受力分析
【知识要点】
对物体进行受力分析是解决力学问题的基础,是研究力学问题的重要方法。受力分析的步骤是:
1.根据题意选取研究对象。选取研究对象的原则是要使对问题的研究尽量简便,研究对象可以是单个物体或物体的某一部分,也可以是由几个物体组成的系统。
2.把研究对象从周围的物体中隔离出来.为防止漏掉某个力,要养成按一般步骤分析受力的好习惯。一般应先分析重力;然后环绕物体一周,找出跟研究对象接触的物体,并逐个分析这些物体对研究对象的弹力和摩擦力;最后再分析其他场力(电场力、磁场力等)。
3.每分析一个力,都要想一想它的施力物体是谁,这样可以避免分析出某些不存在的力。如竖直上抛的物体并不受向上的推力,而刹车后靠惯性滑行的汽车也不受向前的"冲力"。
【考点自清】
受力分析是高中物理的基础,它贯穿于力学、电磁学等各部分.正确地对研究对象进行受力分析是解决问题的关键。若受力分析出错,则"满盘皆输"。受力分析单独考查的也有,但更多的是结合其他知识解决综合性问题。
一、受力分析
1、概念
把研究对象(指定物体)在指定的物理环境中受到的所有力都分析出来,并画出物体所受的力的示意图,这个过程就是受力分析。
2、受力分析的重要依据
①从力的概念判断,寻找对应的施力物体;
②从力的性质判断,寻找产生各性质力的原因;
③从力的效果判断,寻找是否改变物体的形状或改变物体的运动状态(即是否产生加速度)(是静止、匀速还是变速运动)。
3、受力分析一般顺序
一般先分析场力(重力、电场力、磁场力);然后分析弹力,环绕物体一周,找出跟研究对象接触的物体,并逐个分析这些物体对研究对象是否有弹力作用;最后分析摩擦力,对凡有弹力作用的地方逐一进行分析。
二、受力分析常用的方法
1、整体法与隔离法
整体法、隔离法在受力分析时要灵活选用:
(1)当所涉及的物理问题是整体与外界作用时,应用整体分析法,可使问题简单明了,而不必考虑内力的作用。
(2)当涉及的物理问题是物体间的作用时,要应用隔离分析法,这时系统中物体间相互作用的内力就会变为各个独立物体的外力。
2、假设法
在受力分析时,若不能确定某力是否存在,可先对其作出存在或不存在的情况假设,然后再就该力存在与否对物体运动状态影响的不同来判断该力是否存在。
三、受力分析的步骤
(1)明确研究对象--即确定受力分析的物体,研究对象可以是单个物体,也可以是多个物体的组合.
(2)隔离物体分析--将研究对象从周围物体中隔离出来,进而分析周围有哪些物体对它施加了力的作用.
(3)画出受力示意图--边分析边将力画在示意图上,准确标出各力的方向.
(4)检查画出的每一个力能否找到它的施力物体,检查分析结果能否使研究对象处于题目所给运动状态,否则,必然发生了漏力、多力等错误。
四、受力分析要注意的问题
受力分析就是指把指定物体(研究对象)在特定的物理情景中所受到的所有外力找出来,并画出受力图.受力分析时要注意以下五个问题:
(1)研究对象的受力图,通常只画出根据性质命名的力,不要把按效果分解的力或合成的力分析进去。受力图完成后再进行力的合成和分解,以免造成混乱。
(2)区分内力和外力:对几个物体组成的系统进行受力分析时,这几个物体间的作用力为内力,不能在受力图中出现;当把其中的某一物体单独隔离分析时,原来的内力变成外力,要画在受力图上。
(3)防止"添力":找出各力的施力物体,若没有施力物体,则该力一定不存在。为避免多力,应注意
①分析出的所有力都应找到施力物体;
②不能把研究对象对其他物体的作用力也分析进去;
③不能同时考虑合力和分力.
(4)防止"漏力":严格按照重力、弹力、摩擦力、其他力的步骤进行分析是防止"漏力"的有效办法。为避免漏力,应做到:
①养成"一重二弹三摩四其他"的顺序分析受力的习惯;
②分析是弹力、摩擦力这些接触力时,按一定的绕向围绕研究对象,对接触面逐一分析.
(5)受力分析还要密切注意物体的运动状态,运用平衡条件或牛顿运动定律判定未知力的有无及方向。
第三节:楞次定律学案
【学习目标】
(1)、理解楞次定律的内容,理解楞次定律中“阻碍”二字的含义,能初步应用楞次定律判定感应电流方向,理解楞次定律与能量守恒定律是相符的
(2)、通过实验教学,感受楞次定律的实验推导过程,逐渐培养自己的观察实验,分析、归纳、总结物理规律的能力。
(3)、学会由个别事物的个性来认识一般事物的共性的认识事物的一种重要的科学方法。
(4)、通过对楞次定律的探究过程,培养自己的空间想象能力。
【学习重点】应用楞次定律(判感应电流的方向)
【学习难点】理解楞次定律(“阻碍”的含义)
【学习方法】实验法、探究法、讨论法、归纳法
【教具准备】
灵敏电流计,线圈(外面有明显的绕线标志),导线若干,条形磁铁,线圈
【教学过程】
一、温故知新:
1、要产生感应电流必须具备什么样的条件?
2、磁通量的变化包括哪情况?
二、引入新课
1、问题1:如图,已知通电螺线管的磁场方向,问电流方向?
2、问题2:如图,在磁场中放入一线圈,若磁场B变大或变小,问
①有没有感应电流?
②感应电流方向如何?
3、感应电流不是个好“孩子”。感应电流的方向与磁通量间又有什么样的关系?
三、新课学习
1、介绍研究感应电流方向的主要器材并让学生思考:
(1)、灵敏电流计的作用是什么?为什么用灵敏电流计而不用安培表?
(2)、为什么本实验研究的是螺线管中的感应电流,而不是单匝线圈或其它导体中的感应电流?
2、实验内容:
研究影响感应电流方向的因素按照图所示连接电路,并将磁铁向线圈插入或从线圈拔出等,分析感应电流的方向与哪些因素有关。
3、学生探究:研究感应电流的方向
(1)、探究目标:
(2)、探究方向:
(3)、探究手段:分组实验(器材:螺线管,灵敏电流计,条形磁铁,导线)
(4)、探究过程
NS磁铁在管上静止不动时磁铁在管中静止不动时
插入拔出插入拔出N在下S在下N在下S在下
原来磁场的方向
原来磁场的磁通量变化
感应磁场的方向
原磁场与感应磁场方向的关系
感应电流的方向(螺线管上)
(5)、学生带着问题分组讨论:
问题1、请你根据上表中所填写的内容分析一下,感应电流的磁场方向是否总是与原磁场的方向相反?
问题2、请你仔细分析上表,用尽可能简洁的语言概括一下,究竟如何确定感应电流的方向?并说出你的概括中的关键词语。
问题3、你能从导体和磁体相对运动的角度来确定感应电流的方向吗?如果能,请用简洁的语言进行概括,并试着从能量的转化与守恒角度去解释你的结论?
相互交流、分析、讨论,用最简洁的语言概括出本组的结论。师巡视各组的情况,然后指定某些组公布本组的成果在全班进行交流,师生共同讨论,形成结论。
教学中,学生概括多种多样,有的也非常准确到位,甚至于出乎意料,如:
概括1:
概括2:
概括3:
……
总结规律:原磁通变大,则感应电流磁场与原磁场相,有阻碍变作用
原磁通变小,则感应电流磁场与原磁场相,有阻碍变作用
结论:
投影展示楞次定律内容及其理解:
4、楞次定律——感应电流的方向
(1)、内容:。
(2)、理解:
①、阻碍既不是也不等于,增反减同
②、注意两个磁场:磁场和电流磁场
③、在图中标出每个螺线管的感应电流产生的等效N极和S极。
强调:楞次定律可以从两种不同的角度来理解:
a、从磁通量变化的角度看:感应电流总要磁通量的变化。
b、从导体和磁体的相对运动的角度来看,感应电流总要相对运动。
④、感应电流的方向即感应电动势的方向
⑤、阻碍的过程中,即一种能向转化的过程
例:上述实验中,若条形磁铁是自由落体,则磁铁下落过程中受到向上的阻力,即机械能→电能→内能
(3)、应用楞次定律步骤:
①、明确磁场的方向;
②、明确穿过闭合回路的是增加还是减少;
③、根据楞次定律(增反减同),判定的磁场方向;
④、利用判定感应电流的方向。
(4)、楞次定律的应用
例:两同心金属圆环,使内环A通以顺时针方向电流,现使其电流增大,则在大环B中产生的感应电流方向如何?若减小电流呢?
5、楞次定律的特例——闭合回路中部分导体切割磁感线
问题1:当闭合回路的部分导体切割磁感线也会引起磁通量的变化,从而使回路中产生感应电流,这种情况下回路中的电流的方向如何判断呢,可以用楞次定律判断电流的方向吗?
问题2:用楞次定律判断感应电流的过程很复杂,能否找到一种很简单的方法来判断闭合回路中部分导体切割磁感线产生的电流的方向呢?
(1)、右手定则的内容:伸开手让拇指跟其余四指,并且都跟手掌在
内,让磁感线从掌心进入,指向导体运动方向,其余四指指向的就是导体中方向
(2)、适用条件:的情况
(3)、说明:
①、右手定则是楞次定律的特例,用右手定则求解的问题也可用楞次定律求解
例:分别用右手定则和楞次定律判断
通过电流表的电流方向(课本P204(3))
②、右手定则较楞次定律方便,但适用范围较窄,而楞次定律应用于所有情况
③、当切割磁感线时电路不闭合,四指的指向即感应电动势方向(画出等效电源的正负极)
6、巩固练习
例1:为什么闭合回路完全在垂直匀强磁场的面内切割磁感线时回路中无感应电流?
例2:如图所示,平行金属导轨的左端连有电阻R,金属导线框ABCD的两端用金属棒跨在导轨上,匀强磁场方向指向纸内。当线框ABCD沿导轨向右运动时,线框ABCD中有无闭合电流?____;电阻R上有无电流通过?____
【学习小结】
1、楞次定律的内容:感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
2、判定感应电流方向的步骤
3、右手定则确定感应电流的方向
【课后作业】选修3-2课本第12页“思考与讨论”1、2、3、4题
课后作业:第13页1、2、3、4题
【学习心得】
文章来源:http://m.jab88.com/j/22341.html
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