物理五,物體受力分析

1、第1頁共10頁物理力學(xué)模型——物體受力分析1彈力有、無的判斷彈力有、無的判斷彈力的產(chǎn)生條件是接觸且發(fā)生彈性形變。但有的形變明顯，有的不明顯。那么如何判斷相互接觸的物體間有無彈力？法1：“假設(shè)法”“假設(shè)法”，即假設(shè)接觸物體撤去，判斷研究對象是否能維持現(xiàn)狀。若維持現(xiàn)狀則接觸物體對研究對象沒有彈力，因?yàn)榻佑|物體使研究對象維持現(xiàn)狀等同于沒有接觸物，即接觸物形同虛設(shè)，故沒有彈力。若不能維持現(xiàn)狀則有彈力，因?yàn)榻佑|物撤去隨之撤去了應(yīng)該有的彈力，從而改

2、變了研究對象的現(xiàn)狀。可見接觸物對研究對象維持現(xiàn)狀起著舉足輕重的作用，故有彈力。例1：如圖所示，判斷接觸面對球有無彈力，已知球靜止，接觸面光滑?！緦忣}】【審題】在a、b圖中，若撤去細(xì)線，則球都將下滑，故細(xì)線中均有拉力a圖中若撤去接觸面，球仍能保持原來位置不動，所以接觸面對球沒有彈力；b圖中若撤去斜面，球就不會停在原位置靜止，所以斜面對小球有支持力?！窘馕觥俊窘馕觥繄Da中接觸面對球沒有彈力；圖b中斜面對小球有支持力法2：根據(jù)“物體的運(yùn)動狀態(tài)

3、”分析彈力。：根據(jù)“物體的運(yùn)動狀態(tài)”分析彈力。即可以先假設(shè)有彈力，分析是否符合物體所處的運(yùn)動狀態(tài)。或者由物體所處的運(yùn)動狀態(tài)反推彈力是否存在?？傊矬w的受力必須與物體的運(yùn)動狀態(tài)符合。同時依據(jù)物體的運(yùn)動狀態(tài)，由二力平衡（或牛頓第二定律）還可以列方程求解彈力。例2：如圖所示，判斷接觸面MO、ON對球有無彈力，已知球靜止，接觸面光滑。【審題】【審題】圖中球由于受重力，對水平面ON一定有擠壓，故水平面ON對球一定有支持力，假設(shè)還受到斜面MO的彈

4、力，如圖1—3所示，則球?qū)⒉粫o止，所以斜面MO對球沒有彈力。【解析】【解析】水平面ON對球有支持力，斜面MO對球沒有彈力。圖1—1ab圖1—2圖1—3第3頁共10頁例4：如圖1—6所示，小車上固定著一根彎成α角的曲桿，桿的另一端固定一個質(zhì)量為m的球，試分析下列情況下桿對球的彈力的大小和方向：（1）小車靜止；（2）小車以加速度a水平向右運(yùn)動；（3）小車以加速度a水平向左運(yùn)動?！緦忣}】【審題】此題桿對球的彈力與球所處的運(yùn)動狀態(tài)有關(guān)。分析時

5、應(yīng)根據(jù)不同的運(yùn)動狀態(tài)具體分析。（1）小車靜止時，球處于平衡狀態(tài)，所受合外力為零，因重力豎直向下，所以桿對球的彈力F豎直向上，大小等于球的重力mg，如圖1—7甲所示。（2）當(dāng)小車向右加速運(yùn)動時，因球只受彈力和重力，所以由牛頓第二定律F=ma得，兩力的合力一定是水平向右。由平行四邊形法則得，桿對球的彈力F的方向應(yīng)斜向右上方，設(shè)彈力F與豎直方向的夾角為θ，則由三角知識得：F=tanθ（mg）2（ma）2=ag如圖1—7乙所示。（3）當(dāng)小車向左

6、加速運(yùn)動時，因球只受彈力和重力，所以由牛頓第二定律F=ma得，兩力的合力一定是水平向左，由平行四邊形法則得，桿對球的彈力F的方向應(yīng)斜向左上方，設(shè)彈力F與豎直方向的夾角為θ，則由三角知識得：F=tanθ（mg）2（ma）2=ag如圖1—7丙所示可見，彈力的方向與小車運(yùn)動的加速度的大小有關(guān)，并不一定沿桿的方向。【解析】【解析】（1）球處于平衡狀態(tài)，桿對球產(chǎn)生的彈力方向豎直向上，且大小等于球的重力mg。（2）當(dāng)小車向右加速運(yùn)動時，球受合力方向

7、一定是水平向右，桿對球的彈力方向應(yīng)斜向右上方，與小車運(yùn)動的加速度的大小有關(guān)，其方向與豎直桿成arctanag角，大小等于。（3）當(dāng)小車向左加速運(yùn)動時，球受合力方向一定是水平向左，桿對（mg）2（ma）2球的彈力方向應(yīng)斜向左上方，與小車運(yùn)動的加速度的大小有關(guān)，其方向與豎直桿成arctanag角，大小等于。（mg）2（ma）2【總結(jié)】【總結(jié)】桿對球的彈力方向不一定沿桿，只有當(dāng)加速度向右且a=gtanθ時，桿對小球的彈力才沿桿的方向，所以在分