突破受力分析的技巧

高中物理的力学部分既是重点，也是学生学习的难点。而受力分析是解决力学问题的基础，特别是涉及力的合成与分解、运动的合成与分解时，往往因受力分析的错误而导致全盘皆错，同时受力情况分析也是一个难点。在学习力学知识时，首先应突破受力分析这一关。要进行正确的受力分析，必须要弄清楚力按性质命名时，力学中常见的力是哪几种，每种力产生的原因、存在的条件、每种力的方向。然后按照一定的顺序进行分析。下面从基本概念入手，以具体事例说明物体受力分析的技巧：

一、按性质分，力学中常见力的理解

1．重力：由于地球的吸引而产生的力叫重力。其产生原因是由于地球的吸引，地球上及其附近所有物体都要受重力作用，其方向始终是竖直向下，大小跟质量成正比，即G=mg.由于物体随地球自转需要向心力，故除南北极点外，物体所受的重力不等于地球的吸引而产生的万有引力，万有引力的一部分力要提供向心力，物体所受的重力在赤道最小，南北极点最大，但不管物体在任何地方其质量是不变的。

2．弹力：发生弹性形变的物体因要恢复原状而对跟它接触的物体所产生的作用力，叫弹力。弹力产生的原因是由于物体发生弹性形变。弹力的方向容易混淆，首先分清是物体产生的弹力还是物体受到的弹力？物体产生的弹力方向跟物体恢复形变的方向相同，物体受到的弹力方向跟该物体的形变方向相同。常见的力有物体受到的压力、支持力、绳子产生的拉力、弹簧的弹力。压力的方向垂直指向被压的物体表面，支持力的方向垂直指向被支持的物体表面，绳子产生的拉力方向沿着绳子的收缩方向，弹簧的弹力方向沿着弹簧的收缩方向。存在弹力的条件是物体间相互接触并产生弹性形变，常见的形变有压缩形变、拉伸形变、弯曲形变、扭转形变。

3．摩擦力：阻碍物体相对运动或相对运动趋势的力叫摩擦力。摩擦力有三种即静摩擦力、滑动摩擦力、滚动摩擦力，存在摩擦力必须同时具备四个条件：物体间相互接触；接触面粗糙；物体间有压力；物体间存在相对运动或相对运动趋势。相对运动是指以相互接触的两个物体中的一个物体为参考系另一个物体的运动，相对运动趋势是指相互接触的两个物体保持相对静止，但以一个物体为参观系另一个物体存在运动的可能性。摩擦力的方向跟相对运动或相对运动趋势的方向相反。所谓相对运动方向或相对运动趋势的方向是指以跟研究对象相接触的物体为参考系，研究对象的运动方向或相对运动趋势的方向；摩擦力作用在物体的表面，但画受力图时其作用点往往画在物体的中心，发生摩擦的两个物体各自所受的摩擦力是一对相互作用力，其大小相等、方向相反、在同一条直线上，但作用在不同的物体上；滑动摩擦力的大小F=μFN，由动摩擦因数μ和正压力大小决定，在相同条件下滚动摩擦力比滑动摩擦力小很多，静摩擦力的大小在零到最大静摩擦力之间随不同情况而变化。

二、物体受力情况的分析方法和步骤

1．性质分析法或称原因分析法。根据力的性质即力产生的原因按重力、弹力、摩擦力的顺序逐一分析，如图所示，分析静止杆的受力情况（水平面和竖直面都不光滑）：

第一步，明确受力分析对象：杆；

第二步，画出物体所受的重力。我们所涉及的受力分析问题往往是地球上或地球表面附近的物体，故任何物体都要受重力作用，如果物体在宇宙空间则受万有引力作用，在其他星球上要受其他星球的重力作用。

第三步，弹力分析。看分析对象是否与另外的物体接触并发生弹性形变，如有则受弹力作用，据弹力特点画出弹力：杆与水平面和竖直面接触，由于受重力作用使接触处产生挤压存在形变。

第四步，摩擦力分析。在受弹力基础上是否满足存在摩擦的另外两个条件：接触面粗糙和存在相对运动或相对运动趋势，满足则画出所受的摩擦力。存在弹力不一定存在摩擦力，存在摩擦力就一定存在弹力。杆存在相对运动趋势，受竖直向上和水平向左的静摩擦力作用。

如果分析对象在液体中，所受的浮力按性质分属于弹力，浮力是按效果命名的。

2．效果分析法。根据力产生的效果应用因果关系进行逆向思维来分析物体的受力情况。不管用什么方法首先要想到重力，如图所示，是分析光滑铁球的受力情况示意图。

第一步，明确研究对象：光滑铁球。

第二步，画出铁球所受重力。

第三步，据力的作用效果可知绳拉球对球有拉力作用，墙支持着球对球有水平向右的支持力。由于铁球光滑不存在摩擦力作用。总之，在进行受力分析时。有时要两种方法结合使用，联合处理。如果分析对象是通电导体在磁场中则要受安培力作用，带电体在电场中要受电场力作用、在磁场中运动受洛仑兹力作用，磁体间存在磁力作用。