浅谈受力分析突破重力与压力的关系

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  摘要:初中的力学考察方式很简单,但却是和高中物理衔接最多的地方。因为指挥棒的问题,所以老师们教得也简单,学生只会记得一些常考力的大小关系,比如压力等于重力,这个关系常考,因为多数的物体都自由的在水平地面上,但实际的情况是重力和压力并没有必然的大小关系,只是偶然的相等而已。为了了解学生是否真的理解平衡关系,可以设置一些陷阱,逼着学生通过受力分析来得出力的大小关系。这样的学习既不是死记硬背,也能提升孩子的分析能力。
  关键词:受力分析;和高中物理衔接;分析能力
  1 受力分析突破重力与压力的关系
  从这三个关系不难看出压力有等于重力,有小于重力,若乙图F的方向反过来,也有大于重力的时候,甚至还有和重力无关的情况。所以,要找压力,一定去找的是它的相互作用力支持力。相互作用力的大小一定是相等的。
  2 典例剖析突破重力与压力的关系
  例1.一体重为600N,双脚与地面的接触面积为0.05m2的工人,用如图所示的滑轮组将重为800N的物体匀速提高了0.5m,此时该滑轮组的机械效率为80℅。(不计绳重及摩擦)。求:(1)在匀速提升物体的过程中,工人对绳子的拉力为多大;500N
  (2)在匀速提升物体的过程中,工人对地面的压强为多大;
  (3)使用该滑轮组,这个工人最多能提起多重的物体。
  这道题除了第一问套公式以外,(2)(3)两问都始终贯彻的就是受力分析。这是14年遵义市倒数第二题,其中第二问错的人就非常多 ,原因是学生想当然的认为对地面的压力就等于人的重力,因为人竖直向下拉绳子,所以绳子对人有一个竖直向上的拉力。导致压力应该等于人的重力再减去绳子的拉力F压=F支=G人—F=600N—500N=100N,再代入公式。(3)不计绳重及摩擦,由于动滑轮随物体一起匀速向上运动,所以可以将物体和动滑轮当成一个整体受力分析,找最大物重就找最大拉力,最大拉力根据第二问可以知道支持力为0N时,最大拉力就等于人的重力Fmax=G人=600N。动滑轮的重力由于不变,同样对物体和动滑轮整体受力分析可得G动=2F—G物=2×500N—800N=200N,即根据平衡关系可得G物max=2Fmax—G动=2×600N-200N=1000N。若是学生习惯受力分析,根据平衡关系来找力的大小关系。这道题就没有难点了。
  例2.一体重为600N,双脚与地面的接触面积为0.05m2的工人,用如图所示滑轮组提升物体。在工人竖直拉力F作用下,提升重570N物体,物体以0.2m/s的速度勻速向上运动了10s,忽略滑轮与绳子的摩擦力及绳子所受重力,动滑轮的重力为30N,求:
  (1)拉力F的大小;(2)工人对地面的压强。
  这里的第一问求拉力的方法仍然是对物体和动滑轮整体受力分析(因为忽略滑轮与绳子的摩擦力及绳子所受重力)得出。第二问仍然是对人受力分析,这次人是竖直向上拉绳子,那绳子对人的拉力就竖直线下了,即F压=F支=G人+F=600N+200N=800N,,再代入公式。
  总之,要找压力,就先别想当然的等于重力,而是去找它的相互作用力支持,通过对物体受力分析得出支持力的大小就等于压力的大小。不光是找支持力,只要是力学问题,要么是直接代公式,要么就是通过受力分析根据平衡关系得出要求力的大小,即便是非平衡关系,受力分析以后,也能得出力的大小关系。所以面对力学问题,注意受力分析。
  (作者单位:贵州省遵义市第十九中学)
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