高中物理物體受力分析及解題思路

摘要：受力分析作為高中物理知識(shí)學(xué)習(xí)中的重點(diǎn)，不管是在期末考試還是在高考中都會(huì)涉及到一定數(shù)量的受力分析，正確的受力分析是解答問題的前提，一旦受力分析出錯(cuò)，后續(xù)的計(jì)算自然也就不會(huì)正確。本文主要探討的是高中物理物體受力分析及解題思路。

關(guān)鍵詞：高中物理；受力分析；解題思路

高中學(xué)習(xí)在學(xué)生整個(gè)學(xué)習(xí)生涯中具有承上啟下的重要作用，在高中物理中力學(xué)作為一個(gè)重點(diǎn)，同時(shí)也是一個(gè)難點(diǎn)。力學(xué)難點(diǎn)在于對不同狀態(tài)下物體的受力分析，依靠受力分析對物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)做出判斷。本文根據(jù)相關(guān)物理學(xué)知識(shí)，對高中物理物體受力分析及解題思路問題進(jìn)行探討。

一、受力分析概述

根據(jù)物理學(xué)知識(shí)可知，力是物體對物體的作用，而力在產(chǎn)生過程中并不一定要求兩個(gè)物體進(jìn)行接觸，常見的力多為接觸力。當(dāng)物體受到外力作用后，物理的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)會(huì)發(fā)生改變，當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生過程中需要通過對物體所受到的力進(jìn)行全面的分析。

在高中物理力學(xué)分析中，通常是按照一定的順序進(jìn)行分析，通過一定的順序進(jìn)行力學(xué)分析，能夠避免對部分受力的遺漏。比如：所有物體都會(huì)受到重力作用，因而在受力分析中，重力是首先需要考慮的；在重力作用下，物體還有彈力的存在，因而彈力也是受力分析中需要考慮的；彈力作用小，還需要進(jìn)一步考慮摩擦力以及其它外界力。最終分析完成后的力學(xué)分析需要和物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)保持一致。

力屬于一種矢量，不僅有大小，而且還有方向，因而在受力分析中應(yīng)兼顧力的大小、方向，力的方向需要根據(jù)受力個(gè)數(shù)進(jìn)行確定，這是因?yàn)榱Φ淖饔檬窍嗷サ?。眾所周知，重力的方向總是豎直向下，重力大小和物體質(zhì)量有關(guān)，對應(yīng)的計(jì)算公式為：G=mg；在彈力分析中，彈力是由于物體接觸并發(fā)生形變后所產(chǎn)生的力，在彈力分析中需要考慮力的平衡以及接觸面形變情況等，通常情況下，彈力方向?yàn)榇怪庇诮佑|面，指向受力物體；在摩擦力方面則存在動(dòng)摩擦和靜摩擦，而動(dòng)摩擦又包含了滑動(dòng)摩擦和滾動(dòng)摩擦。具體的受力分析需要根據(jù)物體所處狀態(tài)對受力大小和方向做出判斷[1]。

當(dāng)然在具體物理中受力分析中，還應(yīng)掌握常用的受力分析方法，對于某個(gè)系統(tǒng)內(nèi)部不同物體之間的受力狀態(tài)，一般需要確定出研究對象，采用隔離法進(jìn)行受力分析；對于不涉及多個(gè)物體內(nèi)部受力的，一般可采用整體法進(jìn)行受力分析。在具體應(yīng)用中可根據(jù)要求合理的選擇。

二、高中物理物體受力分析及解題思路

1、高中物理受力分析步驟以及解題思路

高中物理在物體受力分析過程中應(yīng)掌握受力分析要點(diǎn)，具體的有以下幾點(diǎn)：（1）確定研究對象，在受力分析前，需要根據(jù)題目中的要求，明確需要進(jìn)行受力分析的物體，避免對不相關(guān)物體的受力分析；（2）按照受力分析概述中的闡述，逐個(gè)確定出物體受力方向以及受力個(gè)數(shù)，合理地從隔離法或者整體法中選擇對應(yīng)的方法進(jìn)行受力分析；（3）繪制物體受力示意圖。根據(jù)研究對象受力情況，繪制出物體的受力力線，并使用對應(yīng)的英文符號(hào)做出標(biāo)注，如重力用G，彈力用FN，摩擦力為FF，對于受力個(gè)數(shù)較多的，還可以對不同受力情況進(jìn)行編號(hào)，使用F1、F2等表示其它受力狀態(tài)；（4）通過正交分解法將物體的所有受力分解到兩個(gè)相互垂直的方向，并列出X軸以及Y軸的動(dòng)力學(xué)方程，根據(jù)受力狀態(tài)進(jìn)行求解，如果物體處于受力平衡狀態(tài)，則X軸和Y軸各自的受力之和為零。對于受力不平衡的則應(yīng)結(jié)合物體的受力狀態(tài)確定出某一方向力的矢量和[2]。

2、受力分析解題中注意事項(xiàng)

在受力分析中還需要注意一些特殊情況下的受力情況，比如：同一繩放在光滑滑輪或光滑掛鉤上，此時(shí)滑輪兩側(cè)繩子的受力大小相等，但是當(dāng)三段以上繩子存在相交，而且在交點(diǎn)打結(jié)，此時(shí)不同繩子的受力在大小方面存在差異；在受力過程中，桿件能夠同時(shí)提供拉力和壓力，但是繩子只能夠提供拉力，不能夠提供壓力。在部分題目題目中存在“輕繩”、“輕桿”的描述，這些通常不需要考慮桿件、繩子的重力作用；對于明確指出物體所接觸表面為“光滑平面”的，在受力分析中不需要考慮摩擦力作用；在具體解題中還應(yīng)明確彈力的范疇，比如：物體在受力分析中產(chǎn)生的“張力”、“壓力”、“拉力”均屬于彈力作用，只有物體在接觸的基礎(chǔ)上才有可能存在彈力作用，但是物體在接觸后不一定都有彈力的存在；在彈力的基礎(chǔ)上，物體在接觸面上才有可能存在摩擦力，因而受力分析過程中不同受力之間有著一定的關(guān)聯(lián)，假如在受力分析后不存在彈力，那自然就不用考慮摩擦力，對于存在彈力的，還需要根據(jù)具體情況對摩擦力存在的可能進(jìn)行分析，當(dāng)然分析中需要同時(shí)確定出摩擦力大小、方向。相對運(yùn)動(dòng)或相對運(yùn)動(dòng)趨勢，畫出摩擦力，上述注意事項(xiàng)都是在解題過程中需要注意的。

三、實(shí)例分析

在明確受力分析步驟以及受力分析解題思路的基礎(chǔ)上，可對常見的各類受力問題進(jìn)行分析。比如：將一物體放在粗糙斜面上，斜面傾角為θ，在斜面向上力F作用下，物體保持靜止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)物體受到幾個(gè)力的作用。在受力分析中按照受力分析順序進(jìn)行分析，物體會(huì)受到重力G、拉力F以及斜面支持力N，此時(shí)摩擦力的分析需要結(jié)合物體的運(yùn)動(dòng)趨勢進(jìn)行分析，因而摩擦力可能不存在，可能摩擦力沿斜面向下、也有可能沿斜面向上，所以受力分析過程中需要明確受力分析步驟，同時(shí)抓住題目中的關(guān)鍵詞。

結(jié)束語：

力學(xué)作為高中物理中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，在受力分析中需要根據(jù)受力分析的順序、題目中強(qiáng)調(diào)的關(guān)鍵字以及物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等綜合性進(jìn)行受力分析。

參考文獻(xiàn)：

[1]羅智仁.高中物理物體受力分析問題及思考[J].經(jīng)貿(mào)實(shí)踐，2016（24）：213.

[2]王麗芳.淺談高中物理物體受力分析問題及思考[J].中國校外教育，2013（23）：172-175.

作者簡介：蘇詩淇（2000.04.05—）女，漢族，黑龍江省牡丹江市人，高中學(xué)歷，研究方向：物理方向。endprint