如何分析物體的受力

一個物體究竟受幾個力的作用？怎樣才能保證分析的受力數既不多也不少？這樣的問題其實是有規律可循的。本文和同學們談談如何分析物體的受力這方面的問題。

一、按照重力、彈力、摩擦力的產生條件順次來進行分析

就目前的情況，我們分析物體的受力主要以重力、彈力、摩擦力為主。既然這樣，我們就可以順次依據它們的產生條件來加以分析。

1.重力

由于地面附近的一切物體都受到地球的吸引力，即會受到重力。所以對物體進行受力分析時，不管在什么情況下，首先就得考慮物體受重力，也就是說，在地球上，一切物體都必受重力作用。重力的作用點在物體的重心處，重力的方向總是豎直向下。

2.彈力

彈力是由于受力物體與施力物體之間發生了推、拉、提、壓等的接觸性作用，使施力物體發生了彈性形變而產生的力，一切推力、拉力、壓力、支持力等都屬于彈力。判斷彈力的有無，關鍵看物體之間有無推、拉、提、壓等的作用。即受力物體如果與一個物體接觸就最多只可能受一個彈力，這樣我們只要看一下受力物體與幾個物體接觸了，那么最多就是幾個彈力，彈力的作用點必在接觸處，彈力的方向與施加彈力的物體的形變方向相反。既凡是壓力與支持力，其方向必與接觸面垂直，凡是繩的拉力必沿繩的收縮方向。

【例1】如圖1甲所示，有一小球被細繩斜拉于光滑墻面，作出小球的受力示意圖。

【分析】本題研究對象為小球，小球在地球上，所以，首先應在圖中作出小球重力示意圖，即圖中G；其次，因為小球與繩、墻壁兩個物體接觸，最多還有兩個彈力，繩子對小球有“拉”的作用。墻壁對小球有“支持”的作用，所以，墻面對小球有垂直于墻面向外的支持力，即圖中F支。

3.摩擦力

產生摩擦力的必要條件是接觸，同彈力一樣，受力物體與幾個物體接觸，最多可能受幾個摩擦力，該物體是否給受力物體有摩擦力，得看受力物體相對于該物體是否有相對運動，如果有，則存在滑動摩擦力，如果有相對運動趨勢，則存在的是靜摩擦力。摩擦力的作用點在接觸處。方向始終與相對運動（或者相對運動趨勢）相反，且一定與接觸面平行。

【例2】如圖2甲，物體A靜止于斜面上，試作出物體A的受力示意圖。

【分析】首先，該物體在地球上，則必受重力，圖中的G。其次，該物體與一個物體接觸，則最多還受兩個力——彈力與摩擦力，且該兩力的施力物體為斜面。現在我們先來看彈力，因為斜面在支持著A，所以，斜面對A有彈力，如圖乙中的F，最后我們來看摩擦力，相對于斜面，物體A有向下滑動的趨勢，故物體A受到斜面施加的平行斜面向上的摩擦力，如圖2乙。

看起來，按照重力、彈力、摩擦力的順序來進行受力分析，似乎問題就解決了。然而，由于彈力中的彈性形變及摩擦力中的相對運動（或者相對運動趨勢）在有的問題中并不是那么容易判斷的，因此，我們往往需要結合下面的情況來加以分析。

二、根據物體所處的運動狀態及其改變來進行分析

力是改變物體運動狀態的原因，在分析物體受力時，這條理論往往是我們的有力武器。物體處于平衡狀態（即勻速直線運動或靜止狀態）時要么不受力，受力只受平衡力；物體處于非平衡狀態時，肯定受力，且受到的是非平衡力。

【例3】有一沿平直公路勻速行駛的汽車內放置了一木塊，如圖3，則該木塊_______（選填有/沒有）受到摩擦力的作用。

【分析】木塊與車的地面接觸，這就有了使地面提供摩擦力的必要條件，那么，木塊相對于車的地面是否有相對運動（或者相對運動趨勢）呢？顯然，我們是看不出來的，用上述1.3的方法，則我們就無法判斷了。現在我們用“力與運動的關系”來加以分析：我們知道此時木塊是隨著車沿水平方向做勻速直線運動的，即木塊在水平方向是處于運動狀態不變的勻速直線運動狀態，此時，木塊在水平方向，要么不受力，受力只能是受平衡力，如果其在水平方向受到一個摩擦力的作用，就必須有一個力來與之平衡，顯然不存在這個力，這就反過來說明了木塊沒有受到摩擦力的作用。

三、利用力的“物質性”，來進行檢驗

“力是物體對物體的作用”，任何一個力都同時存在施力物體和受力物體，我們稱之為“力的物質性”。許多同學在進行受力分析時，經常會出現“多力、少力”的現象。在我們完成對研究對象的受力分析時可以利用“力的物質性”對我們所做的受力分析結果進行檢驗。

首先我們應檢查有沒有“少力”：如問題1所述，在僅分析重力、彈力、摩擦力時，如果一個物體不與任何其它物體接觸，則只受一個力——重力；如果一個物體僅與另一個物體接觸，則最多受三個力——重力、彈力、摩擦力；如果一個物體僅與另兩個物體接觸，則最多受五個力——一個重力、兩個彈力、兩個摩擦力的作用……其次是檢查有沒有“多力”：方法是確認我們分析出的每一個力是否都同時存在施力物體和受力物體。如有的同學認為放在斜面上的物體受到“下滑力”的作用。如果有“下滑力”，那么“下滑力”的施力物體是誰呢？是地球嗎？地球施加給物體的是重力！之所以出現這樣的情況，是因為我們僅注意到物體有沿斜面下滑的趨勢這個現象，而忽視了“力的物質性”而造成的。再有推出去的鉛球是否再受到手的“推力”？應該是沒有，因為我們找不到這“推力的施力物體呀。

受力分析問題，初中階段雖然不作重點要求，但如果我們能夠在現有基礎上學習一些受力分析的方法，適當的進行一些這方面的練習，不僅對我們目前物理學習有幫助，也降低了將來由初中物理向高中物理銜接時的臺階，可以有效地防止我們在高中物理的門檻上跌倒。

（作者單位：江蘇省南京市江寧區龍都初級中學）