探討高中物理中的物體受力分析問題及教學建議

吳娟 韋周新

【摘要】在高中階段，物理是一門重要的學科，物理知識學習有著非常重要的作用，有利于培養學生的邏輯思維。在高中物理課程教學中，受力分析是重要的組成部分，在力學、熱學以及電學等范圍內廣泛應用。對物體進行正確的受力分析，可以有效解決高中物理問題，但在實際學習中，大多數學生受力分析能力較差，從而影響了學習效果和考試成績。基于此，本文探討了高中物理物體受力分析問題及教學建議。

【關鍵詞】高中物理;受力分析;教學方法

【基金項目】本文系2015年度廣西教育科學“十二五”規劃課題“在高中物理教學中培養學生終生學習能力研究”（項目編號：2015C256）的階段性研究成果。

物體受力現象分析是一種常見的學習方法，能夠幫助學生理解物理力學現象。在高中物理中，受力分析是物理力學的重要知識內容，比較復雜，理解難度比較高，因此，在實際教學中，教師應幫助學生更好地理解物理現象和問題，使學生更加深入地學習和理解知識，從而鍛煉學生的想象能力和解析能力，培養學生的物理思維能力。

一、力學常用的分析方法

1.整體法

整體法是指從局部到全局的思維方式，在力學中，學生有效利用整體法分析物理問題，可以更加系統地明確整體受力情況，有效避免中間煩瑣的推算環節，更加靈活地解決受力問題。整體法通常是不涉及系統內力時，優先選擇的方法。

2.隔離法

隔離法主要是將需要研究的對象從物體體系中分離，先隔離“簡單”的物體，如待求量少、受力少或者處在邊緣的物體。利用隔離法可以對系統內部各物體之間相互作用力進行分析，更容易分析單個物體的受力情況，處理問題更加方便、簡單。解決實際問題通常需要交叉應用隔離、整體思維法。

二、高中物理物體受力分析解題思路分析

在高中物理中，受力分析是解答力學題目中關鍵的一步，在物體受力分析中的力主要有重力、摩擦力以及彈力等，在分析中我們首先需要考慮重力，因為所有物體都會受到地球引力的作用力;接下來考慮的是彈力和摩擦力，根據彈力和摩擦力產生機理，若在彈力分析前分析摩擦力，會導致物體受力分析難度增加，不利于物理知識的學習。因此按照順序分析力，采取科學合理的解題思路，可以降低物體受力分析的難度。受力分析一般先分析已知力、場力（電場力、安培力、洛侖磁力）、重力場力（重力—彈力—摩擦力），然后分析其他力。在受力分析的過程中，教師要引導學生明確物體受力的種類以及個數，做出物體受力示意圖，保證受力分析的準確性。同時，教師還應引導學生結合受力意圖，對物體的狀態進行分析，分析物體是靜止還是運動;對物體受力進行計算，保證物理受力問題解決的準確性，從而鍛煉學生的分析能力和解題能力。

三、高中物理物體受力問題分析的策略

1.結合力的產生開展受力分析

高中物理力學教學內容主要有彈力、摩擦力以及重力等內容，需要學生深入了解力的產生條件。重力主要是地球對物體的吸引而產生的力，重力的作用點通常在物體重心，方向是豎直向下。彈力是物體發生彈性變形而形成的力，彈力是否存在是判斷物體間是否接觸且發生彈性形變的關鍵，方向一定與接觸面或接觸點的切面垂直，且指向受力物體。靜摩擦力是物體之間具備相對運動的趨勢，滑動摩擦力是兩個物體發生相對滑動，摩擦力的方向與運動或相對運動方向相反，和接觸面平行。

【例題1】如圖1所示，滑塊A置于水平地面上，滑塊B在一水平力作用下緊靠滑塊A（A、B接觸面豎直），此時A恰好不滑動，B剛好不下滑。已知A與B間的動摩擦因數為μ1，A與地面間的動摩擦因數為μ2，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。A與B的質量之比為（ ）。

2.結合物體運動狀態開展受力分析

在受力分析過程中，物體運動狀態發生變化，必然受到力的作用。物體處于一種平衡狀態時，如勻速直線運動或者靜止狀態等，物體要么沒有受到力的作用，要么受到的合力是零。

【例題2】如圖2所示，水平固定且傾角為37°（sin37°=0.6，cos37°=0.8）的光滑斜面上有兩個質量均為m=1kg 的小球 A、B，它們用勁度系數為 k=200N/m 的輕質彈簧連接，彈簧的原長為 L0=20cm，現對 B 施加一水平向左的推力 F，使 A、B 均在斜面上以某一速度做勻速直線運動，此時彈簧的長度 L 和推力 F 的大小分別為（ ）。

A.0.17m，15N B.0.23m，15N

C.0.17m，7.5N D.0.23m，7.5N

解析：以整體為研究對象進行受力分析，沿斜面方向有：Fcos37°-2mg·sin37°=0①，以A為研究對象，沿斜面方向有：kx-mgsin37°=0②，x=L-L0 ③，解①得 F=15N，由②③得：L=0.23m，故B正確。

因此，在物理解題的過程中，教師引導學生結合物體的運動狀態，對其受力情況進行分析，從而鍛煉學生的解題能力，使其掌握更多的解題思路和方式。

3.結合力的物質性開展受力分析

在完成物體受力分析之后，學生需要結合力的物質性開展檢驗學習活動，對每個力的受力物體和施力物體進行檢查，保證每個力都能找到受力物體和施力物體。

【例題3】如圖3所示，斜面小車 M 靜止在光滑水平面上，一邊緊貼墻壁。若再在斜面上加一物體 m，且小車 M、物體 m 相對靜止，此時小車受力個數為（ ）。

A.3 B.4 C.5 D.6

解析：對小車和物體整體來說，它們必受到重力和地面的支持力，因小車、物體相對靜止，由平衡條件知墻面對小車沒有作用力。以小車為研究對象，它受重力 Mg，地面的支持力 FN1，物體對它的壓力 FN2和靜摩擦力 Ff，故B對。在物體受力分析問題中，教師需要引導學生檢查受力分析，從受力物體和施力物體的情況，對其進行有效的分析，保證受力分析的準確性。

在高中物理課堂教學中，物體受力分析主要考查學生的綜合能力和解決物體受力情況的能力。在實際的問題教學中，教師需要引導學生對物體受力情況進行分析，明確問題解題思路，采取針對性的解題方式，提高學生的綜合能力。因此，在對物體受力分析的過程中，學生需要掌握物體受力分析方法和步驟，打破物理學習環節的約束，為以后的物理學習奠定基礎。

【參考文獻】

王新潔.物體受力分析問題及思考[J].中學物理教學參考，2018（10）：87-88.