受力分析是解決各類力學(xué)問題的前提和關(guān)鍵之一,滲透于高中物理各重要章節(jié)之中,它往往是學(xué)生綜合能力的一種體現(xiàn)。下面結(jié)合教學(xué)體會(huì)談一下對物體進(jìn)行受理分析時(shí)特別要注意的幾個(gè)重要環(huán)節(jié)。
一、明確研究對象,分清物體與“外界”
就是要把進(jìn)行受力分析的物體從周圍物體中隔離出來,分清物體與“外界”。受力分析時(shí),只考慮外界給物體的作用力,而不考慮物體給外界其他物體的作用力。同時(shí)也不要錯(cuò)誤地認(rèn)為,作用在其他物體上的力通過“力的傳遞”作用在研究對象上。
二、抓住力的本質(zhì),不盲目“添力”
力是物體對物體的作用,力不能離開物體單獨(dú)存在,所以物體所受的每個(gè)力都應(yīng)該有相應(yīng)的施力物體,找不出施力物體的力是不存在的,是憑感覺分析的。像有些同學(xué)常常會(huì)錯(cuò)誤地把物體的慣性表現(xiàn)認(rèn)為是物體在運(yùn)動(dòng)方向上的受力。
例如,汽車剎車后還要繼續(xù)運(yùn)動(dòng),是物體慣性的表現(xiàn),并不存在向前的“沖擊力”,假設(shè)存在,這個(gè)沖擊力的施力物體是誰呢?類似的還有,分析從槍口射出的子彈的受力時(shí),容易誤認(rèn)為子彈除受重力和空氣阻力外,還受到一個(gè)向前的推力!上升氣球懸掛的物體,當(dāng)懸線斷了時(shí),物體將以線斷時(shí)的速度做豎直上拋運(yùn)動(dòng),也是慣性的表現(xiàn),而不是還受到“上拋力”的作用……
三、抓住各種力的產(chǎn)生條件,判斷力的有無
力學(xué)中常見的力有三種,即重力、彈力、摩擦力。凡是在地球表面或地表附近空間的物體,都要由于地球的吸引而受到豎直向下的重力。彈力和摩擦力都是接觸力,但不是說物體相互接觸就一定存在力,還必須具備其他各自的產(chǎn)生條件。彈力的產(chǎn)生還要使接觸的兩個(gè)物體間相互擠壓且發(fā)生形變;摩擦力的產(chǎn)生條件是:接觸面粗糙,接觸面間有相互擠壓(彈力),接觸面間有相對運(yùn)動(dòng)或相對運(yùn)動(dòng)趨勢。
四、把握力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,從運(yùn)動(dòng)狀態(tài)入手分析受力
牛頓第二定律是聯(lián)系力和運(yùn)動(dòng)的橋梁,因此知道了物體的運(yùn)動(dòng)情況就可以推知物體的受力情況。具體說,當(dāng)物體處于靜止或勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí),加速度a=0,則物體所受的合外力F=0;若物體處于變速狀態(tài)時(shí),加速度a≠0,則物體所受的合外力F=ma,然后把合力的情況和物體所受的已知力結(jié)合起來推知作用在物體上的未知力。
五、分清合力與分力的等效替代關(guān)系,防止受力分析重復(fù)
在處理具體的力學(xué)問題時(shí),為了方便,往往要把一些力加以合成或分解,而力的合成與分解只是力的等效替代,如果考慮了原來的已知力,就不能同時(shí)考慮它的分力;反之,如果考慮了分力,就不能同時(shí)考慮它們的合力。
最后,受力分析時(shí)還要注意分析的順序:一看重力;二看彈力;三看摩擦力;最后看其他外力,以防止“漏力”。
總之,完美的受力分析并非一日之功,只有在練習(xí)實(shí)踐中不斷摸索特點(diǎn),總結(jié)規(guī)律,方可真正掌握!
(作者單位 河南省內(nèi)鄉(xiāng)縣實(shí)驗(yàn)高中)