如何打好受力分析的基础

刘兆强

【摘要】受力分析是高中物理的难点，很多学生由于没有掌握好受力分析的知识，从而对物理产生了恐惧，进而放弃了对物理学的学习，本文针对受力分析的解决问题的方法进行了详细的阐述.

【关键词】高中物理；受力分析；弹力；摩擦力

受力分析渗透于高中物理各重要章节之中，是高中物理的重点和难点只有学生熟练地掌握受力分析的方法，才能更好地学好力学知识.本文针对如何打好受力分析的基础展开研究，帮助老师和学生研究出其中的相关规律，以促进同学们更好地学习物理.

1 受力分析的前提条件（力学知识的储备）

1.1 画好力的示意图

用带箭头的有向线段来表示力的方向和作用点，不需准确标度力的大小.如图1所示.

1.2 掌握三种基本力的方向

（1）重力的方向：竖直向下，如图2所示.

（2）常见模型中弹力的方向，如图3所示.

例1 请画出下列各图4中A物体所受弹力的示意图.

解析 在图中，A的接触面是平面的，所受弹力垂直于平面指向A，A的接触面是曲面的，所受的弹力垂直于切面指向A，绳上的弹力沿绳指向绳收缩的方向，弹簧的弹力沿弹簧指向弹簧恢复形变的方向.答案如图5所示.

（3）摩擦力的方向：

静摩擦力方向与相对运动趋势方向相反，滑动摩擦力方向与相对运动方向相反.

例2 如图6所示，将A，B两物体叠放在水平地面上，施加水平力F作用在A上，使二者一起向左做匀速直线运动，则下列说法正确的是（）

（A）A，B之间不存在摩擦力.

（B）A所受B的摩擦力水平向左.

（C）B所受A的摩擦力水平向左.

（D）B受地面的摩擦力为静摩擦力，方向水平向右.

解析 A做匀速运动，所受合力为零，根据水平方向二力平衡，B对A的摩擦力必与F大小相等方向相反，选项（A）（B）错误；由牛顿第三定律，A，B之间的作用力大小相等方向相反， B所受A的摩擦力方向水平向左，所以选项（C）正确； A，B整体向左匀速运动，地面给B的摩擦力为滑动摩擦力，方向与运动方向相反，水平向右，故选项（D）错误．答案为（C）.

2 受力分析的具体方法和步骤（力学知识的应用）

2.1 受力分析的一般顺序

先分析重力，再分析接触力，环绕物体一周，找出每一个接触位置，每个接触位置上都要分析两次，即分析弹力的有无和摩擦力的有无，最后分析其他外力．

2.2 按步骤进行受力分析

（1）研究對象要明确，可以是一个物体或物体的一部分，也可以是某个结点或几个物体组成的整体.

（2）按照受力分析的一般顺序，逐个确定物体受到哪些力的作用.

（3）画出受力示意图，中学阶段一般将物体所受的各个力集中画在同一个作用点上.

（4）最后对受力分析的结果进行检查，检查每一个力都对应一个施力物体.

2.3 受力分析时应注意的几个问题

（1）对物体受力分析时，只分析外界对物体所施加的力，不要分析物体对外界施加的力，作用在其他物体上的力不可理解为通过“力的传递”作用在研究对象上.

（2）在分析物体受力时，要找出每一个力的施力物体，不能无中生有.

（3）合力和分力不能重复进行受力分析.

（4）系统内力不在受力图中出现，但隔离分析时，内力变外力，就要画在受力图上.

（5）当物体运动状态改变时，就要重新判定未知力的有无及方向.

（6）对物体受力分析要严谨，研究外部作用时要看整体，研究内部相互作用时要隔离.

例3 根据情景对图7中的物体A受力分析，并画出受力示意图.

（1）图甲中物体A静止在粗糙的斜面上.

（2）图乙中系有细绳的球A静止在光滑的球面上.

（3）图丙中均匀杆A被细绳拉住而静止在粗糙的水平面上.

解析 （1）A受重力，斜面对A的支持力，由假设法可判断静摩擦力方向沿着斜面向上，故受力示意图如图8所示；（2）球A受重力，绳对球A的拉力，球面对球A的支持力，故受力示意图如图9所示；（3）杆A受重力，地面对杆A的支持力，细绳对杆A的拉力，由于拉力水平方向的分力向左，则地面对杆A有水平向右的摩擦力f，故受力示意图如图10所示.

总之，学会受力分析对高中物理的学习有莫大的益处.