浅谈高中物理物体受力分析问题及思考

王丽芳

牛顿曾经思考苹果为什么会落地？现实生活中你是否注意过，为什么物体的运动状态会改变？是因为物体受到了力的作用。要研究物体的运动，首要的一点便是要对物体所受到的力进行全面的分析。在高中物理中，要想解决力学问题，必须先分析清楚物体受到的力。正确分析出物体的受力情况，是解决力学问题的关键。高中物理受力分析问题在高中物理中，力学占据着很重要的地位，要想全面学习好高中物理，学好力学是关键，而要学习好力学，关键就是对物体的受力情况进行准确的分析。把物体的受力情况全部分析出来，是解决力学问题的钥匙。这就要求我们在学习高中物理的时候学好对物体进行受力分析。一、受力分析物体运动状态的改变是因为受到了力的作用，而受到哪些力的作用，有哪些力作用在这个物体上，这是我们分析物体受力之前应该清楚的。1.按照顺序分析受力情况在日常生活中，我们一般考虑三种力的作用，分别是重力、弹力和摩擦力。生活在地球上都会受到重力的影响，因此先考虑重力的情况。而摩擦需要由弹力产生，因此第二个需要考虑的是弹力，最后再考虑摩擦力，三种力分别用G、FN和Ff表示。2.确定受力个数，明确受力方向力的作用是相互的，有受力物体必定有施力物体，要想确定受力的情况，可以从施力物体下手。首先，是重力，由于重力的施力物体是地球，因此重力只能是唯一的。其次，是弹力，弹力产生的条件首先是由施力物体和受力物体相接触，但是两个相互接触的物体不一定有弹力的作用，需要从物体的形变或物体的平衡角度来分析是否存在弹力，一般来说弹力的方向都是垂直于接触面，并且指向受力的物体。而两个物体接触很多时候会产生摩擦力，而对于摩擦力产生的条件首先是两个物体有接触并且存在压力的时候，而阻止这两个物体产生相对运动的切向阻力我们就叫做摩擦力。但是，两个相互接触的物体不一定有摩擦力的存在。在分析摩擦力的产生必须要满足4个条件：第一，是两个物体的表面要粗糙；第二，是两个物体之间要有弹力的作用；第三，是两个物体之间必须要相对运动或者相对运动的趋势；第四，就是物体之间必须要有接触。按照摩擦力的不同，又可以分为滚动摩擦，滑动摩擦和静摩擦。二、力学的常用分析方法1.整体法从政治哲学的角度讲，整体是由部分组成的。所谓的整体法，就是指从局部思维到全局思维的过程，是系统理论中的整体原理在力学中的应用。整体法的优点是：应用整体法分析物理问题，可以系统的弄清整体的受力情况，这样可以有效的避开中间的繁琐推算环节，能使受力问题得到灵活地解决。整体法一般用在分析这一整体对象之外的物体对整体的作用力，不考虑整体内部之间的相互作用力。2.隔离法所谓的隔离法，是指把要分析的物体从相关的物体体系中分离出来，作为受力物体的研究对象，只分析该研究对象以外的物体对该对象的作用力，不考虑研究对象对其他物体的作用力。隔离法的优点是：比较容易分清单个物体的受力情况，处理问题比较方便、简单，便于对受力物体的理解。在分析系统内部各个物体间的相互作用力时用隔离法比较好。三、对力的关系的分析由于物体在受到力的作用时会处于平衡或者非平衡状态，这就要求我们对物体处于这两种状态来进行力的分析。1.物体处于平衡状态的受力分析物体处于平衡状态下物体受到的合外力为零，计算合力的方法有：第一，是力的合成法。当物体受到三个力的作用而保持平衡时，可以先求出其中两个力的合力，求出的这个合力必定与第三个力平衡。第二，是力的分解法。当物体受到三个力作用的而保持平衡时，可以先将其中一个力沿着另外两个分力的方向进行分解，在每个分力的方向上合力都为零。第三，是力的正交分解法。当物体受到多个力的作用而保持平衡时，我们经常采用的是正交分解法，以力的作用点做为坐标原点建立起平面直角坐标系，将受到的力都分解到这两个直角坐标系的方向上，则可以得出在这两个方向上合力都为零。2.物体处于非平衡状态下的受力分析当物体处于非平衡状态下时，物体的运动状态就会发生改变，在运动过程中产生加速度，这就需要运用牛顿的第二定律F=ma来寻找各个力之间的关系。通常采用的求合力方法是正交分解法：即取物体运动的方向为a方向，垂直于物体运动方向的方向为b方向。如果物体在作直线运动，则合力在a方向上；如果物体在作匀速圆周运动，那么合力则在b方向上，再通过求合力与分力的关系计算其它的力。四、受力问题例题解析例1.如图甲所示，物体A靠在竖直墙壁上，在力F的作用下，A、B保持静止。物体B受力个数是多少？解析：如乙图所示，物体B受到竖直直向下的重力，受到竖直向上的外力和A对B的压力以及A对B的摩擦力共四张力。例2.两个大人与一个小孩沿河岸拉一条船前进，两个大人的拉力分别为F1=400N，F2=320N，它们的方向如图1所示.要使船在河流中平行河岸行驶，求小孩对船施加的最小力的大小和方向？

答案及解析：为了使船沿中央航线行驶，必须使得船在垂直于中央航线方向上的合力等于零。因此，小孩拉力的垂直分量必须与两个大人拉力的垂直分量平衡，即要求小孩的拉力最小，应使小孩的拉力就在垂直于岸的方向上。五、对物体受力分析的思考要想做好高中物理物体受力分析问题的题目，首先要明确，解答力学问题的步骤。在解答力学题目的过程中，首先，便是明确物体受到哪些力的作用。这里一般是要求能画出一个物体受力示意图，这样能够比较直观的分析出物体的受力个数。其次，是对标出的物体受到的力进行全面的分析，哪些属于重力，哪些属于弹力，哪些属于摩擦力。再次，是确定使用什么方法来分析受力情况，一般有整体法和隔离法两种。第四，就是确定物体的运动状态，看物体是处于运动还是静止状态，好对物体受力进行计算。最后，就是认真分析做力学题的整个过程，确保分析的正确性。六、结语通过上文可以得出，想要对物体进行受力分析，不但要结合物体的运动状态（包括平衡状态和非平衡状态），分析物体受力的总数目，分析每个力的性质、大小和方向。还要积极利用图形，完好地展示出物体受力的过程，能够对受力的物体有个直观的了解，利于受力问题题目的解题。对物体正确地进行受力分析是求解力学问题必不可少的一个关键，在整个高中物理的学习中都占有极其重要的作用。

参考文献：

[1]王友浩.对物体进行受力分析时应注意的几个问题[J].中学生数理化（高一版），2007，（06）：22-35.

[2]陆光华.如何对物体进行正确的受力分析[J].中学生数理化（高一版），2011，（04）：36-39.

[3]李永森.受力分析及其应用[J].成功（教育），2011，（01）：68-70.