高中物理受力分析之浅见 论文

021年安徽省中小学教育教学论文

高中物理受力分析之浅见摘要：高中物理课程主要是学习动力学、电磁学、热学、原子物理、光学几大部

分内容，高一最开始就是动力学，而力是整个高中阶段物理学习的基础内容，在以后的整个高中物理学习中占据很大的比例，学好力是学好其它部分内容的重要保障。学生往

往容易在“受力分析”这一步就受到阻碍，甚至产生畏难心理。纠其原因，主要是因为学生没有从力的来源、分类等角度充分认识各种力，没有掌握受力分析的正确顺序以及

方法造成的。关键词：受力分析，主动力，被动力，运动状态，整体与隔离

[1]引言：受力分析

是指将研究对象（某一物体或者是某一系统）与其它物体或系

统孤立开，分析与它直接接触或间接接触的其它物体或系统对它的相互作用，并且画出力的示意图的过程。学生在受力分析过程中经常会出现“漏力”、“添力”，甚至找错力

方向、算错力的大小等错误，这些错误严重阻碍了学生对高中物理动力学、电磁学、乃至热学的理解。大多数学生在受力分析时采用重力弹力摩擦力的分析顺序，本

文主要是从力的分类角度出发，重新安排受力分析的顺序，辅助一定的受力分析方法，以典型例题为引，帮助学生正确快速进行受力分析。

一、力的分类1．常规分类

（（1）按力的性质分：重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力、分子力等；

2）按力的效果分：动力、阻力、拉力、支持力、引力、斥力、向心力、浮力等；2.按理论力学理论分：

1）主动力：重力、弹簧弹性力、静电力和洛仑兹力等有“独立自主”的大小和（方向，不受其它力的影响，处于“主动”地位，叫做“主动力”。

重力是地球作用于质点的万有引力，方向竖直向下，重力的大小只跟质点距地心的距离以及所处的纬度有关。弹簧弹性力遵循胡克定律，与弹簧本身及形变量有关。静电

力和洛仑兹力与电场、磁场以及带电体本身有关。[2]

2）被动力也称为约束反作用力，当物体的运动时受到的限制叫做约束，受到约（束的物体将会受到约束反作用力，这种力没有自己“独立自主”的大小和方向，最初不

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能知道有没有，它的有无及大小主要取决于主动力情况和运动状态，处于“被动”地位。像物体间的挤压力、绳的拉力、杆的拉力或支持力、摩擦力等都属于被动力。

由以上情况可以看出，主动力基本已知，比较容易分析，而被动力具有不确定性，没有确定的大小甚至方向，而且随时跟着条件的改变发生没有固定规律可循的变化，它

像一个“谜”，需要耐心、仔细地去探究。二、受力分析

1．受力分析顺序：

从以上力的分类情况可以看出，受力分析时先分析主动力，再分析被动力较为合理。大致流程如下：

图

1

受力分析流程根据题意确定研究对象是受力分析最基础的一步，也是第一步，只有先确定研究对

象及其运动状态，将它与周围物体隔离开来，才有可能对其进行正确的受力分析。选定的研究对象可以是某一个物体，也可以是某些物体组成的一个系统，但是要注意区分哪

些是系统内力，哪些是系统受到的外力，对系统分析时只需要分析外力即可。第二步是分析研究对象受到的主动力，根据主动力的特点很容易分析出来，这里要

注意，题目中给出的外加力也应该在此时分析出来，否则会影响后面对于被动力的分析。如果研究对象是轻绳、轻杆、轻环，或者电磁学中的电子、质子等，主动力里面的重力

就不用分析，这些一般都是重力不计。021年安徽省中小学教育教学论文

2．被动力的分析方法：

在这我们先要弄清楚一个概念——运动状态，运动状态是指物体在机械运动中相对于选定参考系的状态，高中阶段我们通常默认选择地面或者相对地面静止的物体来做参

考系，。而运动状态有一个非常直观的物理量可以描述，那就是“速度”，只要速度改变，运动状态就会发生变化，运动状态与受力状态的关系大致是这样的：

图

2

运动状态被动力由于不能“独立自主”，因此它的存在受多种因素的影响，比如运动状态、

是否受其它力、其它力的大小和方向等等。对于被动力的分析是一大难点，但是也不是没有规律可循，正因为它的“被动”，我们知道它是“被需要”的。在具体分析时可以

采用隔离法、整体法、假设法等，结合运动状态加以分析。（1）隔离法：把某个物体或某个过程分析从物理问题中隔离出来分析的方法。

图

3

例题

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本题将物体隔离开来对物体进行受力分析，物体受到的主动力有竖直向下的重力、水平向左的弹簧弹力，斜向上的外加拉力，由题意可知刚开始没有被动力，如下左图；

撤去F时由于竖直方向仅有重力的作用，所以“被动需要”水平面提供竖直向上的支持力，下中图；剪断弹簧时，依然不“需要”水平面的支持力，如下右图：

图

4

例

1

物体受力分析图

5

例

1

答案解析

（2）整体法：一般是情境中有两个或两个以上的物体，对整个系统或整个过程进

行分析。整体法分析时不需要考虑系统内物体间的作用力，这属于内力，只需要考虑系统外的物体对系统的作用力也就是外力。

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图

6

例题

2【解析】先把题目中的4块砖当做一个整体，对整体进行受力分析，如左下图，整

体受到的主动力包括在竖竖直向下的重力4mg，被动力是两个水平方向的压力，以及两个相等的竖直向上的摩擦力f，由平衡条件可得：2f=4mg，f=2mg，由此可得：第1块

砖和第4块砖受到木板的摩擦力大小都等于2mg。图

7

例

2

受力分析

将第1块砖和第2块砖当作一个整体后进行受力分析，如右上图，受到的主动力为竖直向下的重力2mg，木板对第1块砖向上的摩擦力f=2mg；被动力为水平方向的压力，

由平衡条件可以知道系统已经达到平衡状态，所以“不需要”第

2

块砖和第

3

块砖之间的摩擦力，故选A。

（3）假设法：

[3]判断弹力有无：即假设接触处有弹力，看物体的运动状态是否与当前情况一致，

若一致，则假设正确，接触处有弹力；若不一致，则假设错误，接触处无弹力。但“假设法”同样有其局限性，它只能解决相对较简单的情况。我们前面说过弹力

是被动出现的，它属于被动力。弹力是否存在，是由主动力和运动状态决定的。判断摩擦力有无：

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图

8

假设法判断摩擦力图

9

例题

3

图

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例

3

受力分析【解析】对整体分析，主动力包括：竖直向下的总重力、斜向上的外力，被动力是：

竖直向上的支持力、水平向右的摩擦力，因为水平方向上平衡，有Fcosθ=f，知地面对斜面的摩擦力逐渐减小。故A正确，B错误。

对隔离物块分析，主动力有：重力、拉力，被动力是：支持力、摩擦力处于平衡，62021年安徽省中小学教育教学论文

但是摩擦力的方向不能确定，可以采用假设法，假设拉力的最大值大于重力的下滑分力，静摩擦力沿着斜面向下，则：F-f-mgsinθ=0，故拉力减小后，静摩擦力先减小后反向增

1加；假设拉力的最大值小于重力的下滑分力，静摩擦力沿着斜面向上，则：F+f-mgsinθ=0，

1故拉力减小后，静摩擦力一直增大。故C正确，D错误。故选AC。

3．受力分析注意点：

在进行受力分析时还要注意以下几点：1）分力跟合力的关系：分力跟合力是等效替代的关系，它们不能同时出现在受

（力分析图中，研究合力时就不要再画分力，画分力的时候就不要再把合力放上去，避免

重复研究导致错误。（2）注意效果力的分析：受力分析时注意不要将部分效果力放进去，比如向心力，

但支持力、压力虽然也是效果力，它们也是被动力，受力分析时要根据实际“需要”来研究。

（3）分析方法的应用：受力分析并不局限于某一种方法，一个问题中往往需要多

种方法的综合应用，要根据具体问题灵活对待。小结

学习方法的正确与否直接关系到学习效果，尤其是针对高中物理的学习，大多数学生本来就觉得学好高中物理比较困难，选对方法就显得尤为重要。学习过程中要有整体

意识、框架意识，不能将知识点或者方法孤立起来，要想办法找到它们的联系、规律，综合应用多种解题方法，这样才可能使难题迎刃而解。作为高中生，只有在不断的学习

和思考过程中，慢慢