楊旦軍

【摘要】本文首先對受力分析方法作了簡要的概括；隨后，通過實例對物體在不同運動狀態(tài)下的受力情況進行系統(tǒng)分析，從中探究受力分析方法在運動學中的運用，希望能為該領(lǐng)域關(guān)注者提供有益參考。

【關(guān)鍵詞】受力分析 分析方法 靜止 勻速 勻變速

【中圖分類號】G633.7 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2019）06-0023-01

一、常見的物體受力分析方法

1.觀察法

觀察法是運動學中物體受力分析時，最常見的分析方法之一。對于較為簡單的運動類型題目或者單純運動狀態(tài)的物體，都可以通過直接觀察，把一些明顯的受力作出來。

2.隔離法

隔離法在運動物體的受力分析中，研究的重點是將物體和整體進行隔離研究。通過“分析與忽略”的方式，對被研究物體所在環(huán)境中的受力情況進行分析，對非研究物體的受力情況和被研究物體內(nèi)部的作用力等都保持忽略不計的狀態(tài)。此種受力分析與研究方法，可以有效地排除研究中的干擾項，優(yōu)化分析的效果。

3.整體法

整體分析方法主要是針對研究過程中，部分研究對象與其他非研究對象處于整體狀態(tài)，或者相同的運動狀態(tài)。此種情況下，對不同物體之間的內(nèi)在作用忽略不計，通過整體受力分析的方式進行研究的方法為整體分析方法。整體分析方法在實際應(yīng)用中，可以將相互獨立的物體在一起運動時的受力情況進行研究，減少分析中出現(xiàn)失誤的情況。

4.假設(shè)法

在受力分析中，還有一種重要的方法就是假設(shè)法。假設(shè)法是對一些模糊不清、似有似無的力，先假設(shè)這個力存在，看能否與物體所處的運動狀態(tài)相符，若相符，則這個力存在，若不相符，則這個力不存在。假設(shè)法在受力分析中起到了驗證的作用。

二、不同運動狀態(tài)下的物體受力分析

1.靜止狀態(tài)下的受力分析

對于圖1當中的物體A進行受力分析時，可以應(yīng)用觀察法，物體受到的重力和擠壓力F是很容易觀察到的，物體能保持相對靜止的狀態(tài)，說明在各方向的受力是平衡的。此種情況下，根據(jù)牛頓第三定律可以得出，墻壁對物體A所產(chǎn)生的彈力與作用力F的方向相反，并且兩種力的大小相同，因此達到了相互平衡的效果。墻壁對于A的摩擦力和重力相互平衡，方向豎直向上。此種情況下，物體A可以保持相對靜止的狀態(tài)，對于物體A的全部受力狀態(tài)分析完成。

又如：【例1】如圖所示，a、b兩個質(zhì)量相同的球用線連接，a球用線掛在天花板上，b球放在光滑斜面上，系統(tǒng)保持靜止，以下圖示哪個是正確的（ ）

解釋：隔離b球進行受力分析，受重力、斜面對其垂直向上的支持力和細線的拉力，由于三力平衡時三個力中任意兩個力的合力與第三個力等值、反向、共線，故細線拉力向右上方，故A圖錯誤；再對ab兩個球整體受力分析，受總重力、斜面垂直向上的支持力和上面細線的拉力，再次根據(jù)共點力平衡條件判斷上面的細線的拉力方向斜向右上方，故C、D圖均錯誤，故B正確。

2.勻速運動狀態(tài)下的受力分析

【例2】如圖，質(zhì)量為M的楔形物塊靜置在水平地面上，其斜面的傾角為θ。斜面上有一質(zhì)量為m的小物塊，小物塊與斜面之間存在摩擦。用恒力F沿斜面向上拉小物塊，使之勻速上滑。在小物塊運動的過程中，楔形物塊始終保持靜止。地面對楔形物塊的支持力為（ ）

A. （M+m）g

B. （M+m）g-F

C. （M+m）g+Fsinθ

D. （M+m）g-Fsinθ

解釋：此題用整體法分析，因為靜止和勻速都是平衡狀態(tài)，所以能把小物塊和楔形物塊作為整體來研究，又用觀察法易確定這一整體受到重力（M+m）g，拉力F，地面的支持力FN和摩擦力Ff四個力，根據(jù)平衡條件得地面對楔形物塊的支持力FN=（M+m）g-Fsinθ，故選D。

【例3】如圖所示，在拉力F的作用下，甲、乙兩物塊一起作勻速直線運動，問：乙對甲有摩擦力嗎？

不少學生受甲能向右運動的影響，認為乙對甲有向右的摩擦力，這是錯誤的。易判斷甲物塊受重力和支持力，這兩個力已經(jīng)相互平衡，假設(shè)還存在一個向右的摩擦力，則這三力的合力不可能為零，也就不符合平衡的條件，無法作勻速直線運動，因此假設(shè)不成立，乙對甲沒有摩擦力。

3.勻變速運動狀態(tài)下的受力分析

在例3中，若甲、乙兩物塊一起作勻加速直線運動，乙對甲又有摩擦力嗎？此時也是可以用假設(shè)法分析的，假設(shè)存在一個向右的摩擦力，因為甲物塊受到的重力和支持力已相互平衡，那么向右的摩擦力就是合力了，會產(chǎn)生一個水平向右的加速度，從而能使甲物塊向右作勻加速直線運動，因此假設(shè)成立。 【例4】有5個質(zhì)量均為m的相同木塊，并列地放在水平地面上，如下圖所示。已知木塊與地面間的動摩擦因數(shù)為μ。當木塊1受到水平力F的作用，5個木塊同時向右做勻加速運動，求： 第4木塊受到第3塊木塊作用力的大小。

解釋：先將5個木塊視作整體，用觀察法易確定這一整體受到重力5mg，推力F，地面的支持力FN和摩擦力Ff四個力，先運用牛頓第二定律列式求其加速度，然后巧妙地將4、5兩木塊隔離出來，視作一整體，易確定這一整體受到重力2mg，第3塊木塊對第4塊木塊的作用力N，地面的支持力F1和摩擦力f四個力，然后運用牛頓第二定律列式求第4木塊受到第3塊木塊作用力的大小。

通過以上的實例探究可看出，受力分析方法的運用是靈活多變的，相同的運動狀態(tài)，不同的情景之下運用的方法也不盡相同，可以單用某種方法，也可以是多種方法的混合應(yīng)用，我們千萬不能局限于某種運動狀態(tài)只能使用某種分析方法，而應(yīng)對實際問題進行合理的分析，選好合適的受力分析方法，從而達到快速準確解題的效果。