豆永春
【關(guān)鍵詞】 物理教學(xué);受力分析能力;培養(yǎng)
【中圖分類號】 G633.7 【文獻標(biāo)識碼】 A
【文章編號】 1004—0463(2017)03—0115—01
物體的運動狀態(tài)是由它所受諸力作用的結(jié)果,而諸力間的相互關(guān)系也正由物體的運動狀態(tài)來反映。因此,許多力學(xué)問題的研究都離不開物體的受力分析。而學(xué)生在分析物體的受力情況時,常常會出現(xiàn)錯誤,出現(xiàn)重復(fù)或遺漏的情況。下面,筆者就如何提高學(xué)生分析物體受力情況的能力,簡要談?wù)勛约旱目捶ā?/p>
一、緊扣力的定義,準(zhǔn)確分析物體的受力情況
1.物體受力分析的依據(jù)是力的本質(zhì),即力是物體對物體的作用。對一個力來說,肯定有施力物體和受力物體,這就是說沒有脫離開物體的作用而獨立存在的力。這說明:(1)如果一個物體受到力的作用,那么一定能找到施力物體。如果離開了物體對物體的作用,找不到施力物體,這個力就是憑空設(shè)想的,無中生有的;(2)如果有物體對物體的作用,既有施力物體又有受力物體,那么一定存在力的作用,忽視了這個客觀存在的力,就會將該力遺漏了。
2.物體間力的作用是相互的。有作用力一定同時有反作用力,而兩者分別作用在彼此用著的物體上。我們在分析某一物體的受力情況時,不能只考慮它受到別的物體的作用力,而不考慮它對別的物體的作用力,更不能把它對別的物體的作用力作為自己所受的力。
例如,如右圖所示,分析物體B的受力情況,有些同學(xué)說:“物體B受到三個力:即對A的支持力,對C的壓力和重力?!边@樣的分析就是沒有搞清楚作用力與反作用力。其中,對A的支持力和對C的壓力都不是B受到的力,而是B對別的物體的作用力。所以這樣分析是不對的,正確的分析是B受到的三個力的作用:即重力,物體A對B的壓力和物體C對B的支持力。
3.力是物體對物體的作用,但由于同一個力有不同的說法,一個合力又可以分為不同的分力,因此在受力分析時,一定要注意不要重復(fù)。例如,一個物體在粗糙斜面上向下滑動時,這個物體幾個力的作用?
我們從力的本質(zhì)出發(fā),追查施力物體,就會發(fā)現(xiàn)“G”的施力物體是地球,“N”的施力物體是斜面,“f”的施力物體也是斜面,而“G1”和“G2”的施力物體找不到。其實,“G1”和“G2”是重力G的兩個分力,其中,G2與支持力A平衡,G1與摩擦力f的合力使物體下滑。我們知道合力與它的諸分力是等效的,因此,如果一個力已經(jīng)分解成兩個分力,就不能說物體即受兩個分力的作用同時又受這個力的作用,否則就會出現(xiàn)重復(fù)。正確的分析是這個物體只受三個力的作用,即重力G,支持力N和摩擦力f。所以,在分析物體受力時一定要從力的本質(zhì)出發(fā),追查施力物體,進而防止這種重復(fù)的錯誤發(fā)生。
二、結(jié)合物體的運動情況,合理進行受力分析
物體的受力情況和物體的運動情況是相輔相成的,正確分析物體的運動情況,有利于正確分析物體的受力情況,可以避免不應(yīng)有的錯誤。
例如,在平直鐵路上做勻速運動的火車,車廂內(nèi)的小桌上放著一個蘋果受到幾個力?如果火車做勻速運動時蘋果受到幾個力?我們只要對物體的運動情況和受力情況進行具體分析,就可以得出正確的判斷。當(dāng)蘋果隨列車做勻速直線運動時,蘋果相對于地面雖然是運動的,但相對于火車(桌面)沒有相對運動,也沒有相對運動的趨勢,所以,這時蘋果沒有受到摩擦力的作用。只是由于慣性,蘋果隨火車一起運動。當(dāng)火車做勻加速運動時,蘋果相對于桌面有向后運動的趨勢。所以,這時蘋果受到與火車運動方向相同的摩擦力作用,可見在兩個不同的運動狀態(tài)下,物體所受的力是不同的。當(dāng)火車做勻速直線運動時,蘋果受到重力G和支持力N的作用;當(dāng)物體做勻加速運動時,蘋果受到重力G、支持力N和摩擦力f的作用。
三、物體受力分析的一般思路
分析物體受力,首先要明確研究對象,即明確我們是要分析那個物體的受力情況。其次要把它從周圍的物體中隔離出來,分析周圍有哪些物體對它起施加力的作用。第三,作出力的示意圖,并分析受力情況。
在分析物體受力順序上,應(yīng)是先易后難,即先找物體受到比較明顯的力,然后再找物體受到不易確定的力。經(jīng)過周密觀察,逐一找,全做到正確無誤。
綜上所述,要正確分析物體受力,應(yīng)認(rèn)準(zhǔn)對象,看清楚環(huán)境與條件,并從力的本質(zhì)出發(fā),結(jié)合物體的受力情況認(rèn)真分析,仔細(xì)找全每一個力,以免漏掉。而每找到一個力(外力)都要問一問施力物體是什么?是否存在這個力?有無重復(fù)?有無錯誤等。
編輯:謝穎麗