受力分析是指将物体(研究对象)在特定物理情境中所受到的所有外力找出来,并画出物体的受力示意图的过程。
这个过程中,研究的焦点在于选择合适的物体作为研究对象,这可以是整个物体或者是物体的一部分,也可以是某个作用点。受力分析的目的是为了更好地理解和物体的运动状态,以及它所受的力如何影响运动。12在进行受力分析时,需要遵循以下原则:力的物质性:每一个力都涉及到两个或更多的实体,它们之间存在着相互作用的关系。力不能独立存在于空间中,而是伴随着质量和能量的交换。力的条件性:不同的力有不同的产生条件,如弹力和摩擦力通常需要有直接接触才能存在。因此,分析某个力是否存在时,需要根据它产生的所有条件是否完备来决定。力的相互性:任何物体都会对其周围的其他物体施加力,同时也受到其他物体对其施加的力的作用。不存在只施力不受力或只受力不施力的物体。力和运动的一致性:物体的运动状态是由其所受的力决定的,所以受力情况和运动状态总是保持一致。例如,处于平衡状态的物体,其合力为零。此外,受力分析也被称为画隔离体受力图,它是进行力学计算的基础。广义上的受力分析还可能涉及建立直角坐标系或利用力的封闭三角形法则来进行更深入的分析。1.受力分析的依据(1)依据各种力的产生条件和性质特点,每种力的产生条件提供了其存在的可能性,由于力的产生原因不同,形成不同性质的力,这些力又可归结为场力和接触力,接触力(弹力和摩擦力)的确定是难点,两物体直接接触是产生弹力、摩擦力的必要条件,弹力产生原因是物体发生形变,而摩擦力的产生,除物体间相互挤压外,还要发生相对运动或相对运动趋势。
(2)依据作用力和反作用力同时存在,受力物体和施力物体同时存在。一方面物体所受的每个力都有施力物体和它的反作用力,找不到施力物体的力和没有反作用力的力是不存在的;另一方面,依据作用力和反作用力的关系,可灵活变换研究对象,由作用力判断出反作用力。
(3)依据物体所处的运动状态:有些力存在与否或者力的方向较难确定,要根据物体的运动状态,利用物体的平衡条件或牛顿运动定律判断。