文档介绍：《物体受力分析》专题专讲
一、正确认识和深刻理解“三种力”
1. 重力
重力是由于地球的吸引引起的,但又不能说重力就是地球对物体的引力。现在我们知道,地球对物体的吸引力就是万有引力,重力是它的一个分力,另一个分力是物体绕地球做圆周运动的向心力。在地面周围,重力是随位置的不同而变化的,但在地球表面附近的空间范围内,可以认为重力大小是不变的。
重力的方向是竖直向下,或者说是垂直于水平地面的。若说是垂直于地面,则是错误的。由于前面所述的原因,严格说起来,重力也不是恰好指向地球的球心。重力用G表示,用mg表示是不规范的。根据公式,可知G与g的方向是一致的。
关于物体的重心,有人认为一定在物体上。圆环的重心在哪里?是在圆环的圆心处,此处不在圆环上。同学们可以考虑半圆环的重心位置,对认识这个问题很有帮助。
用悬挂法求薄板的重心,它的原理是什么?哪些力是平衡力?哪些力是作用力和反作用力?任意形状的物体,它的重心能用悬挂法求出吗?这些问题,同学们一定要弄清楚。
例1. 在体育运动会上,有“举重运动员举起了200公斤的重量”的说法,请你从物理学的角度,对这句话进行分析,指出存在的问题。
可以这样分析:重量,就是重力,它的单位是力的单位,所以用质量的单位公斤来表示是不对的;此外,质量的单位是千克,用公斤是不规范的。
例2. 如图1所示,重力为G的物体静止在水平地面上,则关于物体的重力和物体对水平面的压力的关系,下列说法中不正确的是( )
图1
A. 两个力其实是同一个力
B. 两个力只是大小相等
C. 两个力大小相等、方向相同
D. 两个力大小相等、方向相反
分析:重力作用在物体上,压力作用在地面上,所以是两个力,不是同一个力。物体受到重力和支持力作用,这两个力是平衡力,而压力和重力大小相等,方向相同。因而,应选A、B、D。
2. 弹力
弹力和我们是如此的亲密:站在地上,脚与地面之间有弹力;伏案疾书,两臂和桌面之间有弹力;网上浏览,手指和鼠标之间也有弹力。环视四周,哪个物体不受到弹力作用?又有哪个物体不对别的物体施加弹力作用?
正确理解与弹力有关的几个概念。一是形变,形变是物体形状和体积的改变,将海绵握在手中,它的形状和体积都发生了变化。二是弹性限度,发生形变的物体,在外力撤去以后,若能恢复原来的形状,则物体的形变在弹性限度以内,如上面所举的海绵,否则就是超出了弹性限度。研究弹性限度有什么意义呢?因为物体都有这样一种本性:当它发生形变时,总想恢复原来的形状,只要在弹性限度以内,物体就有能力恢复到原来的形状。
弹力产生的条件是两个物体接触并且产生形变。看上去接触,却可能是靠在一起,此时物体之间没有挤压,所以没有弹力产生。如图2所示,在光滑的水平面上,大球“压”在小球身上,看上去,两球之间肯定有弹力作用,其实两球是靠在一起的,它们之间是没有弹力作用的。
图2
平常遇到的弹力,一是接触面上的弹力,二是细线的弹力,下面分别进行分析。
当重物静止在水平面上的时候,二者之间弹力的产生,由下面的递进关系看出:
重物与支持面→相互挤压→形变→
当细线吊着重物时,二者之间弹力的产生,仿上面可列出下面的关系:重物与细线→相互拉伸→形变→
总之,物体受到别的物体的弹力而形变,它形变产生的弹力作用于别的物体。一个物体形变产生的弹力不会作用于自身