学好高中物理从受力分析开始

邝力元

【摘要】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。

【关键词】高中物理;受力分析;整体法;隔离法

分析物体的受力情况，确定物体的运动状态，从而找出物体在各种情况下满足的关系式，是整个高中物理解决问题的一个重要思想方法。

一、受力分析的概念及在物理学中的地位

高中物理中“受力分析”是将研究对象看作为独立的物体，将它从周围的物体中隔离出来，根据力产生的条件，按照一定的顺序，分析它所受到的外界的作用力。并画出力的示意图的过程。“受力分析”贯穿整个高中物理教学内容。力学、电磁学、热学等都涉及到受力分析，所以受力分析的地位及重要性不言而喻。

二、受力分析的基本步骤

（一）明确研究对象

在进行受力分析时，研究对象可以是质点、结点、单个物体，也可以是保持相对静止的若干个物体（整体）。灵活地选取研究对象可以使比较复杂的问题简单地得到解决。

（二）受力分析的顺序

先分析场力（重力、电场力或安培力等），再分析主动力（如已知拉力），然后是弹力（支持力或压力），最后是摩擦力。“重力一定有，弹力看四周，摩擦分动静，方向要判准”。弹力和摩擦力都是接触力，先看研究对象与其他物体有几个接触面（点），每个接触面对研究对象可能有两个接触力，应根据弹力和摩擦力的产生条件逐一分析。

（三）注意事项

1.只分析根据性质命名的力，如重力、弹力、摩擦力，不分析根据效果命名的力，如下滑力、动力、阻力、向心力等。

2.只分析研究对象受到的力，不分析研究对象对其他物体所施的力。也不要把作用在其他物体上的力，错误地认为通过“力的传递”而作用在研究对象上。

3.避免“多力”，每分析一个力，都应能找出施力物体，找不出施力物体的力是不存在的。

4.分析物体受力时，还要考虑物体所处的状态，物体所处的状态不同，其受力情况一般也不同。

三、受力分析的常用方法

根据涉及的物体个数和解题需要，常用的受力分析方法可分为两种：

（一）隔离法

隔离法就是把要分析的物体从相关的物体体系中隔离出来，作为研究对象，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。它的优点是：容易看清单个物体的受力情况，问题处理起来比较方便、简单，便于理解。在分析系统内各物体（或一个物体的各个部分）间的相互作用时用隔离法。

例1：如图所示，A、B、C三木块叠放在水平桌面上，对B木块施加一个水平向右恒力F，三木块共同向右匀速运动，三木块的重力都是G，分别画出三木块受力示意图。

分析：要对三木块进行受力分析，隔离法是唯一的选择。但隔离顺序的选择要讲究一点技巧，通常按照受力个数从小到大的次序进行，“重力肯定有，弹力看四周”，整个处理过程会简单一些。

解：隔离A木块分析，周围只有木块B和A接触，接触处也有弹性形变，因此B对A有向上的弹力;分析摩擦力，结合受力分析的第二原则可知，A、B间不可能有静摩擦力存在，否则A不可能向右匀速运动。

隔离B木块分析，周围除了拉力F的施力物体与B接触外，还有木块A、C分别与B接触，且接触处均有弹性形变，因此A对B有向下的弹力，C对B有向上的弹力;分析摩擦力，根据牛顿第三定律，A对B没有静摩擦力，但B相对于C有向右滑动的趋势，所以C对B产生水平向左的静摩擦力。

隔离C木块分析，木块B、地面分别与C接触，接触处均存在弹性形变，因此B对C有向下的弹力，地面对B有向上的弹力;分析摩擦力，根据牛顿第三定律，B对C有水平向右的静摩擦力，而C相对于地面有向右滑动的趋势，所以地面对C产生水平向左的静摩擦力。

（二）整体法

整体法是从局部到全局的思维过程，是系统论中的整体原理在力学中的应用。它的优点是：能从整体上揭示事物的本质和变化规律，从而避开了中间环节的繁琐推算，能够灵活地解决问题。通常在分析这一整体对象之外的物体对整体的作用力（外力），不考虑整体内部之间的相互作用力（内力）时，用整体法。

例2：如图所示，A、B两个长方形物体静止地叠放在倾角为α的斜面体上，斜面也处于静止状态，设A、B的重力大小分别为GA、GB，试斜面对B产生的摩擦力。

分析：按照常规思维，要想求斜面对B的摩擦力，必须先搞清A对B的压力和静摩擦力，这又需要先去分析A的受力，因此求解过程分两步才能完成。但是换个角度看，既然A、B两个物体运动状态完全相同，何不将它们看成一个整体的两个部分？任一部分和其它物体间的相互作用力，都可以看成整体和其它物体间的相互作用力，反之亦然。这就是整体法处理问题的基本原理。

解：将A、B组成一个整体，整体受力如图。

斜面对整体产生的摩擦力属静摩擦力，不能使用Ff=μFN計算，此题只能利用平衡条件求解。将整体的重力按效果进行分解。

沿斜面方向Ff与（GA+GB）sinα相互平衡，所以Ff=（GA+GB）sinα方向沿斜面向上。

总之，高中物理学习的过程中，受力分析在各个环节中普遍的使用，具有重要的现实作用和意义，是学生学好高中物理的钥匙！

参考文献：

[1]蔡憬波. 浅谈高中物理“受力分析”[J]. 物理教学探讨2017（11）.

[2]樊超磊.高中物理力学题受力分析有效性之初探.中学物理教学2017（10）

[3]王宜国. 浅谈学好高中物理“受力分析”的重要性.文化教育 2012（5）

[4]中国大百科全书，物理学，Ⅱ.中国大百科全书出版社，1987，7，1版

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