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浅谈高中物理力学题受力分析
2015年4期目录
&&&&&&本期共收录文章20篇
　　如何进行受力分析呢？主要是依据力的概念，从物体所处的环境（有多少个物体与它接触）和运动状态着手，分析它与所处环境的其它物体的相互联系，物体之所以处于不同的运动状态，是由于他们的受力情况不同.要研究物体的运动情况，首先要分析物体的受力情况.正确分析物体的的受力情况，是解决力学乃至整个物理学问题的前提和关键，是高中学生必须掌握的基本功.具体方法是： 中国论文网 /9/view-6801640.htm　　1 确定研究对象-即所要研究的物体，然后找出哪些物体对它产生作用――即找施力物体 　　分析物体受力时，只分析周围物体对研究对象所施加的力，不要分析研究对象对周围物体施加的力，也不要把作用在其他物体上的力错误地认为是通过“力的传递”而作用在所研究的对象上.明确研究对象，并把它从周围的环境中隔离出来，分析物体的受力，首先要选准研究对象，并把它隔离出来.根据解题的需要，研究对象可以是质点、结点、单个物体或多个物体组成系统. 　　2 要养成按步骤分析的习惯 　　首先画重力：作用点画在物体的重心.其次画接触力（弹力和摩擦力）：环绕研究对象逆时针（或顺时针）观察一周，看研究对象跟其他物体有几个接触点（面），某个接触点（面）若有挤压，则画出弹力，若还有相对运动或相对运动趋势，则画出摩擦力，分析完这个接触点（面）后再依次分析其他接触点（面）.再画其他场力：看是否有电场、磁场作用，如有则画出场力.所以一般按照重力、弹力、摩擦力的顺序分析较好.“重力一定有，弹力看四周，摩擦分动静，方向要判准.”弹力和摩擦力都是接触力，环绕研究对象一周，看研究对象与其他物体有几个接触面（点），每个接触面对研究对象可能有两个接触力，应根据弹力和摩擦力的产生条件逐一分析. 　　3 画完受力图后再做一番检查 　　检查一下画出的每个力能否找出它的施力物体，若没有施力物体，则该力一定不存在.特别是检查一下分析的结果，能否使研究对象处于题目所给的运动状态，否则必然发生了多力或漏力的现象. 　　4 如果一个力的方向难以确定，可用假设法分析 　　先假设此力不存在，观察所研究的物体会发生怎样的运动，然后审查这个力应在什么方向上，研究对象才能满足给定的运动状态.分析物体受力时，还要考虑物体所处的状态.分析物体受力时，要注意物体所处的状态，物体所处的状态不同，其受力情况一般也不同.如：放在水平传送带上的物体随传送带一起传动时，若传送带加速运动，物体受到的摩擦力向前；若传送带减速运动，物体受到的摩擦力向后；若传送带匀速运动，物体不受摩擦力作用. 　　5 合力和分力不能重复地列为物体所受的力 　　例如：在分析斜面上的物体的受力情况时，不能把物体所受的重力和“下滑力”并列为物体所受的力，因为“下滑力”是重力沿斜面方向上的一个分力. 　　6 只分析性质力.不分析效果力 　　如靠传送带的带动而加速运动的物体.在分析物体受力时，就不能把“动力”分析上，因为“动力”是效果力，它实际上就是皮带对物体的摩擦力.只分析根据性质命名的力，如重力、弹力、摩擦力，不分析根据效果命名的力，如下滑力、动力、阻力等. 　　研究物体A的受力时，只分析“甲对A” 、“乙对A” 、“丙对A”……的力，不分析“A对甲”、“A对乙”、“A对丙”……的力，也不要把作用在其他物体上的力，错误的认为通过“力的传递”而作用在研究对象上. 　　例1 如图1所示，物体A靠在竖直墙面上，在力F的作用下，A、B保持静止.物体B的受力个数为 　　A. 2 B. 3 C. 4 D. 5 　　解析 如图2所示，以物体B为研究对象，B受重力 向上的外力F和A对B的压力N，物体B有相对A上移的运动趋势，故A对B的静摩擦力沿斜边向下 ，故选C正确.正确分析物体的受力情况，是研究力学问题的关健，是重点，也是难点，是必须掌握的基本功. 　　力学部分常用的分析方法：整体法和隔离法. 　　整体法是从局部到全局的思维过程，是系统论中的整体原理在力学中的应用.它的优点是：通过整体法分析物理问题，可以弄清系统的整体受力情况，从整体上揭示事物的本质和变化规律，从而避开了中间环节的繁琐推算，能够灵活地解决问题.通常在分析这一整体对象之外的物体对整体的作用力（外力），不考虑整体内部之间的相互作用力（内力）时，用整体法. 　　隔离法就是把要分析的物体从相关的物体体系中隔离出来，作为研究对象，只分析该研究对象以外的物体对该对象的作用力，不考虑研究对象对其他物体的作用力.它的优点是：容易看清单个物体的受力情况，问题处理起来比较方便、简单，便于理解.在分析系统内各物体（或一个物体的各个部分）间的相互作用时用隔离法. 　　整体法和隔离法是力学部分常用的分析方法.可以先隔离再整体，也可以先整体再部分隔离.这就是整体法与隔离法的综合应用. 　　在力学中，解决力学问题时，往往遇到这样一类情况：题中被研究的对象不是单一的一个物体，而是互相关联的几个物体组成一个系统.解这一类问题，一般采用隔离法：即把各个物体隔离开来，分别作受力分析，再根据各自的受力情况和运动情况，应用牛顿运动定律和运动学公式，列式求解.但在这类问题中，往往单用隔离法很难求得结果，解决过程也十分繁复，甚至用隔离法解简直无从着手.这时，我们不妨试用整体法：即把整个系统当作一个整体作为研究对象进行受力分析，再列式求解.这样做，往往能使原来很难求解的问题简单化，无从着手的问题也迎刃而解. 　　其实一般情况下，针对不同的运动状态我们可以选择不同的分析方法，一般可以分为以下三种情况： 　　（1）系统处于平衡状态.整体都处于静止状态或一起匀速运动时，或者系统内一部分处于静止状态，另一部分匀速运动.以上这些情况，整体都平衡，整体内每个物体所受合力为零，整体所受合力也为零.这样，根据整体的平衡条件，就可以确定整体或某一个物体的受力特点. 　　例2 在粗糙水平面上有一个三角形木块abc，在它的两个粗糙斜面上分别放两个质量m1的m2的木块，m1>m2，已知三角形木块和两物体都是静止的，则粗糙水平面对三角形木块 　　A.有摩擦力的作用，摩擦力的方向水平向右 　　B.有摩擦力的作用，摩擦力的方向水平向左 　　C.有摩擦力的作用，但摩擦力的方向不能确定，因为m1，m2，θ1，θ2的数值并未给出 　　D.以上说法都不对 　　解析 这样类型的问题优先选用整体法，根据整体受力平衡，则很容易判断水平面对三角形木块摩擦力为零，且弹力等于整体的重力之和，所以选项D正确. 　　（2）系统处于不平衡状态且无相对运动.由于系统内物体间没有相对运动，即整体内每个物体都具有相同的速度和加速度，这时整体所受的合力提供整体运动的加速度.这种情况利用整体法，更容易把握整体的受力情况和整体的运动特点. 　　例3 光滑水平面上，放一倾角为θ的光滑斜木块，质量为m的光滑物体放在斜面上，如图4所示，现对斜面施加力F，若使M与m保持相对静止，F应为多大？ 　　解析 由于斜面光滑，物块只受重力和斜面的弹力，而且和斜面一起运动，则先隔离物块分析受力，计算出加速度a=gtanθ，方向水平向左，再根据整体法可以求得F=（M+m）gtana.这是典型的整体法与隔离法的综合应用（先隔离后整体）. 　　（3）系统内部分平衡部分不平衡.这种情况由于系统内物体的运动状态不同，物体间有相对运动，通常习惯用隔离法.若系统内两个物体一个处于平衡，另一个处于不平衡状态时，也可以利用整体法来分析，有时会使问题简化易于理解.当然，这种情况整体所受合力不为零，整体所受合力就等于不平衡物体所受的合力，用来提供不平衡物体的加速度. 　　例4 质量为M的框架放在水平地面上，一轻弹簧上端固定一个质量为m的小球，小球上下振动时，框架始终没有跳起.当框架对地面压力为零瞬间，小球的加速度大小为 　　A.大于g B.小于g C.0 D.g 　　解析 这里框架恰好平衡，而小球不平衡，利用整体法，由于框架对地面的压力为零，则整体只受到重力（M+m）g，合力即为（M+m）g，方向竖直向下，提供小球的加速度，所以（M+m）g=ma，即a>g，所以选项A正确.这一题如果用隔离法分析过程要复杂麻烦. 　　综上所述，在分析物体的受力问题时，能掌握物体的受力分析方法和步骤，并灵活运用整体法和隔离法应对不同的问题是解决物理受力分析问题的关键.这不但能在教学过程中有意识地培养学生知道物体的多种运动状态，增强整体法的思维意识，也能帮助学生能够更加全面地理解力和运动的相互关系，是帮助学生思维能力的提升的好方法.
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版权所有 客服邮箱：上传用户：yadgiunfip资料价格：5财富值&&『』文档下载 ：『』&&『』学位专业：&关 键 词 ：&&&&权力声明：若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请点击。摘要:（摘要内容经过系统自动伪原创处理以避免复制，下载原文正常，内容请直接查看目录。）概念教授教养一向是文科教授教养的主体和中间，先生关于学科常识的掌握与应用取决因而否控制了该学科内容的主题思惟和精华，而这一部门内容多表现在学科中的高度笼统和具有代表意义的概念性常识。焦点概念作为串连全部学科或许学科分支对象的症结概念，其研讨已成为国际上文科教导的一个主要范畴，我国部门中学课程尺度也提出要赞助先生深刻懂得学科的焦点概念。进修是一个按部就班的进程，须要连接性、由浅入深、由简略到庞杂，概念进修特殊是焦点概念的进修更应遵守如许的准绳。进修进阶是先生关于某一焦点常识及其相干办法、技巧、理论运动在一段时光内提高成长的过程，提醒了先生进修的认知进程和成长形式。本研讨以我国高中物理力学部门为载体，经由过程剖析比拟美中两国课程尺度，梳理归结人教版高中物理教材和参考查询拜访一线教员看法，共检索到焦点概念五个：力、活动、牛顿第必定律、牛顿第二定律和牛顿第三定律。以石家庄市地域省，市，县三级黉舍合计280逻辑学生为研讨对象，依托“力的概念测试”制订进修进阶测试量表，就上述五个概念做进阶程度量化研讨。经统计比拟响应题组中各题的准确率---集中度二维类型初步肯定有关概念的进阶情形，最初经由过程剖析各题组的测试成果肯定了进阶程度。结论以下：（1）焦点概念“力”的进修进阶表述程度1：物体运动或许物体活动偏向与受力偏向分歧，且物体做匀速直线活动，那末物体所受合外力为零，属均衡状况，假如物体仅受两个力的感化，这两个力年夜小相等，偏向相反。受力剖析时不斟酌年夜气压力的感化。程度2：做圆周活动的物体遭到向心力的感化，偏向一直指向圆心。向心力不是物体现实遭到的力，它是物体所受各个力的协力或分力。作圆周活动的物体在活动偏向上不受力。程度3：做匀变速直线活动的物体，加快活动，受力偏向与活动偏向雷同；加速活动，受力偏向与活动偏向相反。竖直上抛活动中，不计阻力，物体先加速上升是因为竖直向下的重力感化，再加快着落也是因为竖直向下的重力感化。程度4：物体受力若何与活动偏向有关，力是转变物体活动状况的缘由不是保持活动的缘由。在物体活动偏向上纷歧定存在雷同偏向上的力。假如在物体受力偏向与活动偏向垂直，且物体作匀速直线活动，那末物体不受活动偏向上的力，只遭到与活动偏向垂直的均衡力感化。（2）焦点概念“活动”的进修进阶表述程度1：物体沿程度偏向上做匀速直线活动，只遭到重力的感化，以空中为参考系，物体运转轨迹为抛物线。程度2：自在着落的物体，着落进程中遭到重力和空气阻力，在不计阻力下，物体做自在落体活动，物体着落的速度愈来愈快，与物体轻重有关；物体着落的时光由着落的高度决议，与物体质量有关。物体做平抛活动，假如程度偏向速度雷同，其落所在距计时点的程度间隔与其着落的高度有关，与质量有关。程度3：匀速直线活动在相等的时光距离内位移相等，速度恒定，加快度为零。假如在相等的时光距离内物体位移越年夜，速度越年夜。匀变速直线活动中某一名置的瞬时速度等于相邻相等时光距离内的均匀速度。做匀速直线活动物体总有一时辰与初速度为零的匀加快直线活动的物体速度雷同。程度4：平抛活动的轨迹是抛物线，抛物线的凹面总指向物体所受恒力的偏向，并且抛物线的始端总在物体只受这个恒力感化时对应的地位。平抛活动可分化为程度偏向上的匀速直线活动和竖直偏向上的匀加快直线活动，两个分活动具有等时性。（3）焦点概念“牛顿第必定律”的进修进阶表述程度1：具有初速度的物体，无外力感化后，活动轨迹为直线，活动速度坚持不变。程度2：距空中必定高度上的某一程度面内圆周活动物体，无外力感化后，物体活动轨迹仍然为直线，物体活动速度坚持不变。程度3：具有初速度的物体，受瞬时感化力后，物体活动速度仍然坚持恒定。程度4：平抛活动物体在某一点时掉去外力后，物体活动轨迹为直线。（4）焦点概念“牛顿第二定律”的进修进阶表述程度1：假如运动在粗拙程度面上的物体遭到一程度恒定外力感化后以恒定速度沿程度偏向活动，那末该物体所受合外力不变仍为零，加快度为零，程度偏向上外力与阻力是一对均衡力。程度2：物体在外力感化下做匀加快直线活动，忽然撤去外力，物体将会在阻力的感化下，发生一个与活动偏向相反的加快度使物体立刻加速活动直至停滞。程度3：物体在程度空中上做匀速直线活动，施加恒定外力感化，那末在力的偏向上就会发生恒定加快度。假如恒力的偏向与物体活动偏向雷同或是夹锐角，物体将会一向加快活动；假如相反或是夹钝角，物体将会先加速，然后再反向加快。程度4：瞬时冲击力只发生瞬时加快度。（5）焦点概念“牛顿第三定律”的进修进阶表述程度1：运动的两个物体，当一个物体对另外一个物体施加了力，另外一物体同时也会对这个物体施加力的感化，力的年夜小跟物体的质量有关，它们的年夜小相等，偏向相反；当这个物体停滞施力，另外一物体施加的力也会消逝。两物体碰撞进程中彼其间的感化力，年夜小相等，偏向相反。程度2：一个物体推进另外一物体加快活动，彼此之间的感化力年夜小相等，偏向相反，感化在统一条直线上。程度3：相互接触且坚持共速的两物体之间不存在活动偏向上的感化力。Abstract:Concept teaching has always been a liberal arts teaching subject and in the middle, Mr. on subject knowledge mastery and Application on thus not control the contents of the subject subject thought and the essence of the, and this sector showed height in the discipline in general and is representative of the significance of the concept of common sense. Focal concept as series all disciplines may branch subject is the crux of the concept and its research has become the International Arts teach a major category, Chinese high school curriculum standards is also presented to sponsor Mr. profoundly understand the subject focus concept. Learning is a gradual process, need connectivity, easy to digest, from simple to complex, special learning concept is the focus concept learning should abide by such principles. Learning advanced is Mr. on a focus of common sense and coherent way, techniques and theory of motion in a period of time to improve the process of growing up, remind the students studying the cognitive process and growth form. The research to our country high school physics mechanics department as the carrier, through the process of analysis compared to the United States and China curriculum standards, combing attributed to teach version of high school physics textbooks and reference inquires the visit first teacher views retrieved a total of conceptual focus five: force, motion, Newton's will law, Newton's second law and Newton's third law. In Shijiazhuang region Province, city and county level school happen together 280 logic students as the research object, relying on the &force concept test& to develop learning advanced test scale, the five concepts do advanced degree of quantitative research. The statistical comparison response problem sets in each question of the accurate rate, concentration two-dimensional type a preliminary affirmative is related to the concept of advanced cases, initially through analysis test results of various topics group affirmed the advanced degree. The following conclusions: (1) the concept of focus &force& learning advanced expressed the degree 1: moving objects may object bias and stress differences bias, and objects of uniform linear motion, the end of a body force is zero, belonging to the equilibrium, if the object is only affected by two forces, both on the eve of the force small equally, biased toward the opposite. Don't consider air pressure stress analysis effect. 2: circular moving objects by centripetal force action, always pointing to the center bias. The centripetal force is not the force by the objects of the real, it is the object by force or force all together. Circular moving objects without force deviation in activities. 3: uniform rectilinear moving objects, accelerate the activity, stress bias and bia accelerated activity, stress and bias bias opposite activities. Vertical upcast activities, regardless of the resistance, the objects to accelerate the rise is because in the vertical downward gravitational action, and then accelerate whereabouts as well as vertically downward gravitational action. 4: force and related activities to bias, stress is the cause of the transformation of object activities is not to maintain activity. The body bias does not necessarily exist on the same bias force. If the body force bias and bias and vertical activities, objects for uniform linear activities, the activities of the objects from the bias force, and the activity was only vertical force equilibrium bias. Step by step (2) focus on the concept of &active& learning expressed the degree 1: objects along the degree of deviation in uniform linear motion, only by gravity action, in the air as the frame of reference objects running track is a parabola. Degree 2: free landing objects, landing in the process by gravity and air resistance, regardless of the resistance, objects do free falling body activity, object landing speed is becoming faster, and heavy objects and light objects. Objects landing time by high resolution landing, and the mass of the body. For the flat projectile activities, if the degree of deviation rate are same. Where from time point the degree of interval and its landing height, and quality related. 3: uniform linear displacement in the same time activities within a distance equal to the constant speed, acceleration is zero. If in the same time range of object displacement increases, the speed increases. The instantaneous speed of some position is equal to the uniform speed equal time distance of adjacent uniform rectilinear activities. Uniform linear one hour moving objects and zero initial velocity evenly accelerate the speed of the object the same line activity. Level 4: flat parabolic locus of the activity is a parabola, parabolic concave total pointing to objects by constant bias and parabola beginning end total in the object only by the constant action corresponding to the position. Flat parabolic activities can be differentiation for the degree of deviation of uniform linear motion and vertical bias of uniform speed linear motion, two sub activities are isochronous. (3) the focus concept &Newton's first law& learning advanced expressed the degree 1: with an initial speed of objects, no outside force action, trajectory is a straight line, speed, adhere to the same. 2: pitch circle activity in a level of the height of the object in the air will, without external force action, activity trajectory of objects is still linear, constant speed object activity. 3: with the initial velocity of the object, the instantaneous impact, still insist on constant speed objects. 4: flat projectile moving objects at a certain point out to the external force, track linear objects. (4) the concept of focus &Newton's second law& learning advanced expressed the degree 1: if motion of objects in the coarse degree of surface subjected to a constant external force action with constant velocity along the degree of bias activity, that at the end of the object by the force constant is zero, acceleration is zero, degree of bias force and resistance is a balanced force. Degree 2: the object in the external force under the action of uniformly accelerated linear motion, suddenly the external force is removed, the object will under the action of resistance, a and bias instead of acceleration that makes an object immediately accelerated activity until stagnation. 3: object of uniform linear activities in the degree of air, applying a constant force effect, then in force deviation occurs constant acceleration. If constant bias and moving objects tend to the same or is clamped at an acute angle, object will always if the opposite or clip obtuse, objects will be to speed up and back up. 4: the instantaneous impact only instantaneous acceleration. (5) the concept of focus &Newton's third law of learning advanced expressed the degree 1: the motion of two objects, when an object to another object applied force and other objects will also apply force to the object of action, the force Nianye small with the mass of the object about, their big small equal, biased when the object stagnation force application, the force applied to another object will fade away. Two in the process of collision between their influence, equal size, opposite bias. Level 2: an object into another object to speed up activities, mutual influence of equal size, biased instead, role in the unified line. 3: touch each other and there is no bias on the activity to influence between the two objects were speed.目录:摘要4-7Abstract7-101 绪论13-22&&&&1.1 问题的提出13-19&&&&&&&&1.1.1 研究背景13-16&&&&&&&&1.1.2 研究意义16-19&&&&&&&&1.1.3 研究内容19&&&&1.2 研究的设计19-22&&&&&&&&1.2.1 研究思路19-20&&&&&&&&1.2.2 研究方法20-222 研究综述22-33&&&&2.1 “核心概念”的研究综述22-26&&&&&&&&2.1.1 “核心概念”的概念界定22-25&&&&&&&&2.1.2 “核心概念”的检索标准25-26&&&&2.2 “学习进阶”的研究综述26-33&&&&&&&&2.2.1 “学习进阶”的由来26-29&&&&&&&&2.2.2 “学习进阶”的研究现状29-30&&&&&&&&2.2.3 “学习进阶”的概念界定30-333 高中物理力学核心概念检索33-48&&&&3.1 检索过程33-46&&&&&&&&3.1.1 美国科学课程标准33-35&&&&&&&&3.1.2 我国高中物理课程标准35-39&&&&&&&&3.1.3 高中物理教材分析39-44&&&&&&&&3.1.4 一线教师调查44-46&&&&3.2 检索结果46-484 高中物理力学核心概念学习进阶研究48-76&&&&4.1 研究对象48-49&&&&4.2 研究工具49-50&&&&4.3 研究方法50-51&&&&4.4 研究过程51-76&&&&&&&&4.4.1 核心概念“力”学习进阶研究51-57&&&&&&&&4.4.2 核心概念“运动”学习进阶研究57-63&&&&&&&&4.4.3 核心概念“牛顿第一定律”学习进阶研究63-66&&&&&&&&4.4.4 核心概念“牛顿第二定律”学习进阶研究66-71&&&&&&&&4.4.5 核心概念“牛顿第三定律”学习进阶研究71-765 结论及反思76-80&&&&5.1 结论76-79&&&&5.2 反思79-80参考文献80-84附录84-98&&&&附录一84-87&&&&附录二87-89&&&&附录三89-98致谢98分享到：相关文献|