几乎所有力学问题的分析,都离不开物体受力情况的分析。对物体的受力情况进行分析的过程(或方法)叫做物体的受力分析。
必须强调的是,所谓的物体的受力分析,就是对物体的所受性质力的分析,不包括具体问题的求解过程。明白这一点至关重要,这告诉我们,进行受力分析时,所有的力都是性质力,不能把效果力给混淆进来。完成受力情况的分析后,再根据具体的物理问题,要么对物的受力进行合成或分解;要么结合牛顿第二定律对物体的运动过程进行分析。我们发现,只要是力学问题,受力分析是最重要的,从一定程度上说,受力分析正确,等于问题解决成功了一半。而其中最容易出错的就是,在受力分析过程中,又混进了力的合成或分解等具体问题的分析过程,使得思路一团乱麻,无的放矢。
(一)、受力分析的依据与思路
受力分析一般是在惯性系下对物体进行的,有两个依据:
1.力的产生条件是否存在或者完备;
2.力的作用效果与物体的运动状态之间的相互制约的关系。
注意,在具体问题的分析中,以上两个依据是相辅相承的,要灵活地综合运用。
思考题:回顾各性质力的产生条件,对哪些性质力的分析,可能要采用第二个依据?
思考题:在进行受力分析过程中,先分析什么力,后分析什么力,还有科学的次序问题。请同学们思考这个次序问题。
(2)受力分析的技巧
1、找施力物体。没有施力物体,研究对象就不可能受到力的作用,例如,脱手的篮球将不再受运动员施加的力,如果受运动员施加的力,那么可以分析这个力一定是弹力,但不满足弹力的条件,故有前面结论;又如,在劈形斜面上下滑的物体,有同学经常出错——认为受到沿斜面下滑的力,学生们简称“下滑力”(同学们的造词能力真够厉害!),那么你只要给自己提下面几个问题,你就能辨析了,“下滑力” 的施力物体是什么?“下滑力”是什么性质力,满足这个性质力的条件吗?注意:一般地,一个物体对另一个物体只施加一个力的作用,确切地说,一个物体对另一物体施加某一性质力,这种性质力只能施加一个。
2、综合运用牛顿第三定律、共点力平衡条件及力矩平衡条件。
受力分析的总原则基本上在上面的分析中讲到了,但是我们也不能太僵化了,不能越池半步。一个聪明的学生总是有这个体会,在复杂的力学问题中,特别是涉及到电场力或磁场力时,受力情况的分析总是要与运动过程的分析结合起来,亦张亦弛,灵活跳变。这正是电磁学问题之所以难的关键原因。
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