浅谈高中物理中的受力分析

◆刘冬梅

(山东省宁阳第四中学)

物理作为理科重要学科之一，在高中学习所占比重也日益增长。随着我国教育不断深化改革，物理学科的知识理论结构更为系统化，使得学生学习起来也更为吃力。力学乃是学生学习中最容易混淆的部分。其作为物理学科的重要组成部分，贯穿着整个高中物理学，学好物理力学对提高物理学科整体学习效率不容小觑。因此，为不断提高学生学习能力，强化其力学受力分析能力是关键。

一、当前高中物理中受力分析应遵循的重要依据

在高中物理中，需要进行受力分析并计算的力包括以下几种，即重力、弹力、摩擦力、电场力以及磁场力等，并需要借助以下依据，来提高受力分析的速度以及准确率：

1.力的条件性

根据各种力产生以及存在的条件及其特性进行受力分析。具体来说，想要分析和判断某个力是否存在，必须要结合该力产生的条件是否完全具备来确定。举例来说，如果两个物体并没有直接接触，那么二者就不存在弹力以及摩擦力；如果两个物体直接接触，但是并没有直接挤压，则不存在弹力，也不存在摩擦力；等等。

2.力的物质性

任何一个力都无法也不能完全脱离物体而单独存在，必须同时与两个物体相联系，即施力物体以及受力物体。举例来说，当子弹从枪口射出时，在跟水平30°仰角的方向向上运动，画出子弹的受力分析图。在解题过程中，常常会有学生认为子弹会受到高温高压气体施于子弹向前的力F1，即惯性作用。但是我们应该要认识到惯性不是力。因此，该题的受力分析图如图1所示。

3.力和运动的一致性

物体具体处在怎样的运动状态中，完全取决于它的受力情况，也就是说，物体的受力情况以及运动状态总是一致的。

4.力的相互性

当一个物体对另一个物体施加力的同时，也必然会受到其他物体对自身的力的作用。换句话说，世界上既不存在只施加力而不受力的物体，同时也不存只受力而不施加力的物体。在实际解题过程中，可以从力的相互性入手，分析几个相互联系物体的受力情况。

二、高中物理中受力分析常使用的方法

1.基础顺序法

第一，确定具体的研究对象，并将其从系统中隔离出来，一般在解题过程中，会先选取受力少且运动清晰的物体，之后再对受力复杂的物体进行分析。

第二，物体受力的顺序通常为重力、弹力、摩擦力，而弹力与摩擦力都属于接触力范畴，必须要有接触点。在解题时，我们可以先找出研究对象具体有几个接触面，只有接触面内才可能存在弹力以及摩擦力。

第三，在受力分析过程中，比较困难的是准确判断物体受力的个数。对此，我们在做题时，可以从受力物体以及施力物体入手，每个力都能找到施力物体，而受力物体就是研究对象本身。

第四，在受力分析过程中，切记不得盲目进行，需要充分结合物体的运动性质来进行，包括静止状态、匀速状态以及匀加速运动等，并借此画出物体所受的力。举例来说，建筑工人在施工时，如图2所示采用定滑轮装置运送建筑材料，假设站在地面上的工人自身质量为70kg，通过定滑轮将质量在20kg的建筑材料以0.5m/s2的加速度拉升，忽略绳子与定滑轮本身的质量以及定滑轮的摩擦力，问建筑工人对地面的压力大小为( )(g取10m/s2)。

A.510N B.490N C.910N D.890N

解析：第一步要选取研究对象，这一题中仅出现了两个可研究对象，即工人以及建筑材料。其中，建筑材料只有一个触点，受力较少且运动状态清晰，因此，其受力分析就如图3所示的那样。由于建筑材料处于匀速上升状态，所以根据牛顿第二定律解题：F1-mg=ma，据此计算得出绳子对建筑材料的拉力为F1=210N。之后对工人受力进行分析，其受力较多且处在一个静止状态，具体如图4所示。因此，可知F2+FN=Mg，再加上F1与FN是处在同一根绳上的力，所以大小相同，由此得出：FN=490N，故选B。解答这道题的关键在于研究对象的选取顺序，要遵循由易到难、由简到繁的顺序，不要急于求成。

2.整体法与隔离法

在高中物理学习中，整体法与隔离法是比较常见的受力分析法之一。整体法，简单来讲就是一个从局部到全局的思维过程。利用整体法可以让学生明白系统的整个受力情况，完整而又全面的显示事物的本质以及变化规律，有效减少推算步骤，帮助学生更加灵活地处理问题。而隔离法则不同，它首先会将要研究分析的物体从相关物体体系中隔离出来，只针对该研究对象分析其他物体对它的作用力，而不考虑研究对象对其他物体的作用力。借助隔离法可以比较容易的判断出单个物体的受力情况，在处理和解决问题时比较简便，容易理解。另外，如果研究的是系统外力就可以采取整体法，而隔离法则更多地应用于研究系统内力。举例来说：假设一个粗糙水平面上放置了一个三角形木块a、b、c，如图5所示，之后在木块的两个粗糙面上分别放置质量为

m1以及m2的木块，且m1质量大于m2。由题能够得出，三角形木块以及两物体都处于静止状态，那么粗糙的水平面对于三角形来说( )。

A.有摩擦力的作用，且摩擦力的方向水平向左；

B.有摩擦力的作用，且摩擦力的方向水平向右；

C.有摩擦力但是摩擦力的方向不确定，因为m1、m2以及θ1、θ2的数值没有给出；

D.上述说法均不对。

解析：对于这类型的习题，首先要考虑使用整体法。由于三个物体都处于静止状态，因此可以将它们看作是一个不规则的整体。再加上其静止于水平面上，根据力的平衡原则，很容易得出水平面对三角形木块并没有摩擦力，而且整个物体只受重力以及支持力作用，故选D。

三、结语

综上所述，作为高中物理中的重点以及难点，学习和掌握受力分析的相关知识以及方式方法，对学生今后学习有着重要意义。对此，在遇到分析物体的受力问题时，要掌握科学的物体受力分析方法与步骤，加强基础顺序法、整体法与隔离法的练习和使用，从而在打破原来物理学习桎梏的同时，奠定良好学习物理的基础。