理學(xué)物理學(xué)畢業(yè)論文 淺談受力分析的方法

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1、湖南師范大學(xué)本科畢業(yè)論文考籍號：XXXXXXXXX姓名：XXX專業(yè)：理學(xué)物理學(xué)論文題目：淺談受力分析的方法指導(dǎo)老師：XXX二〇一一年十二月十日摘要：整體法和隔離法是力學(xué)部分常用的分析方法。可以先隔離再整體，也可以先整體再部分隔離。這就是整體法與隔離法的綜合應(yīng)用。整體法與隔離法的綜合應(yīng)用時，系統(tǒng)的運動情況通常分為以下三種類型：第一，系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)；第二，系統(tǒng)處于不平衡狀態(tài)且無相對運動；第三，系統(tǒng)內(nèi)部分平衡部分不平衡。關(guān)鍵詞：整體法；隔離法；力學(xué)在力學(xué)中，解決力學(xué)問題時，往往遇到這樣一類情況：題中被研究的對象不是單一的一個物體，而是互相關(guān)聯(lián)的

2、幾個物體組成一個系統(tǒng)。解這一類問題，一般采用隔離法：即把各個物體隔離開來，分別作受力分析，再根據(jù)各自的受力情況和運動情況，應(yīng)用牛頓運動定律和運動學(xué)公式，列式求解。但在這類問題中，往往單用隔離法很難求得結(jié)果，解決過程也十分繁復(fù)，甚至用隔離法解簡直無從著手。這時，我們不妨試用整體法：即把整個系統(tǒng)當(dāng)作一個整體作為研究對象進行受力分析，再列式求解。這樣做，往往能使原來很難求解的問題簡單化，無從著手的問題也迎刃而解。整體法是從局部到全局的思維過程，是系統(tǒng)論中的整體原理在力學(xué)中的應(yīng)用。它的優(yōu)點是：通過整體法分析物理問題，可以弄清系統(tǒng)的整體受力情況，從整

3、體上揭示事物的本質(zhì)和變化規(guī)律，從而避開了中間環(huán)節(jié)的繁瑣推算，能夠靈活地解決問題。通常在分析這一整體對象之外的物體對整體的作用力(外力)，不考慮整體內(nèi)部之間的相互作用力(內(nèi)力)時，用整體法。隔離法就是把要分析的物體從相關(guān)的物體體系中隔離出來，作為研究對象，只分析該研究對象以外的物體對該對象的作用力，不考慮研究對象對其他物體的作用力。它的優(yōu)點是：容易看清單個物體的受力情況，問題處理起來比較方便、簡單，便于理解。在分析系統(tǒng)內(nèi)各物體(或一個物體的各個部分)間的相互作用時用隔離法。整體法和隔離法是力學(xué)部分常用的解題方法?？梢韵雀綦x再整體，也可以先整體

4、再隔離。這就是整體法與隔離法的綜合應(yīng)用。整體法與隔離法的綜合應(yīng)用時系統(tǒng)的運動情況通常分為以下三種類型：一、系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)整體都處于靜止?fàn)顟B(tài)或一起勻速運動時，或者系統(tǒng)內(nèi)一部分處于靜止?fàn)顟B(tài)，另一部分勻速運動。以上這些情況，整體都平衡，整體內(nèi)每個物體所受合力為零，整體所受合力也為零。這樣，根據(jù)整體的平衡條件，就可以確定整體或某一個物體的受力特點。例1：在粗糙水平面上有一個三角形木塊abc，在它的兩個粗糙斜面上分別放兩個質(zhì)量m1和m2和木塊，m1m2,如圖所示，已知三角形木塊和兩物體都是靜止的，則粗糙水平面對三角形木塊()。A.有摩擦力的作用，摩

5、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確定，因為m1,m2,θ1,θ2的數(shù)值并未給出；D.以上說法都不對。解析：這樣類型的問題優(yōu)先選用整體法，根據(jù)整體受力平衡，則很容易判斷水平面對三角形木塊摩擦力為零，且彈力等于整體的重力之和，所以選項D正確。例2：如圖所示，質(zhì)量m=5Kg的物體置于質(zhì)量為M=20Kg的粗糙斜面上，斜面的傾角α=370。用一平行于斜面向上、大小為40N的力F推物體，使物體沿斜面M向上作勻速運動，這時M保持靜止?fàn)顟B(tài)(g=10m/s)。則地面對斜面的摩擦力大小為___

6、_____N，斜面對地的壓力大小為_______N。解析：這種類型通常習(xí)慣利用隔離法分析，先分析物塊，在對斜面體進行分析，過程比較復(fù)雜。如果利用整體法會比較簡單，因為整體都處于平衡狀態(tài)，所以合力為零。根據(jù)整體水平方向平衡，可以得到地面對斜面體的摩擦力f=Fcosα=32(N)，根據(jù)整體豎直方向平衡，得到地面對斜面的支持力N=(M+m)g-Fsinα=226(N)。二、系統(tǒng)處于不平衡狀態(tài)且無相對運動由于系統(tǒng)內(nèi)物體間沒有相對運動，即整體內(nèi)每個物體都具有相同的速度和加速度，這時整體所受的合力提供整體運動的加速度。這種情況利用整體法，更容易把握整體

7、的受力情況和整體的運動特點。例3：光滑水平面上，放一傾角為的光滑斜木塊，質(zhì)量為m的光滑物體放在斜面上，如圖所示，現(xiàn)對斜面施加力F，若使M與m保持相對靜止，F(xiàn)應(yīng)為多大?解析：由于斜面光滑，物塊只受重力和斜面的彈力，而且和斜面一起運動，則先隔離物塊分析受力，計算出加速度a=gtan，方向水平向左,再根據(jù)整體法可以求得F=(M+m)gtan.這是典型的整體法與隔離法的綜合應(yīng)用（先隔離后整體）。三、系統(tǒng)內(nèi)部分平衡部分不平衡這種情況由于系統(tǒng)內(nèi)物體的運動狀態(tài)不同，物體間有相對運動，通常習(xí)慣用隔離法。若系統(tǒng)內(nèi)兩個物體一個處于平衡，另一個處于不平衡狀態(tài)時，

8、也可以利用整體法來分析，有時會使問題簡化易于理解。當(dāng)然，這種情況整體所受合力不為零，整體所受合力就等于不平衡物體所受的合力，用來提供不平衡物體的加速度。例4：若例3中使M靜止不動