淺談受力分析在初中的理解和應(yīng)用

◎陳再澤

初中二年級學(xué)生開始學(xué)習(xí)認(rèn)識力的知識，并初步接觸到如何對物體進(jìn)行受力分析，但受力分析對學(xué)生來說絕對是個難點，如何教會學(xué)生正確進(jìn)行受力分析，讓學(xué)生學(xué)到受力分析的技巧，對于學(xué)生學(xué)習(xí)物理能力的提升至關(guān)重要。以下談?wù)剛€人的心得：

正確受力分析的關(guān)鍵之一：理解各種力

1、重力，方向豎直向下（注意與垂直向下的區(qū)別）

2、彈力，產(chǎn)生條件有二：直接接觸和發(fā)生形變，2個條件缺一不可，有直接接觸，但沒有發(fā)生形變，并不產(chǎn)生彈力。彈力的方向：與受力體形變的方向相同。彈力的分為壓力，拉力，支持力。

3、摩擦力，產(chǎn)生條件有四個：接觸面粗糙、直接接觸、發(fā)生形變，物體間發(fā)生相對運(yùn)動或相對運(yùn)動趨勢。有摩擦力必定有彈力，有彈力未必有摩擦力。摩擦力分為滑動摩擦力、靜摩擦力和滾動摩擦力。摩擦力的分析也是受力分析的難點之一，在分析時首先要分清是滑動摩擦力還是靜摩擦力，技巧在于，分清受力體與其他直接接觸的物體是處于相對運(yùn)動（各物體的速度不同）還是相對靜止（各物體的速度相同）的狀態(tài)。如果是相對運(yùn)動，有摩擦力一定是滑動摩擦力，如果是相對靜止，且有相對運(yùn)動趨勢，有摩擦力一定是靜摩擦力。靜摩擦力的方向與相對運(yùn)動趨勢的方向相反，滑動摩擦力的方向與相對運(yùn)動的方向相反。

4、浮力：液體和氣體對浸入其中的物體有豎直向上的托力。

正確受力分析的關(guān)鍵之二：理解彈力和摩擦力是接觸力

如何分析接觸力的關(guān)鍵是確定去受力體，受力體與N個物體直接接觸就可能有N個彈力（物體間有接觸及發(fā)生形變），最少有0個彈力（有接觸但沒有發(fā)生形變）。受力體與N個物體直接接觸，最多有N個摩擦力，最少有0個摩擦力。

正確受力分析的關(guān)鍵之三：理解力與運(yùn)動的關(guān)系

力與運(yùn)動的關(guān)系，可以作為檢驗受力分析是否正確的依據(jù)之一。一切物體在不受外力的時候，總保持或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)F合=0時，物體靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)，即為平衡態(tài)。反過來得出，F(xiàn)合不為0的時候，物體將變速。

正確受力分析的關(guān)鍵之四：掌握受力分析的口訣。

掌握受力分析的口訣，并在分析中嚴(yán)格要求按順序作圖。沒有浮力的情況下，按照1重2彈3摩擦的口訣順序。有浮力的情況下，按照1重2浮3其他的口訣順序。

正確受力分析的關(guān)鍵之五：隔離法與整體法。

隔離法是最基本的受力分析法，即在分析被研究對象時，將它從周圍物體中獨立出來，分清哪些物體對有力的作用，并畫在受力圖上。在初中一般采用“隔離法”?！罢w法”是指把幾個物體看成一個整體作為被研究對象，只分析這整體之外的物體對整體施加的力，不考慮整體內(nèi)部間的相互作用力。

進(jìn)行受力分析時的一般步驟：

1.正確選取研究對象。

2.利用隔離法或整體法按照分析口訣，沒有浮力的情況下，按照1重2彈3摩擦的口訣順序。有浮力的情況下，按照1重2浮3其他力的口訣順序進(jìn)行分析。

3.畫出物體受力圖，標(biāo)出各力的符號。

4.利用力與運(yùn)動的關(guān)系進(jìn)行驗證判斷，勻速或靜止時，合力為0.

下面以幾道題為例簡要說明下受力分析的過程。

例1、如圖所示，輕細(xì)彈簧，原長均為L0=20cm，圖中長方體木塊被彈簧拉著浸沒在水中，木塊靜止時彈簧長度為L=30cm.已知，木塊重力G木=10N，水和木塊密度關(guān)系ρ水=2ρ木，ρ水=1×103kg/m3（忽略彈簧所受浮力）.

（1）求甲圖中木塊所受浮力；

（2）若彈簧的彈力滿足規(guī)律：F=k（L-L0），求k值（包括數(shù)值和單位）；

分析：本題的關(guān)鍵是如何進(jìn)行有效的處理，圖中以木塊為研究對象，運(yùn)用隔離法，按照受力分析的口訣順序，1重2浮3其他的順序進(jìn)行，木塊受到重力，浮力，拉力的作用，在無其他力存在。如圖所示，由于木塊靜止可得

F拉+G木=F浮

G木=m木g

ρ木=m木/V木

F浮=F浮=ρ水gV排

浸沒時V排=V木

聯(lián)立以上式子解得F浮=20NF拉=10N

在根據(jù) F=k（L-L0）解得，k=1N/cm；

例2、如圖所示，某同學(xué)在30s內(nèi)用滑輪組將物體A沿水平地面勻速移動6m，已知物體A重為800N，動滑輪重30N，物體受到的摩擦力為60N，不考慮繩子與滑輪間的摩擦力，則該同學(xué)所用拉力為N。

分析：本題的關(guān)鍵是如何對物體進(jìn)行受力分析，根據(jù)定滑輪和動滑輪的特點可知，動滑輪和物體一起向左運(yùn)動，故采用“整體法”，將動滑輪和A視為一個整體進(jìn)行受力分析。豎直方向上，物體受到重力和支持力的作用，水平方向上，整體向左受到3個拉力的作用，即F+F+F，整體相對當(dāng)面向左運(yùn)動，受到地面給的向右的摩擦力f，由于整理勻速運(yùn)動，根據(jù)力與運(yùn)動的關(guān)系，得F+F+F=f，即3F=f，帶入數(shù)據(jù)得 F=20N.

受力分析是物理力學(xué)中最基本的，熟練掌握了受力分析的基本思路，學(xué)習(xí)起其他知識將會更簡單些，多動腦，自己動手去做，難題將不再是難題了。