受力分析中常见的几种错误及改正方法

受力分析中常见的几种错误及改正方法

受力分析就是把指定的研究对象在特定的物理情景中所受到的所有外力找出来，并画出受力示意图。受力分析主要是分析重力、弹力（拉力、压力、支持力）、摩擦力（静摩擦力、滑动摩擦力和滚动摩擦力）等。

受力分析是解决力学问题必须掌握的基本技能。对物体进行正确的受力分析，学会画物体的受力分析示意图，是解决好力学问题的关键和重要方法，是学好物理的第一步。受力分析贯穿于力、热、电、光各部分，因此它是整个高中物理中极为重要的内容，如同数学运算中的乘法口诀，是学习的重点、难点，但在教材中并没有给出具体的章节内容，而更多的是运用于具体的解题过程中，给学生的学习带来很大的难度。现在对受力分析中常见的错误及改正方法做一总结，以便让学生更好地学会对物体进行受力分析。

一、研究对象不明，错将其他物体受到的力画入图中

例：如图1、图2所示，水平地面上放一物体A，试分析物体A的受力情况。

刚学受力分析时，经常有学生这样分析：物体A受重力G，地面对物体A的支持力N及物体A对地面的压力F，如图1所示。

学生之所以这样认为在于把研究对象施于另外物体的力错加在研究对象上。物体A对地面的压力F的研究对象是地面，而不是物体A，因此物体A只受到重力和地面对A的支持力N，如图2所示。

受力分析核心是一个“受”字，也就是说只分析研究对象受到的力，不要求分析研究

对象对其他物体所施加的力，即要明确任务。

二、不是实事求是地分析受力，而是凭想当然去判断

只以表面现象或只凭直观感觉和主观想象来看问题，虚构力，将不存在的力画入。

例：物体A放在物体B上，在水平力F的作用下（F作用在物体B上），物体A和B一起沿水平粗糙地面做匀速直线运动。试分析在匀速直线运动的状态下物体A共受几个力作用。

有些学生认为，物体向哪个方向运动，就有哪个方向的力。他们认为在物体A向右运动的过程中，它一定受到向右方向的力的作用，A与B间无滑动，故这个向右方向的力一定是B对它水平向右的静摩擦力。因此物体A共受三个力作用，即竖直向下的重力、B对A竖直向上的弹力和B对A水平向右的静摩擦力，如图3所示。

只要认真思考一下物体A做匀速直线运动，就知道它的运动状态不变，合外力为零，所以它只受到的重力和B对它的弹力这一对平衡力的作用，如图4所示，他们就会明白B对A水平向右的静摩擦力并不存在，是凭空想象的。

物体受力情况与运动情况必须相符，所以分析完物体受力时，可以通过分析受力情况与运动情况是否相符，来粗略地判断此分析是否正确，不能凭生活经验或者主观臆断来确定力。

三、将合力或分力重复画入图中

例如，在对斜面上的物体A的受力分析中，有些学生认为物体沿斜面下滑，既受到重

力G、斜面对它的弹力N和摩擦力f 的作用，又受到“下滑力”的作用F，如图5所示。

其实仔细分析一下就可知所谓的“下滑力”F实际上就是重力的一个分力。这是对合力与分力的关系理解不清而产生错误的受力分析，在受力分析中合力和分力不能同时作为物体所受的力，因此物体A受到重力G、斜面对它的弹力N及摩擦力f 的作用，如图6所示。

不要把物体的受力分析和力的合成与分解相混淆，“合力”是物体实际所受各力的“等效力”，“分力”是从一个力的作用效果“等效”出来的。“合力”“分力”都不是物体受到的真实力，因此，在分析受力时，不要画出“合力”“分力”的图示。

四、只要两物体接触就认为受到弹力作用

例：OA为光滑的水平板，OB为倾斜的光滑板，中间夹着一个半径为R、所受重力为G的圆柱体，当圆柱体处于静止时，它受到哪些力的作用？

常常有学生这样分析：圆柱受三个力的作用，即重力G，OA板对它竖直向上的弹力N1，OB板对它的弹力N2，方向垂直于0B斜向上，如图7所示。

这样分析的原因在于对产生弹力的条件不理解，认为物体间接触就有弹力产生。仔细分析一下就可知圆柱的重力和水平板OA对它的弹力是一对平衡力，如果OB板对圆柱有弹力存在，则圆柱就不可能处于静止状态。所以，圆柱只受重力G和OA板它的弹力N这两个力的作用，如图8所示。

实际上，弹力是产生在直接接触而发生弹性形变的物体之间，因此，仅因接触并不能

肯定它们之间一定有弹力存在。因此，判断弹力的存在与否，是根据物体所受的已知作用力和其运动情况来加以判断的。

五、认为压力始终等于重力

例：如图9所示，重为300N的木块放在水平地面上，在拉力F的作用下沿地面滑动。已知木块与地面间的动摩擦因数为0.3，求拉力F的大小。(取)

很多学生是这样解的：N

这样解的同学错误地认为地面的压力等于重力，忽视了由于拉力F是斜向上的，F的竖直向上的分力减小了地面的压力。实际上，压力，拉力 N

压力等于重力是根据二力平衡和作用力和反作用的关系推导出来的，所以支持力必须等于重力，也就是支持力与重力大小相等方向相反然后才有压力等于重力。

六、静摩擦力方向的判断错误

有很多学生认为物体所受摩擦力的方向总是与物体运动的方向相反，阻碍物体的运动。

例：皮带运输机将货物从底端匀速传送到顶端（图10）。已知皮带与水平成θ角，货物的质量为m。问在传送过程中货物受哪几个力的作用？

根据前面的结论，得出货物受三个力作用，即竖直向下的重力、皮带对货物垂直于皮带向上的弹力、皮带对货物的静摩擦力，方向沿皮带向下。产生这样错误的原因在于对静摩擦力的方向不理解。实际上，摩擦力总是阻碍物体间的相对运动，而不是阻碍物体的运

动。货物在重力作用有下滑趋势，静摩擦力是阻碍其下滑，所以它的方向应是沿皮带向上。

（作者单位：海南省高级技工学校）