单物体平衡受力分析(3)

实验目的

学会对单个平衡物体做受力分析,并利用合力为零判断或求解未知力。

实验原理

物体在共点力作用下保持静止或匀速直线运动时,处于平衡状态,所受合力为零,即 F合 = 0。三个力平衡时,任意两个力的合力与第三个力大小相等、方向相反。力较多时可建立直角坐标系,用 ΣFx = 0、ΣFy = 0 列方程。

实验器材

• 研究对象(处于平衡状态的物体)
• 与物体接触的支持面、绳或其他物体
• 重力、弹力、摩擦力等力的箭头
• 受力示意图
• 坐标轴(需要正交分解时)

实验步骤

1. 明确研究对象,把它从周围物体中隔离出来
2. 先画重力,再找与它接触的物体
3. 逐个接触处判断有无弹力和摩擦力
4. 标出各力的方向,作用点画在物体上
5. 根据合力为零列出平衡方程并求解
6. 对照演示检查受力图有无漏力、多力

实验现象与结论

正确画出受力图后,各力首尾相接可以构成封闭图形,或在两个坐标方向上分别抵消,说明合力为零。结论:物体处于平衡状态时,所受共点力的合力为零,据此可以求出未知力。

注意事项

• 不要把物体对外的力画进受力图
• 每个力都要能指出施力物体
• 重力、弹力、摩擦力按顺序分析,避免漏力

常见问题

判断物体处于平衡状态的依据是什么?

物体保持静止或做匀速直线运动,加速度为零,所受合力为零。

受力分析时应按什么顺序找力?

先画重力,再分析接触处的弹力,然后是摩擦力,最后考虑其他已知外力。