受力分析的地位

太重要了！因为：

力学问题是物理问题的基础

力和运动的关系是力学问题的基础。

牛顿第二定律 联系了力和运动，而左边这个 正是来自于受力分析！

所以，正确进行受力分析是高中物理最重要的基本功！可以说受力分析是一切力学问题的基础！

但是，受力分析很难，作为高中物理的第一只拦路虎，它异常凶猛，一上来就把很多人吓退了。怎么办，另辟蹊径？先学点儿别的？别天真了，受力分析的地位决定了它是绕不开的主线剧情，你别无选择，必须拿下！如果你对受力分析一窍不通，准备1个月的时间，每天琢磨一个小时，用30个小时征服它。非常值得。

力学问题大致有三种解法：动力学解法，动量解法，能量解法。贴三张我在辅导学生物理时画的图，是想说明受力分析在力学体系中的基石作用。总说知识环环相扣，要编织成网，其实更要紧的，是在网中找到纲，提纲挈领才能纲举目张嘛。

受力分析的理论依据

A。锁定研究对象。

研究谁，就让谁站在舞台中央，就让聚光灯照在谁身上。其他物体只是背景，视而不见。

如果一个系统由A和B两个物体组成，那么研究对象的选择有A、B、AB三种方式。

如果一个系统由A、B和C三个物体组成，那么研究对象的选择有A、B、C、AB、AC、BC、ABC三种方式。

甚至一个完整的物体你也可以用假想的平面把它切成两部分，研究物体内部的“应力”（大学工程力学和理论力学中常用的办法）。

B。必须按顺序进行。

1.受力分析必须按照一定的顺序进行。每确定一个力，都要确定它的大小、方向、作用点三个要素（现在高中基本不涉及刚体的转动，所以作用点这个要素基本可以忽略，你的重点是搞清每一个力的大小和方向）。受力分析就像是一个“破案”的过程，从已知的条件出发，确定可能存在的力是否真的存在、其方向如何、大小如何。

2.之所以分层次，是由于力的地位不平等。就像一个社会中，统治者是去支配别人的，而一般人是被统治者支配的。有的力地位高，有的力地位低。高层次的力决定低层次的力，低层次的力被高层次的力决定。一般把力分成三个层次：

第一层次：主动力和已知力

。什么是主动力呢？大小、方向都由自身（其实是场）支配， 其他力影响不了它，但是它可以影响第二层次和第三层次的力哦！这也正是我们为啥要先来把主动力都搞定的原因。高中阶段遇到的主动力有五种：重力、万有引力、电场力、洛伦兹力、安培力。高一的同学掌握重力和万有引力即可。

已知力是指题目明确告诉我们的力。这种力也是实打实的存在，其大小和方向都定下来了。

第二层次：五种弹力。

可能施加弹力的物体有五种——接触面、轻绳、自由杆、固定杆、弹簧。这也是受力分析的难点所在。第一点，这五种力的必要条件是接触。没有接触就没有弹力。第二点，这五种力一般都叫被动力，它们的大小由第一层次的力，以及物体的加速度共同决定。第三点，这五种力也不是完全被动，它们在被动中也有一些“主动”的因素存在。

比如，

接触面可能会施加弹力，如果有弹力，弹力必然与接触面垂直，并且指向受力物体。

（这就是说，接触面弹力的方向是由自身决定的）接触面施加弹力的条件是相互接触的物体之间有挤压，从而有轻微形变。是否有挤压，要综合第一层次的力和物体的运动状态来判断（这就是说，接触面弹力的大小是由第一层次和加速度共同决定的）。

再比如，轻绳中的张力。

张力的方向一定沿绳，并指向施力物体。同一根绳中的张力处处相等。

绳子打活结，相当于同一根绳子。绳子打死结，结点两侧相当于两根绳子。（这就是说，绳中张力的方向是由自身决定的，张力的大小是由第一层次和加速度共同决定的）

再比如，轻杆中的张力。杆有两种类型，能转动的杆，如用铰链连接的杆，叫做自由杆。不能转动的杆，如一端插入墙体的杆，叫做固定杆

。自由杆中的力一定沿杆，既可以拉伸，也可以压缩

（这就是说，自由杆中张力的方向是由自身决定的，大小是由第一层次和加速度共同决定的）。

固定杆中的力不一定沿杆，既可以拉伸，也可以压缩

（这就是说，固定杆中张力的方向和大小都是由第一层次和加速度共同决定的）。两类杆中的张力，都要综合第一层次的力和加速度来判断。

再比如，弹簧中的力。

弹簧弹力一定沿着弹簧的轴线，既可以拉伸，也可以压缩

。弹簧有计算公式，叫做胡克定律，

F=kx，

公式中的

x

是弹簧现长和原长的差值，叫做形变量。

第三层次：两种摩擦力。

接触面上还可能有滑动摩擦力和静摩擦力。如果有摩擦力，摩擦力必然与接触面平行，且对物体的相对运动或者相对运动趋势起阻碍作用。接触面施加摩擦力的条件是，首先必须有弹力，其次必须有相对运动或者相对运动趋势。滑动摩擦力有计算公式

f

=

μN；

静摩擦力有不等式

f

≪

μN。

根据摩擦力和弹力的关系，可以得出，摩擦力若存在，可以推断出一定有弹力；反之不成立。

以上就是受力分析的所有理论。一个力是否存在，方向如何，大小如何，都可以在上述理论中找到“条文”。你要背会上面所有的斜体加粗文字，并且深刻地理解其中的思想。然后，来看下面的经典范例。这个范例我会慢慢扩充。

重要的不是分析出来的结果，而是理解其中的逻辑链。先确定哪个力，后确定哪个力，方向由谁决定？谁决定谁？

想通这些，才算真懂。

范例1

这三种情况下，N的方向都是由谁决定的？（N本身的性质决定的，即N必须垂直于接触面且指向受力物体）“背条文：

接触面可能会施加弹力，如果有弹力，弹力必然与接触面垂直，并且指向受力物体。

”

N的大小是由谁决定的？（由加速度a和mg共同决定）

范例2

受力分析的后续工作

受力分析完成之后，还需要干什么呢？那就是力的计算。力的计算本质是矢量的合成与分解。其方法有纯粹的矢量法（平行四边形法则、三角形法则）和代数化的坐标法（正交分解）。

纯粹的矢量法要利用解三角形的知识予以最终求解，涉及的定理有勾股定理、正弦定理和余弦定理。其优势是直观，适合讨论连续平衡动态变化问题。往往和几何三角形相似挂钩。

正交分解法就是在两个相互垂直的方向上，列出牛顿第二定律的分量方程。这就是受力分析的最终输出

按照正交分解法来输出受力分析的最终结果，一定是两个方程，表征两个方向：

向上的力-向下的力=m×向上的加速度

向右的力-向左的力=m×向右的加速度