跳到正文
IGCSE·Tuition
物理 · 常见难点

我描述力的时候没有考虑方向

你列出了物体受的所有力,把数字加起来,得到的答案却怎么看都不对。

本页内容
  1. 为什么方向容易被忘掉?
  2. 保住方向的步骤
  3. 例题:拉一个箱子
  4. 要留意的错误
  5. 自我检测
  6. 接下来学什么

力有大小和方向,所以正确的答案两样都要有:“向右 30 N”,而不是只写”30”。每当你把力相加或比较,方向决定它们是叠加还是抵消。

本页用一个原创例子示范改法。推理板让你练习在计算前先选对关系式,界限与舍入说明器帮你定下合适的有效数字。

为什么方向容易被忘掉?

日常说话里,“力”只是”推”或”力气”,而推力是用大小来形容的。在物理里,同一个词本身就带着方向。

图上的数字很容易让人想把它们加起来。没有什么能阻止你写 50 + 20,但图在告诉你:这两个力一个朝这边,一个朝那边。

保住方向的步骤

  1. 画出物体,用方框或点表示,每个力画成从它出发的箭头,标上名称和大小。
  2. 选定正方向并写下来,例如”向右为正”。
  3. 同向的力相加,反向的力相减。与它垂直的力另行处理。
  4. 写出合力及其方向,用文字表达。
  5. 最后才用 F = ma,代入的是合力,不是其中某一个力。

例题:拉一个箱子

地面上一个 6.0 kg 的箱子被 50 N 的力向右拉。摩擦力 20 N 向左作用在箱子上。取 g = 10 N/kg。

求合力和加速度。

**第 1 步,水平方向的力。**取向右为正。拉力 = +50 N。摩擦力 = −20 N。

**第 2 步,合力。**50 − 20 = 向右 30 N。

**第 3 步,加速度。**a = F ÷ m = 30 ÷ 6.0 = 向右 5.0 m/s²。

**第 4 步,竖直方向的力。**重力 = 6.0 × 10 = 60 N 向下。地面向上的支持力是 60 N。两者平衡,所以竖直方向没有加速度。

**验算:**a = 5.0 m/s² 时,合力应为 m × a = 6.0 × 5.0 = 30 N,一致。

要留意的错误

有学生看到图上的 50 N 和 20 N,就写:

合力 = 50 + 20 = 70 N,所以 a = 70 ÷ 6.0 = 11.7 m/s²。

错在第 2 步。摩擦力的箭头与拉力方向相反,所以会减少合力。这位学生把”20 N 的力”当成要相加的数字,而不是朝某个方向的推动。错误的加速度比正确答案的两倍还多。

第二个错误是答案里没写方向。“5.0 m/s²”会丢掉一分,而”向右 5.0 m/s²”能保住这一分。

自我检测

1. 一个抽屉被人用 12 N 向右推,同时另一个人用 18 N 向左拉。求合力。

显示答案

取向右为正:+12 − 18 = −6。合力是向左 6 N。

2. 一辆汽车的引擎提供 2000 N 的向前力,各种阻力合计 2000 N 向后。说明合力,并描述汽车的运动。

显示答案

合力 = 2000 − 2000 = 0 N。运动状态不变,所以汽车继续以原来的匀速前进,并没有停下来。

3. 一个 4.0 kg 的物体挂在绳子上,绳子向上拉 30 N。取 g = 10 N/kg。求合力和加速度,并写出方向。

显示答案

重力 = 4.0 × 10 = 40 N 向下。取向上为正:+30 − 40 = −10 N,所以合力是向下 10 N。加速度 = 10 ÷ 4.0 = 向下 2.5 m/s²。

接下来学什么

先从为指定情境画受力图开始,再练习计算合力和把加速度与合力联系起来。合力为零的概念,在平衡力与没有力的区别里解释。力与动量单元收录了完整路线,它的综合练习让你检验自己。

如果方向错误在你的演算中不断重复,老师可以在一对一线上物理补习中陪你一起检查。

常见问题

我只需要力的大小,为什么方向也重要?

力是矢量,合力的大小取决于这些力是互相帮助还是互相抵消。10 N 和 6 N 方向相同得 16 N,方向相反则只有 4 N。光看数字,分不出是哪一种。

什么是合力(resultant force)?

合力是一个单一的力,效果与物体所受的全部力合起来相同。沿同一直线的力,先选定正方向,同向的力相加,反向的力相减,答案要用文字写出方向。

合力为零,物体就是静止的吗?

不一定。合力为零表示运动状态不变:静止的物体保持静止,运动的物体保持原来的速度。汽车在直路上匀速行驶时,受力平衡,但仍在前进。

应该用哪个 g 值?

用题目或数据表给出的数值。有些题用 10 N/kg,有些用 9.8 N/kg。把你用的数值写在演算中,即使换另一个值会得到略有差异的数字,方法也能清楚看见。

更新于:

下一步

如果力的题目总是在求合力这一步出错,一对一的老师可以请你把每个箭头讲出来,找出方向是在哪里丢掉的。

一小时付费试听课,按所安排老师确认的收费,RM80 起。 其他费用、时间安排及后续课程,在试听课后由家长与老师直接确认。

补习由家长或监护人安排。用 WhatsApp 把这页发给他们,他们就可以替你咨询。

是家长或监护人?在这里咨询

已通过我们的服务帮助 9,000+ 名学生