高中物理受力分析在運動學中的運用研究

王品懿

（甘肅省蘭州市蘭州新區舟曲中學）

受力分析的原則是對物體受力分析全面而準確，尤其對于運動中的物體來說，受力分析是解決物體運動問題的殺手锏。首先應當搞清楚力產生的原因，其次力是否存在，避免對同一個作用力的反復研究，最后應用相關的受力分析方法對問題進行分解解答。受力分析的解題技巧主要分為整體法和隔離法，更多的時候是兩種技巧的整合應用，本文從這兩種方法展開對受力分析在運動學中的運用研究。

一、正確進行受力分析的方法

受力分析應把握全面與準確的原則，做到不重不漏、簡潔明了。可采取的方法主要為從上到下、從左到右依次分析，判斷重力、摩擦力、彈力是否存在，在研究對象上標出其受力情況，再由物體的運動狀況判斷各個力的大小。接下來，我們通過對簡單例題的分析來把握這項原則。

對于ɑ圖，物體A靜止，通過觀察其分別受重力、力F的壓力，根據牛頓第二定理，墻壁對A的彈力與F相抵消，方向與力F方向相反；墻壁對A的摩擦力與重力相抵消，方向豎直向上。受力分析完畢。

對于b圖，物體A勻速下滑，根據牛頓第二定律判斷出物體A處于平衡狀態，受力情況同圖ɑ，有所區別的是物體A的起始運動狀態不同。

對于c圖，先將外力進行正交分解為水平力F1和豎直力F2，而后畫出其受力分析圖。如圖所示。若地面光滑則無摩擦力作用，若地面粗糙，有摩擦力且其大小小于F1。

A沿水平面向右運動

二、運動學問題中的受力分析

（一）直觀觀察法

對于較為簡單的運動類題目，學生在做題時通過直觀的觀察就可以判斷出物體的運動情況，如這道題目：

例1：如圖所示，小物塊在靜止的斜面上保持勻速狀態向下滑落，試分析小物塊的受力情況。解：已知斜面靜止，小物塊勻速向下滑落，小物塊受自身重力作用，垂直斜面向上的支持力，所以一定有一個力與重力的分力——下滑力平衡，即斜面的摩擦力，方向與小物塊運動方向相反。故小物塊受三個力作用，分別是自身的重力、斜面對它的摩擦力以及支持力。

（二）運動學解題技巧之整體法

當我們在分析一道物理運動學題目時，遇到的研究對象往往是多個并且相互關聯互相影響或制約。如果可以不去管它們內部的作用關系，只分析整體的受力狀況便可得到答案，這種方法叫做整體法。整體法應用的宗旨即將相互獨立的物體在彼此運動情況相同的情況下將其視為一個整體，在解題過程中只需分析整體的受力狀況，從而避免了針對單個物體的分析，簡化運算過程并且減少了學生在做題時出現失誤分析的概率，接下來，我們通過一道例題來體會整體法的優越之處。

例2：由下圖所示，有A、B、C這3個小物塊，其質量相同，且均為m，三者在受拉力F作用做勻加速直線運動，地面摩擦力系數為u，重力加速度數值為g。問：A、B小物塊間的繩索拉力為多大？

首先對A、B、C進行受力分析，三者共同受拉力F的作用，而后是其自身重力和地面對物塊的摩擦力，在解題過程中可將三個小物塊視為一個整體，計算其運動的加速度，而后將B、C視為一個整體計算A、B間繩索的拉力。

解：將A、B、C視為一個整體；

（1）（2）（3）（4）（5）式聯立即可求得 T

計算過程與答案省略。

從上述題目中可以看出整體法在計算運動類問題的優越性，如果不使用整體法而單獨對每一個物體進行分析，很容易造成思路混亂、數據重復或受力分析時出現錯誤。整體法不僅簡化了解題步驟，使整個解題思路清晰明了，也較易掌握。

（三）運動學解題技巧之隔離法

介紹過整體法之后，我們來談一談隔離法在運動學中的應用。“隔離”即是將題目中的重點研究物體與整體相互分割開，進行“一分析二忽略”，“一分析”是指去分析被研究的物體在所處環境中的受力情況，“二忽略”是指忽略非研究物體的受力情況、忽略被研究物體自身內部力的作用，將重點研究分隔出來，是為了更好地研究其運動情況和受力狀況。然而在物理題中，我們常常遇到相互關聯的整體間的運動問題，在解題過程中可以先通過隔離的方法，將整體拆分，在整理清楚了物體的受力情況之后，再使用整體法來解題。事實上，在綜合性較強的物理大題中，單獨使用隔離的方法是很難得到理想的解題效果的，整體法和隔離法互補應用才是上上之選。