高中物理受力分析在運(yùn)動(dòng)學(xué)中的運(yùn)用研究

李瀾鑫

【摘要】 高中物理課程中力學(xué)為一個(gè)最重要部分，而學(xué)好力學(xué)最關(guān)鍵的便是做好受力分析。力學(xué)是物理學(xué)中對(duì)事物運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行研究的基礎(chǔ)，對(duì)物體做好受力分析是解決物理運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題的一個(gè)前提。斜面受力問(wèn)題為高中物理所涉及的主要模型，本文在對(duì)物體受力分析方法進(jìn)行總結(jié)基礎(chǔ)上，結(jié)合斜面受力實(shí)際例題，對(duì)受力分析在運(yùn)動(dòng)學(xué)中的運(yùn)用進(jìn)行具體分析。

【關(guān)鍵詞】高中物理 受力分析 運(yùn)動(dòng)學(xué)

【中圖分類號(hào)】G633.7 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2017）08-0186-01

高中物理課程中力學(xué)為一個(gè)最重要部分，而學(xué)好力學(xué)最關(guān)鍵的便是做好受力分析，但在實(shí)際學(xué)習(xí)中很多人會(huì)出現(xiàn)出現(xiàn)多畫、少畫力，或者是對(duì)力的方向判斷錯(cuò)誤。本文在對(duì)物體受力分析方法進(jìn)行總結(jié)基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)際例題，對(duì)受力分析在運(yùn)動(dòng)學(xué)中的運(yùn)用進(jìn)行具體分析。

1.物體受力的分析

高中物理學(xué)習(xí)中，對(duì)物體受力的分析主要有整體法及隔離法兩種方法。在面臨具體題目的時(shí)候，需要按照題目要求，對(duì)物體受力狀況進(jìn)行詳細(xì)分析。分析過(guò)程中需要按照如下步驟進(jìn)行： （1）找對(duì)研究對(duì)象：研究對(duì)象為物體個(gè)體或者是整個(gè)物體系統(tǒng)。

（2）畫力：①找出物體重心，從重心開始畫出豎直向下的重力；②按題目描述，畫出物體已知力；③畫出物體的摩擦力、彈力等接觸力。摩擦力以物體接觸面為作用點(diǎn)，力的作用方向同物體運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反[1]；彈力一物體為作用點(diǎn)，力的方向同引起物體彈性形變的方向是相反的。④參照題目要求畫出物體的其它力。

（3）分析驗(yàn)證：對(duì)所畫的力進(jìn)行驗(yàn)證，確保物體的受力情況同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)一一對(duì)應(yīng)，確保每個(gè)力都存在受力物體及施力物體。

（4）運(yùn)動(dòng)學(xué)中的力學(xué)分析：對(duì)物體平衡狀態(tài)、加速、減速等不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的受力情況進(jìn)行分析。

2.物理受力分析在運(yùn)動(dòng)學(xué)中的運(yùn)用

物體A、B位于一個(gè)斜面物體上，A上表面水平，A同B處于相對(duì)靜止?fàn)顩r，具體如圖1所示，對(duì)A的受力狀況進(jìn)行分析，并對(duì)系統(tǒng)的對(duì)應(yīng)狀態(tài)進(jìn)行闡述。

分析：此題為斜面物體受力分析的一個(gè)典型模型，要分析A的受力狀況需要對(duì)斜面特征還有A/B這個(gè)系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行假設(shè)，通過(guò)假設(shè)法對(duì)系統(tǒng)不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的力學(xué)狀況進(jìn)行分析。

（1）平衡狀態(tài)下物體A的受力分析

假設(shè)兩個(gè)物體A和B處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，斜面在水平地面固定，兩個(gè)物體會(huì)在斜面上靜止，或者沿斜面一起做勻速下滑運(yùn)動(dòng)。在此假設(shè)中A在同斜面垂直及平行方向上的受力是平衡的，B所受到的重力同A上所施加的支持力是處于平衡狀態(tài)的，因此A、B兩個(gè)物體水平方向上不存在摩擦力。所以A的受力應(yīng)為斜面所給它的支持力及摩擦力，還有B所給它的正向壓力及自身的重力，具體如圖2所示。

（2）加速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下物體A的受力分析

假設(shè)兩個(gè)物體A和B處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，斜面在水平地面固定，兩個(gè)物體沿斜面一起做加速下滑運(yùn)動(dòng)。在此假設(shè)中A、B兩物體合力是不為零的，因此需結(jié)合運(yùn)動(dòng)特征來(lái)進(jìn)行分析。分析中應(yīng)將B當(dāng)作受力分析切入點(diǎn)，A是同B接觸的唯一物體，B加速下滑過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)合力需要通過(guò)A水平方向摩擦力及自身重力來(lái)提供。所以加速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下物體A的受力除了靜止?fàn)顟B(tài)下的四種力之外，還增加了B物體所施加給它的水平方向的摩擦力作用。具體如圖3所示。

通過(guò)上面兩種假設(shè)分析可以得知要對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析需要對(duì)研究對(duì)象狀態(tài)進(jìn)行正確判斷，只有對(duì)研究對(duì)象運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行正確分析，這樣才能夠在此種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，通過(guò)牛頓定量對(duì)力進(jìn)行科學(xué)分析，分析中要始終將力學(xué)的平衡條件當(dāng)作是物體力學(xué)分析的目標(biāo)，這樣才能做出正確的力學(xué)定性分析。

總之，高中物理課程中力學(xué)為一個(gè)最重要部分，而學(xué)好力學(xué)最關(guān)鍵的便是做好受力分析，從多角度進(jìn)行全面分析，掌握物體力學(xué)分析的正確方法及步驟，這樣才能在力學(xué)分析中準(zhǔn)確迅速得出答案。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄭杰，姚向龍. 靜力學(xué)中幾個(gè)常見模型的剖析[J]. 中學(xué)物理教學(xué)參考， 2016（2）：31-32.