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物理|先画受力图,再列方程

知序学习笔记 · 2026 年 10 月 18 日

力学题中的难点常常发生在列式之前:研究的是哪个物体,哪些力作用在它上面,哪个方向取正?一个清楚的受力模型,能让牛顿第二定律成为推理工具,而不只是记住的公式。

选定一个研究对象

先单独考虑一个物体,把周围环境对它的作用列出来。地球施加重力,接触面可能施加支持力和摩擦力,绳子可能施加拉力。只画作用在该物体上的力,不要把它对其他物体的作用力也放进同一张受力图。

每个力都要有来源和方向

重力通常竖直向下,支持力垂直接触面,拉力沿绳子方向。摩擦力阻碍接触面之间的相对运动或相对运动趋势,不一定与物体相对地面的运动方向相反。画箭头时写清符号,并标出已知大小。

合力对应加速度,不直接对应速度

对于质量不变、在惯性参考系中研究的物体,合力满足 ΣF = ma。速度向右时,加速度可能向左,表示物体正在减速。若合力为零,加速度为零,物体可以静止,也可以做匀速直线运动。

例题:水平方向的推力与摩擦

质量 2 kg 的物体在水平面上运动,受到向右 8 N 的推力和向左 2 N 的摩擦力。假设竖直方向没有加速度且没有其他力,支持力与重力平衡。取向右为正,水平方向合力为 8 − 2 = 6 N,因此 a = 6/2 = 3 m/s²,方向向右。这个结果描述加速度,不能直接当作速度。

检查符号、单位和成对的力

力的单位是 N,质量是 kg,加速度是 m/s²。负号表示与你选定的正方向相反。作用力与反作用力作用在不同物体上,不能在同一个物体的受力方程中相互抵消。列式后再次确认每一项都来自受力图。

自己试一试

保持物体质量 2 kg,将上例中向右的推力改为 2 N,向左摩擦力仍为 2 N。物体的加速度是多少?能否据此断定速度为零?

查看思路与答案

水平方向合力为零,加速度为零。不能断定速度为零:如果此时物体正在运动,它可以保持匀速直线运动。零加速度与零速度是不同的条件。

把方法带入下一次学习

每次解题都写下“对象—受力—坐标—方程—检查”五步。先用图解释符号,再代入数字,尤其注意加速度与速度的区别。

本指南介绍通用学科基础,供学习与复习使用,不代表官方考试大纲或题目。具体报考及考试要求以相关官方机构为准。