画力的示意图时常见错因分析

牛顿定律
2014-12-22 15:46

目录

Alt 图1

如图所示,粗糙的A、B长方体木块叠在一起,放在水平地面C上,B受一个水平方向的力的牵引,A、B一起沿地面作匀速直线运动,分别作出A、B的力的示意图。

请同学先尝试自己受力分析,再与本文结尾处的参考答案比较。

发现问题后对照下面的错例思考错误的原因。

1. 为什么会多力?

错例1: 多力

Alt 图3

多力往往是因为没有想清楚作用力的受力物。

错例1中的 是B对A的支持力,受力物是A,力的作用点在A上,而不是B上。这个力应该画在A上。

2. 为什么会漏力?

错例2: 漏力

Alt 图4

漏力有两种情况。一种是没有考虑力的相互作用,另一种是没有考虑物体的运动状态。

错例2中,B对A有向上的支持力,力的作用是相互的,A对B就有向下的压力 。根据牛顿第三定律, 等大反向, 作用在B上。

如果物体处于平衡状态,受力图上只画了一个力,那一定是漏力了。因为物体平衡的条件是合外力为零,所以肯定有其他的外力来抵消之前画的力

3. 为什么不考虑物体间的万有引力?

错例3: 多画了引力

Alt 图5

有同学说,万有引力是有质量的物体间的相互作用,既然地球对A有作用力 , 那么为什么不画B对A的引力 呢?原因如下。

B对A的确实有引力的作用,但要考虑引力的大小。引力的大小和物体的质量有关,物体质量越大,相互间的引力越大。

地球C的质量为 , 物体B若为一辆货车,质量约为 .

两者质量的数量级之比为 , 若地球、货车各自与A物体的距离相同,那么,货车B对A的引力是地球对A引力的

小的多,所以不考虑。

4. 为什么两物体的重力只考虑一个?

错例4: 重复考虑重力

Alt 图8

有同学认为,A受到向下的重力,这个力传递到B上,因此在B上画了一个向下的重力 ,这是不对的。

对A物体有 ,由牛顿第三定律可知

可见A对B的压力效果已经包含了A的重力带来的效果,因此A的重力就不能再考虑了。

5. 为什么物体作匀速直线运动,水平方向没有拉力(推力)?#

错例5: 运动需要力来维持

Alt 图7

有同学认为,物体A向右运动,应该受到一个向右的力。

首先,牛顿第一定律告诉我们,运动并不需要力来维持。如果物体A具有一个初始水平速度 且水平方向不受外力,那么A会保持该速度作匀速直线运动。

其次,如果A受一个水平向右的力, 则不满足合外力为零的平衡条件,不可能作匀速直线运动。

6. 为什么不能画合力、向心力等效果力?

错例6: 加入效果力

物体在粗糙水平面上受一个水平向右拉力 ,沿水平面作匀加速直线运动,有同学作出如下受力分析图

Alt 图6

错例6中,物体在水平方向上受两个力, 拉力 和摩擦力。 而的作用效果与这两个力的共同作用效果相同,再考虑就重复了,因此不能画。

效果力本质上是合力或分力,受力分析完成后进行力的等效替换时才能出现,受力分析时若加上会使力的作用效果重复。


参考答案

Alt 图2

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如图所示,粗糙的A、B长方体木块叠在一起,放在水平地面C上,B受一个水平方向的力的牵引,A、B一起沿地面作匀速直线运动,分别作出A、B的力的示意图。

请同学先尝试自己受力分析,再与本文结尾处的参考答案比较。

发现问题后对照下面的错例思考错误的原因。

1. 为什么会多力?

错例1: 多力

Alt 图3

多力往往是因为没有想清楚作用力的受力物。

错例1中的 是B对A的支持力,受力物是A,力的作用点在A上,而不是B上。这个力应该画在A上。

2. 为什么会漏力?

错例2: 漏力

Alt 图4

漏力有两种情况。一种是没有考虑力的相互作用,另一种是没有考虑物体的运动状态。

错例2中,B对A有向上的支持力,力的作用是相互的,A对B就有向下的压力 。根据牛顿第三定律, 等大反向, 作用在B上。

如果物体处于平衡状态,受力图上只画了一个力,那一定是漏力了。因为物体平衡的条件是合外力为零,所以肯定有其他的外力来抵消之前画的力

3. 为什么不考虑物体间的万有引力?

错例3: 多画了引力

Alt 图5

有同学说,万有引力是有质量的物体间的相互作用,既然地球对A有作用力 , 那么为什么不画B对A的引力 呢?原因如下。

B对A的确实有引力的作用,但要考虑引力的大小。引力的大小和物体的质量有关,物体质量越大,相互间的引力越大。

地球C的质量为 , 物体B若为一辆货车,质量约为 .

两者质量的数量级之比为 , 若地球、货车各自与A物体的距离相同,那么,货车B对A的引力是地球对A引力的

小的多,所以不考虑。

4. 为什么两物体的重力只考虑一个?

错例4: 重复考虑重力

Alt 图8

有同学认为,A受到向下的重力,这个力传递到B上,因此在B上画了一个向下的重力 ,这是不对的。

对A物体有 ,由牛顿第三定律可知

可见A对B的压力效果已经包含了A的重力带来的效果,因此A的重力就不能再考虑了。

5. 为什么物体作匀速直线运动,水平方向没有拉力(推力)?#

错例5: 运动需要力来维持

Alt 图7

有同学认为,物体A向右运动,应该受到一个向右的力。

首先,牛顿第一定律告诉我们,运动并不需要力来维持。如果物体A具有一个初始水平速度 且水平方向不受外力,那么A会保持该速度作匀速直线运动。

其次,如果A受一个水平向右的力, 则不满足合外力为零的平衡条件,不可能作匀速直线运动。

6. 为什么不能画合力、向心力等效果力?

错例6: 加入效果力

物体在粗糙水平面上受一个水平向右拉力 ,沿水平面作匀加速直线运动,有同学作出如下受力分析图

Alt 图6

错例6中,物体在水平方向上受两个力, 拉力 和摩擦力。 而的作用效果与这两个力的共同作用效果相同,再考虑就重复了,因此不能画。

效果力本质上是合力或分力,受力分析完成后进行力的等效替换时才能出现,受力分析时若加上会使力的作用效果重复。


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如图所示,粗糙的A、B长方体木块叠在一起,放在水平地面C上,B受一个水平方向的力的牵引,A、B一起沿地面作匀速直线运动,分别作出A、B的力的示意图。

请同学先尝试自己受力分析,再与本文结尾处的参考答案比较。

发现问题后对照下面的错例思考错误的原因。

1. 为什么会多力?

错例1: 多力

Alt 图3

多力往往是因为没有想清楚作用力的受力物。

错例1中的 是B对A的支持力,受力物是A,力的作用点在A上,而不是B上。这个力应该画在A上。

2. 为什么会漏力?

错例2: 漏力

Alt 图4

漏力有两种情况。一种是没有考虑力的相互作用,另一种是没有考虑物体的运动状态。

错例2中,B对A有向上的支持力,力的作用是相互的,A对B就有向下的压力 。根据牛顿第三定律, 等大反向, 作用在B上。

如果物体处于平衡状态,受力图上只画了一个力,那一定是漏力了。因为物体平衡的条件是合外力为零,所以肯定有其他的外力来抵消之前画的力

3. 为什么不考虑物体间的万有引力?

错例3: 多画了引力

Alt 图5

有同学说,万有引力是有质量的物体间的相互作用,既然地球对A有作用力 , 那么为什么不画B对A的引力 呢?原因如下。

B对A的确实有引力的作用,但要考虑引力的大小。引力的大小和物体的质量有关,物体质量越大,相互间的引力越大。

地球C的质量为 , 物体B若为一辆货车,质量约为 .

两者质量的数量级之比为 , 若地球、货车各自与A物体的距离相同,那么,货车B对A的引力是地球对A引力的

小的多,所以不考虑。

4. 为什么两物体的重力只考虑一个?

错例4: 重复考虑重力

Alt 图8

有同学认为,A受到向下的重力,这个力传递到B上,因此在B上画了一个向下的重力 ,这是不对的。

对A物体有 ,由牛顿第三定律可知

可见A对B的压力效果已经包含了A的重力带来的效果,因此A的重力就不能再考虑了。

5. 为什么物体作匀速直线运动,水平方向没有拉力(推力)?#

错例5: 运动需要力来维持

Alt 图7

有同学认为,物体A向右运动,应该受到一个向右的力。

首先,牛顿第一定律告诉我们,运动并不需要力来维持。如果物体A具有一个初始水平速度 且水平方向不受外力,那么A会保持该速度作匀速直线运动。

其次,如果A受一个水平向右的力, 则不满足合外力为零的平衡条件,不可能作匀速直线运动。

6. 为什么不能画合力、向心力等效果力?

错例6: 加入效果力

物体在粗糙水平面上受一个水平向右拉力 ,沿水平面作匀加速直线运动,有同学作出如下受力分析图

Alt 图6

错例6中,物体在水平方向上受两个力, 拉力 和摩擦力。 而的作用效果与这两个力的共同作用效果相同,再考虑就重复了,因此不能画。

效果力本质上是合力或分力,受力分析完成后进行力的等效替换时才能出现,受力分析时若加上会使力的作用效果重复。


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