高中物理受力分析是这样子的

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高中物理受力分析是这样子的

2024-05-24 18:18| 来源: 网络整理| 查看: 265

高中力学是令为数不少的同学非常头疼的问题,遇到的困难无外乎以下几点:

力分析多了;力分析少了;力的方向不对;力的大小老是算错……诸如此类。

那么力学应该怎么学?它的基本模型又是什么?力学的正确打开方式又是什么?

力学的核心在于受力分析。按照考试的要求,可将受力分析分为两类:一是与运动有关的受力分析,二是与运动无关的受力分析。

这时候,大多数学生都会认为:哇,第一类好难!无非是被“运动”狠狠地伤害过,很多人一看到“运动”就色变,觉得和“运动”有关的内容都是超难的。实则恰恰相反,第一类受力分析超级简单,而且高考必考。与运动无关的受力分析相对来讲要难一些,高考率在5%左右。因此,想实现高考成绩理想,又不愿过分透支精力的话,那么重点掌握第一类受力分析,第二类则可以适当放弃。

接下来,我们开始讲解受力分析的核心模型。

一、受力分析核心模型

(一)受力个数分析

想要做好受力分析,第一步要先数力,也就是数物体受力的个数。这一步相当重要,可以让我们知道力的来源,也就是哪些地方有力、哪些地方没有力;也可以让我们知道已经分析了哪些力,还有哪些力没有分析,这样才不至于少分析力,或者多分析力。下面,我们从场力、外力,轻杆、轻绳、轻弹簧,接触面三个要点逐一讲解。

1.场力:重力(万有引力)电场力、安培力和洛仑兹力。

2.外力:直接画在图上的力。这种力没有说明是什么性质的力,也不知道施力物体,但

它就是存在(因为已经直接画在图上了)。

以上这两种力,只要满足力产生的相应条件,就可以直接分析出来,与存不存在其他力没有关系,因此我们把这两种力称为“主动力”。

3.轻杆、轻绳、轻弹簧:最多只能提供一个力,即弹力。它提供不了摩擦力(爬杆、爬绳子这两种情况除外)。

4.接触面:一个接触面最多提供两个力,即弹力和摩擦力。并且这两个力的方向互相垂直。

(二)受力分析顺序

分析顺序为:场力、外力→轻杆、轻绳、轻弹簧→接触面,从上往下分析、从外往内分析。

注意:现在,请抛弃掉以前学习的“一重、二弹、三摩擦”。

(三)受力分析方法

核心方法:平衡法、牛二法

辅助方法:牛三法、整体隔离法

第一类受力分析简单就简单在第一步分析出了几个力,第二步只管按照顺序把它们画出来就好了,不用管这些力到底存不存在;第二类受力分析难就难在这些力不一定都存在,还需要我们去分析哪些力存在、哪些力不存在。分析力存不存在的方法除了每一种力的产生条件之外,最核心的方法就是基本模型的第三点。

平衡法和牛二法是互斥的两类方法。牛二法主要分析非平衡状态下,静摩擦力的方向;其余的一切都用平衡法。

接下来,我们对这几种方法进行逐一讲解!

1.平衡法

平衡法就是合力为0的方法。

例题:图1-1中,一根弹性杆的一端固定在倾角为 30^{o} 的斜面上,杆的另一端固定一个重力是 2N 的小球,小球处于静止状态时,弹性杆对小球的弹力是多少呢?

图1-1

我们需要对小球进行受力分析。小球一共只能受到两个力的作用:第一个是重力,方向竖直向下;第二个是杆对小球的弹力。因为小球静止,小球处于平衡状态,所以小球的合力为0,则杆对小球的弹力和小球所受的重力一定大小相等,方向相反。弹性杆对小球的弹力大小为 2N ,方向竖直向上。

2.牛二法

牛二法也叫动力阻力法,主要用于分析静摩擦力的方向问题。

例题:图1-2(a)中, A 和 B 在外力 F 的作用下一起向右匀加速运动,则A和对B 的摩擦力向左还是向右?



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