楊紹華

【摘要】物體之所以處于不同的運動狀態(tài)，是由于他們的受力情況不同。要研究物體的運動情況，首先要分析物體的受力情況。正確分析物體的的受力情況，是解決力學乃至整個物理學問題的前提和關(guān)鍵，是高中學生必須掌握的基本功。本文就高中物理力學題受力分析解題方式做了以下研究，總結(jié)了幾點經(jīng)驗，和大家分享一下。

【關(guān)鍵詞】受力分析;整體法;隔離法;力學

一、如何對物體進行受力分析。

1.明確研究對象，并把特從周圍的環(huán)境中隔離出來

分析物體的受力，首先要選準研究對象，并把它隔離出來。根據(jù)解題的需要，研究對象可以是質(zhì)點、結(jié)點、單個物體或多個物體組成系統(tǒng)。

2.按順序分析物體所受的力

一般按照重力、彈力、摩擦力的順序分析較好。“重力一定有，彈力看四周，摩擦分動靜，方向要判準?！睆椓湍Σ亮Χ际??接觸力，環(huán)繞研究對象一周，看研究對象與其他物體有幾個接觸面（點），每個接觸面對研究對象可能有兩個接觸力，應根據(jù)彈力和摩擦力的產(chǎn)生條件逐一分析。

3.只分析根據(jù)性質(zhì)命名的力

只分析根據(jù)性質(zhì)命名的力，如重力、彈力、摩擦力，不分析根據(jù)效果命名的力，如下滑力、動力、阻力等。

4.只分析研究對象收到的力，不分析研究對象對其他物體所施的力

研究物體A的受力時，只分析“甲對A” 、“乙對A” 、“丙對A”......的力，不分析“A對甲”、“A對乙”、“A對丙”......的力，也不要把作用在其他物體上的力，錯誤的認為通過“力的傳遞”而作用在研究對象上。

二、力學部分常用的分析方法：整體法和隔離法。

整體法是從局部到全局的思維過程，是系統(tǒng)論中的整體原理在力學中的應用。它的優(yōu)點是：通過整體法分析物理問題，可以弄清系統(tǒng)的整體受力情況，從整體上揭示事物的本質(zhì)和變化規(guī)律，從而避開了中間環(huán)節(jié)的繁瑣推算，能夠靈活地解決問題。通常在分析這一整體對象之外的物體對整體的作用力（外力），不考慮整體內(nèi)部之間的相互作用力（內(nèi)力）時，用整體法。

隔離法就是把要分析的物體從相關(guān)的物體體系中隔離出來，作為研究對象，只分析該研究對象以外的物體對該對象的作用力，不考慮研究對象對其他物體的作用力。它的優(yōu)點是：容易看清單個物體的受力情況，問題處理起來比較方便、簡單，便于理解。在分析系統(tǒng)內(nèi)各物體（或一個物體的各個部分）間的相互作用時用隔離法。

整體法和隔離法是力學部分常用的分析方法。可以先隔離再整體，也可以先整體再部分隔離。這就是整體法與隔離法的綜合應用。

在力學中，解決力學問題時，往往遇到這樣一類情況：題中被研究的對象不是單一的一個物體，而是互相關(guān)聯(lián)的幾個物體組成一個系統(tǒng)。解這一類問題，一般采用隔離法：即把各個物體隔離開來，分別作受力分析，再根據(jù)各自的受力情況和運動情況，應用牛頓運動定律和運動學公式，列式求解。但在這類問題中，往往單用隔離法很難求得結(jié)果，解決過程也十分繁復，甚至用隔離法解簡直無從著手。這時，我們不妨試用整體法：即把整個系統(tǒng)當作一個整體作為研究對象進行受力分析，再列式求解。這樣做，往往能使原來很難求解的問題簡單化，無從著手的問題也迎刃而解。

其實一邊情況下，針對不同的運動狀態(tài)我們可以選擇不同的分析方法，一般可以分為以下三種情況：

（1）系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)。整體都處于靜止狀態(tài)或一起勻速運動時，或者系統(tǒng)內(nèi)一部分處于靜止狀態(tài)，另一部分勻速運動。以上這些情況，整體都平衡，整體內(nèi)每個物體所受合力為零，整體所受合力也為零。這樣，根據(jù)整體的平衡條件，就可以確定整體或某一個物體的受力特點。

例1：在粗糙水平面上有一個三角形木塊abc，在它的兩個粗糙斜面上分別放兩個質(zhì)量m1和m2和木塊，m1>m2，如圖所示，已知三角形木塊和兩物體都是靜止的，則粗糙水平面對三角形木塊（ ? ）。

A.有摩擦力的作用，摩擦力的方向水平向右;

B.有摩擦力的作用，摩擦力的方向水平向左;

C.有摩擦力的作用，但摩擦力的方向不能確定，因為m1，m2，θ1，θ2的數(shù)值并未給出;

D.以上說法都不對。

解析：這樣類型的問題優(yōu)先選用整體法，根據(jù)整體受力平衡，則很容易判斷水平面對三角形木塊摩擦力為零，且彈力等于整體的重力之和，所以選項D正確。

（2）、系統(tǒng)處于不平衡狀態(tài)且無相對運動。由于系統(tǒng)內(nèi)物體間沒有相對運動，即整體內(nèi)每個物體都具有相同的速度和加速度，這時整體所受的合力提供整體運動的加速度。這種情況利用整體法，更容易把握整體的受力情況和整體的運動特點。

例2：光滑水平面上，放一傾角為的光滑斜木塊，質(zhì)量為m的光滑物體放在斜面上，如圖所示，現(xiàn)對斜面施加力F，若使M與m保持相對靜止，F(xiàn)應為多大？

解析：由于斜面光滑，物塊只受重力和斜面的彈力，而且和斜面一起運動，則先隔離物塊分析受力，計算出加速度a=gtan，方向水平向左，再根據(jù)整體法可以求得F=（M+m）gtan.

這是典型的整體法與隔離法的綜合應用（先隔離后整體）。

（3）、系統(tǒng)內(nèi)部分平衡部分不平衡。這種情況由于系統(tǒng)內(nèi)物體的運動狀態(tài)不同，物體間有相對運動，通常習慣用隔離法。若系統(tǒng)內(nèi)兩個物體一個處于平衡，另一個處于不平衡狀態(tài)時，也可以利用整體法來分析，有時會使問題簡化易于理解。當然，這種情況整體所受合力不為零，整體所受合力就等于不平衡物體所受的合力，用來提供不平衡物體的加速度。

例3：若例2中使M靜止不動，F(xiàn)應為多大？

速下滑，處于不平衡狀態(tài)，而斜面體在光滑的水平面上由于外力F作用而保持靜止不動，及平衡狀態(tài)。這種類型許多學生都習慣用隔離法分別對物塊分析，從而計算出物塊和斜面之間的彈力，然后再分析斜面，根據(jù)斜面的平衡來確定外力F的大小。

這種類型如果利用整體法來分析要簡單得多，這里整體所受的合力就等于處于不平衡的物塊所受的合力。當然，這里首先要根據(jù)物塊受力明確物塊的加速度，方向沿斜面向下。整體受力為：重力（M+m）g、地面的支持力N和外力F。

利用正交分解法，將加速度分解為水平方向ax=acos=gsincos;豎直方向ay=asin=gsin2，

再根據(jù)牛頓第二定律得到：F=max=mgsincos=mgsin2，（M+m）g-N=may=mgsin2

這種方法很顯然要比分別隔離來計算要簡單方便。

綜上所述，在分析物體的受力問題時，能掌握物體的受力分析方法和步驟，并靈活運用整體法和隔離法應對不同的問題是解決物理受力分析問題的關(guān)鍵。這不但能在教學過程中有意識地培養(yǎng)學生知道物體的多種運動狀態(tài)，增強整體法的思維意識，也能幫助學生能夠更加全面地理解力和運動的相互關(guān)系，是幫助學生思維能力的提升的好方法。