淺談受力分析在高中物理學習過程中的作用

楊紅

受力分析指對一個物體或幾個物體組成整體所受各個外力大小和方向進行具體的分析。高中階段主要學習的力有：重力、彈力、摩擦力、電場力、安培力、洛倫茲力，只有對這些力的大小和方向比較熟練掌握，才能為我們更好學習頓運動定律、物體運動狀態分析和功能關系打下基礎。具體情況如下：

一、受力分析對學習牛頓運動定律的作用

用牛頓第二定律解決物理問題時，研究對象不管是單一物體還是互相關聯的幾個物體組成一個整體。但不管是整體法還是隔離法都要對研究對象進行正確受力分析，求合力，才能列方程求解。

動力學的兩類基本問題：（1）根據物體受力情況確定物體的運動情況；（2）根據物體運動情況確定物體的物體受力情況；物體的加速度既和物體的受力相聯系，又和物體的運動情況相聯系，加速度是聯系力和運動的紐帶和橋梁。可畫方框圖如下：

故用牛頓第二定律解題，離不開對物體的受力情況和運動情況的分析。

二、受力分析對物體運動狀態分析的作用

由牛頓第一定律中可知，力是改變物體運動狀態的原因，而不是產生運動的原因，力也不是維持物體運動的原因，而是產生加速度的原因。因此力和運動的關系顯得非常密切。雖然力不能單獨決定物體的運動狀態，物體做什么運動是由合外力和初速度共同決定，因此也要對物體進行受力分析，求合力，才能和初速度決定物體做什么運動。高中階段比較常見的4種運動。分別如下：

1、勻速直線運動，物體處于平衡狀態，F合=0，即物體在任何方向上的合力都為零，先對物體進行受力分析，然后用力的合成與分解列平衡方程求解。

2、勻加速直線運動，系統內物體有相對運動，整體是有相同的加速度，通過受力分析，求合力，由F合=ma求解。

3、平拋運動和類平拋運動，條件是合外力恒定且與初速度方向垂直，也要通過受力分析才能看出是否做這類運動，根據相關的知識求解。例如：帶電粒子垂直進入電場中，做類平拋運動，就要分析粒子所受電場力的方向和大小，才能突波這類問題。

4、勻速圓周運動，條件收合外力大小恒定且始終與速度方向垂直，也要通過受力分析，才能找到向心力來源，由F合=F向=mv2/R求解。

三、受力分析在功能關系中的作用

功能關系：1.合力做的功等于物體動能的變化，即：W=W1+W2+…Wn = mvt2-mv02-----動能定理。

2.重力對物體做的正功，等于物體重力勢能的減少量，物體克服重力做的功，等于物體重力勢能的增加量，即：WG=EP1-EP2

3.彈簧的彈力做的正功等于彈性勢能的減少量，克服彈力做的功，等于彈性勢能的增加量。即：W彈=EP1-EP2

4.電場力對物體做的正功，等于電勢能的減少量，克服電場力做的功，等于電勢能的增加量。

5. 系統內除重力和彈力做功以外，其他力所做的功等于物體機械能的增量。W其=EP1-EP2

6.滑動摩擦力做功產生熱量：Q=Ff s相。

因此用功能關系解題時，就要對物體進行受力分析，才能知道每個力的大小和方向，判斷哪些力做正功，做了多少正功；哪些力做負功，做了多少負功；哪些力不做功，然后列方程求解。總之正確分析物體的受力情況，是研究力學問題關鍵，是必須掌握基本功，才能更好為我們學習力學和電磁學做更好服務。