高一學生學受力分析的困惑及解決方法

劉德文

摘 要：高一學生學習受力分析時，這種相互作用只能憑著各力的產生條件和方向要求，再加上抽象的思維想象去畫，不像實物那么明顯，這對于剛升入高中的學生來說，多習慣于直觀形象，缺乏抽象的邏輯思維，所以，學生在學習受力分析時有很大的困惑。

關鍵詞：受力分析；平行四邊形定則；作用點

高一學生學習第一、二章的運動以及運動的規律時，還能勉強跟得上老師上課的節奏，到了學習物體的受力分析時，有部分學生就感覺學習物理很吃力了。

困惑一：物體前進的方向一定有個力

學生在進行受力分析時，沒有去找每個力的施力物體，往往憑感覺認為物體往哪個方向運動，在這個運動的方向一定有一個力作用。

例1.足球運動員已將足球踢向空中，如圖1所示。圖2是描述該足球在向右上方飛行過程中的某時刻的受力分析圖，其中正確的是（G為重力，F1為腳對球的作用力，F2為空氣阻力）（ ）

很多學生認為選項D正確，是認為足球向右上方飛行時，在這個方向一定有力的作用，這個力是學生憑空想象出來的，它是沒有施力物體的，這個力是不存在的。重力的施力物體是地球，阻力的施力物體是空氣。由以上分析可知，B選項是正確的。

解決方法：首先高一的學生在學習各種力時，一定要知道各種是怎么產生的，各種力的施力物體是哪一個。高一學生在進行受力分析時，要指出每一個力的施力物體，指不出施力物體的這個力是不存在。這樣就避免了學生在物體的受力圖上多畫力。如豎直上拋的物體在空中并不受向上的“推力”，剎車后靠慣性滑行的汽車并不受向前的“沖力”。

困惑二：研究對象不明確，混淆施力物體與受力物體

物體之間的力是相互的，甲物體對乙物體有力的作用時，同時乙物體對甲物體也有力的作用，施力物體同時也是受力物體，有些學生在進行受力分析時，混淆施力物體與受力物體，將受力物體所受的力也畫在了施力物體上。

例2.如圖3所示靜止在斜面上的A物體，A受到的作用力有

（ ）

A.重力、斜面對A的支持力

B.重力、斜面對A的支持力、物體A對斜面的壓力

C.重力、斜面對A的支持力、斜面對A沿斜面向上的摩擦力

D.重力、斜面對A的支持力、物體A對斜面的壓力、斜面對A沿斜面向上的摩擦力

解認為選項B或D正確，是混淆了施力物體與受力物體，現在的研究對象（受力物體）是A物體，而A對斜面的壓力是作用在斜面上，這時A是施力物體，而不是受力物體。

由以上分析可知，C選項是正確的。

解決方法：首先要確定好研究對象，在分析被研究對象的受力情況時，要把它從周圍物體中隔離出來，分析周圍有哪些物體對它施加力的作用，這樣就不會把研究對象對周圍物體的力畫在了研究對象上。

困惑三：只要相互接觸的兩物體間一定有彈力

彈力的產生是發生形變的物體，由于要恢復原狀，對與它接觸的物體產生力的作用。彈力是接觸力，彈力只能存在于物體間的，但相互接觸的物體一定要相互擠壓、發生彈性形變，兩個條件缺一不可。彈力的方向總是與物體形變的方向相反，支持力的方向總是垂直于接觸面指向被支持的物體，壓力的方向總是垂直于接觸面指向被壓的物體。

彈力雖然發生在接觸處，但在接觸的地方是否存在彈力、方向如何學生卻難以把握，有些學生在受力分析時，認為只要有接觸就一定有彈力。

例3.如圖4所示，小球A系在豎直拉緊的細繩下端，球恰又與斜面接觸并處于靜止狀態，則小球A所受的力是（ ）

A.重力和繩對它的拉力

B.重力、繩對它的拉力和斜面對它的彈力

C.重力和斜面對球的支持力

D.繩對它的拉力和斜面對它的支持力

解有的學生認為B選項對，就是認為只要有接觸就有彈力，從圖4可知，A球與斜面接觸，但沒有擠壓，它們之間沒有彈力。

由以上分析可知，A選項是正確的。

解決方法：兩接觸物體間是否存在彈力，可以用“假設法”或“拆除法”。如例3中，假設小球與斜面間有彈力，小球受力就不可能平衡，所以彈力不存在。“拆除法”就是去掉與受力物體接觸的物體，看受力物體能否保持原來的狀態，能保持狀態不變的，則說明此處彈力不存在的，若改變了原來的狀態，則說明彈力存在。

困惑四：畫不出規范的受力分析圖

很多學生上課看老師在黑板畫受力圖，用力的合成或力的分解去解題時，覺得很簡單，但自己做作業畫受力圖時，就會畫錯，一旦畫錯圖就沒辦法正確解題。

例4.如圖5，對放在斜面的物體進行受力分析，用力的合成法求擋板和斜面對A球的支持力。

解有些學生畫出圖，如圖6，先分析出檔板與斜面對小球A的支持力F1與F2再按平行四邊形定則作出合力F，這樣就沒辦法用幾何知識求F1、F2與重力G的關系。正確的做法是先確定F1、F2的合力是與G等大反向的力，再適當調整F1、F2的大小。如圖7。

解決方法：結合研究對象的運動情況，如果物體受幾個力而平衡，那么其中一個力與剩下的所有力的合力一定等大反向。如例4，先用虛線作出兩彈力的方向，再作出兩彈力的合力F的大小和方向（與重力等大反向），最后通過平行四邊形定則確定F1與F2的大小。

最后，高一學生在學習受力分析是循序漸進的過程，這一關高中學生一定要通過，這為以后高中物理的學習打下了堅實的基礎。所以受力分析應注意：受力分析時首先要確定研究對象，即根據題目要求弄清楚哪一個是受力物體，然后采用“隔離法”分析其他物體對研究對象的作用力。再按照先重力，然后環繞物體一周找出研究對象接觸的物體，并逐個分析這些物體對研究對象的彈力和摩擦力。畫物體受力圖時，如果沒有特殊要求，畫示意圖即可。畫力的示意圖時，力的作用點可沿力作用線移動，即在高中階段物體受到的多個力的作用點可以平移到同一個點上，一般為物體的重心處。

參考文獻：

趙凱華.新概念物理教程：力學.高等教育出版社，2003-04.

編輯 段麗君