受力分析三种方法(受力分析图解法)
受力分析三种方法(受力分析图解法)1、确定受力分析研究对象: 。做题套路:对于受三个力的物体,先确定是否是一个恒力,一个定力和一个变力!是就构建三角形!改变变力对应的边长,边长越大力越大!!A. 地面对斜面体的支持力变强 B. 地面对斜面体的摩擦力变大C. 细线对小球的拉力变小 D. 斜面对小球的支持力变小【答案】C 【解析】【分析】小球受重力、支持力和绳子的拉力处于平衡,抓住重力的大小和方向不变,支持力的方向不变,根据图解法判断拉力和支持力的变化.对整体分析,判断支持力和摩擦力的变化。本题考查了力学的动态分析,关键抓住哪个力大小和方向都不变,哪个力方向不变,结合图解法分析判断,比较函数法要简单快捷。【解答】解:对整体分析,整体处于平衡,支持力等于总重力,可知地面对斜面体的支持力不变,地面对斜面体的摩擦力始终为零,故A、B错误;C.质点受重力、支持力和拉力处于平衡,重力的大小和方向不变,即拉力和支持力的合力始终保持竖直向上
受力分析——图解法——一眼看出答案!!
口诀:恒定变,画三角!定比例,看大小!
恒力(大小、方向都不变);变力(大小、方向都变);定力(方向不变);等力(大小不变)。
分析和应用:
对于受三个力的物体,先确定是否是一个恒力,一个定力和一个变力!是就构建三角形!改变变力对应的边长,边长越大力越大!!
- 例题解析:如图所示,带有竖直支柱的斜面体静止在水平地面上,光滑的小球被轻质细线系住静止于斜面体上现将支柱上细线结点位置由顶端下移,使细线与斜面平行,则细线结点位置调整后与调整前相比,下列说法正确的是
A. 地面对斜面体的支持力变强 B. 地面对斜面体的摩擦力变大
C. 细线对小球的拉力变小 D. 斜面对小球的支持力变小
【答案】C 【解析】【分析】小球受重力、支持力和绳子的拉力处于平衡,抓住重力的大小和方向不变,支持力的方向不变,根据图解法判断拉力和支持力的变化.对整体分析,判断支持力和摩擦力的变化。本题考查了力学的动态分析,关键抓住哪个力大小和方向都不变,哪个力方向不变,结合图解法分析判断,比较函数法要简单快捷。
【解答】解:对整体分析,整体处于平衡,支持力等于总重力,可知地面对斜面体的支持力不变,地面对斜面体的摩擦力始终为零,故A、B错误;
C.质点受重力、支持力和拉力处于平衡,重力的大小和方向不变,即拉力和支持力的合力始终保持竖直向上,大小不变,根据图解法知,拉力减小,支持力增大,故C正确,D错误。故选C。
做题套路:
1、确定受力分析研究对象: 。
2、再确定研究对象的状态: 。(平衡还是非平衡——合力方向)
3、点个点代表物体:确定是否是受三个力,而且是一恒、一定、一变!
4、恒力不动(多为重力),反向延长斜着的力,平移定力构建三角形!!根据变力向水平还是竖直方向变化,把斜边再画一条,观察变长大小变化!!
研究对象 |
是否平衡? |
是否属于恒定变化 |
画方向 |
构建三角关系 |
看斜边向哪边? |
1 | |||||
2 | |||||
整体 |
精选例题:
1、如图所示用一轻绳将光滑小球系于光滑墙壁的点,在墙壁和小球之间夹有一个三角形的物块,初始时物块的斜面与绳子平行,现用力把物块缓慢往上推,仍保持小球与物块接触,则下列说法正确的是( )
A. 绳子对小球的拉力先变小后变大
B. 物块对小球的支持力变大
C. 物块对小球的支持力先变小后变大
D. 物块受个力作用
【答案】B 【解析】【分析】本题主要考查共点力平衡中的受力分析,处理共点力平衡时,根据平衡条件,列方程求解或利用矢量三角形来分析力的变化。
先对小球受力分析,作出矢量三角形,来判断绳子对小球的拉力变化情况及对物体支持力的变化情况,然后对物体受力分析,可知的受力个数。【解答】以为研究对象,受力如图所示
,
当用力把物块缓慢往上推时,增大,因对的支持力方向不变,则绳子对小球的拉力会变大,对的支持力会变大,故AC错误,B正确;D、B受到重力、向上的推力、对的压力、墙壁对的支持力四个力的作用,故D错误。故选B。
- 如图所示,有一倾角为的斜面,斜面上有一能绕固定轴转动的木板,木板与斜面垂直,把球放在斜面和木板之间,不计摩擦,球对斜面的压力为,对木板的压力为将板绕点缓慢推到竖直位置的过程中,则 ( )
A. 和都增大 B. 和都减小
C. 增大,减小 D. 减小,增大
【答案】A 【解析】【分析】以小球为研究对象,分析受力情况,运用图解法分析斜面对球的支持力和挡板对球的弹力如何变化;本题主要是考查了供电力的平衡问题,解答此类问题的一般步骤是:确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解,然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答。本题是利用图解的方法来分析。【解答】小球受到三个共点力作用而处于动态平衡状态,三个力首尾相连构成一个闭合矢量三角形,如图所示,
由图可知,将板绕点缓慢推到竖直位置的过程中,和均增大,故A正确.
- 如图所示为某种健身装置,轻绳、结点处悬挂重物,与竖直方向的夹角为,某健身者手执端,在水平地面上缓慢移动各段轻绳均不可伸长,绳始终水平,当健身者( )
A. 向右移动时,绳拉力变大
B. 向右移动时,绳、拉力的合力变大
C. 向左移动时,绳拉力变小
D. 向左移动时,健身者与地面的摩擦力变大
【答案】AC 【解析】【分析】
对结点进行分析,根据平衡条件可得出两绳子拉力与的重力之间的关系,再根据人走动时夹角的变化分析和两绳上拉力的变化,从而分析人受地面的摩擦力的变化情况。本题考查共点力平衡条件的应用,要注意明确研究对象应为结点,由几何关系即可求得拉力关系;本题也可以根据图示法进行分析,明确各力量的变化情况。【解答】设的拉力为,得拉力为,重物的质量为,结点受力情况如图所示:因点始终处于平衡状态,根据平衡条件有:,。
A、当健身者缓慢向右移动时,角变大,则变大,故A正确;
B、健身者向右移动时,绳、拉力的合力一定等于重物的重力,保持不变,故B错误;
、当健身者缓慢向左移动时,角变小,则、均变小,因为健身者所受到的摩擦力与绳拉力相等,故健身者与地面间的摩擦力变小,故C正确,D错误。
课后练习:
- 如图所示,用轻绳把球挂在光滑的竖直墙壁上,点为绳的固定点,点为球与墙壁的接触点。现保持固定点不动,将轻绳加长,使绳与墙壁的夹角变小,则球静止后与绳加长之前相比( )
A. 绳对球的拉力减小 B. 球对墙壁的压力减小
C. 球对墙壁的压力不变 D. 球所受的合力变大
【答案】AB 【解析】【分析】
分析足球的受力情况,作出力图,根据平衡条件求解悬绳对球的拉力和墙壁对球的支持力。本题是三力平衡问题,分析受力情况,作出力图,运用平衡条件和几何知识得到两力的表达式然后分析其变化,此方法称为函数法,也可以用图解法。
【解答】以足球为研究对象,分析其受力情况:重力、悬绳对球的拉力和墙壁对球的支持力,根据平衡条件三个力的合力为零保持不变,运用合成法,
结合几何知识有: ,
把绳的长度加长一些,则减小,可知减小,减小,故AB正确,C错误;D.球一直处于静止状态,所受的合力始终为零,故D错误。故选AB。
- 如图所示,半径相同、质量分布均匀的圆柱体和半圆柱体靠在一起,、之间无摩擦力,得重力为,下表面粗糙,、均静止在水平地面上,现过的轴心施以水平作用力,可缓慢地将拉离平面一直滑到的顶端,整个过程中,始终处于静止状态,对该过程的分析,下列说法正确的是( )
A. 地面所受的压力逐渐增大
B. 地面对的摩擦力逐渐增大
C. 开始时拉力最大,且为,以后逐渐减小为
D. ,间的压力开始时最大,且为,以后逐渐减小到
【答案】CD 【解析】【分析】
先对圆柱体受力分析,受重力、水平拉力和支持力,其中重力恒定,拉力方向不变,三力平衡,作出力的矢量三角形分析拉力和弹力大小的变化;然后对整体分析,根据平衡条件得到摩擦力情况。本题是受力平衡中的动态分析问题,三力平衡时三力构成首位相连矢量三角形,找到恒定的力和方向不变的力是切入点。
【解答】A.对圆柱体和半圆柱体分析,受重力、水平力、支持力和摩擦力,根据平衡条件,支持力:,保持不变,故对地压力大小不变,故A错误;
B.以整体为研究对象,水平方向受力平衡,则摩擦力,根据平衡条件可知,水平拉力逐渐减小到零,地面对的摩擦力逐渐减小,故B错误;
C.圆柱体和半圆柱体的圆心的连线为,故其与竖直方向夹角为;球受三个力平衡,如图所示:
三个力构成封闭矢量三角形三个边,其中重力不变,开始时拉力最大为,以后逐渐减小为,故C正确;
D.开始和间的压力最大,根据几何关系可知最大压力,而后逐渐减小到,故D正确。
故选CD。
- 一个倾角为的光滑斜面上,放一质量为的重球,用一光滑的木板挡住它使球静止开始时木板竖直放置,然后逐渐缓慢地使木板向左倾斜最后到达木板垂直斜面的位置,如图所示。在这过程中球受力的变化情况是( )
A. 球受到斜面的支持力始终不变 B. 球受到木板的支持力逐渐变大
C. 球受到木板的支持力逐渐减小 D. 球受到的合力始终不变
【答案】CD 【解析】【分析】
以小球为研究对象,将重力按效果进行分解,作出力分解图,运用作图法,分析在挡板从竖直位置放到水平位置的过程中球对斜面的压力如何变化。【解答】
以小球为研究对象,将重力按效果进行分解,作出力分解图,如图,如图
所示,在挡板从竖直位置放到竖直位置的过程中,不断减小,不断减小,则球对木板的支持力一直减小,斜面对球的支持力一直减小,因为球一直处于平衡状态所受合力始终为零保持不变,故CD正确,AB错误。故选CD。
- 如图所示,用竖直挡板将小球夹在挡板和光滑斜面之间,若逆时针缓慢转动挡板,使其由竖直转至水平的过程中,以下说法正确的是( )
A. 挡板对小球的压力先增大后减小
B. 挡板对小球的压力先减小后增大
C. 斜面对小球的支持力先减小后增大
D. 斜面对小球的支持力一直逐渐减小
【答案】BD 【解析】【分析】
若挡板由竖直转至水平的过程中,小球的重力不变,则知斜面和挡板对小球的弹力的合力不变,斜面的弹力方向不变,运用图解法,作出三个不同位置小球的受力图,比较两个弹力的变化情况。本题考查了共点力平衡的条件及其应用、力的合成与分解的运用;本题是三个平衡问题,分析受力情况是解题的关键步骤.运用图解法分析动态平衡问题,简洁直观。【解答】若挡板沿逆时针缓缓转到水平过程中,小球的重力不变,则由平衡条件得知,
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斜面和挡板对小球的弹力的合力不变,而斜面的弹力的方向不变,运用图解法,作出三个不同位置小球的受力图,由图看出,挡板的作用力先减小后增大,斜面的作用力一直减小;故BD正确,AC错误。故选BD。
- 一根套有轻质细环的粗糙杆水平放置,一小球用细线系在细环上,小球置于一光滑斜面上,如图所示.现用力将斜面缓慢右移,在此过程中细环始终静止在原位置,则下列说法正确的是( )
A. 斜面对小球的支持力不变 B. 细线对细环的拉力保持不变
C. 细环所受的摩擦力变大 D. 粗糙杆对细环的支持力变小
【答案】CD
【解析】解:、以小球为研究对象,分析受力如图所示,根据平行四边形定则作出与的合力,则由平衡条件得知,与的合力与重力等大、反向,由图看出,变小,变大。故AB错误;
C、以小环和小球整体为研究对象受力分析,受重力、斜向上的支持力、向右的推力、向左的摩擦力,根据平衡条件推力和支持力水平方向分力之和与向左的摩擦力平衡,支持力增大故摩擦力增大,C正确;
D、以小环和小球整体为研究对象,根据平衡条件,竖直方向重力与支持力竖直方向的分力、粗杆的支持力之和等大反向,支持力变大,则粗杆的支持力变小,故 D正确;
故选:。
缓慢推动斜面体,小球处于动态平衡状态,先以小球为研究对象,分析受力,作出力图,根据图解法分析的变化.再对斜面体研究,运用数学函数法分析和的变化.
本题是灵活选择研究对象,运用图解法和函数法两种方法进行研究.