淺談高中物理的受力分析

薛慧娟

【摘 要】高中物理是一門較難的學(xué)科，靈活性高，應(yīng)用能力強(qiáng)，在眾學(xué)科中物理也是學(xué)生最不好把握的科目之一。高中物理主要包括了力學(xué)、電學(xué)、電磁學(xué)幾個(gè)大模塊，在這幾個(gè)模塊中必不可少的解題技巧就是受力分析。本文就力以及受力分析為主線做出如下概括。

【關(guān)鍵詞】高中物理;受力;分析

【中圖分類號(hào)】G633.7 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2019）19-0-01

一、受力分析分析什么

所謂受力分析就是要求分析出研究的物理的受到哪些力的情況，并畫出其力的示意圖。即題目中若涉及力的問題，那么就要對(duì)其受力分析。

1.高中物理包括了哪些力

涉及力的內(nèi)容從教材力提到的有重力、彈力、摩擦力、電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力（洛侖茲力和安培力），以及空氣阻力、浮力等等。其中摩擦力和磁場(chǎng)力較為復(fù)雜。

摩擦力分為靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力。難點(diǎn)在于判斷摩擦力的方向。摩擦力定義里明確指出摩擦力方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反。如圖1要分析出A受到摩擦力方向要看A相對(duì)B的運(yùn)動(dòng)情況，相對(duì)地面A是靜止的，但是A相對(duì)B是往左運(yùn)動(dòng)。所以A受到B給的摩擦力方向向右。又如圖2物塊A靜止放在傳送帶上，A相對(duì)傳送帶向左運(yùn)動(dòng)，所以A受到摩擦力方向向右。因此要判斷摩擦力的方向得判斷其相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向。

磁場(chǎng)力的方向判斷也是一個(gè)難題困擾了同學(xué)，因?yàn)榇艌?chǎng)力涉及到問題較多，有磁場(chǎng)方向，電流方向，粒子運(yùn)動(dòng)方向以及左手還是右手判斷等。以洛侖磁力為例，f=qvB，洛侖茲力是指運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)受到力的情況。首先，我們要懂得力都是用左手判斷方向的，還要確定電荷的電性，打開左手，讓大拇指和四指在同一個(gè)平面內(nèi)且互相垂直。四指表示的是正電荷的運(yùn)動(dòng)方向，如圖3，用左手判斷得知洛侖茲力的方向垂直于v豎直向上，若為負(fù)電荷則方向相反。若題中缺少磁場(chǎng)方向如圖4，先用右手判斷電流I的周圍磁場(chǎng)方向，后用左手判斷洛侖茲力方向，應(yīng)垂直v水平向右。

除了上述兩種力，其他可根據(jù)定義給的方向確定如重力永遠(yuǎn)就是豎直向下，彈簧彈力就是往恢復(fù)原長(zhǎng)的方向，較不容易混淆。

二、如何進(jìn)行受力分析

1.確定受力的個(gè)數(shù)

先確定受力的個(gè)數(shù)，值得討論的是重力是否要考慮，重力分宏觀物體和微觀物體。如木塊、小球、液滴、粉塵等這些肉眼看得見的一般都要考慮重力的大小，但像電子、質(zhì)子這些微觀的粒子，除非題中否則一般不考慮重力的大小。但是同學(xué)經(jīng)常會(huì)被質(zhì)量誤導(dǎo)，認(rèn)為題中有給出質(zhì)量m，那么必定要考慮重力的大小。

2.受力分析的順序

一般我們按重力——接觸力——場(chǎng)力——其他外力，按這個(gè)順序考慮，避免漏力、多力。

接觸力要考慮與研究對(duì)象接觸的面、繩子、彈簧等等，與物體接觸的面有兩個(gè)就得考慮是否有兩個(gè)彈力，有沒有摩擦力。

場(chǎng)力包括了電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力

3.作出受力物體的受力示意圖

用線段表示力的大小，用較長(zhǎng)的線表示較大的力;方向用箭頭表示，在畫每條線后應(yīng)標(biāo)出相應(yīng)力的符號(hào)，用英文字母表示。如重力用G表示，摩擦力用f表示，彈力用N或FN表示等等，這要解題過程不會(huì)混淆力。

4.檢查受力分析是否有誤

受力分析完后，檢查畫出的每一個(gè)力能否找出它的施力物體，檢查分析結(jié)果能否使研究對(duì)象處于題目所給運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，否則，必然發(fā)生了漏力、多力或錯(cuò)力現(xiàn)象。

例如2015年福建高考理綜計(jì)算題22題，絕緣粗糙的豎直平面MN左側(cè)同時(shí)存在互相垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電場(chǎng)方向水平向右，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。一質(zhì)量為m，電荷量為q的帶正電的小滑塊從A點(diǎn)由靜止開始沿MN下滑，到達(dá)C點(diǎn)時(shí)離開MN做曲線運(yùn)動(dòng)。A、C兩點(diǎn)間距離為h，重力加速度為g。

（1）求小滑塊運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)的速度大小Vc

（2）求小滑塊從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)過程中克服摩擦力做的功Wf

（3）若D點(diǎn)位小滑塊在電場(chǎng)力，洛侖磁力及重力作用下運(yùn)動(dòng)過程中速度最大，當(dāng)小滑塊運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)撤去磁場(chǎng)，此后小滑塊繼續(xù)運(yùn)動(dòng)到水平地面上。已知小滑塊在D點(diǎn)時(shí)的速度大小為VD，從D點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的時(shí)間為t，求運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)速度的大小VP。

在<1>里要求Vc應(yīng)該考慮是的從A-C的受力情況，小滑塊受到重力、豎直平面對(duì)小滑塊的彈力、電場(chǎng)力、洛侖茲力，然后再用物理規(guī)律解題。（3）D點(diǎn)時(shí)撤去磁場(chǎng)，受力分析只有重力、電場(chǎng)力。再根據(jù)類平拋的物理規(guī)律解題，那么這道題就迎刃而解了。整體分為兩個(gè)過程兩種受力情況，再套進(jìn)物理規(guī)律公式即可。因此解題物理的難題，受力分析是非常重要且必不可少的工具。

三、教學(xué)實(shí)施過程中的建議

受力分析是高中物理非常重要的技巧之一，它并非只與力學(xué)有關(guān)。物理是一門理解能力分析能力要求很強(qiáng)的科目，我們?cè)诮虒W(xué)過程中不斷突出受力分析的實(shí)用性和重要性，培養(yǎng)同學(xué)對(duì)題目的理解能力，推理能力，分析綜合能力，從而讓學(xué)生達(dá)到高考物理的能力要求和達(dá)到學(xué)習(xí)高中物理這個(gè)科目的目的。

參考文獻(xiàn)

[1]《普通高等學(xué)校招生全國(guó)統(tǒng)一考試考試大綱》

[2]李黨;淺議高中物理受力分析[J];中學(xué)教學(xué)參考;2010年02期