高中物理物體受力分析的問題探討

陳韋淇

（長郡中學 湖南長沙 410000）

高中物理物體受力分析的問題探討

陳韋淇

（長郡中學 湖南長沙 410000）

牛頓力學是中學物理中的重要內容，是貫穿整個中學物理知識的重要組成。物體的運動狀態主要由初始狀態和受力情況所決定，要解決好物體的運動問題就要清楚研究對象的受力情況，因此對物體進行受力分析更是解決物理問題的關鍵點。進行正確的受力分析是學習高中物理的基礎，是研究力學問題的重要方法。要引起同學們的足夠注意，本文主要通過自己學習物理課程的體會，談談對物體進行受力分析的問題。

高中物理；受力分析；問題

1 引言

科學家牛頓曾經考慮過蘋果為什么會落地?由此開啟了力學的大門。你在現實生活中是否注意過物體的運動狀態會因什么而發生改變?是因為物體受到外力的作用。力學是中學物理中的重要內容，是貫穿整個中學物理知識的重要組成，是學好其他物理知識的基礎，要解決好物體的運動問題就要清楚研究對象的受力情況，因此首先要對研究對象進行正確全面的受力分析，全面分析研究對象的受力情況，是有效解決力學問題的關鍵。這就要求我們在學習高中物理的時候學好對物體進行受力分析。正確分析出物體的受力情況，是解決力學問題的關鍵，希望能夠引起同學們的足夠重視。

2 物體的受力分析

2.1 定義

所謂物體的受力分析就是在特定的物理環境下全部找出研究對象所受到的力，并通過受力示意圖畫出相應的力，整個分析的過程叫做受力分析。

2.2 受力分析的三個判斷依據

主要依據有：①由力的概念出發做出判斷，尋找研究對象所受力的施力物體。②由力的條件出發做出判斷，尋找研究對象所受力產生的原因。③由研究對象受到力的效果出發做出判斷，判斷研究對象的運動狀態是否發生改變或者研究對象是否發生形變。

3 高中同學在對物體進行受力情況分析的時候存在的問題

3.1 對物體所受力分析不全

由于同學在對研究對象進行受力分析時，對諸如作用力和反作用以及幾個力是屬于共點力的關系的概念模糊，在進行受力分析時沒有將所有的受力情況分析清楚，這就容易對研究對象的的受力產生偏差，不能準確的進行受力分析。

3.2 物體平衡狀態了解不多

由于同學對研究對象是否處于平衡狀態的情況不了解，這就導致在對研究對象進行受力分析時無法做到準確全面，無法確定究竟是哪些力使物體處于平衡態或者非平衡態，這些是進行正確受力分析的基礎。

3.3 缺乏選擇正確的解題技巧的能力

在分析研究對象的受力情況時，可以根據不同情況選擇合適的受力分析方法，包括三角形法則、正交分解法以及平行四邊形法則等，但是由于同學對每一種受力分析法的特點不了解，造成很多同學在進行解題時不知道該如何選擇合適的方法。

4 受力分析的思路和基本步驟

4.1 明確研究對象，靈活選擇

在對物體進行受力分析前，正確選擇研究對象是關鍵，并將研究對象進行隔離，單獨分析。依據題目要求以及解題需要，進行受力分析的對象可以是個體，例如：節點、質點、物體，還可以是由若干個個體構成的系統。假如所要解決的問題里是包含多個研究對象的個體，我們可以將這個系統分拆為幾個個體來分析，之后將系統中的某個個體隔離出來單獨分析，作為一個獨立的研究對象，這是一種重要的解題思路。同時在實際解決問題中還可以將若干個個體組成一個系統來分析，作為一個整體的研究對象，這樣可以有效地使解題過程簡化。因此，在我們實際解答物理力學問題時，一定要從問題的實際情況出發，選取正確的研究對象，靈活多變，這樣可以使復雜問題簡易化，有效提高做題效率，加深知識點理解。

4.2 按照一定的順序進行受力分析

首先要明確題目中已提到的已知力，然后就是場力如重力、磁場力、電場力。之后為與研究對象接觸的接觸力，例如常見的摩擦力以及彈力。除此之外，還要從研究對象的四周出發，進一步確定有多少物體與研究對象有接觸面或是接觸點，每個與研究對象接觸的接觸面或者接觸點都可能存在兩個接觸力，之后根據摩擦力和彈力產生的條件一一進行有效分析，在接觸力中一定是先有彈力，然后才會有摩擦力，這主要是由于摩擦力是在有彈力的接觸面上產生的，最后再確定其他可能存在的力。

4.3 畫出受力示意圖，并結合題中所給條件檢驗

在畫受力分析圖時，一般只對根據性質命名的力進行分析，如重力、摩擦力、彈力、磁場力、電場力、分子力和合力等，根據受力效果命名的力一般不進行分析，如下動力、滑力、阻力以及向心力等。在進行受力分析時一般只分析研究對象受到的力，而研究對象向別的物體產生的力一般不進行分析。同時還應注意不要錯誤地認為存在“力的傳遞”，即不要錯誤的認為把作用在不是研究對象上的力，會通過傳遞作用到研究對象上，一定要糾正這種錯誤想法。為了防止在研究對象上出現“多力”現象，一個有效的措施就是，作用在研究對象上的每個力都要找到施力物體，通過這種方式可有效防止這種錯誤產生。因為不存在施力物體不存在的力。

除此之外，為了進行正確的受力分析，物體所處的運動狀態也必須被考慮到。物體的運動狀態不同，所受到的力不同，因此一定要注意物體的運動狀態，這樣才能進行正確的受力分析。例如：隨傳送帶一起沿著傳送帶運動的物體，假如此時突然進行加速運動，則研究對象所受摩擦力必定向前；假如此時傳送帶突然做減速運動，則研究對象所受摩擦力必定向后；假如傳送帶一直做勻速直線運動，則此時研究對象不受摩擦力。

5 力學部分常用的分析方法：隔離法和整體法

將要分析的研究對象從相關體系中分離出來單獨研究，這種方法叫做隔離法，只研究其他物體對研究對象的作用力，而不考慮研究對象對其他物體的作用力。隔離法的主要優點是：能夠清晰地看出研究對象的受力情況，將物理問題簡單化，處理起來比較便于理解、方便、簡單。一般在研究系統內各物體或一個物體的各個部分間的相互作用時用隔離法。整體法是從局部到全局的思維過程，是系統論中的整體原理在力學中的應用。它的優點是：通過整體法分析物理問題，可以弄清系統的整體受力情況，從整體上揭示事物的本質和變化規律，從而避開了中間環節的繁瑣推算，能夠靈活地解決問題。通常在分析這一整體對象之外的物體對整體的作用力（外力），不考慮整體內部之間的相互作用力（內力）時，用整體法。整體法和隔離法是力學部分常用的分析方法。可以先隔離再整體，也可以先整體再部分隔離。這就是整體法與隔離法的綜合應用。可用表1進行系統總結。

6 在對物體的受力進行分析的時候應該注意的問題

（1）在每一作用力進行受力分析時，一定要找到這個力的方向、作用點以及力的大小。

表1 整體法與隔離法

（2）移動力的作用點可以將多個力移到同一作用點，這樣可以使分析得到有效簡化。

（3）在對作用力與反作用力進行分析時，一定要搞清楚分力與合力的關系，避免出現重復記錄和重復計算。

（4）在進行受力分析時，只對研究對象所受的力進行分析，對研究對象向其他物體所施加的力不考慮。

7 結語

通過上文分析我們知道要想解決好高中物理物體受力分析問題，在解決物理問題之前，我們一定要了解正確解答高中物理力學問題的步驟。在我們具體解答力學問題時：①一定要明確自己的研究對象，明確研究對象所受的力以及這些力的作用。一般我們都是通過物體的受力示意圖表示，通過物體的受力示意圖我們可以直觀的研究出所受力的方向、作用點、力的大小。②我們要對物體的受力示意圖所表示的力進行全面的分析，分析這些力的性質，是否屬于重力，是否屬于彈力，還是摩擦力。③在分析研究對象的受力情況時，可以根據不同情況選擇合適的受力分析方法，包括三角形法則、正交分解法以及平行四邊形法則等。④我們還要確定研究對象的運動狀態，物體的運動狀態不同，所受到的力一般不同，因此一定要注意物體的運動狀態，這樣才能進行正確的受力分析。除此之外，還要研究整個過程，保證分析問題的正確性。總而言之，進行正確的受力分析是學習高中物理的基礎，是研究力學問題的重要方法。要引起同學們的足夠注意，在整個高中物理課程中占有重要地位。

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G633.7

A

1004-7344（2016）02-0026-02

2015-11-10

陳韋淇（2000-），女，高中生。