淺談高中物理力學(xué)學(xué)習(xí)中的受力分解

葉天喻 湖北省武漢中學(xué)

受力分解在高中物理中有著十分重要的作用，但是在實(shí)際的學(xué)習(xí)過(guò)程中，大部分高中生都會(huì)覺(jué)得受力分解十分難以理解掌握。更有甚者，逐漸喪失了學(xué)習(xí)高中物理的興趣，更進(jìn)一步對(duì)高中物理產(chǎn)生了厭惡的情緒。

1 受力分解在高中物理力學(xué)中的作用

受力分解一直以來(lái)就是高中物理力學(xué)學(xué)習(xí)重點(diǎn)，也是學(xué)習(xí)的難點(diǎn)，其直接關(guān)系著高中力學(xué)問(wèn)題的解決。物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的主要原因就是力，也因此，各種力之間的關(guān)系主要就是通過(guò)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來(lái)反映的，因此高中物理力學(xué)就很難離開(kāi)受力分解這一問(wèn)題。高中物理力學(xué)中的受力分解主要指的是，某一指定物體或系統(tǒng)（研究對(duì)象）受到哪些力的作用。在具體進(jìn)行分解過(guò)程的時(shí)候，就要先將物體所受的力找完，再畫(huà)出相應(yīng)的示意圖并進(jìn)行分解。在進(jìn)行分解這一步驟的時(shí)候，要根據(jù)力的概念、產(chǎn)生條件和性質(zhì)來(lái)進(jìn)行。即要首先分析重力，再分析彈力、摩擦力。最后，根據(jù)物體場(chǎng)力的產(chǎn)生的條件來(lái)分析其所受的其它如電場(chǎng)力、安培力之類的場(chǎng)力。其中彈力和摩擦力的主要分析方法為：先將受力物體順時(shí)針繞一周并進(jìn)行觀察，其與其它物體的接觸點(diǎn)（面）之間若存在擠壓現(xiàn)象，那么相應(yīng)地就會(huì)產(chǎn)生彈力。而如果同時(shí)存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)或者相對(duì)運(yùn)動(dòng)，這也就代表其還受摩擦力的作用。

2 高中物理力學(xué)學(xué)習(xí)中如何進(jìn)行受力分解

高中物理力學(xué)學(xué)習(xí)中正確的受力分解方法通常有以下六個(gè)步驟。以下一一詳細(xì)說(shuō)明。

2.1 隔離物體

首先需要找出需要進(jìn)行受力分解的那個(gè)物體，并將其單獨(dú)畫(huà)出來(lái)。其中需要注意的是，在畫(huà)的時(shí)候，只畫(huà)出所需分析的物體就好，不必牽涉其周?chē)蚺c其相關(guān)的各種物體。

2.2 畫(huà)出已知物體受力圖

將所需分析的物體隔離并畫(huà)出來(lái)后，就要將物體所受的重力和其它物體所受的已知力在圖上畫(huà)出來(lái)。其中重力作為最常見(jiàn)的已知力，同時(shí)考慮到其特殊性，在畫(huà)的時(shí)候，其作用點(diǎn)就應(yīng)當(dāng)在物體的重心上。同時(shí)考慮到物體與其它物體之間所產(chǎn)生的種種如擠壓、拉伸等類的運(yùn)動(dòng)直接受到重力的影響而產(chǎn)生，因此在畫(huà)出重力后，就要重點(diǎn)畫(huà)出彈力、摩擦力等，并進(jìn)行相應(yīng)的分析。

2.3 查找接觸點(diǎn)（面）

在進(jìn)行了上一步驟之后，就要進(jìn)入到查找分析物體與其它物體接觸點(diǎn)（面）這一步驟。彈力和摩擦力從根本上來(lái)說(shuō)還是屬于接觸力，而其它物體對(duì)所分析體所作用的彈力和摩擦力主要是借助接觸點(diǎn)和接觸面來(lái)進(jìn)行的。因此，要想找到所分析物體所受到的種種彈力、摩擦力，就需要先找到所分析物體和其它物體之間的接觸點(diǎn)（面）。其中需要注意的是，每一個(gè)接觸點(diǎn)（面）上最多有彈力、摩擦力兩個(gè)力。

2.4 分析彈力

首先要確定彈力是否存在，如果所分析的物體與其它物體之間的接觸點(diǎn)（面）之間存在擠壓、拉伸等彈性形變的情況，則其處就有彈力，反之則無(wú)。接下來(lái)就要確定彈力的方想，從總體上來(lái)說(shuō)，彈力的方向多與接觸面垂直，并指向受力物體，但其具體還存在三種情況的差別。其一，所分析物體與其它物體的接觸面重合時(shí)，彈力的方向與這兩個(gè)平面垂直并指向受力物體。其二，當(dāng)所分析物體和其它物體都是比較堅(jiān)硬的物體的時(shí)候，同時(shí)滿足一個(gè)物體的突出點(diǎn)與另一物體的面進(jìn)行接觸的條件，那么彈力的方向則通常是跟接觸面所垂直的，且過(guò)接觸點(diǎn)。其中如果另一物體的接觸面為曲面，彈力的方向則不僅與曲面相垂直，同時(shí)也與過(guò)接觸點(diǎn)的曲面法線方向一致。其三，當(dāng)所分析物體和其它物體中有一處比較柔軟，并且柔軟的物體借助一個(gè)點(diǎn)連接到了另一物體的表面的時(shí)候，彈力方向就應(yīng)該與彈性形變方向相反，與繩或彈簧的軸線保持一致。

2.5 分析摩擦力

依據(jù)相對(duì)滑動(dòng)、相對(duì)滑動(dòng)趨勢(shì)的不同，摩擦力通常可分為滑動(dòng)摩擦力和靜摩擦力兩種類型。在對(duì)其進(jìn)行分析的時(shí)候，就要首先對(duì)接觸面進(jìn)行分析，是否光滑，再分析接觸面上是否有彈力，只有滿足不光滑和有彈力兩個(gè)條件的時(shí)候，接觸面才有摩擦力的存在。其中滑動(dòng)摩擦力的大小為f=μN(yùn)，物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反的方向就是其方向。而靜摩擦力在大小上與使物體產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)趨勢(shì)的外力等大，在方向上則與其相反。

2.6 畫(huà)出物體受力分解圖并進(jìn)行計(jì)算

在得出了所有力之后，就要將其分別詳細(xì)畫(huà)在前面畫(huà)好的物體之上，這樣物體的受力分解圖就畫(huà)好了。然后就要結(jié)合正交分解、圖像法等來(lái)進(jìn)行分解計(jì)算，并最終得出結(jié)果。

3 結(jié)束語(yǔ)

受力分解不僅是高中物理力學(xué)的學(xué)習(xí)難點(diǎn)和重點(diǎn)，也是整個(gè)高中物理的學(xué)習(xí)重點(diǎn)，其在高中物理中有著比較廣泛的運(yùn)用。因此，掌握正確的受力分解方法，對(duì)于高中生的物理力學(xué)學(xué)習(xí)來(lái)說(shuō)，就十分重要。具體來(lái)說(shuō)，首先，高中生要找出所分析的物體，再找到并標(biāo)注基本的、已知的各種力，然后找出接觸面，再具體分析所分析物體和其它物體之間的彈力和摩擦力，最后畫(huà)出物體的受力分解圖，并進(jìn)行計(jì)算。

[1]吳宇華.芻議學(xué)好高中物理受力分析的重要性[J].考試周刊,2017(73).

[2]余敏.淺析高中物理受力分析整體法與間隔法[J].中學(xué)生數(shù)理化:學(xué)研版, 2017(2):24-25.

[3]馬建燁.高中物理受力分析中三種思維方法[J].新課程―中學(xué),2017(8).