高中物理力學題受力分析解題反思初探

黃大業(yè)

摘 要：在對高中物理力學題受力分析解題流程展開分析的基礎上，本文在力學題解題的過程中，對物體受力分析問題進行了反思，提出了相應的解題技巧，從而為關注這一話題的人們提供參考。

關鍵詞：高中物理；力學題；受力分析

在高中物理學習中，時常需要進行力學題的解答。力學作為高中物理基礎，受力分析為重難點內容，還要掌握相應的分析流程和方法。在解題的過程中，需要對物體受力情況進行正確分析，掌握物體受力情況，才能對物體運動狀態(tài)進行科學解釋，最終實現順利解題。因此針對力學題，還應將受力分析作為解題關鍵，通過加強反思總結其中的技巧，打好高中物理力學基本功。

一、高中物理力學題受力分析解題流程

解答高中物理力學題，可以按照教師講解的解題流程進行受力分析，即“五步法”。首先，解題時需要將研究對象與環(huán)境中其他物體區(qū)分開來。第二步則是要對研究對象進行觀察，確定其彈力、重力、摩擦力等受力過程。第三步需要確認物體在力學作用下發(fā)生的改變，如形變、運動受阻等。第四步需要對物體受力狀況進行分析，需要根據物體變化情況進行外界施加力的全方位分析。最后一步需要對物體綜合狀態(tài)進行分析，根據物體運動中出現的彈力、摩擦力等狀態(tài)，確定物體力的方向。

二、高中物理力學題受力分析解題反思

（一）確定受力分析范圍

“五步法”的前兩個步驟，其實都是強調一個問題，就是要確定研究對象所受到的各種力。為此，需要將研究對象與周圍環(huán)境隔離，確定物體受力系統(tǒng)范圍，找到質點、節(jié)點等基本要點，然后進行受力分析。在高中物理力學題中，時常會出現一個或多個物體，彼此之間可能存在相互作用力，在受力分析時則要確定物體為部分受力還是整體受力。

例1：光滑水平面上有三個質量均等的帶電小球A、B、C，均處于靜止狀態(tài)，如果僅釋放A球，會產生向右的加速度aA=1㎡/s，如果僅釋放B球會產生向左加速度aB=3㎡/s，如果僅釋放C球會產生什么結果？

在解答題目過程中，想要對每個球的作用力進行單獨分析，思維容易產生混亂，導致問題求解過于復雜。如果將三個球看成是一個整體，假設釋放單個球和三個球擁有一樣的受力情況，可以從整體角度解答問題。具體來講，就是根據三個球組成的系統(tǒng)整體受合力為零的受力情況，采用牛頓運動定律進行受力分析，得到：mA·aA+mB·aB+mC·aC=0，根據已知條件可以解答出aC=2㎡/s，方向為水平向右。從解題過程來看，在解答力學題過程中，還要對題目中深藏信息進行挖掘，才能弄清物體受力情況，實現受力范圍的合理劃分，以便在物體受力復雜時考慮整體受力，實現對物體受力的正確分析。想要達成這一目標，還要加強對同類型題目的總結分析，結合解題經驗把握受力范圍分析規(guī)律，繼而簡化分析問題。

（二）掌握基礎分析方法

在高中物理力學中，受力分析為基礎性知識，需要切實了解一些概念和定理，才能減少解題過程中的誤區(qū)。按照力學題解題步驟，在確定物體受力情況后需要畫出相應受力分析圖，然后根據對應力學規(guī)律列出方程式，完成問題的解答。在實際解答力學題時，想要完成受力分析圖的繪制還要明確物體受力種類，從而確定物體受力方向，如彈力為物體相互接觸產生的作用力，力的作用方向為垂直作用面，并且與形變方向相反。根據力的種類，可以采用正交分解法進行力的大小和方向分析，進行合力求解。

例2：兩桿之間系有5m長繩子，兩端點為A和B，兩桿間距為4m，繩子上懸掛有光滑輕質掛鉤，在掛上12N物體后兩桿平衡，求張力T的數值。

在解答該問題時，還應對物體進行受力分析，完成受力分析圖的繪制，如圖2所示。根據分析圖，能夠確定掛鉤為研究對象，繩子水平夾角為α。根據受力平衡條件可知，2Tsinα=F=12N。結合繩子長和桿間距，可知sinα=0.6，得到T為10N。通過繪制受力分析圖，可以使復雜的受力情況得到簡化，所以能夠完成問題的輕松解答。針對普通力學題，掌握受力分析基礎知識，如彈力、摩擦力、重力的方向判定方法等，熟練正交分解法進行受力分析，就可以通過繪制受力圖得到解題思路。

（三）靈活分析內部受力

在力學題受力分析方面，可以采用不同的方法。具體采用哪種方法，還要結合實際情況選擇。采用整體法，能夠對系統(tǒng)外作用力進行分析，需要將系統(tǒng)內物體看成是一個整體，然后對物體變化規(guī)律進行分析。采用該方法能夠使繁瑣的中間運算得到節(jié)省，從而使分析過程得到簡化。采用隔離法，可以更好的分析系統(tǒng)內部各部分間相互作用力，需要保證系統(tǒng)中物體系內各單位擁有相同運動狀態(tài)，以便相對容易的進行問題理解。盡管整體法的運用可以解決較多問題，但針對需要解決物體內部受力問題的力學題還要采用隔離法，實現對被隔離部分受力情況的單獨分析。

例3：如圖3，緊靠在一起的物體A和B質量相同，同時分別受外力FA和FB的作用，其中FA>FB，并且方向相反，求物體A向物體B施加力N的大小？

在解答例題時，如果從整體角度對問題進行分析，可以得到FA-FB=2ma。但是采用整體法無法進行物體A對物體B施加力的分析，因此還要實現物體B的隔離分析，得到N-FB=ma，因此能夠得到N=（FA+FB）/2。從解題過程來看，力學題的解答需要結合實際需要進行受力分析方法的運用。針對需要對系統(tǒng)內部受力情況展開分析的力學題，還應當學會綜合運用隔離法和整體法實現系統(tǒng)內外受力分析，確定系統(tǒng)內部物體受力方向，從而實現受力大小的合理計算。

三、結論

在高中物理力學題解題方面，按照受力分析步驟進行問題分析，還要認識到其中存在一些需要掌握的規(guī)律，只有通過認真挖掘題目信息才能明確受力分析范圍，并通過鞏固受力分析基礎正確完成受力分析圖的繪制，然后通過靈活運用受力分析方法完成題目的順利解答。

參考文獻

[1]舒牧葳.淺談高中物理力學題的受力分析[J].新課程（下），2017（12）：150.

[2]張澍洺.高中物理力學三大解題技巧探究[J].科技資訊，2016，14（24）：85-86.