浅谈怎样有效对物体进行受力分析

文/余忠华

浅谈怎样有效对物体进行受力分析

文/余忠华

在高中担任物理教师十几年中，听到学生或已毕业的学生谈到高中最难学的科目时，都会不约而同地认为物理科目最难，而在高中物理科目中认为最难的就是高一必修一的受力分析。我通过这些年的学生试卷进行错误分析，现对错误原因进行剖析，并且就怎样解决好受力分析问题总结以下几点：

首先，原因之一是对一些力的概念理解不够。分析试卷不难发现,好多学生受力分析出错，在高一阶段受力分析时,我们通常涉及到的就是重力、弹力、摩擦力。而一些同学在选择题上失分比较多。例如，判断摩擦力方向时，有这样的问题：下面对摩擦力的理解正确的是：1.摩擦力是阻碍物体运动的力；2.摩擦力的方向一定与物体运动方向相反；3.静止的物体一定不受滑动摩擦力；4.运动的物体一定受滑动摩擦力。对于这样一个题，学生的失分率是很高的，其实这是一个考查学生对概念理解情况的题，若学生在复习时对于摩擦力概念理解到位，则这道题就难度降低了。对于弹力这个概念的理解，“物体发生了弹性形变由于要恢复原状就会对和它接触的物体产生的力”，在理解时有几个关键字，接触挤压。而一些学生在理解时容易把它们当成并列关系而导致对问题分析的错误。对于重力的概念的理解，试卷中学生出错率比前两个概念少了，但也有学生把重力同地球对物体的吸引了当成一回事，这个错误的渊源还是对概念的理解不够，高一物理上重力是这样定义的“由于地球的吸引而使物体受到的力称为重力”，这句话很明确告诉我们，重力是由于地球吸引而产生的。

其次，在理解概念的前提下，记住并善于把生活中一些典型实例进行分析。例如，扫地时，擦黑板时，笤帚或板擦在运动时和地面，黑板发生了相对运动，地面、黑板在给它们产生滑动摩擦力的同时，由于力的作用是相互的，所以笤帚、板擦也会给地面、黑板一个滑动摩擦力，也就是说静止的物体也可能受到滑动摩擦力。再例如，以大卡车上放一个木箱为例来进行分析，当卡车加速时、匀速时、减速时几种情况对木箱所受摩擦力进行分析，其中包括木箱有相对滑动，无相对滑动两种情况，则对于物体受摩擦力的情况分析也就较为全面，学生对于这一概念的理解也就更加有效。

第三，在对物体分析受力时，按照重力、弹力、摩擦力的顺序进行分析。对于重力而言，地球附近的一切物体都要受到，而对于弹力，好多同学就感觉比较难，在近几年的试卷中，多力少力现象时有发生。怎样解决这样一个问题呢，我认为，要准确判断出弹力的个数，1.要把握弹力的条件接触挤压，然后观察该物体有几个物体与它相接触（包括细线或绳子），因为弹力产生的条件之一就是两物体间接触，这样我们就知道弹力的个数至多就是这几个。2.剔除假弹力。因为弹力还有一个条件就是两物体间有相互挤压。弹力有无的判断方法如下（1）对于形变较明显的情况，由形变情况直接判断。（2）形变不明显的情况，常用“假设法”，其基本思路是：假设将与研究对象接触的物体解除接触，判断研究对象的运动状态是否发生改变。若运动状态不变，则此外不存在弹力，若运动状态改变，则此处一定存在弹力。3.弹力方向的判断方法（1）根据物体产生形变的方向判断：弹力方向与物体形变的方向相反，作用在迫使物体发生形变的那个物体上。具体情况有以下几种：①轻绳、轻杆、轻弹簧。a.轻绳受力，只能产生拉力，方向沿绳子且指向绳子收缩的方向。b.轻杆受力，有拉伸、压缩、弯曲、扭转形变与之对应，杆的弹力方向具有多向性。c.轻弹簧受力，有压缩和拉伸形变，即能产生拉力，又能产生压力，方向沿弹簧的轴线方向。②面与面、点与面接触物体的面与面、点与面接触时，弹力方向垂直于面（若是曲面则垂直于切面），且指向受力物体。（2）根据物体的运动情况，利用平衡条件或动力学规律判断。

当然，要能够在实际运用中游刃有余，除了在对基础性知识进行必要的归纳总结和加深理解之外，还需要对不同类型的试题并进行必要训练，以达到熟能生巧的目的。做到这一步，你会发现，原来物体的受力分析也并不是那么令人讨厌。

责任编辑 张晓楠

陕西省勉县第四中学