高中物理受力分析在運(yùn)動學(xué)中的運(yùn)用研究

李瀾鑫

【摘要】 高中物理課程中力學(xué)為一個最重要部分，而學(xué)好力學(xué)最關(guān)鍵的便是做好受力分析。力學(xué)是物理學(xué)中對事物運(yùn)動規(guī)律進(jìn)行研究的基礎(chǔ)，對物體做好受力分析是解決物理運(yùn)動學(xué)問題的一個前提。斜面受力問題為高中物理所涉及的主要模型，本文在對物體受力分析方法進(jìn)行總結(jié)基礎(chǔ)上，結(jié)合斜面受力實際例題，對受力分析在運(yùn)動學(xué)中的運(yùn)用進(jìn)行具體分析。

【關(guān)鍵詞】高中物理 受力分析 運(yùn)動學(xué)

【中圖分類號】G633.7 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2017）08-0186-01

高中物理課程中力學(xué)為一個最重要部分，而學(xué)好力學(xué)最關(guān)鍵的便是做好受力分析，但在實際學(xué)習(xí)中很多人會出現(xiàn)出現(xiàn)多畫、少畫力，或者是對力的方向判斷錯誤。本文在對物體受力分析方法進(jìn)行總結(jié)基礎(chǔ)上，結(jié)合實際例題，對受力分析在運(yùn)動學(xué)中的運(yùn)用進(jìn)行具體分析。

1.物體受力的分析

高中物理學(xué)習(xí)中，對物體受力的分析主要有整體法及隔離法兩種方法。在面臨具體題目的時候，需要按照題目要求，對物體受力狀況進(jìn)行詳細(xì)分析。分析過程中需要按照如下步驟進(jìn)行： （1）找對研究對象：研究對象為物體個體或者是整個物體系統(tǒng)。

（2）畫力：①找出物體重心，從重心開始畫出豎直向下的重力；②按題目描述，畫出物體已知力；③畫出物體的摩擦力、彈力等接觸力。摩擦力以物體接觸面為作用點，力的作用方向同物體運(yùn)動趨勢的方向相反[1]；彈力一物體為作用點，力的方向同引起物體彈性形變的方向是相反的。④參照題目要求畫出物體的其它力。

（3）分析驗證：對所畫的力進(jìn)行驗證，確保物體的受力情況同運(yùn)動狀態(tài)一一對應(yīng)，確保每個力都存在受力物體及施力物體。

（4）運(yùn)動學(xué)中的力學(xué)分析：對物體平衡狀態(tài)、加速、減速等不同運(yùn)動狀態(tài)下的受力情況進(jìn)行分析。

2.物理受力分析在運(yùn)動學(xué)中的運(yùn)用

物體A、B位于一個斜面物體上，A上表面水平，A同B處于相對靜止?fàn)顩r，具體如圖1所示，對A的受力狀況進(jìn)行分析，并對系統(tǒng)的對應(yīng)狀態(tài)進(jìn)行闡述。

分析：此題為斜面物體受力分析的一個典型模型，要分析A的受力狀況需要對斜面特征還有A/B這個系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行假設(shè)，通過假設(shè)法對系統(tǒng)不同運(yùn)動狀態(tài)下的力學(xué)狀況進(jìn)行分析。

（1）平衡狀態(tài)下物體A的受力分析

假設(shè)兩個物體A和B處于相對靜止?fàn)顟B(tài)，斜面在水平地面固定，兩個物體會在斜面上靜止，或者沿斜面一起做勻速下滑運(yùn)動。在此假設(shè)中A在同斜面垂直及平行方向上的受力是平衡的，B所受到的重力同A上所施加的支持力是處于平衡狀態(tài)的，因此A、B兩個物體水平方向上不存在摩擦力。所以A的受力應(yīng)為斜面所給它的支持力及摩擦力，還有B所給它的正向壓力及自身的重力，具體如圖2所示。

（2）加速運(yùn)動狀態(tài)下物體A的受力分析

假設(shè)兩個物體A和B處于相對靜止?fàn)顟B(tài)，斜面在水平地面固定，兩個物體沿斜面一起做加速下滑運(yùn)動。在此假設(shè)中A、B兩物體合力是不為零的，因此需結(jié)合運(yùn)動特征來進(jìn)行分析。分析中應(yīng)將B當(dāng)作受力分析切入點，A是同B接觸的唯一物體，B加速下滑過程中的運(yùn)動合力需要通過A水平方向摩擦力及自身重力來提供。所以加速運(yùn)動狀態(tài)下物體A的受力除了靜止?fàn)顟B(tài)下的四種力之外，還增加了B物體所施加給它的水平方向的摩擦力作用。具體如圖3所示。

通過上面兩種假設(shè)分析可以得知要對研究對象進(jìn)行受力分析需要對研究對象狀態(tài)進(jìn)行正確判斷，只有對研究對象運(yùn)動狀態(tài)進(jìn)行正確分析，這樣才能夠在此種運(yùn)動狀態(tài)下，通過牛頓定量對力進(jìn)行科學(xué)分析，分析中要始終將力學(xué)的平衡條件當(dāng)作是物體力學(xué)分析的目標(biāo)，這樣才能做出正確的力學(xué)定性分析。

總之，高中物理課程中力學(xué)為一個最重要部分，而學(xué)好力學(xué)最關(guān)鍵的便是做好受力分析，從多角度進(jìn)行全面分析，掌握物體力學(xué)分析的正確方法及步驟，這樣才能在力學(xué)分析中準(zhǔn)確迅速得出答案。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄭杰，姚向龍. 靜力學(xué)中幾個常見模型的剖析[J]. 中學(xué)物理教學(xué)參考， 2016（2）：31-32.