高中物理力学题受力分析解题探讨

孙中满

(江苏省灌南县第二中学 222500)

长期以来，力学一直是高考物理学科考试的热点，相关题型灵活多变，综合性强，深受高考物理学科命题人的青睐，但是由于力学知识众多，学生容易记混淆，使得学生非常容易在求解力学问题的时候出错.受力分析作为解决物理力学问题的基础，强化其专项分析对提升高中生力学问题求解能力具有积极的促进作用.

一、基于顺序性受力分析法及应用

基于顺序性受力分析法实际上就是一般的受力分析法，实际应用中主要遵从如下几个基本步骤：首先，要确定受力分析的对象，并将其从整个受力系统中隔离出来，一般先尽量选择受力数目少且运动比较清晰的物体作为研究对象，之后再分析那些受力比较复杂的运动物体.其次，在对所选研究对象进行受力分析的时候，一般按照重力、弹力与摩擦力的顺序，且弹力与摩擦力都可以归结到接触力范畴，所以在求解问题的时候，可以先找出所选研究对象具有几个接触面，因为这些接触面才可能存在摩擦力或弹力.再次，在受力分析期间，分析的难点在于准确判定物体受力的具体个数，实际的分析中可以从施力物体和受力物体方面进行分析，即明确各个力的施力物体.最后，在对研究对象进行受力分析期间，切不可盲目进行各种操作，必须要有效结合物体的静止、加速或者匀加速等不同状态来进行受力分析，并相应地绘制出物体的受力.

例1如图1，某建筑人员利用定滑轮设备来对建筑施工现场的各种建筑材料进行运送，假定站在地面上的一个建筑工人自身的重量为70kg，通过定滑轮将质量为20kg的建材以0.5m/s2的加速度拉升，试求该建筑人员对地面的压力值？(定滑轮和绳子绳子的重力不计，g=10.0m/s2)

解析针对这道物理力学题，求解过程中需要先进行受力分析.而在进行受力分析期间，需要先明确研究对象.对于这道题而言，建筑工人与建筑材料这两个都可以作为受力分析对象，其中建筑材料仅有一个接触点，受力比较少且运动状态非常清晰，具体受力分析图如图2所示.但是对于建筑材料而言，其处于匀加速上升状态，这时候根据牛顿第二定律可知：F1-mg=ma，基于此可以求出绳子对建材所施加的拉力F1=210N.然后再以建筑工人为研究对象，对其进行受力分析，具体受力分析如图3所示.根据受力分析可知，F2+FN=Mg，又因为F1和FN同为一根绳上的力，所以大小相等，故可知FN=490N.如此一来，通过按照由易到难的选择受力分析研究对象，可以逐步达到简化问题，提高解题准确度的目的，实际的求解过程中要始终保持思路的清晰性，切勿急于求成而盲目进行受力分析.

二、整体与局部受力分析法及应用

在高中物理力学问题求解的过程中，“整体法”与“局部法(或隔离法)”也是比较常用的受力分析法.其中的“整体法”实际上就是一个从局部到整体的思维过程，基于该分析法的应用，可以使学生直观地理解与掌握整个系统的受力情况，可以完整而准确地凸显出事物的内在本质及其发生的实际变化规律，忽略那些系统内部各种作用、制约、联系或者相互依赖的关系，可以在很大程度上减少学生在分析物理问题过程中所需要考虑的步骤，有助于起到化繁为简的作用.而“隔离法”则不同于“整体法”，其主要是将所要研究的研究对象从系统中隔离出来进行单独研究，即只考虑其他物体对隔离物体的作用力，不考虑其对其他物体所产生的作用力，这样可以直观、清楚地明确所隔离的单个物体受力情况，在求解问题的时候更加简便.在实际的力学题求解过程中，如果涉及到系统外力，那么一般适宜采取“整体法”来进行受力分析，但是如果涉及到系统内力，那么一般适宜采取“隔离法”来进行受力分析，必要的时候可以综合应用这两种受力分析法，按照“先整体后隔离”等分析方式来求解某些比较复杂的力学题，具体需要结合实际的物理问题题型来进行合理选择，核心在于快速求解有关物理问题.

例2假定在某粗糙的水平地面上搁置一个三角形木块(△abc)，在其上面的两个表面粗糙的斜边(ab和bc)上分别搁置木块m1和木块m2，且已知m1>m2.现在已经知道三角形木块和两个木块都可以保持静止状态，那么此时粗糙的水平地面对三角形木块而言( ).

A.受到摩擦力作用，且所受摩擦力的方向为水平向左；

B.受到摩擦力作用，且所受摩擦力的方向为水平向右；

C.受到摩擦力作用，但是所受摩擦力的方向不确定，由于m1等数值没有给出；

D.上述说法均不正确.

解析针对该道力学问题，由于涉及到整个系统处于静止状态，所以为了简化受力分析，一般适宜先采用“整体法”来进行受力分析.由于三个物体都保持静止状态，所以可以将它们当作一个不规则的整体，加上其静止于粗糙的水平地面上，结合力的平衡原则，可以非常容易确定出水平地面对三角形木块没有摩擦力，且整个不规则物体仅仅受到支持力与重力，所以可以直接判定该道题的正确答案为D.

总之，力学题是高中物理学习的重难点，求解问题的关键在于能否准确地开展受力分析.在实际的力学题求解中，如果要开展受力分析，那么需要结合实际问题，灵活地选择和运用“整体法”和“局部法”等受力分析法，同时平时要强化学生的专项解题训练，这样才能提升学生的力学分析能力，帮助他们突破力学问题解题难关.