楊向波
“力、受力分析”這部分內(nèi)容在新課標大綱中是必考內(nèi)容,考查內(nèi)容最主要最核心的部分就是受力分析,如何能正確快速的對物體(或系統(tǒng))進行受力分析是解決問題的關(guān)鍵,因為單獨考查這部分內(nèi)容的可能性相對較小,多數(shù)都是以綜合題的形式考查,若受力分析掌握不好,就很難解決大的力學(xué)綜合題,也就很難提高分數(shù)。
筆者結(jié)合以往高考出題模式及高考趨勢,僅就這一內(nèi)容的必考考點的理解和應(yīng)用進行分析闡釋,希望對同學(xué)們的復(fù)習(xí)應(yīng)考有所幫助。
一、 力的分類
1.重力
由于地球?qū)ξ矬w的吸引而產(chǎn)生的叫重力,重力過重心且方向豎直向下.
2.彈力
彈力是接觸力,分析彈力要先弄清研究對象可能受幾個彈力。相互接觸的物體間是否存在彈力通常用下面三種方法:
(1)“假設(shè)法”分析物體間的彈力
(2)“替換法”分析物體間的彈力
(3)根據(jù)“物體的運動狀態(tài)”分析彈力
3.摩擦力
摩擦力也是接觸力,它不一定都是阻力;靜摩擦力是變力,具有很強的隱蔽性,所以靜摩擦力的方向判定較困難,常用下面幾種方法判斷:
(1)“假設(shè)法”和“反推法”
假設(shè)法:即先假定沒有摩擦力時,看相對靜止的物體間能否發(fā)生相對運動.若能,則有靜摩擦力,方向與相對運動方向相反;若不能,則沒有靜摩擦力.
反推法:是從研究物體表現(xiàn)出的運動狀態(tài)這個結(jié)果反推出它必須具有的條件,分析組成條件的相關(guān)因素中摩擦力所起的作用,就容易判斷摩擦力的方向.
(2)根據(jù)物體的運動狀態(tài),用牛頓第二定律來判斷.
此法關(guān)鍵是先判明物體的運動狀態(tài)(即加速度方向),再利用牛頓第二定律(F=ma)確定合力,然后受力分析確定靜摩擦力的大小及方向.
(3)利用牛頓第三定律來判斷
例1在教室里的黑板上都粘掛一些小磁鐵,小磁鐵被吸在黑板上可以用于“貼”通知或答案,下列說法中正確的是( )
A.磁鐵受到三個力的作用
B.磁鐵與黑板間在水平方向存在兩對作用力與反作用力
C.磁鐵受到的磁力大于受到的彈力才能被吸在黑板上
D.磁鐵受到的支持力與黑板受到的壓力是一對作用力與反作用力
解析:受力分析的順序是:已知力、重力、彈力、摩擦力,按照這一順序進行受力分析,可以避免漏掉力,受力分析后還要與物體的運動狀態(tài)進行對照,看是否一致。磁鐵受到四個力的作用,重力、磁鐵吸引力、彈力和摩擦力。故A錯誤;磁鐵與黑板大水平方向存在著兩對作用力和反作用力,磁吸引力的一對作用力和反作用力,以及彈力的作用力和反作用力,故BD正確;磁鐵處于平衡狀態(tài),故水平受到的磁鐵吸引力和彈力大小相等,故C錯誤,故選項為BD
二、考點理解
1.受力分析的步驟
(1)明確研究對象——即確定受力物體;
(2)隔離物體分析——將研究對象從周圍物體中隔離出來,進而分析周圍有哪些物體對它施加力;
(3)畫出受力圖示——邊分析邊將力一一畫在受力圖上,準確標明各力的方向;
(4)分析受力順序——先重力、后彈力、再摩擦力、然后再分析其他的作用力.
2.受力分析的三個判斷依據(jù)
(1)“條件”判據(jù):即根據(jù)力的產(chǎn)生條件來判斷物體是否受到某個力的作用;
(2)“效果”判據(jù):即根據(jù)力的作用效果來判斷物體是否受到某個力的作用;
(3)“相互作用”判據(jù):即根據(jù)力的作用的相互性來判斷物體是否受到某個力的作用.
3.受力分析的常見錯誤及應(yīng)對措施
(1)多畫力
具體情況有:錯把其他物體受到的力畫在該物體上;將不存在的力畫入;合力或分力重復(fù)畫入.
防止方法:牢記研究對象,所畫的每一個力都必須同時找到受力物體和施力物體.
(2)少畫力
具體情況有:少畫彈力和摩擦力.
防止方法:按受力分析順序畫力,所有接觸面或接觸點都要分析到是否有彈力和摩擦力.
(2)錯畫力
具體情況有:把力的方向畫錯.
防止方法:按照重力、彈力、摩擦力方向的確定方法分析.
三、考點應(yīng)用
【應(yīng)用】如圖1所示,傾角為,重為的斜面體靜止在水平面上.一根彈性輕桿一端垂直固定在斜面上,桿的另一端固定一個重為的小球,小球處于靜止狀態(tài)時,下列說法正確的是( )
A.斜面有向左運動的趨勢
B.地面對斜面的支持力為80 N
C.球?qū)椥暂p桿的作用力為2 N,方向豎直向下
D.彈性輕桿對小球的作用力為2 N,方向垂直斜面向上
【解析】 把小球、桿和斜面作為整體受力分析可知,僅受重力和地面的支持力,且二力平衡,故A、B錯;對小球受力分析知,只受豎直向下的重力和桿給的豎直向上的彈力(桿對小球的力不一定沿桿),故C對D錯.
(作者單位:河南洛陽市宜陽縣第一高級中學(xué))