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受力分析

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受力分析的直角坐标系分解

受力分析是解决物理问题的第一步。大部分受力分析的题都是依照如下四步进行的。

1,确定要研究对象

在进行受力分析时,研究对象可以是某一个物体,也可以是保持相对静止的若干个物体。如何确定研究对象呢?一般来说我们遵循的原则是先大后小,能大不小(见下方整体法与隔离法);当然了,对谁进行受力分析,关键还是看解题的要求。 

2,画受力图

我们一般采取先画场力,后画接触力的顺序进行分析。不涉及到电磁场问题时,我们总是按照重力、弹力、摩擦力、其他力的方法来画受力图。

3,进行力的分解

建立直角坐标系,向x轴和y轴投影、分解。物理网提醒,建议同学们把坐标系轴画成虚线,而且x、y轴上的箭头符号要画得远一点,以免影响到受力分析。

4,列方程,并求解

在x轴与y轴上分别建立方程,涉及到滑动摩擦力时,同学们要注意f=μN这个辅助公式。

受力分析的其他方法

受力分析时,有时候并不需要建立直角坐标系,会用到力的封闭三角形法则。力的封闭三角形法则简介如下:

三角形定则可以认为是力的平行四边形法则的一个推广。当一个物体仅受三个力的作用处于平衡状态时,这三个力首尾顺次相连,构成一个封闭的三角形。

当然,力的封闭三角形法则也到多个力的合成。只要将表示各个分力的有向线段首尾相接成一折线(与先后顺序无关),那么从第一个有向线段的箭尾到最后一个有向线段的箭头的有向线段就表示它们的合力F。由此还可以得到一个有用的推论:如果n个力首尾相接组成一个封闭多边形,则这n个力的合力为零,物体处于平衡状态。

隔离法与整体法

(1)隔离法

为了弄清系统(连接体)内某个物体的受力和运动情况,一般可采用隔离法。

运用隔离法解题的基本步骤是:

1明确研究对象或过程、状态;

2将某个研究对象、某段运动过程或某个状态从全过程中隔离出来;

3画出某状态下的受力图或运动过程示意图;

4选用适当的物理规律列方程求解。

(2)整体法

当只涉及研究系统而不涉及系统内部某些物体的力和运动时,一般可采用整体法。

运用整体法解题的基本步骤是:

1明确研究的系统和运动的全过程;

2画出系统整体的受力图和运动全过程的示意图;

3选用适当的物理规律列方程求解。

隔离法和整体法常常交叉运用,从而优化解题思路和方法,使解题简捷明快。

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