妙力 浅谈受力剖析类问题的妙解办法

郭顺尧

摘 要：受力剖析是入门物理、学好物理的要害。本文企图从物体的运动状况和受力剖析下手，讨论受力剖析类问题的妙解办法，然后有用促进高中学生学好物理，到达进步物理教育效益的意图。

要害词：受力剖析 妙解办法 留意事项

现在许多高中生无法理清力与运动之间的实质联络，在物体的受力剖析上存在杰出问题，学习物理比较困难，无法有用进步物理的学习。处于不同运动状况的物体受力状况不同。牛顿运动定律通知咱们：力是改动物体运动状况的原因，而不是坚持物体运动状况的原因。物体的运动状况改动，该物体所受合外力就不为零，有加快度。力和运动状况的改动是经过加快度这个桥梁构建起来的。处理一些动力学问题要害是要明晰这些问题触及的研讨目标所在的运动状况，对研讨目标进行精确的受力剖析。怎么精确对物体进行受力剖析，需从重力、弹力、冲突力、电场力、安培力、洛伦兹力等几种常见性质力下手进行研讨。物体遭到的不同的性质力因它所在的环境不同而发生不同的效果效果。依据这几种性质力的效果效果剖分出它们的效果力，便于沿物体运动方向或其他方向求解合外力，进而求解加快度、不知道力等，推动受力剖析类问题的处理。

一、知道几种性质力

重力：方向总是竖直向下，巨细为。

弹力：方向与引起形变力的方向相反，绳的拉力沿绳并指向绳缩短的方向；巨细一般由力的平衡条件或牛顿运动定律求解，绷簧的弹力巨细为。

冲突力：方向与触摸面相切，与相对运动或相对运动趋势方向相反（与物体运动方向不一定相反）；静冲突力的巨细为，滑动冲突力的巨细为（为物体与触摸面的弹力）。

电场力：正电荷受电场力方向与电场强度方向相同，负电荷受电场力方向与电场强度方向相反；匀强电场中的电场力巨细为，真空中点电荷的电场力（库仑力）巨细为。

安培力：方向用左手定则判别（笔直于I、B所决议的平面），巨细为。

洛伦兹力：方向用左手定则判别（笔直于、B所决议的平面），巨细为。

处于不同运动状况的物体受力状况不同，对物体受力剖析画力的示意图时只剖析性质力。不同的性质力因物体所在的环境不同而发生不同的效果效果。依据力的效果效果剖分出这个性质力的效果力，运用正交分化法或力旳矢量三角形规则便于沿物体运动方向或其他方向求解合外力，进而求解加快度、不知道力等。

二、受力剖析的办法技巧—例谈

在教育进程中，为了使学生了解所学常识、结实掌握所学常识，咱们有必要浸透物理办法、技巧，结合实例进行剖析、回答，耳濡目染地起好示范效果。

整體法和阻隔法是力学部分常用的解题办法。先阻隔再全体，仍是先全体再阻隔，要依据实际状况灵敏运用。

全体法是从部分到大局的思想进程，是体系论中的全体原理在力学中的使用。它的长处是：经过全体法剖析物理问题，可以澄清体系的全体受力状况，从全体上提醒事物的实质和改变规则，然后避开了中间环节的繁琐核算，可以灵敏地处理问题。一般在剖析这一全体目标之外的物体对全体的效果力（外力），不考虑全体内部之间的彼此效果力（内力）时，用全体法。

阻隔法就是把要剖析的物体从相关的物体体系中阻隔出来，作为研讨目标，只剖析该研讨目标以外的物体对该目标的效果力，不考虑研讨目标对其他物体的效果力。它的长处是：简略看清单个物体的受力状况，问题处理起来比较便利、简略，便于了解。在剖析体系内各物体（或一个物体的各个部分）间的彼此效果时用阻隔法。

全体法与阻隔法的归纳使用时体系的运动状况一般分为以下三种类型：体系处于平衡状况，体系处于不平衡状况且无相对运动，体系内部分平衡部分不平衡。

实例1：体系处于平衡状况

全体都处于停止状况或一同匀速运动时，或许体系内一部分处于停止状况，另一部分匀速运动。以上这些状况，全体都平衡，全体内每个物体所受合力为零，全体所受合力也为零。这样，依据全体的平衡条件，就可以断定全体或某一个物体的受力特色。

标题：如图在一倾斜角的固定斜面上，有一质量为的小木块遭到水平向右的力而处于停止状况。请对该木块进行受力剖析，并判别它是否受冲突力效果，若受冲突力效果求解冲突力方向和巨细。

解析：对物体进行剖析时一定要先明晰物体所在的运动状况，然后依照先剖析重力后剖析弹力再剖析冲突力或其他性质力的步奏进行，使用牛顿第二定律断定物体是否遭到冲突力的效果。

第一步：清晰研讨目标。断定要进行受力剖析的物体。本题研讨目标便是小木块。研讨目标可所以单体，也可所以多个物体组成的体系。

第二步：阻隔物体剖析。将研讨目标从周围物体中阻隔出来，剖析周围物体有哪些对它施加了力。本题中彼此效果触及的物体有木块、斜面、地球，要将木块从中阻隔出来，剖析地球、斜面临木块的效果力。

第三步：画物体受力示意图。将物体所受性质力一一画在其效果点上，并精确标明各力的方向和符号。

第四步：查看画出的每一个力能否找到对应的施力物体，查看剖析的成果能否使研讨目标处于标题所述的状况，避免漏力、添力和错剖析力。

如物体处于停止状况或匀速运动状况，则物体受力平衡。由题可直接剖分出小木块遭到重力、力F及斜面临它的弹力的效果，但小木块是否遭到斜面临它的冲突力的效果还得剖析重力、力F、弹力三个共点力是否满意平衡条件。如满意则小物块不受冲突力效果，反之，则受冲突力效果。

沿斜面方向分化、力F，查看此二力沿斜面的分力（效果力）、的合力是否等于零或巨细是否等于。如若不等则小物块还遭到静冲突力的效果。也可以假定小物块遭到冲突力f效果，由，代入已知条件得：，冲突力方向沿斜面向下。

在同类状况的其他已知条件下，若得到，则阐明小物体不受冲突力效果；若得到，则阐明小物体遭到沿斜面向上的冲突力的效果。

实例2：体系处于不平衡状况且无相对运动

因为体系内物体间没有相对运动，即全体内每个物体都具有相同的速度和加快度，这时全体所受的合力供给全体运动的加快度。这种状况运用全体法，更简略掌握全体的受力状况和全体的运动特色。

标题：润滑水平面上，放一倾角为的润滑斜木块，质量为m的润滑物体放在斜面上，如图所示，现对斜面施加力F，若使M与m坚持相对停止，F应为多大？

解析：因为斜面润滑，物块只受重力和斜面的弹力，并且和斜面一同运动，则先阻隔物块剖析受力，核算出加快度，方向水平向左，再依据全体法可以求得。这是典型的全体法与阻隔法的归纳使用（先阻隔后全体）。

实例3：体系内部分平衡部分不平衡

这种状况因为体系内物体的运动状况不同，物体间有相对运动，一般习惯用阻隔法。若体系内两个物体一个处于平衡，另一个处于不平衡状况时，也可以运用全体法来剖析，有时会使问题简化易于了解。当然，这种状况全体所受合力不为零，全体所受合力就等于不平衡物体所受的合力，用来供给不平衡物体的加快度。

标题：如图在一倾斜角的固定斜面上，有一质量为的木块遭到水平向右的力而沿斜面向上做加快度为的匀加快直线运动。

请判别小木快是否受冲突力效果，若受冲突力效果，求解冲突力方向、巨细，小木块与斜面间的动冲突因数。

剖析：首要要断定研讨目标，对该目标（即木块）进行受力剖析：该物体沿斜面向上做匀加快直线运动进程中遭到重力、水平力F、笔直于斜面的支持力效果，或许遭到沿斜面向下的滑动冲突力f的效果。剖析、F、三个共点力的合力（即沿斜面方向的合力）是否满意发生该加快度的条件。如若满意，则木块不受冲突力效果；反之，则受冲突力效果。

假定木块遭到冲突力f效果，其方向与相对运动方向相反，沿斜面向下。沿斜面方向和笔直于斜面方向树立如图直角坐标系，将、F沿两坐标轴正交分。在笔直斜面方向（y轴方向）木块受力平衡，沿平行于斜面向上方向（x轴正方向）木块有的加快度。

y轴方向有：

x轴方向有：

又，联立得。

在同类状况的其他已知条件下，若得到，则阐明木块不受冲突力效果。值得留意的是：静冲突力的巨细与触摸面间的正压力无关，一般由受力物体所在的停止状况依据平衡条件或牛顿第二定律来核算，其取值规模是。不能用滑动冲突力核算静冲突力。

受力剖析类问题的实例许多，要害要在教育进程中留意引导，总结出处理问题的办法和技巧，加强体系化的习题练习，促进学生生成剖析物理问题、了解问题所展示的物理情形、使用所学的规则和办法灵敏处理问题的思想和才干。这样学生才干在高中物理学习中有所建树。

3.受力剖析类问题回答留意事项

首要，在教育进程中需让学生清晰所求的物理量对应的研讨目标，澄清该研讨目标的运动进程，了解物理情形。

其次，在教育进程中让学生熟练掌握受力剖析的办法技巧，紧记受力剖析“四部曲”（ 第一步：清晰研讨目标，断定要进行受力剖析的物体，研讨目标可所以单体，也可所以多个物体组成的体系；第二步：阻隔物体剖析，将研讨目标从周围物体中阻隔出来，剖析周围物体有哪些对它施加了力；第三步：画物体受力示意图，将物体所受性质力一一画在其效果点上，并精确标明各力的方向和符号；第四步：查看画出的每一个力能否找到对应的施力物体，查看剖析的成果能否使研讨對象处于标题所述的状况，避免漏力、添力和错剖析力），在剖析多个物体彼此效果时，灵敏运用全体法和阻隔法处理问题。特别是在教育进程中有认识地培育学生全体法的思想认识，协助学生可以愈加全面地了解力和运动的彼此关系，更有利于学生思想才干的进步。

再次，在教育进程中让学生强化这方面的专项练习，使之到达游刃有余、灵敏运用的境地，在遇到类似问题时，能迅速地反响，联想到处理问题的办法、过程、技巧，精确、快速地回答问题。这样才干使学生打破使用常识处理问题的瓶颈，才干进步教育效益。

参考文献

[1] 漆安慎 杜婵英. 力学， 高等教育出版社. 1997，7，1版，222.

[2] 2014高考专题温习周方案三维规划教师用书，物理，2013，7，1版.