淺談高中物理力學題的受力分析

舒牧葳

摘 要：力學是高中物理教學的重要內容之一，而力學題在高考中所占的比重也比較高，而作為力學學習的難點，受力分析問題自然也就成為高中物理課程中的重點。結合相關例題，對高中物理力學題中的受力分析進行了與探究，希望能夠對高中物理力學教學有所幫助。

關鍵詞：受力分析；高中物理；力學題

受力分析的相關題目由于概念上較為籠統，題目類型又比較復雜，在近年來經常作為考試中的重點題目出現，因此，掌握受力分析相關題目的具體解題規律與解題方法是十分重要的。

一、高中物理力學題受力分析的基礎知識

（一）受力種類的分析

受力分析也就是對物體受力情況的解析，而在這一分析過程中，首先需要分析出物體的受力種類，這需要解題者對各種力的特點及解題條件有著清晰、準確的記憶和掌握。在物理力學題中常見的力有重力、彈力、摩擦力等幾種，其中重力的公式為mg，作用方向為垂直向下，其大小與物體運動狀態無關。彈力是指物體在相互接觸或發生形變時所產生的力，其作用方向垂直于作用面且與形變方向相反。此外還有摩擦力，摩擦力同樣產生于物體的接觸或擠壓過程中，但物體存在著相對靜止或相對運動的狀態，摩擦力的作用方向與接觸面平行但與相對運動的趨勢相反[1]。

（二）正交分解

受力分析不僅需要對力的種類進行分析，還需要根據力的大小與方向進行正交分解法的分析，以求出合力，這一過程則需要學生對正交分解法有足夠的了解。正交分解首先需要建立正交坐標系，以共力點的作用點為原點，并將水平方向或物體運動方向設為x軸，垂直方向設為y軸，之后分別利用三角函數正余弦關系，將各種力投影在正交的坐標軸上，分別求出坐標軸上的合力。

二、高中物理力學題受力分析的常用解題方法

（一）物體受力分析的整體法

整體分析法一般用于對某一系統外作用力的分析，在分析過程中，解題者需要將系統內幾個物體視為一個整體，從整體上將物體的變化規律與具體屬性展現出來。這種受力分析方法的應用較為靈活，也不需要進行繁瑣的中間運算，在無需考慮內部相互作用力時能夠起到很好的效果。例如，在求圖一（略）三個木塊的受力情況時，可以將三個木塊視為一個整體，通過觀察發現，這組木塊與地面處于靜止狀態，因此可以分析出相對于地面這組木塊并沒有產生摩擦力，通過這一信息，就可以對題目正確答案進行判斷。

（二）物體受力分析的隔離法

相比于整體分析法，隔離分析法更適合于對系統內各部分間相互作用力的分析，它需要解題者將系統內具有相同運動狀態的物體構成的物體系及物體系內的各單位作為研究對象，分別進行分析。這種方法雖然對受力的分析比較細致、具體，理解上也更為容易，但運算過程同樣也較為繁瑣。例如，在進行圖二（略）中題目的解答時，就可以將木板與人分別作為分析對象，并根據勾股定理與作用力、反作用力原理，求木板向上的摩擦力，之后再由人受到的木板向下的摩擦力來求出人所受到的合力，這樣，就可以利用牛頓第二定律求出人的加速度，而運動方向則可通過摩擦力方向得出[2]。

三、高中物理力學題受力分析的具體解題流程

（一）確定施力物體

在進行受力分析時，首先需要確定研究對象所受的力以及施力物體。解題者根據上文中提到的知識對所研究物體受到的各種力進行分析，確定力的類型，并根據解題需要將各種力的方向、大小確定。此外，在解題時還要將研究對象從周圍環境中隔離出來，找到質點、節點、受力系統內物體與受力系統范圍等解題可能用到的基本要點，以便于利用不同方法進行受力分析。需要注意的是，力學題一般不會考慮力的傳遞這一因素，因此在解題時不可將對其他物體產生的力與對研究對象產生的混淆在一起。

（二）受力分析步驟

在確定了施力物體與其他解題基本要點后，解題者需要根據力學題目中給出的圖畫出受力圖，首先，應找出圖中的研究對象所受的重力以及力的作用方向，之后根據研究對象的重心確定好力的作用點。其次，要畫出圖中的接觸力，在畫接觸力的受力圖時，需要以研究對象為中心進行全方位的觀察，找出圖中其他物體與研究對象所有的接觸點，之后根據接觸點的擠壓、相對運動等情況，對彈力或摩擦力進行具體區分，在區分時應對所有接觸點進行依次分析。需要注意的是，除摩擦力、彈力、重力等常見力外，力學題中還有可能出現電場力、安培力、洛倫茲力等其他不常出現的力，解題者需要根據題目進行具體判斷，如出現其他類的力，也要根據具體情況畫出受力圖。

（三）對施力物體的檢查

在畫完受力圖，解題者應按照各種力的施力物體進行檢查，以免受力圖出現錯誤或疏漏，影響解題思路與結果。首先，需要將畫出的受力圖與施力物體進行對照，如某一受力圖沒有施力物體，則可以確定這一力不存在，并對受力圖進行修改。其次，還可根據研究對象的周圍物體與受力圖進行比較，觀察是否有施力物體未出現在受力圖中，如出現這種狀況，則可對受力圖進行補充。

物理力學題中的受力分析雖然問題變化多樣，解題方法也比較復雜，但只要通過習題分析，找到其中的一些可循規律，拓展解題思路，就一定可以在解題過程中達到事半功倍的效果。

參考文獻：

[1]李一璠.談高中物理力學三大解題技巧構建[J].科學大眾（科學教育），2016（3）：24.

[2]李鴻哲.高中物理力學題受力分析解題反思[A].新教育時代（2015年10月總第1輯）[C]，2015：1.

編輯 趙飛飛