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1、3.3受力分析学习目标: 掌握对物体进行受力分析的一般顺序，能 正确地做出物体受力图。 理解并初步掌握物体受力分析的一般方法 ，进一步加深对力的概念和三种基本力的 认识。 能通过对物体受力分析的操作，认识到物 体不是孤立的，它与周围物体是相互联系 的；同时培养思维的条理性和周密性。学习难点: 在受力分析时防止“漏力”和“添力” 。 初步建立“隔离”的思想方法。一、受力分析的基本知识：受力分析是研究力学问题的关键，是学好力 学的基本功为了能正确地全面地分析物体 的受力情况，必须具备一定的基础知识概 括起来有两个方面： 1熟悉各种力的物理含义，产生条件及其 特 征； 2掌握力与运动之间的一些基本规
2、律如 二 力平衡等二、受力分析的基本方法：1.明确研究对象明确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（整体）。在解决比较复杂的问题时 ，灵活地选取研究对象可以使问题简洁地 得到解决。研究对象确定以后，只分析研 究对象以外的物体施予研究对象的力（既 研究对象所受的外力），而不分析研究对 象施予外界的力。 2.隔离研究对象，按顺序找力隔离研究对象，按顺序找力把研究对象从实际情景中分离出来，按先 已知力，再重力，再弹力，然后摩擦力（ 只有在有弹力的接触面之间才可能有摩擦 力），最后其它力的顺序逐一分析研究对 象所受的力，并画出各力的示意图。 3.只做
3、性质力，不做效果力只做性质力，不做效果力画受力图时，只能按力的性质分类画力， 不能按作用效果（拉力、压力、向心力等 ）画力，否则将会重复分析。三、受力分析的几点注意1牢记力不能脱离物体而存在，每一个力都有一 个 明确的施力者，如指不出施力者，意味着这个力 不 存在 2区分力的性质和力的命名，通常受力分析是根 据 力的性质确定研究对象所受到的力，不能根据力 的 性质指出某个力后又从力的命名重复这个力 3结合物理规律的应用，受力分析不能孤立地进 行，在许多情况下要根据研究对象的运动状态， 结 合相应的物理规律，才能最后作出正确的判断【例一】如图，一根细线拴着一只氢气球A，试画 出A所受的力的示意图
4、。 【例二】如图所示，一根均质木棒， 靠在固定的光滑圆球上处于静止状 态，则木棒所受到的作用力是（ ） A 重力、地面和球给它的弹力 B 重力、地面给它的静摩擦力 C 重力、地面给它的静摩擦力和球给它的支持力 D 重力、地面和球给它的支持力以及地面给它的 静摩擦力【例三】运动员用竖直的胶皮乒乓板去推挡水平 飞 来的上旋弧圈球.试分析推挡瞬间乒乓球所受的力 ， 在图中画出球的受力图，标明每一个力的名称和 符 号.【例四】试画出右侧侧两图中的小球所受力的示 意 图。（斜面和档板均光滑）【例五】如图所示，物体A、B各重10N ，水 平拉力F1 4N，F22N，物体保持静止， 则A、B间的静摩擦力大小
5、为_N，B与地 面间的摩擦力大小为_N。课堂训练: 用水平力F将重力G的木块压紧在竖直墙 上静止不动，不计手指与木块之间的摩擦 力，试画出物体的受力示意图。 画出右图中被细绳吊着的小球所受力的示 意图。F3. 如图，用水平力F把质量均为m的A、B两 物体静止的压在竖直墙面上，试画出A、 B物体所受力的示意图。并求出各力的大 小。FAB阅读材料: 摩擦力产生的原因摩擦力产生的原因是什么呢？早期的研究者已经 注 意到人们所研究的表面都是凹凸不平的粗糙面， 即 使是高度抛光的表面上，也存在着无数的微凸 体当两个表面接触时，这些微凸体互相交嵌， 要 想使它们发生相对滑动，必须使一个表面的微凸 体 沿着
6、另一个表面的微凸体上升做功，或者使微凸 体 发生弯折、断裂，由此产生了摩擦力这就是摩 擦 的凹凸说，它主要是在17世纪到18世纪不断发展完 成的 但是，在1734年，英国学者德萨古利厄斯 （1683-1744），对于摩擦的机理提出了另一种截然不同的观点他在考察了凹凸说 的理论后指出：当两个表面制造得比较光滑时，它们理应较易滑动，然而实际上金属 或其他物体的平整表面，可以抛得很光而使 摩擦增大他认为这种现象只能从两个物体 的表面趋近于接触时它们分子的吸引力将越 来越大来解释这就是最早提出的摩擦的粘 附说本世纪以来，工业和技术的发展，对摩擦理 论提出了越来越高的要求到本世纪中期， 诞生了新的摩擦粘
7、附理论 我们来考察两个互相接触的金属表面不论 它们做得多么光滑，从原子尺度看还是粗糙 的把这样两个表面放在一起，只在微凸体 隆起的顶部发生接触，在表面的其余部分间 会有 米或更大的间隙原子力作用在几 个原子直径的微小距离上，因此，这些间隙 实际上把两个表面的其余部分完全隔开，使 它们之间不发生作用 所以接触面上的法向压力完全由表面上互相接触的微凸体顶部来承受当接触面上的法向压力很小时，顶部将发生弹性形变；但是，只要法向压力超过某一数值（每个微凸体上约千分之几牛），金属的弹性极限就被超过，因而发生塑性流动，即 永久形变，微凸体的顶部发生塑性屈服，直到实际 接触面积增大到足以承受所加的法向压力。（
8、如图 ）所以实际接触面积A只是表观接触面积的一小部分 ， 它的大小取决于法向压力W和金属的屈服压强p （p= W/A，A=W/p），跟表面粗糙度的关系不大， 而 且与表观接触面积的大小没有关系 在两个表面间相互接触的微凸体的顶部，一个表 面 上的原子与另一个表面上的原子非常接近因此 ， 它们处在原子吸引力很强的范围之内，形成接点 ， 粘附在一起如果我们要使两个表面发生滑动， 必 须对其中一个表面施加一个切向力来克服原子间 的 引力，才能剪断实际接触区生成的接点这个切 向 力就是摩擦力如果我们所加的力小于这个力， 接 点将发生形变而不破坏，因而不会出现滑动如果实际接触面积为A，剪断金属单位面积的
9、接点 所需的力为s，那末剪切接点所需的力就等于摩擦 力 F，即F=As因为A与接触面间的法向压力成正比 而与物体的大小无关，所以很明显，如果给定的 任 一对表面的s为常量，那末摩擦力F也将与法向压 力 成正比，而与物体的大小无关这就是两条基本 的 摩擦定律 摩擦力受接点强度s的影响很大任何一种沾染物 例 如金属氧化物或润滑脂膜，都会削弱接点的粘附 作 用而使接点强度减弱放在空气中的表面，通常 覆 盖有氧化薄膜、氧气吸附层和水蒸气层，当两个 表 面在空气中接触时，一定会把这些表面膜夹在二 者 之间，从而削弱表面的粘附表面膜可用某些方法除去方法之一是把物体放 在高真空（万分之一帕）中加热，使表面膜分离或 分解在这种条件下，由于表面非常洁净，两个互 相接触的表面会粘附得非常牢固因此，在实际上 发生明显滑动之前会出现“接点增长”，接点面积 将不断增大，直到整个几何接触面积成为巨大的接触点这样，摩擦因数与原来的法向压力没有多大 关系，在大多数金属之间，摩擦因数可达到50或更大
