今天的知识清单是——相互作用中的第三节:受力分析 共点力的平衡以及实验:探究弹力和弹簧伸长的关系。同学们可以学习起来了。
【基本概念、规律】
1.概念
把研究对象(指定物体)在指定的物理环境中受到的所有力都分析出来,并画出物体所受力的示意图,这个过程就是受力分析.
2.受力分析的一般顺序
先分析场力(重力、电场力、磁场力等),然后按接触面分析接触力(弹力、摩擦力),最后分析已知力.
1.平衡状态
物体处于静止或匀速直线运动的状态.
2.共点力的平衡条件:
1.二力平衡:如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态,这两个力必定大小相等,方向相反.
2.三力平衡:如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态,其中任意两个力的合力一定与第三个力大小相等,方向相反.
3.多力平衡:如果物体受多个共点力作用处于平衡状态,其中任何一个力与其余力的合力大小相等,方向相反.
【重要考点归纳】
1.受力分析的基本步骤
(1)明确研究对象——即确定分析受力的物体,研究对象可以是单个物体,也可以是多个物体组成的系统.
(2)隔离物体分析——将研究对象从周围的物体中隔离出来,进而分析周围物体有哪些对它施加了力的作用.
(3)画受力示意图——边分析边将力一一画在受力示意图上,准确标出力的方向,标明各力的符号.
2.受力分析的常用方法
(1)整体法和隔离法
①研究系统外的物体对系统整体的作用力;
②研究系统内部各物体之间的相互作用力.
(2)假设法
在受力分析时,若不能确定某力是否存在,可先对其作出存在或不存在的假设,然后再就该力存在与否对物体运动状态影响的不同来判断该力是否存在.
3.受力分析的基本思路
考点二 解决平衡问题的常用方法
1.动态平衡:是指平衡问题中的一部分力是变力,是动态力,力的大小和方向均要发生变化,所以叫动态平衡,这是力平衡问题中的一类难题.
2.基本思路:化“动”为“静”,“静”中求“动”.
3.基本方法:图解法和解析法.
4.图解法分析动态平衡问题的步骤
(1)选某一状态对物体进行受力分析;
(2)根据平衡条件画出平行四边形;
(3)根据已知量的变化情况再画出一系列状态的平行四边形;
(4)判定未知量大小、方向的变化.
当分析相互作用的两个或两个以上物体整体的受力情况及分析外力对系统的作用时,宜用整体法;而在分析系统内各物体(或一个物体各部分)间的相互作用时常用隔离法.整体法和隔离法不是独立的,对一些较复杂问题,通常需要多次选取研究对象,交替使用整体法和隔离法.
平衡中的临界和极值问题
解决动态平衡、临界与极值问题的常用方法:
【思想方法与技巧】
求解平衡问题的常用方法有合成与分解法、正交分解法、图解法、整体与隔离法,前面对这几种方法的应用涉及较多,这里不再赘述,下面介绍四种其他方法.
一、对称法
某些物理问题本身没有表现出对称性,但经过采取适当的措施加以转化,把不具对称性的问题转化为具有对称性的问题,这样可以避开繁琐的推导,迅速地解决问题.
二、相似三角形法
物体受到三个共点力的作用而处于平衡状态,画出其中任意两个力的合力与第三个力等值反向的平行四边形中,可能有力三角形与题设图中的几何三角形相似,进而得到对应边成比例的关系式,根据此式便可确定未知量.
三、正弦定理法
三力平衡时,三力合力为零.三个力可构成一个封闭三角形,若由题设条件寻找到角度关系,则可由正弦定理列式求解.
四、三力汇交原理
物体受三个共面非平行外力作用而平衡时,这三个力必为共点力.
基本要求
1.探究弹力和弹簧伸长的定量关系.
2.学会利用列表法、图象法研究物理量之间的关系.
弹簧受到拉力会伸长,平衡时弹簧产生的弹力和外力大小相等; 弹簧的伸长量越大,弹力也就越大.
铁架台、弹簧、钩码、刻度尺、坐标纸.
1.安装实验仪器(见实验原理图).将铁架台放在桌面上(固定好),将弹簧的一端固定于铁架台的横梁上,让其自然下垂,在靠近弹簧处将刻度尺(最小分度为1 mm)固定于铁架台上,并用重垂线检查刻度尺是否竖直.
2.用刻度尺测出弹簧自然伸长状态时的长度l0,即原长.
3.在弹簧下端挂质量为m1的钩码,量出此时弹簧的长度l1,记录m1和l1,填入自己设计的表格中.
4.改变所挂钩码的质量,量出对应的弹簧长度,记录m2、m3、m4、m5和相应的弹簧长度l2、l3、l4、l5,并得出每次弹簧的伸长量x1、x2、x3、x4、x5.
方法规律
1.列表法
将测得的F、x填入设计好的表格中,可以发现弹力F与弹簧伸长量x的比值在误差允许范围内是相等的.
2.图象法
以弹簧伸长量x为横坐标,弹力F为纵坐标,描出F、x各组数据相应的点,作出的拟合曲线,是一条过坐标原点的直线.
1.钩码标值不准确、弹簧长度测量不准确带来误差.
2.画图时描点及连线不准确也会带来误差.
1.每次增减钩码测量有关长度时,均需保证弹簧及钩码不上下振动而处于静止状态,否则,弹簧弹力有可能与钩码重力不相等.
2.弹簧下端增加钩码时,注意不要超过弹簧的弹性限度.
3.测量有关长度时,应区别弹簧原长l0、实际总长l及伸长量x三者之间的不同,明确三者之间的关系.
4.建立平面直角坐标系时,两轴上单位长度所代表的量值要适当,不可过大,也不可过小.
5.描线的原则是,尽量使各点落在描画出的线上,少数点分布于线两侧,描出的线不应是折线,而应是光滑的曲线
万丈高楼平地起,想学好物理,基础知识贮备必须要足,所以老师会不定期的更新物理基础知识的归纳,来帮助同学们。或者同学们有什么不懂可以关注私信我,老师很愿意帮助大家。
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