如何进行受力分析

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精选答案

受力分析是物理学中最基础、最重要的解决物理问题的关键，无论是高一物理的各个章节，还是电、磁场问题都需要对物体进行受力分析。

一、按力的概念和性质分析(一) θ G N 分析物体受力时，要从力的基本概念入手，明确力是物体间的相互作用，因此一个力必须存在两个物体，即施力物体和受力物体，也就是必须找到施力物体，决不能无中生有的猜测。没有施力物体的力是不存在的。例如：抛在空中的铅球，在空中运动的过程中，有的同学认为受两个力的作用，一个是重力G，一个是向前的力F。重力是地球施加的，向前的力F是谁施加的呢？找不到施加物体；如果考虑到空气阻力，铅球也受到向后的阻力ƒ的作用，其施力物体是空气，之所以铅球能向前运动是因为铅球的惯性。再比如图（一）光滑的斜面上一物块在斜面上，沿斜面下滑的过程中，正确的受力分析是物块受到竖直向下的重力G和垂直斜面向上的支持力N的作用。初学者认为物块还受到沿斜面向下的下滑力的作用，这就错了，假如存在“下滑力”的作用，就要看其施力物体是谁，“下滑力”是找不到施力物的，因而不存在“下滑力”的作用。再者，对物体进行受力分析，一般是有顺序的。在这里不妨介绍给大家一个“顺口溜”，仅供参考：一重二弹三摩擦，四电五磁六其他；弹力包括支拉压，考虑周全别多加。

二、按运动趋势确定待定力在受力分析时，能够直观看到的力我们称之为“已知力”，那些需要进行分析、思考后才能确定的力我们称之为“待定力”。受力分析的难点是如何求出待定力，一些待定力可按运动趋势来确定，有的需用牛顿第一定律，牛顿第二定律来确定。例1．在倾角为θ的斜面上，一质量为m的物块，物块与斜面间动摩擦因数为M（最大静摩擦力等于滑动摩擦力），现加一个平行于斜面向上的外力F作用，使物体静止在斜面上，求F的大小。析与解：要求出F的大小，首先要分析在斜面上的物体受哪些力的作用，再依据平衡条件（牛一定律）确定有无摩擦力。（二） 1．当物块处于静止状态且无运动趋势，则按力的分析顺序，物块受三个力的作用，如图（二）所以外力F为F=Gsinθ=mɡsinθ2．当物块有运动趋势时，物块又增加一个摩擦力，应该马上考虑到摩擦力的方向有两种：可能沿斜面向上，也可能沿斜面向下。1）当F>mɡsinθ时，沿斜面向上，此时F有最大值，静摩擦力为最大静摩擦力，即：Fmɑx=mɡsinθ+μcosθ。

2）当Fɡ），则此时箱对地面的压力为多大？（四） 析与解：此题不能以地面为研究对象，只能以箱子为研究对象，来求地面对箱子的支持力，依据牛顿第三定律，才知道箱子对地面的压力与地面对箱子的支持力是一对作用力和反作用力。但由题设可知，箱子处于平衡状态，而环却有加速度，还不能整体分析，只能隔离分析：环在加速下滑过程中受竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力（在竖直方向上），依牛顿第二定律mɡ-ƒ=mα，∴ƒ=mɡ-mɑ。再隔离分析箱子，在竖直方向上受三个力的作用，重力、ƒ地面支持力和环对箱子摩擦力（作用力、反作用力）依平衡条件：N=Mɡ+ƒ′,其中ƒ和ƒ′是作用力和反作用力。∴N=Mɡ+mɡ-mɑ。mɡN 又因地面对箱的支持力和箱子对地面的压力也是一对作用力和反作用力。所以箱子对地面的压力N′=Mɡ+mɡ-mɑ。mM 受力分析是解决物理问题的重要的一个环节，除了上面的几种办法以外，在受力分析时还要注意，整体分析和隔离分析受力。整体受力分析是有条件的，不考虑内力，很方便，但要求组成的整体必须有相同的加速度。而隔离分析无条件，但有时比较麻烦，需要同学们在分析受力时要注意。