学会“三板斧”受力分析易搞掂

江传勇

作者按：在“隋唐演义”的故事中有一位好汉给人留下极其深刻的印象，那就是凭借“三板斧”功夫屡建奇功的程咬金。尽管只在梦中学会了三招斧法，但却用这三板斧打败众多好手闯下个“混世魔王”的响亮名头。可见虽只三板斧，但却简单、实用、有效。学习物理时我们也可借鉴程咬金的“三板斧”经验，归纳简捷实用的套路提高解决物理问题的能力。

初高中物理学的内容无外乎“力、热、声、电、光”几大部分，其中力学的学习首当其冲，之所以放在最前是有其深刻的科学性的。因为力学的学习能够很好的培养学习者的物理思维模式，这种思维模式的建立对于物理学今后的学习是至关重要的。所以一定要学好力学，为以后的学习打好基础。但力学部分又是物理学的一大难点，尤其力学中的受力分析更是让许多同学一头雾水思维混乱，常因此畏惧物理学习。在此本人结合多年的教学经验为大家总结一个简单、有效的受力分析套路，姑且名为“程式三板斧受力分析法”。

程式三板斧受力分析法：

第一斧：明确对象、找准目标——受力对象（受力体）

第二斧：弄清物体所处运动状态

第三斧：根据物体所处状态，运用牛顿运动定律进行受力分析。

下面分别予以阐述：

一、“第一斧”确立对象、找准目标（即明确受力体）

正如程咬金遇敌，首先高举大斧，力劈华山，照着敌首就是一斧。这一斧着实厉害，那就是目标明确而精准。这种心无旁骛直击要害的方法是解决问题、特别是复杂问题的关键。我们在对物体进行受力分析时，常常会遇到相互关联的多个物体，如果我们不能明确分析对象，眉毛胡子一把抓就会陷入混乱。原则：分析受力一次只能确立一个受力对象，其他所有与之相关联的物体都被定义为施力体。

例一：如图一所示

我们分别可以：

（1）物块A；（2）物块B；

（3）A+B整体（A与B相对静止需要时可看作一体）；

为受力对象进行受力分析。

二、“第二斧”弄清物体所处运动状态

许多同学在分析物体受力时常常忽略物体所处状态（这些状态有的是题设明确给出的，有的则是隐含在给定条件中需要我们去分析判断的），在没有搞清楚状况的情况下就急于出手，结果只能是南辕北辙找不到方向。让我们看看程咬金是如何使出第二招的吧，程式第二招：小鬼剔牙——掉转斧头用斧纂即斧柄尾攻击对方面门。之所以使用此招是因为搞清楚了对手的状态，对方应对第一招力劈华山大多会举起武器横架当头砍下的一斧，这样正前方部位皆空，程咬金用斧柄尾顺势倒击，正是预判出了敌人的状态，否则不知敌情胡乱出招又怎得要害？受力分析也是如此，只有弄清物体所处状态才能运用牛顿运动定律来判断物体受力情况。

例二：如图二所示，重量为G的物体A处于斜面上（不受其他外力作用），试分析其受力情况。

分析：此题如果只有现在的题设条件我们将只能判断物体受重力及斜面支持力作用，而无法判断与斜面间的摩擦力，因为不知道物体所处状态，在不同的状态下将会产生不同的摩擦力。下面我们分析几种情况

（一）、A保持静止状态

根据牛顿第一运动定律：当物体不受外力作用或者受平衡力作用时将保持静止或匀速直线运动状态。

我们推断A物将受到平衡力作用，由此我们可以判断出所受摩擦力方向应该沿斜面向上，为静摩擦力，受力如圖三所示

（二）、匀速下滑

同样我们根据牛顿第一运动定律可判断A物受平衡力作用，此时受斜面给它的滑动擦力方向如图四所示

（三）、加速下滑

这种状态又分两种情况，不同的情况受力不同

第一种情况：斜面为光滑斜面

这种情况物块A与斜面无摩擦力作用物体将在重力和斜面支持力的合力下做匀加速运动（牛顿第二定律）（图五所示）

第二种情况：斜面为粗糙斜面

斜面粗糙，A与斜面有相对运动和挤压，故此会产生与相对运动方向相反的滑动摩擦阻力，此时由于A物所受重力和支持力的合力大于所受滑动摩擦力故作加速下滑动。 （图六所示）

综上所述，对应不同的运动状态，物体的受力情况有很大差异，之所以如此在于力与运动是有关联的：力是改变物体运动状态的原因。只有弄清了物体的运动状态才能判断现象背后的本质：物体的受力情况。于是在前两步的基础上我们使出第三招杀手锏。

程咬金的杀手锏：掏耳朵，当对方用铁板桥躲过第二招，两马错蹬起身时，程咬金用斧横扫，敌人大多被斩落马下。对于一般的高手，前两招可说是准备功夫，目的是为了这第三招的杀着。

同样，我们确定对象、弄清物体的状态最终是为了第三步——受力分析。

三、“第三斧”根据物体所处运动状态，运用牛顿运动定律进行受力分析。 要做好这一步必须充分理解牛顿运动三定律的内涵。

牛顿第一定律：物体在不受外力作用或者受平衡力作用时将保持静止或匀速直线运动状态。

内涵解析：此条件和结果互为因果可相互推证，当一个物体不受外力作用时将会保持原来的运动状态，即保持原来的静止状态或者以原有的速度作直线运动，当受平衡力时亦然。在此有一个特例需要说明：如果物体在某一方向上不受力或受平衡力则在此方向上将保持原有运动状态（静止或匀速直线运动）

牛顿第二定律：物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比.

内涵解析：牛顿第二定律阐述了力和运动之间的关系，指出力是改变物体运动状态（产生加速度）的原因，而不是使物体运动的原因，如果物体的运动速度发生改变，则必然是外力作用的结果。

牛顿第三定律：相互作用的两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。

内涵解析：此定律揭示了物体间的作用力总是相互的，这种相互的作用力具有同时性、同性性，即作用力和反作用力同时产生同时消失且性质相同。这对于我们分析受力时可以起到很好的辅助参考作用。

下面我们用实例学习这三部曲分析法

例三：如图七所示，A、B、C三个物块叠放于水平地面，三者保持相对静止，试分析在拉力F的作用下：A可分别处于 （1）匀速直线运动；（2）匀加速直线运动时，A、B、C的受力情况并判断摩擦力的性质。 （不计空气阻力）

图七所示 题设分析：

此题给出了A、B、C三者间保持相对静止，则A、B、C三者运动状态是相同的，知道A的状态B、C状态即确定。

但有一个隐含条件不清楚，ABC之间及A与地面间的摩擦力状况不清楚，对此我们可根据运动状态进行推断。当A处于加速状态时，A、B、C间依然能保持相对静止则我们可推断B和C将受到靜摩擦力作用；又根据A在F作用下可处于匀速直线运动状态推断出A受到地面给它的滑动摩擦力作用。

解题思路：经过上面的分析我们根据已有条件，按照“三板斧”的步骤，分别以A、B、C为目标对象进行受力分析。

在此我们遵循一个由简到繁的原则按C、B、A的顺序进行分析，因为C物块受力最少，B次之。

例题解答：

（一）当A处于匀速直线运动状态时，B、C也处于匀速直线运动状态，根据牛顿第一定律三者均受到平衡力作用。

物块C受重力和B对C的支持力作用

物块B受重力、C对B的压力、A对B

的支持力作用

物块A受重力、B对A的压力、地面支F 持力、拉力F及地面给A的滑动摩擦（图十所示）

（由于作匀速直线运动，ABC之间将不产生摩擦力）

错误思路一：当B、C随A一起向右运动时，许多同学会觉得应该受到一向右的力而得出BC受静摩擦力作用，其实我们可以C为例进行反证：假设C受B给它的向右的静摩擦力作用，由于在水平方向无其他外力作用，则C在水平方向上将受非平衡力作用，其状态将是加速向右运动而不会保持匀速直线运动，同样由于BC间无静摩擦力，AB间也无静摩擦作用。另外我们也可通过ABC三者相对静止皆作匀速直线运动，其间无相对运动及相对运动趋势判断ABC间无摩擦力。

错误思路二：A与C存在压力和支持力作用。由于C处于A上方故认为C会压迫A给A以压力，而A似乎也在支撑C从而给C以支持力。

产生这个错误的原因在于没有弄清压力和支持力的概念。压力和支持力属弹力范畴，弹力发生在两个相互接触因挤压发生形变的物体间，虽然C通过B而对A有影响，但由于AC无接触并不产生弹力作用。

（二）当A在F作用下向右作匀加速运动时，B、C也同步作加速运动，竖直方向受力同（一），水平方向A、B、C受向右的净合力产生加速度。

C受B施加的水平向右的静摩擦力Fbc

B受C施加的水平向左的静摩擦力Fcb

（Fbc的反作用力）及A施加的水平向右

的静摩擦力Fab，Fab>Fcb.

A受B施加的静摩擦力Fba（Fab

的反作力）、地面施加的滑动摩擦力Fa

及拉力F ，F>Fa+Fba

结束语：

程式三板斧简洁实用，威力显著。概因其洞察先机、攻其必救，其程序几乎为命令式。但物理问题千变万化，我们需要牢固掌握物理概念，深刻理解物理定律内涵，综合分析各种条件，透过现象看本质方能圆满地解决问题。然事有难易、其理相通，简明程序、把握正确的思路不失为行之有效的方法。

（图九所示）