為時間變量,
我們有
a==V/t
表明,加速度a,就是速度V在單位時間內(nèi)的平均變化率。
2、V==at是一個直線方程,它相當(dāng)于數(shù)學(xué)上的y=kx(V相當(dāng)于y,t相當(dāng)于x,a相當(dāng)于k)
數(shù)學(xué)知識指出,k是特定直線y=kx的斜率,
直線斜率有如下性質(zhì):
(1)不同直線(彼此不平行)的斜率,數(shù)值不等
(2)同一直線上斜率的數(shù)值,處處相等(與y和x的數(shù)值無關(guān))
(3)直線斜率的數(shù)值,可以通過y和x的數(shù)值來求算:
k==y/x
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