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        對高中物理力的分解與力的作用效果的新認(rèn)識

        2016-07-11 12:43:48朱成康
        求知導(dǎo)刊 2016年14期
        關(guān)鍵詞:思維方式

        朱成康

        摘 要:力的分解是在學(xué)生學(xué)習(xí)了力的基礎(chǔ)知識及力的合成之后而編排的。學(xué)生通過前面知識的學(xué)習(xí),已掌握了合力與分力的等效替代的方法,并通過力的圖示法認(rèn)識了力的平行四邊形定則。本文通過進(jìn)一步對高中物理力的分解與力的作用效果進(jìn)行分析和研究,來解決教學(xué)中的困惑。

        關(guān)鍵詞:力的分解;思維方式;力的作用效果

        中圖分類號:G633.7

        文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B

        “力的分解”是高中力學(xué)最基本的一種矢量運(yùn)算,由于力的分解這一概念較為抽象,教材中要求學(xué)生按照力的實(shí)際作用效果分解一個力。這種概念思維能力較強(qiáng),學(xué)生不好尋找力的實(shí)際效果,對此概念難以掌握。對于教學(xué)中老師與學(xué)生產(chǎn)生的疑惑和不解,筆者進(jìn)行了深刻的、系統(tǒng)的分析。

        1.教材與教學(xué)中的困惑

        關(guān)于力的分解,眾多教師認(rèn)為,進(jìn)行力的分解時,必須要注重對力的實(shí)際作用效果進(jìn)行分解。然而實(shí)踐證明,學(xué)生根本無法通過力的作用效果來證實(shí)這一分解依據(jù)。力的作用效果是力可以使物體的形狀發(fā)生改變(簡稱形變),也可以使物體的運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生改變。通常發(fā)生形變是指擠壓或拉伸的效果;發(fā)生運(yùn)動狀態(tài)改變是因?yàn)楫a(chǎn)生了加速度的效果。為了解決這一難題,人們在長期的教學(xué)中都專注于開發(fā)各種實(shí)驗(yàn)來證明力的實(shí)際作用效果。以下實(shí)驗(yàn)是表示力的作用效果的典型實(shí)驗(yàn)(如圖)。

        對于典型的力的斜面分解和力在水平面上的分解兩種分解產(chǎn)生的問題,到底哪種分解方法較為合理,讓學(xué)者做出評價。對此,教材中的“分析”認(rèn)為,“從力的分解所遵循的平行四邊形法則來看,這兩種分解方法都可以。但考慮到斜面上物體重力的作用效果時,第二種實(shí)驗(yàn)更為合理?!边M(jìn)一步,教材結(jié)合“生活經(jīng)驗(yàn)”進(jìn)行了解釋與定量分解。然而筆者認(rèn)為,這一理解是有問題的。在分解某個力時,常采用按作用效果分解力和正交法分解力,到底應(yīng)按哪一種方式分解呢?不同的老師有不同的看法。有的老師認(rèn)為按作用效果分解沒有用處,因此一律按正交法分解就行;也有的老師強(qiáng)調(diào)應(yīng)按作用效果分解;筆者認(rèn)為,這兩種做法都不可取,都是片面的,因?yàn)槊糠N分解方法都有各自的特點(diǎn),不能片面地否定對方的觀點(diǎn),應(yīng)區(qū)別對待。

        2.對力的作用效果的再認(rèn)識

        力的分解是等效思想的具體應(yīng)用,等效思想是物理學(xué)重要的思想方法之一,學(xué)習(xí)力的合成時學(xué)生對此已有所了解,學(xué)習(xí)這類知識是為牛頓定律乃至整個高中物理的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。但是傳統(tǒng)教學(xué)著重強(qiáng)調(diào) “力的作用效果”的演示,而忽略了“力作用的現(xiàn)象”,實(shí)際上“力的作用效果”就是對“力作用現(xiàn)象”這一物理概念的具體描述。

        實(shí)驗(yàn)家的物理實(shí)驗(yàn)不能全面地把理論提高到最抽象的領(lǐng)域中去,需要盡可能地從假說或者公理出發(fā),多通過邏輯的演繹,概括盡可能多的經(jīng)驗(yàn)事實(shí)。通過從直接經(jīng)驗(yàn)到一般原理是直覺道路這一邏輯,可以看出力作用的現(xiàn)象與其他二者的思維聯(lián)系在本質(zhì)上都是直覺的,是邏輯性的。而人們著重于力的作用效果,則認(rèn)為其思維聯(lián)系是從直接經(jīng)驗(yàn)到一般原理,是直覺道路,是非邏輯性的。從而在教學(xué)中容易混淆它們之間的關(guān)系,使學(xué)生也不能具體形象地了解物理知識反映出來的物理意義,得到的是片面的,甚至是不正確的物理知識。

        3.對力的分解依據(jù)的再認(rèn)識

        由此可見,力的分解依據(jù)并不是單單指力的作用效果,對于力的分解依據(jù),有老師研究出這樣的結(jié)論:力的分解依據(jù)是按照實(shí)際情況來下定義的,研究問題的需要不同,其依據(jù)就不同。力的分解目的主要是為了解析物體運(yùn)動狀態(tài)情況,結(jié)合牛頓定律,描述和推測物體運(yùn)動變化。要求分解者從創(chuàng)造性思維看,只有把非邏輯的、非理智的、非必然的與邏輯的、理性的、必然的心理能力交織為一體,才能使物理問題更加清晰化。

        經(jīng)過以上分析,我們可以得出以下結(jié)論:只有正確的科學(xué)方法才是人們認(rèn)識物質(zhì)世界的最佳途徑與方式。需要學(xué)生在解決問題的過程中,一方面要對客觀現(xiàn)象進(jìn)行詳細(xì)的觀察與分析,另一方面要提高思維水平,二者相得益彰,才能提高物理學(xué)修養(yǎng)。

        參考文獻(xiàn):

        [1]陽玉崗.關(guān)于物理意義的教學(xué)[J].樂山師專學(xué)報(社會科學(xué)版),1994,(2).

        [2]楊振寧.讀書教學(xué)再十年[M].臺北:時報文化出版企業(yè)有限公司,1995.

        [3]齊澤維茨.科學(xué)發(fā)現(xiàn)者——物理原理與問題[M].錢振華譯.杭州:浙江教育出版社,2008.

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