浮标受力分析
1 浮标标体所受的力
在谁中的浮标，其标体（浮具）所受外力与航行中的船舶相似，主要受水流力、波浪力、风载荷等因素的作用，除此之外，还受到系留缆索的拉力。
1.1水流力
标体所受水流力即为水流阻力，一般认为，水流阻力主要由摩擦阻力（粘性阻力）和兴波阻力组成，摩擦阻力来自于水流的粘性，不仅取决于船舶湿表面积以及光洁程度，也和船舶表面的曲度有关；兴波阻力则是由于船舶在水面激起波浪所造成的力，与液体的粘性无关，主要和船型、船舶与水流的相对速度以及船舶的尺寸有关。
1.1.1
目前，计算船舶水流摩擦阻力的公式较多，我国常用的是基于平板实验和理论分析所得
到的阻力计算公式，其表达式为：
式中，R M 为摩擦阻力（N或KN）；ρ为水的密度（kg/m3）；V为浮标与水流的相对速度，即水流流速（m/s）；?为浮标标体湿表面积，可近似用公式?=（1.7T+δ·B）L估算；T为浮标吃水（m）；δ为浮标方形系数；L为浮标长度（m）；B为浮标宽度（m）；C M1为摩擦阻力系数（无量纲数）。
对于不同的液体和不同的水流流速，相应的阻力系数也不同，即C M1随雷诺数Re而变，
Re的表达式为：
式中：v为水的运动粘滞系数，其余与前相同。
表1列出了柏兰特-许立汀关于摩擦阻力系数与Re的关系数据。
浮标浮体表面的粗糙度也将影响标体的摩擦阻力，在我国，对于钢质船体，摩擦阻力系数的增加值均为C M2=0.0004，因此，浮标标体所受的摩擦阻力应表示为：
1.1.2 兴波阻力
根据模型试验和理论分析，兴波阻力（包括漩涡阻力）与重力有密切的关系，其表达式为：
式中：R R为兴波阻力（N或KN）；C R为兴波阻力系数；其余与前面相同。兴波阻力系
数C R与付汝德数Fr有关，Fr定义为：
式中：g为重力加速度（m/s2）；其余符号与前相同。
对于不同的船型，C R数值不同，但根据实验发现，当Fr<0.15时，C R=0；对于较尖瘦的船舶，当Fr>0.22～0.25时，兴波阻力才明显出现。由于三峡库区现行浮标标体采用的是长10m的钢质标志船，而成库后由于水深大大增加，深水标位处水流流速多小于1～2m/s，即Fr<0.10～0.2。因此，标体所受的兴波阻力相对较小，可忽略不计。
1.2波浪力
波浪对浮标标体的作用力，可按原苏联动力部提出的公式计算：
式中：R b为波浪力（kN）；K1为波浪力系数，可由图1差得，图中T为浮标标体的吃水（m），L W为波长（m）；h W为波高（m）；r为水的容重（kN/m3）；A d为标体水下挡水面积（m2）。
波浪力系数的曲线图
在库区航道中的浮标，根据波浪所形成的原因不同，波浪载荷主要由两部分构成，一是船行波引起的波浪力；二是由风载荷引起的波浪力，下面分述两种波浪要素的计算方法。
1.2.1船行波
世界上已有几十个船模型实验室对船行波要素进行过研究，并应用原体观测资料予以了验证。
船行波波长可应用荷兰Delft水工研究所所建立的基于LordKelin理论导出的计算公式：
式中：V S为传播航速（m/s）；L w1为船行波计算波长（m）。
Havelock基于LordKelin理论导出了深水条件下船行波相对波高的关系式：
式中：h w1为船行波计算波高（m）；S为要求测定的波处距船舶的距离（m）；H为水深（m）；?1、?2为与船型、船舶吃水深度和船速等有关的系数，对已有的实测资料分析得：对于巡逻舰、满载内河马达船?1=1.0，对于欧洲空载货船?1=0.5，对于空载马达船和拖牵轮?1=0.35；?2=2.67。
1.2.2风成浪
当受风力作用时，其波高和波长可借用官厅水库公式计算：
式中：h w2为风波计算波长（m）；L w2为风波计算波高（m）；V f为计算风速（m/s）；
D f为吹程(m),由浮标标体前沿至对岸的最大直线距离。
1.3风载荷
作用于浮标标体上的风压力可由《港口工程计算规范》所给出的计算公式确定：
式中：R W为作用于浮标标体上的风压力（kN）；K2为浮标标体的风载体形系数：风向垂直标体的纵轴时，K2=1.2，风向平行于标体的纵轴时，K2=0.8；q为计算风压（kN/m2），可按q=0.001V f2计算；A U为浮标水上受风面积（m2）；其余符号与前相同。
1.4水面坡降力
由于河道水面具有一定的坡降（水面比降），浮标标体将沿水流方向产生一个分力，即
为坡降力，坡降力的大小可按下式计算：
式中：R j为浮标标体所受的坡降力（kN）；?为标体的排水量或重量（吨）；J为标体处的水面坡降。
2浮标标体的受力计算
前述给出了标体的受力计算公式，现根据库区的水流、气象、风浪等特征对各项受力进行定量分析和计算。深水浮标所使用的10m钢质标志船的主要参数见表2
现以某大桥设置深水浮标为例，计算其所受的水流力、波浪力、风载荷等外力。假设浮标水域的水流、航道、放浪等自然条件如下：
设水深H=80m；设标水域至岸边的最大距离≤800m；标为处至主航道的最短距离≥30m；
过往船舶航速≤5.0m/s；汛期水面比降J≤0.5‰；流速v一般小于2.5m/s；气象战实测多年平均风速为2m/s左右，最大平均风速约为20m/s。
根据以上取值，综合其它因素，估算的浮标标体所受的水流力、波浪力
、风载荷、水面坡降见表3
由表3可以看出，波浪力和风载荷对浮标标体的影响程度已明显超过水流力和水面坡降力；由于是流速和水面坡比降的进一步减缓，水域面积的增大，浮标所受的外载荷（除缆绳拉力外），主要是波浪力和风载荷。
3浮标缆索长度计算
为分析简便起见，假设：缆绳在拉力作用下不发生变形；锚的抓着力足够大，不会发生走锚现象。
由于缆索一般均油沉重材料组成（如常用的锚链、钢丝绳等），缆索对浮标将以重力为主，所受的水流阻力可忽略不计。则根据H.O.贝托和岩井聪对浮标受力的平衡分析（如图2），缆索呈悬曲线形状。且其长度和受力可由以下计算式确定：
式中：R为浮标标体沿水平向所受的总作用力（kN）；Φ为缆绳在锚处与水平向的夹角；T f为浮标所受的缆索拉力；T m为锚所受的缆绳拉力；H为浮标处水深（m），H=y2-y1；S1为从标体至原点（Φ=0）的缆索长度（m）；S为标体至锚处的缆索实际长度（m）。
特殊的，若锚位于原点（Φ=0）处，则：S1=0，所需缆索长度S=S2=；
缆索对浮标的拉力T f=；缆索对锚的拉力Tm=R。
从式子（11）～（13）可以看出，缆索长度不仅与航道水深有关，也与浮标所受的水平力、缆索单位长度重量以及缆索在锚处与水平的夹角有关。
（1）当Φ=0，即锚位于原点处时，此时系留浮标所需的缆索最长，但缆索对浮标和锚的拉力T f、T m最小。若缆索长度继续增加，标体和锚所受的缆
索拉力将维持不变。
（2）锚处缆索与水平的夹角Φ愈大，则系留浮标所需的缆索较短，但缆索对浮标和锚的拉力Tf、Tm相对较大，将减小浮具的浮力和锚与水底之间
的摩擦力，容易走锚；反之，锚的受力愈小，浮具的稳定性就愈好，但
所需的缆索较长。
应用举例：其余条件同上，假设浮标所受的总水平力最大约R=2500N（综合各种力的组合叠加），系留浮标的钢缆为直径d=12mm的镀锌钢缆，单位长度水下重量w=7.54N/m。计算缆索拉力及所需的缆索长度。
现取不同的夹角Φ值，计算结果如表4
由表4不难得知，当缆索在锚处与水平向的夹角在0°～30°之间发生变化时，该浮标所需的缆索长度为1.64～3.05倍水深范围。
表不同Φ角缆索拉力及缆索长度
标体所受的风、浪等水平力相对较小，根据上述计算可知，浮标标体（浮具）所需的缆索长度还可适当减短。因此，航标设置人员采用2倍左右设标水深确定缆索长度具有一定依据，单一国注意某些较为特殊的设标水域，如水域面积大、地形开阔、风力强的部分，由于受风浪作用较强，标体水平受力大，浮具所需的缆索长度应适当增加，标体水平受力大，浮具所需的缆索长度应适当增加。具体计算时，可根据该地区的自然、气象、风浪等实际观测资料作详细分析，从而推算出设标所需的缆绳长度，并估算锚、浮具所受的缆索拉力，进而正确选择锚、缆索、浮具的规格等。需要指出的是，不能忽略设标出的水位变幅对锚处的缆索夹角、缆索长度以及缆索拉力的影响。
受力分析的基本方法和原则
受力分析的基本方法和原则 对物体进行受力分析这看似微不足道的一步，其实是处理力学问题乃至所有涉及力和运动的综合问题中至关重要的一步，能否正确分析出研究物体的受力，将直接影响到后续解题过程的展开以及最终结果的正确性。那么，怎样才能走好这第一步呢？ 一、受力分析的一般步骤 先来回顾一下各种常见力的特点。 重力：由于地球的吸引而使物体受到的作用力。地球表面附近的一切物体都要受到重力的作用。因此，只要研究的对象是实际物体，重力就肯定存在。 弹力：相互接触的物体间才会产生弹力，但接触不一定有弹力，只有当接触处存在弹性形变时，弹力才会出现。 摩擦力：弹力存在是摩擦力存在的前提，因此摩擦力的分析应该放在弹力之后。两个相互挤压的物体间若有相对滑动，则它们之间会出现滑动摩擦力；两个相互挤压的物体间若有相对滑动的趋势，则它们间会出现静摩擦力。 如果研究的物体处在更为复杂的环境中，如周围有某种液（气）体、电场或者磁场，那么还要分析物体是否受到浮力、阻力、电场力或磁场力等的作用。 综上所述，可以将受力分析的一般步骤归纳为： 重力肯定有；弹力看四周，形变就存在，不形变则没有；分析摩擦力，看看运动否？趋势也可以； 复杂环境中，不忘电磁浮。 但要注意，这几句话中的“形变”指“弹性形变”，“运动”指“相对运动”。为了方便记忆，甚至可以将上述几句话进一步精简为二十字的口诀： 重力肯定有，弹力看四周，分析摩擦力，不忘电磁浮。 二、受力分析的基本原则 初步分析之后，如果能对照受力分析的基本原则换个角度检查一下分析结果的正确性，这样才能做到万无一失。两个基本原则依次为：（1）每个力都必须有施力物体；（2）受力情况必须和物体的运动状态相吻合。 例：有人认为“物体以某一初速冲上光滑的斜面后，物体在上滑过程中受到沿斜面向上的冲力作用，在下滑过程中受到沿斜面向下的下滑力作用。” 解：物体在全过程中只受到重力和斜面对它的支持力两个力的作用，在上滑过程中物体并没有受到沿斜面向上的冲力作用，之所以能冲上斜面，是因为具有初速度，不要把物体的这种惯性表现当作一个力；在下滑过程中物体也没有受到沿斜面向下的下滑力的作用，之所以下滑，是因为重力产生了一个使物体向下滑动的效果。这里多分析出来的“冲力”和“下滑力”都可以用第一原则来进行检验，显然，它们都没有施力物体，因此不存在。 例：物体A放在水平传送带上，且A与传送带保持相对静止，如图所示，若传送带向右匀速运动，试分析A的受力。 解：A物体仅受两个力作用：重力和传送带对A产生的弹力。
受力分析问题
专题一受力分析问题 受力分析的重要性： 受力分析是解决力学问题必须掌握的基本技能，学会画好物体的受力分析示意图，对物体进行正确的受力分析，是做好力学题的有力保障。 ◆受力分析常用方法： 1、隔离法：把研究对象从周围物体中隔离出来，分析有哪些物体对它施加力的作用， 并将这些力一一画出，这种方法叫隔离法。 2、整体法：取多个物体作为一个整体当研究对象，分析其它物体对这个整体对象施加的力，并将这些力一一画出，这种方法叫整体法。 ◆受力分析的步骤： 1、确定研究对象，即根据题意弄清需要对哪个物体或哪个整体进行受力分析； 2、受力分析一般顺序：先分析重力；其次是跟研究对象接触的物体对其施加的弹力(拉力、压力、推力、支持力、浮力等)；最后由研究对象的运动或运动趋势分析摩擦力（阻力）； ◆受力分析要注意： 1、只分析研究对象所受的力，不分析研究对象给其他物体的力，即要明确任务； 2、每分析出一个力，应找出该力的施力物，否则，该力的存在就值得考虑； 例题1．如图所示，物体A 重20N ，滑轮重1N ，绳重不计，弹簧测力计示数为25N ， 则物体B 的重为多少N ？物体A 对地面的压力为多少N ？ 练习1．如图所示的装置中，物体A 的重力是200N ，动滑轮B 的重力为20N ，用力F 将重物匀速提起，求力F 的大小。（不计绳重和摩擦） 画出动滑轮B 的受力示意图： 练习2.假设每个滑轮的重力为20N ，拉力F =90N ，则O 点受到的绳子拉力为N 。（不计摩擦） 例题2、如图所示，是一工人师傅用于粉刷楼房外 墙壁升降装置示意图，上端固定在楼顶。若动滑轮 质量为2.5kg ，工作台质量为7.5kg ，涂料和所有工具质量为20kg ，工人师傅的质量为60kg ，绳重及摩擦不计当工作台停在距地面10m 高处时，工人师傅对绳子的拉力为 N ；若定滑轮质量为3kg,天花板受到的拉力为 N? （g 取10N/kg ）
受力分析的基本方法整体法和隔离法
受力分析的基本方法整体 法和隔离法 Prepared on 22 November 2020
受力分析（整体法求外力.隔离法求内力） 一 平衡问题的受力分析 1 有一个直角支架AOB ，AO 水平放置，表面粗糙， OB 竖直向下，表面光滑。AO 上套有小环P ，OB 上套有小环Q ，两环质量均为m ，两环由一根质量可忽略、不可伸长的细绳相连，并在某一位置平衡（如图所示）。现将P 环向左移一小段距离，两环再次达到平衡，那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较，AO 杆对P 环的支持力F 和摩擦力f 的变化情况是（ ） A ．F 不变，f 变大 B ．F 不变，f 变小 C ．F 变大，f 变大 D ．F 变大，f 变小 2.如图所示，两个质量都是m 的小球A 、B 用轻杆连接后斜放在墙上处于平衡状态。已知竖直墙面光滑，水平地面粗糙，现将A 向上移动一小段距离，两球再次平衡，那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较，地面对B 球的支持力N 和轻杆上的压力F 的变化情况是（ ） 不变，F 变大 不变，F 变小 变大，F 变大 变大，F 变小 3．如图所示，质量为m 的木块放在质量为M 的粗糙斜面上，用水平恒力力F 推木块，木块和斜面都保持静止。求： （1）水平面对斜面的支持力大小1N （2）水平面对斜面的摩擦力大小1f （3）斜面对物体的支持力大小2N （4）斜面对物体的摩擦力大小2f
4在粗糙水平面上有一个三角形木块a ，在它的两个粗糙斜面上分别放有质量为1m 和2m 的两个木块b 和c ，如图所示，已知1 m ＞2m ，三木块均处于静止，则粗糙地面对于三角形木 块（ ） A ．有摩擦力作用，摩擦力的方向水平向右 B ．有摩擦力作用，摩擦力的方向水平向左 C ．有摩擦力作用，但摩擦力的方向不能确定 D ．没有摩擦力的作用 二 非平衡问题的受力分析 1.如图所示,一质量为M 的楔形木块放在水平桌面上，它的顶角为90°，两底角为α和β；a 、b 为两个位于斜面上质量均为m 的小木块。已知所有接触面都是光滑的。现发现a 、b 沿斜面下滑，而楔形木块静止不 动，这时楔形木块对水平桌面的压力等于 （ ） A ．Mg+mg B ．Mg+2mg C ．Mg+mg(sin α+sin β) D ．Mg+mg(cos α+cos β) 2物体B 放在A 物体上，A 、B 的上下表面均与斜面平行，如图。当两者以相同的初速度靠惯性沿光滑固定斜面C 向上做匀减速运动时（ ） A 、A 受到 B 的摩擦力沿斜面方向向上 B 、A 受到B 的摩擦力沿斜面方向向下 C 、A 、B 之间的摩擦力为零 D 、A 、B 之间是否存在摩擦力取决于A 、B 表面的性质 b c a m 1 m 2 M α β a b
高一物理力学受力分析专题(精选)
受力分析练习： 1.画出静止物体A 受到的弹力：（并指出弹力的施力物） 2.画出物体A 受到的摩擦力，并写出施力物：（表面不光滑） B A A 静止不动 A 向右匀速 A 沿着斜面向上运动 A 相对斜面静止 A 沿着斜面向下运动 A 匀速下滑
3：对下面物体受力分析： 1）重新对1、2两题各物体进行受力分析（在图的右侧画）2）对物体A进行受力分析（并写出各力的施力物） 3）对水平面上物体A和B进行受力分析，并写出施力物（水平面粗糙） 4）分析A和B物体受的力分析A和C受力（并写出施力物） A沿着水平面向左运动A沿着墙向上运动A 沿着水平面向右运动 A、B相对地面静止 A与皮带一起向右匀速运动 A、B一起向右匀速运动 A、B一起向右加速运动 A、B相对地面静止 木块A沿斜面匀速上滑 A、B相对地面静止A、 B、C一起向右加速运动 A、B一起向右加速运动 物体静止不动 A 在水平力F作用下A、B沿桌面匀速运动，
思路点拨 1、如图所示，质量为m=2kg 的物体在水平力F=80N 作用下静止在竖直墙上，物体与墙面之间的动摩擦因数为0.5，用二力平衡知识可知物体受到的摩擦力大小为______N ，弹力大小为________N 。（g=10N/kg ） 2、如图所示，在水平面上向右运动的物体，质量为20kg ，物体与水平面间1.0=μ，在运动过程中，物体还到一个水平向左的大小为F =10N 的拉力的作用，则物体受到的滑动摩擦力大小为______N ，方向_______。（g=10N/kg ） 3、如图，A 和B 在水平力F 作用下，在水平面上向右做匀速直线运动。试分析A 、B 物体 所受的力，并指出B 所受的每一力的反作用力。 基础训练 1、如图所示的物体A ，放在粗糙的斜面上静止不动，试画出A 物体受力的示意图，并标出个力的名称。 2、重G =5N 的木块在水平压力F 作用下，静止在竖直墙面上，则木块所受的静摩擦力f = N ；若木块与墙面间的动摩擦因数为μ=0.4，则当压力F N ＝ N 时木块可沿墙面匀速下滑。 3、如图(1)人和木板的质量分别为m 和M ，不计滑轮质量及滑轮与绳之间的摩擦，保持系统静止 时，求人对绳子的拉力T 2=？ 4、如图所示，物体A 沿倾角为θ 的斜面匀速下滑.求摩擦力及动摩擦因数。 5、如图所示，重G 1=600N 的人，站在重G 2=200N 的吊篮中，吊篮用一根不计质量的软绳悬挂，绳绕过不计质量和摩擦的定滑轮，一端拉于人的手中。当人用力拉绳，使吊篮匀速上升时，绳的拉力T 及人对吊篮底部的压力N ’多大？ 6、两个大人和一个小孩沿河岸拉一条小船前进，两个大人的拉力分别为F 1=400N 和F 2=320N ，它们的方向如图所示.要使船在河流中间行驶，求小孩对船施加的最小的力。 7、如图所示，质量为m 的物体放在水平面上，在外力F 的作用下物体向右作匀速直线运动，求物体与平面间的摩擦力系数。 F
浅谈影响受力分析的几个因素
浅谈影响受力分析的几个因素 正确的对物体进行受力分析是研究解决物理问题的前提条件,也是横在高一新生面前的一道门槛,过不了这一关将无法学好高中物理。很多同学在学习了受力分析后往往受到以下几个方面的影响而错误的分析了物体的受力。 一、生活经验的影响 用力推物体,物体才前进,停止用力物体就要停下来。这样的经验事实牢固的印在同学们的脑子里,因此在对运动的物体进行受力分析时认为物体受到了“冲力”或“下滑力”例如:在分析斜向上投出的篮球的受力情况,(不计空气的阻力)。许多的同学认为篮球除了受到重力作用外还受到斜向上的冲力用,有此冲力篮球才能斜向上运动。实际上物体的运动不需要力维持,正确答案是只受重力。成功的经验可以成为解决问题的捷径,而不成熟的片面的经验却往往容易将人引入误区,比如下面这个例题。 例1、分析沿斜面匀速下滑的物体受到那些力(见图一)。 解析:有的同学根据物体要在水平面上运动起来需要受到与摩擦力方向相反的拉力作用。因而凭经验认为物体沿斜面下滑时受重力G支持力N摩擦力f和沿斜面向下的下滑力F四个力作用如图一: 其实这个下滑力是不存在的,只是重力在沿斜面向下的一分力产生的下滑效果,正确应只受到重力、支持力和摩擦力。 二、特殊条件的影响 初学受力分析时,很多同学往往对特殊的条件反应迟钝。不能找出题目中重要的信息导致分析受力出错,常见的是在分析研究弹力时只要是接触了就认为有弹力,而没有根据题目中的特殊条件分析是否有挤压。 例2、如图二细绳子的一端系在天花板上,另一端拴有一下球。绳被竖直拉紧,小球静止在光滑的斜面上。试分析小球的受力。 解析:有的同学认为小球受重力、拉力和斜面对小球的支持力。如图二。主要是没有注意绳子被竖直拉紧这一条件,实质是小球只是和斜面接触而无挤压,所以斜面对小球无支持力作用。 三、运动的影响 在分析物体的摩擦力时,有的同学认为运动的相反方向就是摩擦力的方向,从
专题一受力分析在解决力学问题中的应用
专题一受力分析在解决力学问题中的应用 三岔中学薛莲 正确对物体受力分析是解决力学题目的关键。在初中阶段主要初步学习了重力、摩擦力（包括滑动摩擦力、静摩擦力、滚动摩擦力）、弹力（包括压力、拉力、支持力、浮力等）。受力分析主要是分析这些力。初中物理要求研究的力学问题基本上是处于平衡状态下的，只有正确的对物体进行受力分析，才能准确合理的结合物理规律和公式来解决问题，所以受力分析是解决动力学问题的重要环节。下面简要分析受力分析在力学中的应用。 一、学习目标： 1、掌握受力分析的方法； 2、学会利用受力分析的方法分析解决问题。 二、知识储备： 1、二力平衡的条件：；；；。二力平衡合力为。 2、重力的方向；作用点。 3、相互接触的物体受力，如图1中A、B两物体；不相互接触的物体受力，如图2中两磁铁。 4、摩擦力产生的条件，，；摩擦力的方向。 三、典例分析： （一）、受力分析： 例1. 如图3所示，小球用线系住挂在天花板上并与墙面接触，画出小球的受力示意图。 分析：1、首先画出小球受到的重力G；2、小球与悬线和墙面接触。若撤去悬线小球下落，故悬线对小球有竖直向上拉力T.若撤去墙面小球维持现状不动，故墙面对小球没有推力；3、若墙面光滑小球维持现状不动，故墙面对小球没有静摩擦力。因此小球受到重力G和拉力T。
例2. 如图4所示，木块放在斜面上静止不动，试画出木块受力示意图。 分析：1、首先画出木块受到的重力G；2、木块与斜面接触，若撤去斜面木块将下落，不能维持现状，故斜面对木块有垂直于斜面向上的支持力N；3、若斜面光滑木块将下滑而不能维持现状，故斜面对木块有沿斜面向上静摩擦力f，因此木块受到重力G、斜面的支持力N和静摩擦力f。 由以上例题，总结对物体受力分析的步骤： （1）首先要确定研究对象（可以把它从周围物体中隔离出来，只分析它所受的力，不考虑研究对象对周围物体的作用力）； （2）在分析物体受力时，应先考虑重力，然后是弹性力、摩擦力等，并分析物体在已知力的作用下，将产生怎样的运动或运动趋势； （3）根据物体的运动或运动趋势及物体周围的其它物体的分布情况，确定力，保证力既不能多也不能少；（4）画出研究对象的受力示意图； （5）检验，根据物体的运动状态和平衡力的知识来检验所画出的力是否正确。 跟踪练习1： 1、如图5所示，试分析放在水平面上的物体A作匀速运动时的受力情况。 2、如图6所示，物体放在作匀速直线运动的传送带上，请画出物体所受力的示意图。（如果传送带突然 加速或减速运动，画出物体所受力的示意图。） 3、一小球静止在竖直的墙壁之间，如图7，请画出小球所受力的示意图。 （二）、应用： 例1、一个放在水平桌面上的物体，受到分别为5牛和3牛的两个力F1、F2的作用后仍处于静止状态，如图8所示，则该物体受到的合力为，桌面对此物体的摩擦力大小为，方向为。 分析：该物体处于平动平衡状态，和不受外力作用时等效，所以它所受合力为0；因为F1>F2，所以由同一直线上力的平衡条件不难知道摩擦力方向和F2相同，且有关系式F1=F2+F摩，由该式就可以求得F摩=2N。 跟踪练习2： 1、一物体做匀速直线运动，在所受的多个力中，有一对大小为15N的平衡力，当这对力突然消失后，该
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采煤机滚筒和截齿受力分析及优化 采煤机螺旋滚筒作为截煤和装煤的核心部件,其工作性能的优劣直接影响着采煤机的工作效率和煤炭的质量。以往采煤机滚筒截割受力的研究在研究方法和理论分析上存在着许多问题和不足。 因此,以实际生产工况和滚筒原始模型参数为依据建立采煤机滚筒截割煤壁的仿真模型,模拟截煤的动态过程,研究滚筒部分结构参数对其截割性能的影响,进而改进和优化滚筒结构,课题在提高采煤机截割性能及滚筒结构设计方面具有指导意义。本课题主要进行三部分的研究。 第一部分利用UG建立采煤机螺旋滚筒的三维模型,使用离散元软件PFC对煤壁宏观参数进行标定并建立煤壁模型,分析滚筒截割煤壁的动态过程,验证了离散元法分析滚筒截煤动态过程的可行性;第二部分在前面内容的基础上研究截齿安装角度和截线距对滚筒截割性能的影响,绘制整个截割过程中滚筒的截割力曲线,得到单位时间内滚筒截落的煤壁颗粒体积以及截割比能耗,通过统计对比分析,对截齿安装角度和截线距两个重要结构参数进行优化。第三部分利用有限元软件ABAQUS对3组不同螺旋叶片升角的滚筒截割煤壁的过程进行仿真分析,求取相对应的截割力的平均值和标准差,通过分析滚筒整体受力大小和波动程度,得到使滚筒截割性能较好的叶片升角取值。 研究结果表明:从滚筒受力情况和截割比能耗来看,在相同截割条件下选用截齿安装角度为45°的滚筒较其余四种安装角度更为合适;整个截割过程中截线距较小的滚筒整体受力较小,但截割载荷波动并不一定较小,截线距为70mm的滚筒截割比能耗较小,综合滚筒受力情况和截割比能耗来看,滚筒截线距应取 60~70 mm为宜;螺旋叶片升角对滚筒截割受力是有一定影响的,叶片升角20°的
高中受力分析的思路和方法(完美版)
物体受力分析的基本思路和方法 一、受力分析思路 1. 确定研究对象，找出所有施力物体 确定所研究的物体，找出周围对它施力的物体，得出研究对象的受力情况。 （1）如果所研究的物体为A，与A接触的物体有B、C、D……就应该找出“B 对A”、“C对A”、“D对A”、的作用力等，不能把“A对B”、“A对C”等的作用力也作为A的受力； （2）不能把作用在其它物体上的力，错误的认为可通过“力的传递”而作用在研究的对象上； （3）物体受到的每个力的作用，都要找到施力物体； 2. 按步骤分析物体受力 为了防止出现多力或漏力现象，分析物体受力情况通常按如下步骤进行： 第一步：先分析物体受重力——大小：G=mg，方向：竖直向下，作用点：重心； 注意：一般情况下我们忽略轻绳、轻杆、线、理想滑轮、点电荷等的重力，或者题意中有说明是轻物体是我们也需要忽略重力。 第二步：然后分析其它场力，即电场力，磁场力、万有引力等；同时将题意中给出的拉力等已知的力画出（已知力与接下来分析出来的力不能重复出现）；
第三步：如果研究对象与周围物体有接触，则分析弹力或摩擦力，依次对每个接触面（点）分析，若有挤压则有弹力，若还有相对运动或相对运动趋势，则有摩擦力。（面面接触接触面为该接触平面，点面接触接触面为该接触平面，点点接触接触面为接触点处曲面的切面） 注意：有几个接触面（点）就有可能有几个弹力和摩擦力；
第四步：分析出物体的受力情况后，要检查能否使研究对象处于题目所给出的运动状态（静止或加速等），否则会发生多力或漏力现象。 3. 画出物体力的示意图 （1）在作物体受力示意图时，物体所受的某个力和这个力的分力，不能重复的列为物体的受力，力的合成与分解过程是合力与分力的等效替代过程，合力和分力不能同时认为是物体所受的力。 （2）作物体的力的示意图时，要用字母代号标出物体所受的每一个力。 4. 列出物体的受力方程 将题意中每个力的大小和需要分解的那个力和它的分力的关系列出，并在每 个十字分解的方向上求合力，最后求出合力F 合，并列出F 合 =ma （列方程时注意各个力的方向，可用暗中设定正方向，用正负号表示其方向） 二、受力分析方法 1.内力与外力：内力是指对象内部物体间的相互作用力；外力是指对象以 外的物体给所研究对象施加的力。 2.隔离法：在分析被研究对象的受力情况时，要把它从周围物体中隔离出 来，分析周围有哪些物体对它施加力的作用，各力什么性质的力，力的 大小，方向怎样，并将它们一一画在受力图上，这种分析的方法叫隔离 法。 3.整体法：取多个物体作为对象，分析此对象所受到的力。（注：在整体 法中只分析外力不要分析内力） （1）当几个物体相对静止时，将它们看做一个物体，研究这个整体的受力和运动状态； （2）当几个物体间有相对运动时，将它们看做整体时，F合=m1a+ m2a+ m3a + m4a+ m5a+…… 4.力的合成和分解法：利用矢量的三角形和四边形法则进行力的合成和分 解，尽量将多个方向的多个力化解成两个或者一个方向的力。 5.十字分解法：根据情况将力分解在相互垂直的水平/竖直方向（或平行于 斜面方向/垂直于斜面方向）；
台球受力分析.doc
台球受力浅析 运动中的球与桌面： 相对滑动速度： 球心速度为c V ，角速度为),,(z y x ωωω=Ω。 球面上任意一点的位置为),,(z y x R ，则球面上该点的速度为R ΩV ?+c 。 如图所示，球引起桌面形变，球如果纯滚动，则球与桌面之间没有滑动。而球面上某点与形变接触面的相对滑动速度是该点速度在球面上的投影（记为r V ），即： R ΩR R V V R R R ΩV R ΩV V ?+?-=??+-?+=2/)(/)/)((R R R c c c c r 滑动动摩擦力： 1.摩擦力的作用点都在接触面内 2.每一点的摩擦力的方向与该点的相对滑动速度r V 方向相反 3.假设接触面内的压力分布为),,(z y x p 因此摩擦力的合力为PdS S r r ?-=V V f μ ，其中S 表示接触面的面积区域。 滑动动摩擦力矩： 由摩擦力计算公式可知力矩PdS S r r ?? -=V V R M μ r V 的展开式： 记j i Ωy x ωω+=//，k Ωz ω=⊥因为R k R ?+-=R ，所以： )()(/)))(((//2R k ΩΩR k R k V V V ?+-?++?+-?+-?-=⊥R R R R c c r 展开并忽略二阶小量得：R ΩR Ωk R V k ΩV V ??+??+??+?-≈⊥////)/(R R c c r 受力分析： 接触面很小，R ?的量级远小于R ，若c V 和//Ω不是很小，可认为k ΩV V R c r ?-≈//，
即可以用球最低点的速度来计算摩擦力的方向。因此可以认为整个接触面以k ΩV R c ?-//的速度整体相对于桌面滑动。 我们可以注意到⊥Ω对球在桌面的滚动不起作用，实际上暗示着⊥Ω将在球撞击桌边时起重要作用。 碰撞过程： 碰撞瞬间，只有两球接触面的正压力以及摩擦力较大，其他方向的冲量可忽略不计。 为了方便起见，假设两球接触面很光滑，摩擦因数很小，则两球碰撞，两球接触面的摩擦力就可以忽略。 球只要不是纯滚动，球与桌布之间就一定会有滑动摩擦力。在摩擦力的作用下，运动状态发生改变。 拉杆球： 假设碰撞时可忽略摩擦力则，目标球没有转动，质心的运动方程就如下 ''211V V V m m m += ……1 222121]'[21]'[2121V V V m m m += ……2 1式平方减2式可知碰撞后0''21=?V V ，即碰撞后两球速度方向垂直，观察目标球的受力可知目标球的速度方向只可能在两球连心线上。实际上可以这样理解，白球把连心线方向的速度传递给了目标球，碰撞后白球质心沿垂直于连心线方向以'1V 运动。 但白球是拉杆球，碰撞后并不一直沿'1V 运动，由于白球向后旋转，由k ΩV R c ?-//可知白球最低点的速度合V 以及摩擦力f 如图所示： 因此拉杆球撞击目标球后，先是沿两球撞击点切线方向运动，然后会向偏离目标球的方向发生偏转。 拉杆球如果正击目标球，碰撞后白球质心初始速度为0，但由于反方向的旋转，在摩擦力的作用下，球将向来的方向运动。 定杆球： 由于没有旋转，球如果是正碰，由于速度交换白球将停下来。由于如果打定杆击球太慢就有可能在球到达目标球之前已经变成滚动。此时就变成了跟球。 跟球： 类似的分析可知，跟球和拉杆的偏转相反。若跟球的角速度很大，则在碰撞后白球继续加速较大的速度，从而与目标球发生第二次碰撞。
开炼机辊筒受力研究分析
开炼机辊筒受力分析 开炼机的辊筒工作时受有较大的横压力、摩擦力、温度应力、大小驱动齿轮和速比齿轮的作用力，那么开炼机辊筒是如何受力的呢？下面利拿机械工程师来详细的讲解：开炼机辊筒受力分析 由于胶料横压力的作用，辊筒要承受弯曲应力，由于胶料的摩擦力和轴承的摩擦力作用，辊筒要承受扭转应力，可见辊筒实际上是受有弯曲和扭转的复合应力，此外，辊筒的自重作用都必须给予考虑，辊筒内外温度差而引起的温度应力和冷硬铸造产生的内应力都对辊筒强度有影响。 胶料对辊筒的横压力计算公式： Pp=P·L公斤 Ppx=Pp·cosβ公斤 Ppy=Pp sinβ公斤 Pp————总横压力（公斤） P————单位横压力（公斤，厘米） Ppx，Ppy————横压力的水平分力，垂直分力（公斤） 驱动齿轮的作用力： 大小驱动齿轮在传动过程中，齿轮间便产生相互作用的力,圆周作用力与节圆相切，径向作用力的方向与齿轮的半径方向一致 速比齿轮的作用力： 在炼胶时前辊筒的扭矩是通过速比齿轮传动的，当速比很小时，两辊筒的扭矩相等，速比齿轮的扭矩之和即为大驱动齿轮扭矩Mk 辊筒强度计算：
辊筒的强度计算包括：支反力、扭矩和危险断面强度的计算。在计算时，前后辊筒工作条件相似。为安全起见，看做后辊筒沿全长传递全部扭矩。一端要承受驱动齿轮的作用力，另一端又承受速比齿轮的作用力，其工作条件较前辊恶劣，一般只对后辊计算。 1、辊筒支反力的计算 计算辊筒的支反力是分别求出水平方向和垂直方向的，最后合成 （1）水平方向支反力 （2）垂直方向支反力 （3）合成支反力 2、剪应力计算 3、辊筒的强度计算
根据辊筒的受力状态，是属于弯曲与扭转联合作用下的复合应力。根据力学中的强度理论，可按修正后的第二强度理论计算工作应力
初中物理受力分析方法和步骤
初中物理受力分析方法和步骤
受力分析 一、几个概念要弄懂 1、平衡力、相互作用力、平衡状态 平衡力是指一个物体受到大小相等、方向相反的力，两个力的受力物体是同一个产生的效果互相抵消，合力为零。 相互作用力是两个物体之间的相互作用，相互作用力的受力物体是两个。产生的效果不能互相抵消。 平衡状态：不受力或者所受合力为零。处于平衡状态受力一定是成对的。一个力的效果必定有另一个力与之相抵消。 2、摩擦力、静摩擦力与动摩擦力 ①、产生条件 物体间相互接触；物体间有相互挤压作用；物体接触面粗糙；物体间有相对运动趋势或相对运动。 ②、静摩擦力等于其方向上的拉力或重力。 动摩擦力等于拉力、重力或其和差（一定要在平衡状态下分析）。 二、受力分析的方法与步骤 1. 明确研究对象 进行受力分析前，要先弄清受力的对象。我们常说的“隔离法”、“整体法”，指的是受力的对象是单个物体，还是由多个物体组成的整体。对于连接体，在进行受力分析时，往往要变换几次研究对象之后才能解决问题。 有时候，选取所求力的受力物体为研究对象，却很难求出这个力，这时可以转移对象，选取这个力的施力物体为研究对象，求出它的反作用力，再根据牛顿第三定律，求出所求力。 2. 有序地分析受力 养成按一定的步骤进行受力分析的习惯，这样可以避免漏力或添力。 一般分三步走：先分析重力；然后找出跟研究对象接触的物体，分析接触力，如弹力、摩擦力等；最后分析电场力、磁场力等。 3.确定物体是否受到力的作用，有三个常用的方法： （1）假设法； （2）根据运动状态判断受力情况； （3）用牛顿第三定律。 4.具体方法 （1）、整体法与隔离法
高一物理受力分析专题(含答案).doc
B A A B F F 甲乙 图2-2-2 高一物理力学练习题（含答案） 一、选择题 1、粗糙的水平面上叠放着A和B两个物体，A和B间的接触面也是粗糙的，如果用水平力F拉B， 而B仍保持静止，则此时() A．B和地面间的静摩擦力等于F，B和A间的静摩擦力也等于F． B．B和地面间的静摩擦力等于F，B和A间的静摩擦力等于零． C．B和地面间的静摩擦力等于零，B和A间的静摩擦力也等于零． D．B和地面间的静摩擦力等于零，B和A间的静摩擦力等于F． 2、如图所示,重力G=20N的物体，在动摩擦因数为0.1的水平面上向左运动， 同时受到大小为10N的，方向向右的水平力F的作用，则物体所受摩擦力大 小和方向是( ) A．2N，水平向左B．2N，水平向右 C．10N，水平向左D．12N，水平向右 3、（多选）水平地面上的物体在水平方向受到一个拉力F和地面对它的摩擦力f的作用。在物体处于 静止状态的条件下，下面说法中正确的是：() A．当F增大时，f也随之增大B．当F增大时，f保持不变 C．F与f是一对作用力与反作用力D．F与f是一对平衡力 4、木块A、B分别重50 N和60 N，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25；夹在A、B之间的轻 弹簧被压缩了2cm,弹簧的劲度系数为400N/m.系统置于水平地面上静止不动。现用F=1 N的水平拉力 作用在木块B上.如图所示.力F作用后( ) A.木块A所受摩擦力大小是12.5 N B.木块A所受摩擦力大小是11.5 N C.木块B所受摩擦力大小是9 N D.木块B所受摩擦力大小是7 N 5、如图所示，质量为m的木箱在与水平面成θ的推力F作用下,在水平地面上滑行，已知 木箱与地面间的动摩擦因数为μ，那物体受到的滑动摩擦力大小为() A．μmg B．μ (mg+F sinθ) C．F cosθD．μ(mg+F cosθ) 6、如图所示，质量为m的物体置于水平地面上，受到一个与水平面方向成α角的拉力F 作用，恰好做匀速直线运动，则物体与水平面间的动摩擦因数为() A．F cosα/（mg－F sinα）B．F sinα/（mg－F sinα） C．（mg－F sinα）/F cosαD．F cosα/mg 7、如图所示，物体Ａ、Ｂ的质量均为ｍ，A、B之间以及Ｂ与水平地面之间的动摩擦系数均为μ水 平拉力F拉着B物体水平向左匀速运动（A未脱离物体Ｂ的上表面）F的大小应为( ) A．2μmg B．3μmg C．4μmg D．5μmg 8、如图所示物体在水平力F作用下静止在斜面上，若稍许增大水平力F, 而物体仍能保持静止时() A..斜面对物体的静摩擦力及支持力一定增大 B.斜面对物体的静摩擦力及支持力都不一定增大 C.斜面对物体的静摩擦力一定增大，支持力不一定增大 D.斜面对物体的静摩擦力不一定增大，支持力一定增大 9、用大小相等、方向相反，并在同一水平面上的力F挤压相同的木板，木板中间夹着两块相同的砖， 砖和木板均保持静止，则() A．两砖间摩擦力为零B．F越大，板与砖之间的摩擦力就越 大 C．板砖之间的摩擦力大于砖的重力D．两砖之间没有相互挤压的力 10、（多选）如图所示，以水平力F压物体A，这时A沿竖直墙壁匀速下滑，若 物体A与墙面间的动摩擦因素为μ，A物体的质量为m，那么A物体与墙面间的滑动摩擦力大小 等于（） A．μmg B．mg C．F D．μF 11、运动员用双手握住竖直的竹竿匀速攀上和匀速下滑，他们所受的摩擦力分别为F 上和F下，则() A．F 上 向上，F 下 向下，F 上 =F 下 B．F 上 向下，F 下 向上，F 上 >F 下 C．F 上 向上，F 下 向上，F 上 =F 下 D．F 上 向上，F 下 向下，F 上 >F 下 12、（多选）用水平力F把一铁块紧压在竖直墙壁上静止不动，当F增大时() A．墙对铁块的支持力增大B．墙对铁块的摩擦力增大 C．墙对铁块的摩擦力不变D．墙与铁块间的摩擦力减小 13、如图2-2-8所示，物体a、b和c叠放在水平桌面上，水平力F b=5N、F c=10N分别作用于物体b、 c上，a、b和c仍保持静止．以F1、F2、F3分别表示a与b、b与c、c与桌面间的静摩擦力的 大小，则（） A．F1=5N，F2=0，F3=5N B．F1=5N，F2=5N，F3=0 C．F1=0，F2=5N，F3=5N D．F1=0，F2=10N，F3=5N 14、如图2-2-2示，物体A、B在力F作用下一起以相同速率沿F方向匀速运动，关于物体 A所受的摩擦力，下列说法中正确的是（） A．甲、乙两图中A均受摩擦力，且方向均与F相同 B．甲、乙两图中A均受摩擦力，且方向均与F相反 C．甲、乙两图中A均不受摩擦力 D．甲图中A不受摩擦力，乙图中A受摩擦力，方向与F相同 二、填空题 15、用弹簧秤沿水平方向拉一重为4N木块在水平桌面上匀速运动时，弹簧秤读数为1.0N，则木块与 桌面间的动摩擦因数为________。当弹簧秤读数增至1.6N时，木块受到的摩擦力为__________N。 F c F b 图2-2-8 a b c
受力分析高考题大全
受力分析中几种典型问题及处理方法 一整体法与隔离法的应用 1．如图所示，两相互接触的物块放在光滑的水平面上，质量分别为m 1和m 2，且m 1＜m 2。现对两物块同时施加相同的水平恒力F 。设在运动过程中两物块之间的相互作用力大小为F N ，则( ) A ．N 0F = B ．N 0F F << C ．N 2F F F << D ．N 2F F > 2.如图所示，质量为M 的三角形木块A 静止在水平面上。一质量为m 的物 体B 正沿A 的斜面下滑，三角形木块A 仍然保持静止。则下列说法中正确 的是 ( ) A ．A 对地面的压力大小一定等于g m M )(+ B ．水平面对A 的静摩擦力可能为零 C ．水平面对A 静摩擦力方向不可能水平向左 D ．若B 沿A 的斜面下滑时突然受到一沿斜面向上的力F 的作用，如果力 F 的大小满足一定条件，三角形木块A 可能会立刻开始滑动 3．如图所示，一质量为M 的直角劈B 放在水平面上，在劈的斜面上放一质量为m 的物体A ，用一沿斜面向上的力F 作用于A 上，使其沿斜面匀速上滑，在A 上滑的过程中直角劈B 相对地面始终静止，则关于地面对劈的摩擦力f 及支持力N 正确的是 （ ） A ．f = 0 ，N = Mg +mg B ．f 向左，N
反力式滚筒制动试验台工作原理
反力式滚筒制动试验台 工作原理 集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）
反力式滚筒制动试验台工作原理反力式滚筒制动试验台（以下简称为制动试验台）是由结构完全相同的左右两套车轮制动力测试单元和一套指示、控制装置组成。每一套车轮制动力测试单元由框架、驱动装置、滚筒组、举升装置、测量装置等构成。 进行车轮制动力检测时，被检汽车驶上制动试验台，车轮置于主、从动滚筒之间，放下举升器（或压下第三滚筒，装在第三滚筒支架下的行程开关被接通）。通过延时电路启动电动机，经减速器、链传动和主、从动滚筒带动车轮低速旋转，待车轮转速稳定后驾驶员踩下制动踏板。车轮在车轮制动器的摩擦力矩作用下开始减速旋转。此时电动机驱动的滚筒对车轮轮胎的摩擦力克服制动器的摩擦力矩，维持车轮继续旋转。同时在车轮轮胎对滚筒表面切线方向的摩擦力作用下，减速器壳体与测力杠杆一起朝滚筒转动相反方向摆动，测力杠杆一端的力或位移经传感器转换成与制动力大小成比例的电信号。从测力传感器送来的电信号经放大滤波后，送往A/D转换器转换成相应数字量，经计算机采集、存储和处理后，检测结果由打印机打印出来。 3 检测时车轮的受力分析 下面从汽车的实际检测受力情况进行分析，假设制动试验台前、后滚筒直径相等且水平安置，被测试车辆前、后轮中心处于同一水平高度，在检测过程中忽略滚动阻力，则测试车轮在滚筒上制动时的受力情况如图1所示。
图中G 为被测车轮的轮荷；N 1、N 2分别为前后滚筒对被测车轮的法向反 力；F 1、F 2分别为前后滚筒与车轮间的切向力，即制动力；F 为车桥对车 轮轴的水平推力；M μ为车轮所受制动力矩；α为安置角；D 为被检车轮直径；d 为滚筒直径；L 为滚筒中心距。 根据力学平衡原理，可以列出下列关系式： (N 1-N 2)sinα+(F 1+F 2)cosα=F (1) (N 1+N 2)cosα-(F 1-F 2)sinα=G (2) φ相同，则F 1、F 2 F 1=N 1×φ, F 2=N 2×φ (3) 将（3）式代人（1）、（2）式得： N 1(sinα+φcosα)-N 2(sinα-φcosα)=F (4) N 1(cosα-φsinα)+N 2(cosα+φsinα)=G (5) 联立上式解得: N 1={F(φsinα+cosα)+G(sinα-φcosα)}/( φ 2+1)sin2α (6) N 2={F(φsinα-cosα)+G(φcosα+sinα)}/( φ 2+1)sin2α (7) 当车轮制动时，制动试验台可能测得的最大制动力为： F max =(N 1+N 2)×φ=φ×(G+φF)/(φ2+1)cosα (8)
正确受力分析的方法-很有用哦
受力分析 正确的受力分析有以下几步： 第一步：隔离物体。隔离物体就是把题目中你分析其受力的那个物体单独画出来，不要管它周围与它相关联的其它物体，这一点很重要。 第二步：在已隔离的物体上画上重力和其它已知力。因高一物理初学时分析的都是地面上的物体，重力是已知力，要把它的作用点画到已隔离物体的中心上。另外，物体往往是在重力及其它主动力的作用下才产生了与其它物体间的挤压、拉伸以及相对运动等，进而才才产生了弹力和摩擦力，所以必须先分析它们。 第三步：查找接触点和接触面。就是查找被分析物体与其它物体的接触点和接触面。弹力和摩擦力是接触力，其他物体对被分析物体的弹力和摩擦力只能通过接触点和接触面来作用，这就是说寻找物体所受弹力（拉力、压力、支持力）和摩擦力只能在被分析物体跟其他物体相接触的点和面上找，所以要查找接触点和接触面，而且要找全。每个接触点或面上最多有两个力（一个弹力、一个摩擦力）。
第四步：分析弹力（拉力、压力、支持力），在被分析物体与其他物体的接触点和接触面上，如果有弹性形变（挤压或拉伸），则该点或面上有弹力，反之则没有。在确定弹力存在后，弹力的方向就比较容易确定了，它总是跟接触面垂直，指向受力物体，弹力的方向，有三种情况：一是两平面重合接触，弹力的方向跟平面垂直，指向受力物体；而是硬点面接触，就是两个坚硬的物体相接触时，其中一个物体的一个突出端（点）顶在另一个物体的表面上（如梯子一端支地，一端靠墙），这时弹力的方向过接触点跟接触面垂直（如梯子靠墙端受的弹力跟墙垂直，靠地端的受的弹力跟地面垂直）。如果接触面是曲面，弹力的方向和曲面垂直，沿过接触点的曲面法线的方向。三是软点接触，就是一个柔软的物体通过一个点连接到另一个物体表面上（如用绳或弹簧拉一物体），这时弹性形变主要发生在柔软物体上，所以这时弹力的方向总是沿着绳和弹簧的轴线，跟弹性形变的方向相反。 第五步：分析摩擦力、摩擦力分静摩擦力和滑动摩擦力，它们的产生条件是两物体接触处不光滑，除挤压外还要有
高一物理受力分析专题_训练
受力分析专题二 命题人：仇学娟 一、物体受力分析方法： 把指定的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，就是受力分析。对物体进行正确地受力分析，是解决好力学问题的关键。 1、受力分析的顺序：先找重力，再找接触力（弹力、摩擦力），最后分析其它力。 2、受力分析的几个步骤． ①灵活选择研究对象：也就是说根据解题的目的，从体系中隔离出所要研究的某一个物体，或从物体中隔离出某一部分作为单独的研究对象，对它进行受力分析。 所选择的研究对象要与周围环境联系密切并且已知量尽量多；对于较复杂的问题，由于物体系各部分相互制约，有时要同时隔离几个研究对象才能解决问题．究竟怎样选择研究对象要依题意灵活处理。 ②对研究对象周围环境进行分析：除了重力外查看哪些物体与研究对象直接接触，对它有力的作用。凡是直接接触的环境都不能漏掉分析，而不直接接触的环境千万不要考虑进来．然后按照重力、弹力、摩擦力的顺序进行力的分析，根据各种力的产生条件和所满足的物理规律，确定它们的存在或大小、方向、作用点。 ③审查研究对象的运动状态：是平衡状态还是加减速状态等等，根据它所处的状态有时可以确定某些力是否存在或对某些力的方向作出判断。 ④根据上述分析，画出研究对象的受力分析图；把各力的方向、作用点（线）准确地表示出来。 3、受力分析的三个判断依据： ①从力的概念判断，寻找施力物体； ②从力的性质判断，寻找产生原因； ③从力的效果判断，寻找是否产生形变或改变运动状态。 二、隔离法与整体法 1、整体法：以几个物体构成的整个系统为研究对象进行求解的方法。在许多问题中用整体法比较方便，但整体法不能求解系统的内力。 2、隔离法：把系统分成若干部分并隔离开来，分别以每一部分为研究对象进行受力分析，分别列出方程，再联立求解的方法。 3、通常在分析外力对系统作用时，用整体法；在分析系统内各物体之间的相互作用时，用隔离法。有时在解答一个问题时要多次选取研究对象，需要整体法与隔离法交叉使用。 1
破屋面力学分析及常见问题浅析——刘苗苗——中国建筑科学研究院 建研科技股份有限公司 设计软件事业部
随着现代建筑立面多样化的市场需求，钢筋混凝土坡屋面的应用越来越多。坡屋面的梁、板和柱顶面标高均随屋面坡度的变化而变化，其受力性能与平面楼盖相比有较大差异，从而使得在位移比刚度比等结构指标的控制上存在一些问题。本文就此类问题，根据实际工程，探讨坡屋面结构体系的受力特性和相关指标控制的处理方法。 2坡屋面建模及受力分析. 2.1坡屋面分类 实际工程中坡屋面的构成比较复杂，一般由数个不同方向、不同跨度和高度的基本单元通过相贯线连接组成，大致分为四坡及四坡以下、多坡屋面。目前常见的为两坡屋面及四坡屋面，平面为矩形为主。不论哪种类型坡屋面，都有一个共同特点：无论坡屋面的坡度和起坡位置如何变化，其周边檐口线均为水平，无坡度，相应檐口处边梁也为水平梁，且在大多数情况下，边梁均处于同一标高[1]。另外，现代建筑的屋面坡度一般做成直线坡，为防止由于坡度过大，屋面瓦片容易脱落，一般坡度不大于30度[2]。 2.2PKPM软件对于坡屋面斜板的处理方法 PKPMV2.1版本对于坡屋面斜板的处理方法：1）在PMCAD中，建坡屋面一般通过降上节点高的方式实现；2）对于斜板上恒活荷载，软件将其板上荷载导荷至周围的梁、墙等构件上，按该斜板的水平投影面积考虑；3）satwe 和pmsap中，斜板将被自动指定为弹性膜，用户也可以在特殊构件补充定义中指定为弹性板6。 2.3受力分析 选取两坡屋面为研究对象，采用pmsap进行受力分析。模型如下图所示。坡屋面角度为30度，板厚取120mm，框架柱截面为400*400mm。仅考虑正常使用工况，坡屋面恒载8kN/m2，活载为2kN/m2。分两种计算模型：1）坡屋面不设分隔梁，如图1（a）。2）坡屋面设梁，如图1（b）。 （a）不设分隔梁 （b）设分隔梁 图1：坡屋面模型