如何对物体进行受力分析

徐高本

对物体进行正确的受力分析，是解决力学问题的前提，也是关键之一。同学们在对物体进行受力分析时要掌握下面几个问题。

一、一个原则

受力分析的原则是只考虑别的物体对研究对象的作用，而不考虑研究对象对其他物体的作用。不能把研究对象受到的作用力与该研究对象对其他物体的作用力相混淆。如：放在桌面的物体受到的是桌面的支持力，而不能把它对桌面的压力看成是物体所受的力。

二、两种方法

1.研究对象的整体法与隔离法。

整体法：将几个物体看作一个物体（即整体）来分析，分析整体外别的物体对整体的受力，即外力，不分析整体内各物体间的相互作用力，即内力。隔离法：将要研究的某个对象，从相关的物体系统中假想地“隔离”出来，再分析它的受力。

侧，如图1所示，三角形劈块放在粗糙的水平面上，劈块上放一个质量为m的物块，物块和劈块均处于静止状态，则粗糙水平面对三角形劈块（）。

A. 有摩擦力作用，方向向左

B.有摩擦力作用，方向向右

C.没有摩擦力作用

D.条件不足，无法判定

可用“整体法”分析。因为物块和劈块均处于静止状态，因此把物块和劈块看作一个整体，由于劈块对地面无相对运动趋势，故没有摩擦力存在。答案为C。

例2 如图2所示，质量为M的直角三棱柱A放在水平地面上，三棱柱的斜面是光滑的，且斜面倾角为θ。质量为m的光滑球放在三棱柱和光滑竖直墙壁之间，A和B都处于静止状态，试分析AB整体和B球的受力情况并画出受力图。

选取A和B整体为研究对象，它受到重力（M+m）g、地面支持力N、墙壁的弹力F和地面的摩擦力厂的作用，如图3所示。

再以B为研究对象，它受到重力mg、三棱柱对它的支持力NB和墙壁对它的弹力F的作用，如图4所示。

2.是否受力的假设法。

当某些力的存在与否及其方向难以确定时，可以运用假设法，结合物体所处的状态进行分析。

例3 如图5所示，物体6在水平推力F作用下，将物体a挤压在竖直墙壁上。a、b处于静止状态，对于a、b两物体的受力情况，下列说法正确的是（）。

A. a受到两个摩擦力的作用

B. a共受到四个力的作用

C. b共受到三个力的作用

D. a受到墙壁的摩擦力的大小不随F的增大而增大

要使b处于平衡状态，a须对b产生一个竖直向上的摩擦力，则a受到b的摩擦力向下（大小等于6的重力），a要处于平衡状态，还要受到墙壁竖直向上的摩擦力，由整体受力平衡知此力大小不变。分析a、b的受力知它们分别受到五个力、四个力的作用。综上所述可知A、D正确。

在受力分析时，有些力的大小和方向不能确定，必须根据已经确定的几个力的情况和物体所处的状态判断出未确定的力的情况，以确保受力分析时不漏力、不添力、不错力。

三、三个依据

物体是否受力有以下三个判断依据：

1. 从力的概念判断，寻找对应的施力物体。

从力的基本概念人手，明确力是物体间的相互作用，不能无中生有地猜测力。如：误认为高速飞行的子弹还受到一个推力；误认为具有某一初速度沿斜面上滑的物体一定受到一个推力作用。造成这些错误的原因是没有根据力的概念去进行受力分析，而是把物体的惯性当成了力。同理，合力与分力是物体实际所受力的等效力，根据力的概念，它们都不是物体受到的真实力。

2.从力的性质判断，寻找产生力的条件。

每种力的产生都是条件的，只有条件都具备了，这种力才能产生。例如，摩擦力的产生条件是：①相互接触并有弹力；②接触面不光滑；③有相对运动或相对运动趋势，只有这三个条件都具备了，方可产生摩擦力。如图6所示，A、B两物体叠放在一起，用手托住，让它们静靠在墙边，然后释放，它们同时沿竖直墙面自由下滑，由于A、B与竖直墙壁间没有弹力，故它们不受摩擦力。

3.从力的效果判断，寻找是否产生形变或改变运动状态（是静止、匀速运动还是有加速度）。

物体的受力情况决定了物体的运动状态，反过来根据物体运动状态，我们也能够确定物体的受力情况。鉴于此，对一些较复杂的问题，很难正面断定是否具备这个力的产生条件时，可由物体的运动状态反观其受力情况

四、四个步骤

（1） 明确研究对象，将它从周围环境中隔离出来进行分析，研究对象可以是质点、结点、某个物体、几个物体组成的系统等。

（2） 按顺序分析物体所受的力，一般先分析场力（非接触力），如重力、电场力、磁场力等，再分析接触力，如弹力、摩擦力等。分析物体的受力，经常只分析性质力，而不分析效果力。

（3） 正确画出物体受力示意图。画每个力时不要求严格按比例画出力的大小，但力的方向必须画正确。

（4） 检查画完的受力示意图，防止“添力”或“漏力”。检查时可找每个力的施力物体，若不存在施力物体，则这个力是不存在的；熟悉各种性质力的产生条件，结合物体的运动状态及力的相互作用性质，是防止“漏力”的有效依据。

例4 如图7所示，在竖直双绳吊着的斜木梁M上，放着物体m，分析斜梁受哪几个力的作用。

以斜梁为研究对象，按顺序分析：（1） 重力Mg作用在斜梁的中点；（2） 斜梁有三个接触点（面），两根绳与M接触点只有拉力T1、T2，物体m与斜梁的接触面有压力N；（3） 物体m有下滑趋势，故M受到m对它的斜向下的静摩擦力厂。受力图如图8所示。

跟踪练习：

1.如图9所示，将一物块分成质量相等、形状相同的A、B两部分靠在一起，下端放置在地面上，上端用绳子拴在天花板，绳子处于竖直伸直状态，整个装置静止，则（）。

A. 绳子上拉力可能为零

B.地面受的压力可能为零

C.地面与物体间可能存在摩擦力

D. A、B之间一定存在摩擦力

2.物体B放在物体A上，A、B的上下表面均与水平面平行，如图10所示，A、B两物体叠放在一起，用手托住，让它们静靠在墙边，然后释放，它们同时沿竖直墙面自由下滑，则物体B受力情况是（）。

A. 只受重力

B.受到重力和一个摩擦力

C.受到重力、一个弹力和一个摩擦力

D.受到重力、一个摩擦力和两个弹力

答案与提示：1.A 提示：绳子上的拉力可能为零，地面受到的压力不可能为零，选项A正确、B错误；由于绳子处于竖直伸直状态，绳子中拉力只可能坚直向上，所以地面与物体间不可能存在摩擦力，A、B之间可能存在摩擦力，所以选项C、D错误。

2. A