隔离法就是把要分析的物体从相关的物体体系中假想地隔离出来,只分析该物体以外的物体对该物体的作用力,不考虑该物体对其它物体的作用力。力是物体对物体的作用,施力物体和受力物体是同时存在的,施力物体同时也是受力物体,受力物体同时也是施力物体,即物体间力的作是相互的,找不到施力物体的力是不存在的。
为了弄清某个物体的受力情况,一般可采用隔离法。隔离法分析物体受力情况的基本步骤:
必须确定好受力物体,即被研究的物体;并且物体受到的各个力的作用点都画到重心上(物体没有发生转动时)
(1)先画出不接触就可以产生的力重力G;
(2)再找只有接触才能产生的———推力、拉力、提力、压力、支持力等。
(压力的方向垂直于接触面,指向被压的物体;支持力的方向垂直于接触面指向被支持的物体。)
(3)最后再找物体是否受到摩擦力的作用。
例题1:如下图所示一物体沿着倾斜的传送带一起匀速向上运动,请你画出物体所受各力的示意图:
先画出不接触就可以产生的力重力G,再画只有接触才能产生的传送带施加给物体的支持力F支,最后再判断物体是否受摩擦力,因为传送带斜向上匀速运动时,物体相对于传送带有向下运动的趋势,或者说假如接触面是光滑的,物体不受摩擦力的,则物体不会和传送带一起斜向上运动,因此物体受到了传送带给予的沿传送带斜向上的摩擦力Ff。受力示意图如下:
思维拓展:如果物体随传送带一起加速向上运动呢?物体受几个力的作用?物体受到摩擦力的方向如何?
例题2:如下图所示一物体在水平传送带上,随传送带一起运动,请你画出以下四种情况,物体所受力的示意图
图一中,物体静止在水平传送带上,物体只受到重力和支持力的作用,且两力是一对平衡力,受力示意图如下图(一)。
图二中物体随传送带一起向右匀速直线运动,物体受重力和支持力的作用,两个了是一对平衡力。由于物体和传送带相对静止,所以物体不受摩擦力作用,或者假如物体受水平方向上的摩擦力(无论向左、向右),那一定在它的反方向还有一个力F1和摩擦力是平衡力,事实上F1是不存在的,所以物体不受摩擦力的作用,受力图如下(二)。
图三中物体随传送带一起向右加速直线运动,物体受重力G和支持力F支的作用,且两力为一对平衡力,由于传送带向右加速运动,假如接触面是光滑的,物体不受摩擦力,那物体会相对于传送带向左运动,而不会和传送带一起向右加速运动,所以物体受到水平向右的摩擦力Ff。受力示意图如下图(三)
图四中物体随传送带一起向右减速直线运动,物体受重力G和支持力F支的作用,且两力为一对平衡力,由于传送带向右减速运动,假如接触面是光滑的,物体不受摩擦力,那物体会相对于传送带向右运动,而不会和传送带一起向右减速运动,所以物体受到水平向左的摩擦力Ff。受力示意图如下图(四)
总结:
一、物体与传送带没有相对运动时(静摩擦力)
1、水平传送带:
(1)传送带和物体一起匀速直线运动(或静止)---摩擦力为零(即物体不受摩擦力)
(2)传送带和物体一起加速运动---物体所受摩擦力的方向与传送带运动方向相同
(3)传送带和物体一起减速运动---物体所受摩擦力的方向与传送带运动方向相反
2、倾斜传送带:
(1)传送带和物体一起匀速直线(或静止)---摩擦力方向沿斜面向上
(2)传送带和物体一起加速向上运动---摩擦力方向沿斜面向上
二、物体与传送带有相对运动(滑动摩擦力)
摩擦力的方向一定与物体相对运动的方向相反。