本站原创受力分析是解决力学题目的一个很重要的思想方法,在受力分析时运用平衡力分析法又是一种很重要的技巧.在初中物理学中着重介绍了二力平衡,即物体在两个力的作用下达到平衡状态.一般对二力平衡的应用,例如在研究摩擦力,水平面上的物体用弹簧测力计匀速直线拉动时,弹簧测力计对物体的拉力与物体受到的摩擦力二力平衡.所以弹簧测力计的示数等于物体受到的摩擦力.这就是我们利用弹簧测力计测量摩擦力的基本原理.包括用弹簧测力计测物体的重力等都是运用二力平衡的原理.这就是为什么在使用弹簧测力计时需要静止或匀速运动时读数的根本原因.同样利用二力平衡的知识来分析浮力中物体所受的浮力与重力的关系.
一个物体在受力时同一方向上往往不止受一个力,这时候只要结合合力的知识同样也可以用二力平衡的来解.如果能将二力平衡力与合力相结合后合理的运用到力学的各种题型中,对于解力学题目可以起到事半功倍的作用.讲“简单机械”这一章时,我发现将二力平衡与合力结合后运用于研究“滑轮组”,既可以合理的解释某些重要的结论,又可以在解题中发挥重要的作用.
用滑轮组提升物体时,如果不计摩擦、绳重及动滑轮的重力,滑轮组用几段绳子吊着物体,提起物体所用的力就是物重的几分之一,即F等于Gn.
例1如图1所示滑轮组中（不计摩擦、绳重及动滑轮重力）动滑轮上有3股绳子,所以拉力F等于G3.那为什么作用在动滑轮上有3股拉力F就是物体重力G的13呢?对于这个问题书本上只是给出上面既定的结论,由结论可以推导出答案,这样学生只能从死记硬背中作这种题目.在这儿可以利用平衡力知识来合理的解释这个问题.
首先确立研究对象：动滑轮,当整个系统静止处于平衡状态时,分析动滑轮的受力情况（如图2）：上面受到3股绳子向上的拉力（拉力方向可以近似的认为相同都竖着向上）,下面物体由于重力作用竖直向下的拉力.由平衡力可得在不考虑动滑轮重力时3股绳子向上的拉力之和应等于物体向下的重力：（绳子受力时同一根绳子上的力处处相等）3F等于G,所以可得F等于G3.若考虑动滑轮重力G动,则由3F等于G+G动,此时F等于G+G动3.在这个结论中运用平衡力使学生记住结论同时也很好的理解了结论,对结论在题目中的应用更得心应手.
平衡力分析法在解一些特殊题时同样也可以起到意想不到的效果.
例2如图3所示的装置中,若拉力F等于2N,不计摩擦,则甲、乙两弹簧测力计的读数应分别为
A.4N、4NB.6N、6N
C.6N、4ND.4N、6N
观察题目可以发现这条题目不是常规性利用滑轮组的一条题目,因为从图中无法说明动滑轮和定滑轮.常规性的解法：将滑轮组旋转90度.
分析甲弹簧测力计时,将滑轮组逆时针旋转90度可看作为如图4滑轮组根据滑轮组的特点可得
F甲等于2F等于4N.
分析乙弹簧测力计时,将滑轮组顺时针旋转90度可看作为如图5滑轮组根据滑轮组的特点可得
F乙等于3F等于6N.
将滑轮组改变方向,使滑轮组变成常规的图形是解题的策略之一.但这种方法在改变滑轮组方向时如若出现错误没有分清定、动滑轮,那解题就很容易发生错误.
在这儿如果巧妙的利用平衡力的方法是不是可以简捷点呢?
如图6在分析甲弹簧测力计时以左边的滑轮作为研究对象,利用平衡可得
滑轮左边受到一个力弹簧测力计的拉力,右边受到两根绳子的拉力,左边的力等于右边的力.
所以F甲等于2F等于4N.
同理F乙等于3F等于6N.
同样的解题方法应用于下面的解题中.
如图7所示,不计动滑轮的质量及转动摩擦,当竖直向上的力F等于10N时,恰能使重物G匀速上升,则重物G等于N,绳固定端拉力为N,重物上升10cm,力F向上移动cm.
首先这个滑轮是动滑轮,所以许多同学根据动滑轮的特点一个动滑轮两股绳子,在不计动滑轮的质量及摩擦时拉力F等于G2,可得G等于2F等于20N,拉力F移动的距离由s等于2h得s等于20cm.
仔细分析发现这个滑轮虽然是动滑轮,但却不是一般使用动滑轮.所以利用一般动滑轮特点的结论肯定是错误的.在这儿是拉动动滑轮来拉动物体,相当于倒置使用动滑轮.一般解法是将动滑轮旋转180度,变为一般的动滑轮（如图8）：
旋转后可得此时G等于F2等于5N,拉力F移动的距离相当于一般动滑轮中物体移动的距离,所以拉力移动的距离s等于5cm.
如果利用平衡力来解这题（如图9）所示,以滑轮作为研究对象,分析滑轮受力：滑轮向上有一个拉力,向下有两股绳子的拉力,所以F等于2G,得G等于F2等于5N.
综上所述,在解决滑轮组题目中灵活的运用平衡力分析的方法,可以使题目变得更清晰、简捷.使学生不必拘泥于运用滑轮组特点的单一性方法,有利于学生对力学题目的分析,扩大了学生的解题思维,为学生在以后进入高中学好力学打下更好基础.