淺析高中物理物體受力問題

　　一、力學(xué)的常用分析方法

　　1.整體法從政治哲學(xué)的角度講,整體是由部分組成的。所謂的整體法,就是指從局部思維到全局思維的過程,是系統(tǒng)理論中的整體原理在力學(xué)中的應(yīng)用。整體法的優(yōu)點是:應(yīng)用整體法分析物理問題,可以系統(tǒng)的弄清整體的受力情況,這樣可以有效的避開中間的繁瑣推算環(huán)節(jié),能使受力問題得到靈活地解決。整體法一般用在分析這一整體對象之外的物體對整體的作用力,不考慮整體內(nèi)部之間的相互作用力。2.隔離法所謂的隔離法,是指把要分析的物體從相關(guān)的物體體系中分離出來,作為受力物體的研究對象,只分析該研究對象以外的物體對該對象的作用力,不考慮研究對象對其他物體的作用力。隔離法的優(yōu)點是:比較容易分清單個物體的受力情況,處理問題比較方便、簡單,便于對受力物體的理解。在分析系統(tǒng)內(nèi)部各個物體間的相互作用力時用隔離法比較好。

　　二、對力的關(guān)系的分析

　　由于物體在受到力的作用時會處于平衡或者非平衡狀態(tài),這就要求我們對物體處于這兩種狀態(tài)來進(jìn)行力的分析。

　　1.物體處于平衡狀態(tài)的受力分析物體處于平衡狀態(tài)下物體受到的合外力為零,計算合力的方法有:第一,是力的合成法。當(dāng)物體受到三個力的作用而保持平衡時,可以先求出其中兩個力的合力,求出的這個合力必定與第三個力平衡。第二,是力的分解法。當(dāng)物體受到三個力作用的而保持平衡時,可以先將其中一個力沿著另外兩個分力的方向進(jìn)行分解,在每個分力的方向上合力都為零。第三,是力的正交分解法。當(dāng)物體受到多個力的作用而保持平衡時,我們經(jīng)常采用的是正交分解法,以力的作用點做為坐標(biāo)原點建立起平面直角坐標(biāo)系,將受到的力都分解到這兩個直角坐標(biāo)系的方向上,則可以得出在這兩個方向上合力都為零。

　　2.物體處于非平衡狀態(tài)下的受力分析當(dāng)物體處于非平衡狀態(tài)下時,物體的運動狀態(tài)就會發(fā)生改變,在運動過程中產(chǎn)生加速度,這就需要運用牛頓的第二定律F=ma來尋找各個力之間的關(guān)系。通常采用的求合力方法是正交分解法:即取物體運動的方向為a方向,垂直于物體運動方向的方向為b方向。如果物體在作直線運動,則合力在a方向上;如果物體在作勻速圓周運動,那么合力則在b方向上,再通過求合力與分力的'關(guān)系計算其它的力。

　　三、受力問題例題解析

　　例1.如圖甲所示,物體A靠在豎直墻壁上,在力F的作用下,A、B保持靜止。物體B受力個數(shù)是多少?解析:如乙圖所示,物體B受到豎直直向下的重力,受到豎直向上的外力和A對B的壓力以及A對B的摩擦力共四張力。例2.兩個大人與一個小孩沿河岸拉一條船前進(jìn),兩個大人的拉力分別為F1=400N,F2=320N,它們的方向如圖1所示.要使船在河流中平行河岸行駛,求小孩對船施加的最小力的大小和方向?答案及解析:為了使船沿中央航線行駛,必須使得船在垂直于中央航線方向上的合力等于零。因此,小孩拉力的垂直分量必須與兩個大人拉力的垂直分量平衡,即要求小孩的拉力最小,應(yīng)使小孩的拉力就在垂直于岸的方向上。

　　四、對物體受力分析的思考

　　要想做好高中物理物體受力分析問題的題目,首先要明確,解答力學(xué)問題的步驟。在解答力學(xué)題目的過程中,首先,便是明確物體受到哪些力的作用。這里一般是要求能畫出一個物體受力示意圖,這樣能夠比較直觀的分析出物體的受力個數(shù)。其次,是對標(biāo)出的物體受到的力進(jìn)行全面的分析,哪些屬于重力,哪些屬于彈力,哪些屬于摩擦力。再次,是確定使用什么方法來分析受力情況,一般有整體法和隔離法兩種。第四,就是確定物體的運動狀態(tài),看物體是處于運動還是靜止?fàn)顟B(tài),好對物體受力進(jìn)行計算。最后,就是認(rèn)真分析做力學(xué)題的整個過程,確保分析的正確性。

　　五、結(jié)語

　　通過上文可以得出,想要對物體進(jìn)行受力分析,不但要結(jié)合物體的運動狀態(tài)(包括平衡狀態(tài)和非平衡狀態(tài)),分析物體受力的總數(shù)目,分析每個力的性質(zhì)、大小和方向。還要積極利用圖形,完好地展示出物體受力的過程,能夠?qū)κ芰Φ奈矬w有個直觀的了解,利于受力問題題目的解題。對物體正確地進(jìn)行受力分析是求解力學(xué)問題必不可少的一個關(guān)鍵,在整個高中物理的學(xué)習(xí)中都占有極其重要的作用。

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