淺談物體的受力分析

馬 剛

（湖北省十堰市竹山縣茂華中學(xué)）

力學(xué)是初中物理的重要內(nèi)容。能夠正確分析物體的受力情況,是解決力學(xué)問題的出發(fā)點(diǎn)和關(guān)鍵所在。但是對物體進(jìn)行受力分析牽涉的知識面廣、綜合性強(qiáng)，部分學(xué)生在進(jìn)行受力分析時(shí)感到困惑。其實(shí)對物體進(jìn)行受力分析是有章可循的，只要運(yùn)用得當(dāng)還是能很快掌握的，現(xiàn)本人結(jié)合多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)來談?wù)勎矬w的受力分析如下：

第一步，明確被研究對象，看看被研究的是什么物體或是哪個(gè)物體，一般來說被研究的對象就是指受力物體。受力物體顧名思義就是指受到別的物體對它施加的力，而不要把它對別的物體施加的力當(dāng)成它的受力。有時(shí)被研究的對象不是一個(gè)物體時(shí)，那么就必須做到在每分析完一個(gè)物體所受的力后，再去分析下一個(gè)物體的受力，而不要同時(shí)分析好幾個(gè)物體的受力，避免出現(xiàn)張冠李戴的現(xiàn)象。

第二步，弄清被研究對象周圍有哪些物體。也就是說在明確了被研究的對象后或是指明了受力物體后，就要把這些力的施力物體一一找出來進(jìn)行分析，可知有兩種情況：一是施力物體和受力物體是直接接觸的，二是施力物體和受力物體是間接接觸的。先分析直接接觸：例如放在地面上的木塊，木塊和地面是直接接觸的，木塊受到地面對它的支持力。例如，掛在彈簧上的物體，物體和彈簧也是直接接觸的，物體受到彈簧對它的拉力等。不過如果被研究的物體和周圍某物體雖然直接接觸了但沒有發(fā)生彈性形變，那么彼此間就不會有力的存在。例如，水平地面上的兩物體互相接觸，但沒有發(fā)生擠壓，那么它們之間就沒有相互作用的力。再分析間接接觸：指施力物體一般不和受力物體直接接觸。比如，在空中飛行的飛機(jī)，飛機(jī)和地面沒有直接接觸，但飛機(jī)受到地球?qū)λ囊粗亓Φ淖饔?。比如，互相靠近的兩個(gè)磁體，它們之間有引力或斥力的作用。

第三步，在弄清楚了施力物體和受力物體后，接下來就要分析受力物體具體受到施力物體對它施加的有哪些力，在初中力學(xué)里，物體所受的力一般有如下幾種：重力、支持力、壓力、拉力、推力、摩擦力、阻力、浮力等等。例如，在斜面上滑動的物塊不僅受到斜面對它的支持力還受到斜面對它的摩擦力；在水中游行的小魚，不僅受到水對它的浮力，還受到水對它的阻力等。

第四步，在指明了受力物體受到了哪些力后，緊接著就要研究施力物體施加的力的方向是怎樣的。一般情況下力的方向應(yīng)是從力的施力物體指向力的受力物體，但是一個(gè)力的方向通常是按照具體力的類型來決定的：比如拉力，如果有繩狀牽引物（包括彈簧或者直桿等），則拉力一般是沿著牽引物的軸向方向的。比如壓力，壓力的方向一般都垂直于被壓物體表面并指向被壓物體的。對于對彈簧施加的壓力，如果沒有特別的說明，壓力的方向應(yīng)該是沿著彈簧軸向方向的。再比如摩擦力，摩擦力的方向是與物體相對運(yùn)動的方向相反的，同時(shí)還要看摩擦力的方向是否沿著接觸面方向的，如果只考慮摩擦力方向只是阻礙相對運(yùn)動的，這是不夠的，還要指明它是沿著接觸面的方向的。

第五步，在知道了物體的受力情況后，還要對物體所受到的力進(jìn)行排查，去偽存真，去掉偽力。那么，什么是偽力呢？說簡單一些，偽力就是不存在的力，即指沒有施力物體的力。比如，一個(gè)做直線加速運(yùn)動的物體，如果你找了好久也沒找到施力物體是誰，那么，這個(gè)物體的加速度就是由一個(gè)偽力提供的，一般是與參照系的運(yùn)動情況有關(guān)。又如，從正在豎直加速上升的直升機(jī)上落下一重物（忽略空氣的作用），這時(shí)重物受到哪些力？有學(xué)生會說：“重物受到兩個(gè)力的作用，即除重力外，還有一個(gè)豎直向上的力。不然，重物怎能做豎直上拋運(yùn)動呢？”其實(shí)這是由于慣性，重物在離開飛機(jī)時(shí)還要繼續(xù)做一會豎直上拋運(yùn)動，不能認(rèn)為重物還受到一個(gè)向上的力。其實(shí)我們只要細(xì)想一下就知道了這個(gè)向上的力是沒有施力物體的，因此這個(gè)向上的力是不存在的。

最后要說的是物體的受力分析還要結(jié)合物體的運(yùn)動情況去進(jìn)行，例如在水平傳送帶上放著一個(gè)物體，當(dāng)傳送帶載著物體勻速運(yùn)動和勻加速運(yùn)動時(shí)，物體在這兩種情況下受到哪些力？有些學(xué)生會說：“在這兩種情況下，物體都是受到三個(gè)力的作用，即除受到重力和支撐力外，還受到一個(gè)與傳送帶運(yùn)動方向相同的摩擦力。不然，物體怎能隨傳送帶一起運(yùn)動呢？”在此我們應(yīng)對物體的運(yùn)動和受力情況作具體分析，就可以作出正確的判斷。當(dāng)傳送帶載著物體做勻速運(yùn)動時(shí)，物體相對于地面雖然是運(yùn)動的，但相對于它接觸的傳送帶而言，既沒有發(fā)生相對運(yùn)動，也沒相對運(yùn)動的趨勢，所以這時(shí)物體沒有受到摩擦力的作用。只是由于慣性，物體隨傳送帶一起做勻速運(yùn)動。當(dāng)傳送帶載著物體作勻加速運(yùn)動時(shí)，物體相對于傳送帶有向后運(yùn)動的趨勢，所以這時(shí)物體受到一個(gè)與傳送帶運(yùn)動方向相同的摩擦力作用，正是這個(gè)摩擦力使物體隨傳送帶一起作勻加速運(yùn)動。可見，在這兩種不同的運(yùn)動狀態(tài)下，物體所受的力是不同的。當(dāng)做勻速運(yùn)動時(shí)，物體只受到重力和支持力的作用；當(dāng)作勻加速運(yùn)動時(shí)，物體受到重力、支撐力和摩擦力的作用。

綜上所述，要正確進(jìn)行物體的受力分析，應(yīng)認(rèn)準(zhǔn)對象，看清環(huán)境，結(jié)合物體運(yùn)動狀態(tài)去深入分析，逐個(gè)找全，以免漏掉一個(gè)力，而每找一個(gè)力，都要思考是否存在這個(gè)力，是否有這個(gè)施力物體，以免憑空多加一個(gè)力。