受力分析常用方法例析

劉小劍

[摘要]在高中物理中，力貫穿于其中，如重力、摩擦力、向心力、安培力、洛倫茲力。由于各類力常出現(xiàn)在不同的物理題中，因此在解題時，能否正確分析物體的受力情況，往往是解題的關鍵。

[關鍵詞]高中物理受力分析

[中圖分類號]G633.7

[文獻標識碼]A

[文章編號]1674-6058（2016）32-0083

在受力分析時，學生經常會出現(xiàn)“無中生有”“張冠李戴”“丟三落四”的現(xiàn)象，為了避免這些現(xiàn)象，在受力分析時，要注意其順序和步驟。受力分析的順序為：重力一彈力一摩擦力一其他力。其一般步驟為：1.明確研究對象；2.隔離物體分析；3.畫出受力圖示。

一、運用“假設法”進行受力分析

在受力分析時，如果遇到不知某力是否存在或不知該力的方向，此時可以采用“假設法”進行受力分析，即先假設該力存在并假設其方向，然后通過對物體的運動狀態(tài)進行分析，最后判斷其運動狀態(tài)與假設的力是否一致，如若一致，則該力的方向和假設的方向相同，反之反向。

[例1]物體B在物體A上（地面光滑），外力F作用于物體A上，如圖1所示，試分析A、B受到的靜摩擦力。

解析：通過審題可知，本題如果直接分析摩擦力會感覺無從下手，此時可以運用“假設法”。假設沒有摩擦力，當F使物體A向右加速時，物體B將保持靜止，經一段時間后它們的相對位置將發(fā)生變化，所以物體B相對于A發(fā)生了向左的運動，即在有摩擦力存在的情況下，物體B有向左運動的趨向，所以A對B的靜摩擦力向右，同理可知，B對A的靜摩擦力向左，如圖2所示。

通過例題可知，采用“假設法”進行受力分析，可以解決一些無法用常規(guī)方法進行受力分析的問題。但在審題時要注意一些細節(jié)，如不計摩擦力，這往往是能否正確分析出運動狀態(tài)的關鍵。

二、運用“整體法”和“隔離法”進行受力分析

在受力分析時，如果需要對多個物體進行受力分析，此時可以用“整體法和隔離法”進行受力分析。

[例2]如圖3所示，A、B、C三個體體疊放在水平面上，恒力F作用在物體B上，使A、B、C向右做勻速運動，已知mA=mB=mc=G，試分析A、B、C三個體體的受力情況。

解析：先從受力最簡單的物體開始分析，物體A受力平衡，豎直方向受向下的重力G，B對A的支持力Fni=G，水平方向不受力，其受力圖如圖4所示。

通過例題可知，對多個物體的受力分析，可用“隔離法”，具體可先易后難，先從受力情況較簡單的物體開始。因此，在研究一個系統(tǒng)，且涉及其內部力時，往往采用“隔離法”，而“整體法”則是不考慮物體系內部的力時常用。

三、運用“物體的運動狀態(tài)”進行受力分析

在受力分析時，學生經常會漏掉摩擦力或是錯誤分析力的方向。由于力和物體的運動狀態(tài)是保持一致的，因此，可以根據(jù)物體的運動狀態(tài)，即加速度的方向，利用牛頓第二定律確定合力，分析出摩擦力。

[例3]A、B物體在F作用下以相同速度勻速運動（如圖7所示），A所受摩擦力是（ ）。

A.A在兩圖中都有 f且與F同向

B.A在兩圖中都有f且與F反向

C.A在兩圖中都無f

D.A在甲圖中無f，在乙圖中有f，且與F同向

解析：在圖7甲中，由于物體A做勻速運動，因此物體A受力平衡。因為其在水平方向沒有外力作用，即得物體A不受摩擦力作用。在圖7乙中，由于物體A做勻速運動，因此物體A受力平衡。通過受力分析可知，在力F的方向上，物體A上有一個重力的分力，且方向是向下的，此時物體A要想處于平衡狀態(tài)，就必須滿足f=mgsinθ。故本題的正確選項為D。