物体从静止开始运动、它的运动方向是否和合力方向相同?

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物体受力分析  研究力学问题经常要分析物体的受力情况,能否正确地对物体进行受力分析对于解决力学问题非常重要。怎样来分析物体的受力情况呢?  一、首先要对力的概念、力的特性有正确的认识:  1、要正确认识常见三种力的产生条件:
  重力——由于地球的吸引而使物体受到的力
  弹力——相互接触的物体之间由于发生形变而产生的力
  摩擦力——相互接触的物体之间接触面粗糙且存在弹力,物体之间有相对运动趋势(静摩擦力)或发生相对运动(滑动摩擦力)。  2、正确理解力和物体运动的关系:
  力是使物体运动状态发生变化的原因,而不是物体产生运动的原因;运动是物体的一种属性,不是由于力的作用而产生的。运动状态的变化是指速度的大小变化或方向发生变化。  二、分析方法与步骤:
  1、首先要确定研究的对象:选取研究对象的原则是要使对问题的分析简便。研究对象可以是单个物体,也可以是由几个物体组成的系统。
  2、将研究的对象从周围物体中隔离出来,分析周围有哪些物体对它施加了力的作用,各是什么性质的力,力的大小和方向各是怎样的。每分析一个力都要想一想施力物体是谁,避免分析出某些不存在的力。
  3、分析力的顺序一般习惯为:重力、已知力(题中已给出的力;或已知研究对象对周围物体有力的作用,那么其反作用就是已知力)、弹力、摩擦力。
  4、分析某种性质的力是否存在,可从某种性质力的产生条件去考虑;也可以从物体的运动状态去分析,即假设此力存在,物体所受合力与其对应的运动状态是否符合题中物体所处状态。
  5、画出研究对象的受力示意图。  说明:
  (1)关于不遗漏所受的力可以这样考虑:
  地球上的物体都要受到重力的作用,从而检查是否漏了重力。
  是否受到弹力,要结合产生弹力的条件来看:相互接触的物体,如果发生形变,就会在物体的接触点或接触面上产生弹力;有时也要结合物体的运动状态考虑,比如放在墙角的足球是否受到了墙对球的弹力呢?由于球处于静止状态,在竖直方向上受到重力和水平地面的支持力,二力平衡,如果足球在水平方向上受到墙的弹力作用,势必使球运动起来,就不符合静止状态的条件了,故墙没有给球施加弹力的作用。
  是否受到摩擦力,首先要看研究对象与周围几个物体接触,它和几个物体接触,就表明最多可能受几个摩擦力;相对静止的物体受到的摩擦力方向如何,还要看物体的运动状态;同时必须要结合产生摩擦力的条件来考虑:物体受到的摩擦力是在不光滑的接触面上,出现相对运动或有相对运动的趋势,且物体在接触面间有相互挤压的作用时才存在。
  最后再看看是否还有其它作用力,如电磁力等等。
  (2)不多添力。防止多添重力,不要把重力的分力和重力重复计算。用了重力的分力就不能再用重力本身,反之亦然。防止多添弹力,不直接接触的物体之间不存在弹力,如图1,分析地面受到的压力时,不能认为A对地面有压力,A对地面的压力已经包括在B对地面的压力之中了。只接触无形变的物体没有弹力,其原因已在前面表述了,以后需要具体情况具体分析。如图2容器直径为L,球体半径为r,已知L=4r,则两球正好放入而无挤压,所以虽有接触但无弹力。   (3)正确确定所受力的作用方向。重力的方向总是竖直向下的:弹力的方向总是跟形变的方向相反,一般在拉伸形变或压缩形变时弹力与接触面垂直。摩擦力的方向最容易搞错,它与相对运动方向或相对运动趋势的方向相反,有时还可由力的平衡关系来确定摩擦力的方向。
  (4)忽略某些次要因素。物体在光滑表面上运动时,可以略去滑动摩擦力;物体横截面积较小,运动速度不大时,可以不考虑空气阻力。  三、例题分析:
  1、几种最基本的物体受力情况
  (1)图中物体A均处于静止状态。(G重力,N弹力,f摩擦力)   分析:
  物体A静止,相对桌面无运动趋势,故受重力、支持力两个力  分析:
  受到四个力。物体A与墙之间有相互挤压,受水平向右的弹力,弹力与外力F平衡;物体相对墙有向下的运动趋势所以受竖直向上的静摩擦为f与重力平衡。  分析:
  物体受重力,一方面有压紧斜面的效果,所以物体一定受弹力作用,方向垂直斜面向上;另一方面有使物体沿斜面下滑的效果,即物体有沿斜面向下的运动趋势,所以物体一定受静摩擦力的作用,方向沿斜面向上。  (2)物体A均处于运动状态:  分析:
  A受到竖直向下的重力G和带对A竖直向上的弹力N。A与带之间无摩擦力,因为A与带速度相同,无相对运动趋势。或假设有静摩擦力,那么A所受合力不为零,运动速度将发生变化,与已知条件相矛盾,故假设不成立。  分析:
  铅球已离开手,只受重力,无向前冲的力。分析力时一定要注意施力物是谁,属于哪种性质的力。  分析:
  因为斜面不光滑,物体在相对斜面滑动时受到与相对运动方向相反的滑动摩擦力f的作用,以及重力G,斜面的支持力N。
  分析摩擦力时一定要注意力与物体相对运动方向相反。  2、物体之间有接触不一定存在弹力。  分析:
  可假设斜面对球有弹力存在,那么球所受几个力的合力将不为零,球的运动状态将发生变化,与球已知状态矛盾,故假设不成立。也可以从另一角度分析,即球处于静止状态,故所受合力为零。把斜面撤掉,若斜面与球之间有弹力,则球所受合力将不为零,运动状态将发生变化;如果球不动,则说明弹力不存在。  3、先分析受力少的物体,局部与整体分析相结合。
  (1)A、B两物体置于水平桌面上,处于静止状态。画出A、B受力示意图。  分析:
  与周围物体接触少的物体一般受力个数少,应先选择A隔离进行受力分析。其情况与前面1—(1)中a图情况一样。再分析B:重力Gb;已知B对A的支持力Na,那么A对B的反作用力Na'也为已知力;然后再分析桌面对B仅有竖直向上的弹力Nb。
  (2)A、B两物体在水平外力F作用下紧靠墙处于静止状态。画A、B受力示意图。  分析:
  A物体受力个数少,先进行受力分析,其情况与前面1—(1)b情况相同。再分析B物体:重力Gb;Na和fa的反作用力作用在B上,即Na'和fa';最后分析墙对B的作用力Nb——方向水平相右的弹力。是否存在静摩擦力呢?可根据假设法分析。若没有静摩擦力,则B所受合力不所受合力不为零,B物体运动状态将发生变化,与已知状态矛盾,故假设错,墙对B有竖直向上的静摩擦力。也可以以AB整体为研究对象,受力情况与1—(1)中b的情况相同,确认fb是存在的。  4、加强对“力是物体运动状态发生变化的原因”的理解,利用“力”与“物体运动状态变化”的关系来分析力。
  (1)水平向右的外力F作用在B物体上,A、B两物体置于水平面上,处于静止状态。画A、B受力示意图。  分析:
  有些同学在分析A、B之间是否有摩擦力时,想从相对运动趋势去分析,遇到困难。如果从力与物体运动状态变化的关系去分析,就变得很好解决。即A于静止状态,其所受合外力为零,重力Ga与B对A的弹力Na均在竖直方向。假若A受到B的静摩擦力,则其合外力不为零,不会保持静止状态,与已知条件相矛盾。在分析地对B是否存在静摩擦力时,可以采用整体分析法。  (2)如图所示,人站在匀速转动的滚梯上一起向上运动。画出人的受力示意图。  分析:
  人受竖直向下的重力G、竖直向上的弹力N。有些同学认为人还受到滚梯对人的摩擦力,这是错误的。如果人还受到水平方向的静摩擦力,那么人所受合力将不为零,人将做变速运动,这与已知条件相矛盾。  5、利用力的合成与分解,确立某一方向上“力”与“物体运动状态变化”之间的关系。
  (1)如图所示,物体A放在水平地面上,在两个水平力F1和F2的作用下保持静止。已知F1=10N,F2=2N,则下列选项正确的是:
  A、若去掉F1,物体A向左运动;若去掉F2,物体A向右运动。
  B、若去掉F1,物体A仍保持静止,且所受的摩擦力f=2N,方向水平向右。
  C、若去掉F2,物体A仍保持静止,且所受的摩擦力f=10N,方向水平向左。
  D、由于不知道物体与地面之间的最大静摩擦力,所以去掉F1或F2之后,物体A是静止还是运动无法确定。  分析:
  对物体A进行受力分析。A受重力G,水平外力F1、F2,地对A竖直向上的弹力N。由于F1=10N,F2=2N,合力为F12=8N,方向水平向右。而物体处于静止状态,水平合外力应为零,说明地对A存在水平向左的静摩擦力f=8N。同时也说明A与地面之间的最大静摩擦力f0大于8N。  若去掉F1,水平方向在外力F2=2N的作用下,因F2小于f0,则物体A仍处于静止状态,静摩擦力f与F2平衡,f=2N,方向水平向右。  若去掉F2,水平方向在外力F1=10N作用下,F1可能大于最大静摩擦力f0,物体A所受合力不为零,运动状态发生变化,由静止开始向右运动;F1也可能小于最大静摩擦力f0,物体A仍处于静止状态,此时地对A的静摩擦力f与F1平衡,f=10N,方向水平向左。  由以上分析可知,B选项是正确的。  (2)如图所示,物体A在平行于斜面方向向上的外力F作用下静止在斜面上,斜面倾角为α。画出A物体受力示意图。  分析:
  A受竖直向下的重力G、平行于斜面向上的外力F、垂直于斜面向上的弹力N。斜面对A是否有静摩擦力呢?将重力G进行分解,一个分力平行斜面向下,F1=G*sinα;另一个分力垂直斜面向下,F2=G*cosα,静摩擦力的大小和方向取决于外力F与分力F1的大小关系。
  F>F1,则静摩擦力平行斜面向下,受力图为:  F=F1,则静摩擦力为零,受力图为 F1,则静摩擦力平行斜面向上,受力图为测试  选择题   1、如图中所示,用力F把一根木棒斜向抵着地面时,地面产生的弹力方向正确的是:(  )   2、如图所示,弹簧秤和细线的重力及一切摩擦不计,重物G=5N,则弹簧秤A和B的示数分别为(  ) A、5N,0
  B、0,1N
  C、5N,1N
  D、5N,5N    3、一圆球和两块光滑板接触,底下的一块板水平,正确画出小球静止时的受力图是:(  )     4、如图所示,细绳竖直拉紧,小球和光滑斜面接触,则小球受到的力是:(  )
  A、重力、绳的拉力、斜面的支持力
  B、重力、绳的拉力
  C、绳的拉力、斜面的支持力
  D、重力、斜面的支持力    5、关于摩擦力,下列说法正确的是:(  )
  A、相互压紧,接触面粗糙的物体之间一定摩擦力
  B、相互接触的物体,压力增大,摩擦力也一定增大
  C、运动的物体不一定有滑动摩擦力
  D、静止的物体不一定有静摩擦力  6、 如图所示,用水平力F把重为G的木块压紧在竖直墙上静止不动,不计手指与木块间的摩擦力,当把水平增加到2F时,木块所受的摩擦力是:(  )
  A、原来的二倍
  B、原来的四倍
  C、与原来的相等
  D、原来的一半   7、如图所示,一个重G=200N的物体,在粗糙水平面上向左运动,物体和水平面间的动摩擦因数μ=0.1,同时物体还受到大小为10N、方向向右的水平力F作用,则水平面对物体的摩擦力的大小和方向是:(  )
   A、10N,水平向左
   B、10N,水平向右
   C、20N,水平向左
   D、20N,水平向右   8、如图所示,物体m沿粗糙静止斜面M运动,以下正确结论是:(  )
   A、m沿M上滑时,受到的摩擦力沿斜面向下
   B、m沿M下滑时,受到的摩擦力沿斜面向上
   C、m沿斜面滑动时,速度越大,受到的摩擦力越大
   D、当斜面倾角增大时,沿斜面滑动的摩擦力将增大  9、 如图所示,质量为m的木块A在置于桌面上的木板B上滑行,木板静止,它的质量为M=3m,已知木块与木板间、木板与桌面间的动摩擦因数均为μ,则木板所受桌面给的摩擦力大小为:(  )
   A、μmg
   B、2μmg
   C、2μmg
   D、4μmg   10、在水平桌面上放置一质量m=10kg的物块A,A与桌面间的动摩擦因数μ=0.20,有一大小为15N的恒力F沿水平方向作用在A上,如果A与桌面保持静止,则桌面施予A的静摩擦力的大小等于:(  )
  A、19.6N     B、2N     C、98N     D、15N答案与解析   答案:
  1、C  2、D  3、D  4、B  5、CD  6、C  7、D  8、AB  9、A  10、D  解析:
  1、注意点面接触时弹力的方向应过点垂直于面且指向被支持的物体。
  2、注意其实墙对A的左端也是5牛顿。
  3、墙对球是否有弹力可以这样判断:假设有,则物在水平方向上是不能平衡的,因而假设不对。由此可知这种情况下球于墙是物挤压的。
  4、判断方法与上题相同。
  5、注意摩擦力产生的条件,缺一不可。
  6、显然该摩擦为静摩擦,不能简单应用公式F=μN,应从平衡力角度考虑,该静摩擦力大小应该是始终等于重力大小的。
  7、应用公式F=μN以及滑动摩擦力方向总是与物体间的相对运动方向相反即可选出。
  8、此题力的大小与速度无关,与正压力却成正比,因而CD错误。
  9、千万不可误选D。因为木板是静止的,故桌面给它的摩擦力是静摩擦力,该力只需去平衡木块在水平方向上给它带来的滑动摩擦力即可。
  10、关键在于认清该力为静摩擦力,而非滑动摩擦力。
  由以上分析可知物体受力可能有三种情况。
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第1个回答  2013-08-13
对,运动方向和合力的方向相同。因为自然界中物体静止的原因是因为受力平衡,如果在某个方向上的力平衡被打破,物体就会沿这个方向运动。本回答被网友采纳
第2个回答  2013-08-13
合力如果是恒力,则运动方向与合力方向相同。如果是变力,又分为三种情况:1:合力大小变化,方向不变:运动方向仍然和合力方向相同;2:合力方向变为反向,运动方向先与合力方向反向,减速到零后再与合力方向相同;3:合力方向与运动方向不在一条直线上,物体作曲线运动,运动方向与合力方向不在一条直线上。 附:总结:动力——加速阻力——减速法向力(向心力)——转向
第3个回答  2013-08-13
不一定,看它是否受到外力作用,比如摩擦力等
第4个回答  2013-08-13
是一样的!
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