高中物理受力分析在運(yùn)動(dòng)學(xué)中的運(yùn)用研究

王品懿

（甘肅省蘭州市蘭州新區(qū)舟曲中學(xué)）

受力分析的原則是對(duì)物體受力分析全面而準(zhǔn)確，尤其對(duì)于運(yùn)動(dòng)中的物體來說，受力分析是解決物體運(yùn)動(dòng)問題的殺手锏。首先應(yīng)當(dāng)搞清楚力產(chǎn)生的原因，其次力是否存在，避免對(duì)同一個(gè)作用力的反復(fù)研究，最后應(yīng)用相關(guān)的受力分析方法對(duì)問題進(jìn)行分解解答。受力分析的解題技巧主要分為整體法和隔離法，更多的時(shí)候是兩種技巧的整合應(yīng)用，本文從這兩種方法展開對(duì)受力分析在運(yùn)動(dòng)學(xué)中的運(yùn)用研究。

一、正確進(jìn)行受力分析的方法

受力分析應(yīng)把握全面與準(zhǔn)確的原則，做到不重不漏、簡(jiǎn)潔明了。可采取的方法主要為從上到下、從左到右依次分析，判斷重力、摩擦力、彈力是否存在，在研究對(duì)象上標(biāo)出其受力情況，再由物體的運(yùn)動(dòng)狀況判斷各個(gè)力的大小。接下來，我們通過對(duì)簡(jiǎn)單例題的分析來把握這項(xiàng)原則。

對(duì)于ɑ圖，物體A靜止，通過觀察其分別受重力、力F的壓力，根據(jù)牛頓第二定理，墻壁對(duì)A的彈力與F相抵消，方向與力F方向相反；墻壁對(duì)A的摩擦力與重力相抵消，方向豎直向上。受力分析完畢。

對(duì)于b圖，物體A勻速下滑，根據(jù)牛頓第二定律判斷出物體A處于平衡狀態(tài)，受力情況同圖ɑ，有所區(qū)別的是物體A的起始運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同。

對(duì)于c圖，先將外力進(jìn)行正交分解為水平力F1和豎直力F2，而后畫出其受力分析圖。如圖所示。若地面光滑則無摩擦力作用，若地面粗糙，有摩擦力且其大小小于F1。

A沿水平面向右運(yùn)動(dòng)

二、運(yùn)動(dòng)學(xué)問題中的受力分析

（一）直觀觀察法

對(duì)于較為簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)類題目，學(xué)生在做題時(shí)通過直觀的觀察就可以判斷出物體的運(yùn)動(dòng)情況，如這道題目：

例1：如圖所示，小物塊在靜止的斜面上保持勻速狀態(tài)向下滑落，試分析小物塊的受力情況。解：已知斜面靜止，小物塊勻速向下滑落，小物塊受自身重力作用，垂直斜面向上的支持力，所以一定有一個(gè)力與重力的分力——下滑力平衡，即斜面的摩擦力，方向與小物塊運(yùn)動(dòng)方向相反。故小物塊受三個(gè)力作用，分別是自身的重力、斜面對(duì)它的摩擦力以及支持力。

（二）運(yùn)動(dòng)學(xué)解題技巧之整體法

當(dāng)我們?cè)诜治鲆坏牢锢磉\(yùn)動(dòng)學(xué)題目時(shí)，遇到的研究對(duì)象往往是多個(gè)并且相互關(guān)聯(lián)互相影響或制約。如果可以不去管它們內(nèi)部的作用關(guān)系，只分析整體的受力狀況便可得到答案，這種方法叫做整體法。整體法應(yīng)用的宗旨即將相互獨(dú)立的物體在彼此運(yùn)動(dòng)情況相同的情況下將其視為一個(gè)整體，在解題過程中只需分析整體的受力狀況，從而避免了針對(duì)單個(gè)物體的分析，簡(jiǎn)化運(yùn)算過程并且減少了學(xué)生在做題時(shí)出現(xiàn)失誤分析的概率，接下來，我們通過一道例題來體會(huì)整體法的優(yōu)越之處。

例2：由下圖所示，有A、B、C這3個(gè)小物塊，其質(zhì)量相同，且均為m，三者在受拉力F作用做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，地面摩擦力系數(shù)為u，重力加速度數(shù)值為g。問：A、B小物塊間的繩索拉力為多大？

首先對(duì)A、B、C進(jìn)行受力分析，三者共同受拉力F的作用，而后是其自身重力和地面對(duì)物塊的摩擦力，在解題過程中可將三個(gè)小物塊視為一個(gè)整體，計(jì)算其運(yùn)動(dòng)的加速度，而后將B、C視為一個(gè)整體計(jì)算A、B間繩索的拉力。

解：將A、B、C視為一個(gè)整體；

（1）（2）（3）（4）（5）式聯(lián)立即可求得 T

計(jì)算過程與答案省略。

從上述題目中可以看出整體法在計(jì)算運(yùn)動(dòng)類問題的優(yōu)越性，如果不使用整體法而單獨(dú)對(duì)每一個(gè)物體進(jìn)行分析，很容易造成思路混亂、數(shù)據(jù)重復(fù)或受力分析時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤。整體法不僅簡(jiǎn)化了解題步驟，使整個(gè)解題思路清晰明了，也較易掌握。

（三）運(yùn)動(dòng)學(xué)解題技巧之隔離法

介紹過整體法之后，我們來談一談隔離法在運(yùn)動(dòng)學(xué)中的應(yīng)用?！案綦x”即是將題目中的重點(diǎn)研究物體與整體相互分割開，進(jìn)行“一分析二忽略”，“一分析”是指去分析被研究的物體在所處環(huán)境中的受力情況，“二忽略”是指忽略非研究物體的受力情況、忽略被研究物體自身內(nèi)部力的作用，將重點(diǎn)研究分隔出來，是為了更好地研究其運(yùn)動(dòng)情況和受力狀況。然而在物理題中，我們常常遇到相互關(guān)聯(lián)的整體間的運(yùn)動(dòng)問題，在解題過程中可以先通過隔離的方法，將整體拆分，在整理清楚了物體的受力情況之后，再使用整體法來解題。事實(shí)上，在綜合性較強(qiáng)的物理大題中，單獨(dú)使用隔離的方法是很難得到理想的解題效果的，整體法和隔離法互補(bǔ)應(yīng)用才是上上之選。