陳韋淇

（長(zhǎng)郡中學(xué) 湖南長(zhǎng)沙 410000）

高中物理物體受力分析的問(wèn)題探討

陳韋淇

（長(zhǎng)郡中學(xué) 湖南長(zhǎng)沙 410000）

牛頓力學(xué)是中學(xué)物理中的重要內(nèi)容，是貫穿整個(gè)中學(xué)物理知識(shí)的重要組成。物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)主要由初始狀態(tài)和受力情況所決定，要解決好物體的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題就要清楚研究對(duì)象的受力情況，因此對(duì)物體進(jìn)行受力分析更是解決物理問(wèn)題的關(guān)鍵點(diǎn)。進(jìn)行正確的受力分析是學(xué)習(xí)高中物理的基礎(chǔ)，是研究力學(xué)問(wèn)題的重要方法。要引起同學(xué)們的足夠注意，本文主要通過(guò)自己學(xué)習(xí)物理課程的體會(huì)，談?wù)剬?duì)物體進(jìn)行受力分析的問(wèn)題。

高中物理；受力分析；問(wèn)題

1 引言

科學(xué)家牛頓曾經(jīng)考慮過(guò)蘋(píng)果為什么會(huì)落地?由此開(kāi)啟了力學(xué)的大門(mén)。你在現(xiàn)實(shí)生活中是否注意過(guò)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)會(huì)因什么而發(fā)生改變?是因?yàn)槲矬w受到外力的作用。力學(xué)是中學(xué)物理中的重要內(nèi)容，是貫穿整個(gè)中學(xué)物理知識(shí)的重要組成，是學(xué)好其他物理知識(shí)的基礎(chǔ)，要解決好物體的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題就要清楚研究對(duì)象的受力情況，因此首先要對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行正確全面的受力分析，全面分析研究對(duì)象的受力情況，是有效解決力學(xué)問(wèn)題的關(guān)鍵。這就要求我們?cè)趯W(xué)習(xí)高中物理的時(shí)候?qū)W好對(duì)物體進(jìn)行受力分析。正確分析出物體的受力情況，是解決力學(xué)問(wèn)題的關(guān)鍵，希望能夠引起同學(xué)們的足夠重視。

2 物體的受力分析

2.1 定義

所謂物體的受力分析就是在特定的物理環(huán)境下全部找出研究對(duì)象所受到的力，并通過(guò)受力示意圖畫(huà)出相應(yīng)的力，整個(gè)分析的過(guò)程叫做受力分析。

2.2 受力分析的三個(gè)判斷依據(jù)

主要依據(jù)有：①由力的概念出發(fā)做出判斷，尋找研究對(duì)象所受力的施力物體。②由力的條件出發(fā)做出判斷，尋找研究對(duì)象所受力產(chǎn)生的原因。③由研究對(duì)象受到力的效果出發(fā)做出判斷，判斷研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否發(fā)生改變或者研究對(duì)象是否發(fā)生形變。

3 高中同學(xué)在對(duì)物體進(jìn)行受力情況分析的時(shí)候存在的問(wèn)題

3.1 對(duì)物體所受力分析不全

由于同學(xué)在對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析時(shí)，對(duì)諸如作用力和反作用以及幾個(gè)力是屬于共點(diǎn)力的關(guān)系的概念模糊，在進(jìn)行受力分析時(shí)沒(méi)有將所有的受力情況分析清楚，這就容易對(duì)研究對(duì)象的的受力產(chǎn)生偏差，不能準(zhǔn)確的進(jìn)行受力分析。

3.2 物體平衡狀態(tài)了解不多

由于同學(xué)對(duì)研究對(duì)象是否處于平衡狀態(tài)的情況不了解，這就導(dǎo)致在對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析時(shí)無(wú)法做到準(zhǔn)確全面，無(wú)法確定究竟是哪些力使物體處于平衡態(tài)或者非平衡態(tài)，這些是進(jìn)行正確受力分析的基礎(chǔ)。

3.3 缺乏選擇正確的解題技巧的能力

在分析研究對(duì)象的受力情況時(shí)，可以根據(jù)不同情況選擇合適的受力分析方法，包括三角形法則、正交分解法以及平行四邊形法則等，但是由于同學(xué)對(duì)每一種受力分析法的特點(diǎn)不了解，造成很多同學(xué)在進(jìn)行解題時(shí)不知道該如何選擇合適的方法。

4 受力分析的思路和基本步驟

4.1 明確研究對(duì)象，靈活選擇

在對(duì)物體進(jìn)行受力分析前，正確選擇研究對(duì)象是關(guān)鍵，并將研究對(duì)象進(jìn)行隔離，單獨(dú)分析。依據(jù)題目要求以及解題需要，進(jìn)行受力分析的對(duì)象可以是個(gè)體，例如：節(jié)點(diǎn)、質(zhì)點(diǎn)、物體，還可以是由若干個(gè)個(gè)體構(gòu)成的系統(tǒng)。假如所要解決的問(wèn)題里是包含多個(gè)研究對(duì)象的個(gè)體，我們可以將這個(gè)系統(tǒng)分拆為幾個(gè)個(gè)體來(lái)分析，之后將系統(tǒng)中的某個(gè)個(gè)體隔離出來(lái)單獨(dú)分析，作為一個(gè)獨(dú)立的研究對(duì)象，這是一種重要的解題思路。同時(shí)在實(shí)際解決問(wèn)題中還可以將若干個(gè)個(gè)體組成一個(gè)系統(tǒng)來(lái)分析，作為一個(gè)整體的研究對(duì)象，這樣可以有效地使解題過(guò)程簡(jiǎn)化。因此，在我們實(shí)際解答物理力學(xué)問(wèn)題時(shí)，一定要從問(wèn)題的實(shí)際情況出發(fā)，選取正確的研究對(duì)象，靈活多變，這樣可以使復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)易化，有效提高做題效率，加深知識(shí)點(diǎn)理解。

4.2 按照一定的順序進(jìn)行受力分析

首先要明確題目中已提到的已知力，然后就是場(chǎng)力如重力、磁場(chǎng)力、電場(chǎng)力。之后為與研究對(duì)象接觸的接觸力，例如常見(jiàn)的摩擦力以及彈力。除此之外，還要從研究對(duì)象的四周出發(fā)，進(jìn)一步確定有多少物體與研究對(duì)象有接觸面或是接觸點(diǎn)，每個(gè)與研究對(duì)象接觸的接觸面或者接觸點(diǎn)都可能存在兩個(gè)接觸力，之后根據(jù)摩擦力和彈力產(chǎn)生的條件一一進(jìn)行有效分析，在接觸力中一定是先有彈力，然后才會(huì)有摩擦力，這主要是由于摩擦力是在有彈力的接觸面上產(chǎn)生的，最后再確定其他可能存在的力。

4.3 畫(huà)出受力示意圖，并結(jié)合題中所給條件檢驗(yàn)

在畫(huà)受力分析圖時(shí)，一般只對(duì)根據(jù)性質(zhì)命名的力進(jìn)行分析，如重力、摩擦力、彈力、磁場(chǎng)力、電場(chǎng)力、分子力和合力等，根據(jù)受力效果命名的力一般不進(jìn)行分析，如下動(dòng)力、滑力、阻力以及向心力等。在進(jìn)行受力分析時(shí)一般只分析研究對(duì)象受到的力，而研究對(duì)象向別的物體產(chǎn)生的力一般不進(jìn)行分析。同時(shí)還應(yīng)注意不要錯(cuò)誤地認(rèn)為存在“力的傳遞”，即不要錯(cuò)誤的認(rèn)為把作用在不是研究對(duì)象上的力，會(huì)通過(guò)傳遞作用到研究對(duì)象上，一定要糾正這種錯(cuò)誤想法。為了防止在研究對(duì)象上出現(xiàn)“多力”現(xiàn)象，一個(gè)有效的措施就是，作用在研究對(duì)象上的每個(gè)力都要找到施力物體，通過(guò)這種方式可有效防止這種錯(cuò)誤產(chǎn)生。因?yàn)椴淮嬖谑┝ξ矬w不存在的力。

除此之外，為了進(jìn)行正確的受力分析，物體所處的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)也必須被考慮到。物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同，所受到的力不同，因此一定要注意物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，這樣才能進(jìn)行正確的受力分析。例如：隨傳送帶一起沿著傳送帶運(yùn)動(dòng)的物體，假如此時(shí)突然進(jìn)行加速運(yùn)動(dòng)，則研究對(duì)象所受摩擦力必定向前；假如此時(shí)傳送帶突然做減速運(yùn)動(dòng)，則研究對(duì)象所受摩擦力必定向后；假如傳送帶一直做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，則此時(shí)研究對(duì)象不受摩擦力。

5 力學(xué)部分常用的分析方法：隔離法和整體法

將要分析的研究對(duì)象從相關(guān)體系中分離出來(lái)單獨(dú)研究，這種方法叫做隔離法，只研究其他物體對(duì)研究對(duì)象的作用力，而不考慮研究對(duì)象對(duì)其他物體的作用力。隔離法的主要優(yōu)點(diǎn)是：能夠清晰地看出研究對(duì)象的受力情況，將物理問(wèn)題簡(jiǎn)單化，處理起來(lái)比較便于理解、方便、簡(jiǎn)單。一般在研究系統(tǒng)內(nèi)各物體或一個(gè)物體的各個(gè)部分間的相互作用時(shí)用隔離法。整體法是從局部到全局的思維過(guò)程，是系統(tǒng)論中的整體原理在力學(xué)中的應(yīng)用。它的優(yōu)點(diǎn)是：通過(guò)整體法分析物理問(wèn)題，可以弄清系統(tǒng)的整體受力情況，從整體上揭示事物的本質(zhì)和變化規(guī)律，從而避開(kāi)了中間環(huán)節(jié)的繁瑣推算，能夠靈活地解決問(wèn)題。通常在分析這一整體對(duì)象之外的物體對(duì)整體的作用力（外力），不考慮整體內(nèi)部之間的相互作用力（內(nèi)力）時(shí)，用整體法。整體法和隔離法是力學(xué)部分常用的分析方法?？梢韵雀綦x再整體，也可以先整體再部分隔離。這就是整體法與隔離法的綜合應(yīng)用?？捎帽?進(jìn)行系統(tǒng)總結(jié)。

6 在對(duì)物體的受力進(jìn)行分析的時(shí)候應(yīng)該注意的問(wèn)題

（1）在每一作用力進(jìn)行受力分析時(shí)，一定要找到這個(gè)力的方向、作用點(diǎn)以及力的大小。

表1 整體法與隔離法

（2）移動(dòng)力的作用點(diǎn)可以將多個(gè)力移到同一作用點(diǎn)，這樣可以使分析得到有效簡(jiǎn)化。

（3）在對(duì)作用力與反作用力進(jìn)行分析時(shí)，一定要搞清楚分力與合力的關(guān)系，避免出現(xiàn)重復(fù)記錄和重復(fù)計(jì)算。

（4）在進(jìn)行受力分析時(shí)，只對(duì)研究對(duì)象所受的力進(jìn)行分析，對(duì)研究對(duì)象向其他物體所施加的力不考慮。

7 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上文分析我們知道要想解決好高中物理物體受力分析問(wèn)題，在解決物理問(wèn)題之前，我們一定要了解正確解答高中物理力學(xué)問(wèn)題的步驟。在我們具體解答力學(xué)問(wèn)題時(shí)：①一定要明確自己的研究對(duì)象，明確研究對(duì)象所受的力以及這些力的作用。一般我們都是通過(guò)物體的受力示意圖表示，通過(guò)物體的受力示意圖我們可以直觀的研究出所受力的方向、作用點(diǎn)、力的大小。②我們要對(duì)物體的受力示意圖所表示的力進(jìn)行全面的分析，分析這些力的性質(zhì)，是否屬于重力，是否屬于彈力，還是摩擦力。③在分析研究對(duì)象的受力情況時(shí)，可以根據(jù)不同情況選擇合適的受力分析方法，包括三角形法則、正交分解法以及平行四邊形法則等。④我們還要確定研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同，所受到的力一般不同，因此一定要注意物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，這樣才能進(jìn)行正確的受力分析。除此之外，還要研究整個(gè)過(guò)程，保證分析問(wèn)題的正確性?？偠灾M(jìn)行正確的受力分析是學(xué)習(xí)高中物理的基礎(chǔ)，是研究力學(xué)問(wèn)題的重要方法。要引起同學(xué)們的足夠注意，在整個(gè)高中物理課程中占有重要地位。

[1]楊澤民，楊文婷.中學(xué)物理力學(xué)實(shí)用教學(xué)內(nèi)容研究[J].陰山學(xué)刊（自然科學(xué)版），2015（03）.

[2]周昕，潘長(zhǎng)寧，何軍.普物力學(xué)與理論力學(xué)教學(xué)銜接問(wèn)題的探討[J].教育教學(xué)論壇，2014（49）.

[3]孫長(zhǎng)旺.在高中物理教學(xué)中應(yīng)用問(wèn)題教學(xué)法的對(duì)策分析[J].科教導(dǎo)刊（中旬刊），2015（09）.

G633.7

A

1004-7344（2016）02-0026-02

2015-11-10

陳韋淇（2000-），女，高中生。