江蘇省海門(mén)市悅來(lái)初級(jí)中學(xué)(226131) 許金鑒 ●

淺談初中物理物體受力分析問(wèn)題及思考

江蘇省海門(mén)市悅來(lái)初級(jí)中學(xué)(226131) 許金鑒 ●

受力分析是初中物理課程中的一個(gè)重要內(nèi)容，在內(nèi)容上相對(duì)抽象，學(xué)生在學(xué)習(xí)和解題上有較大難度．本文主要對(duì)蘇教版初中物理中的物體受力分析有關(guān)問(wèn)題進(jìn)行深入剖析，總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)．

初中物理;受力分析;對(duì)策

初中物理中的物體受力有關(guān)知識(shí)是最為基礎(chǔ)性的，僅僅是研究常見(jiàn)的、簡(jiǎn)單的受力現(xiàn)象，且限于平衡狀態(tài)下物理受力的研究，在數(shù)量上一般在四個(gè)力以?xún)?nèi)．如此編排內(nèi)容，更容易被初中學(xué)生接受和更好的接觸力學(xué)．“受力分析”雖然不是基本概念，也非基本規(guī)律，但是學(xué)好力學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)．本文主要對(duì)學(xué)生在學(xué)習(xí)該內(nèi)容中的常見(jiàn)問(wèn)題進(jìn)行分析，并找出相應(yīng)解決對(duì)策．

一、研究對(duì)象不明確，分析錯(cuò)誤

學(xué)生在進(jìn)行力學(xué)學(xué)習(xí)中，往往把施力對(duì)象和受力對(duì)象相混淆．原因在于學(xué)習(xí)時(shí)，教師在課堂教學(xué)中會(huì)總結(jié)成“一個(gè)物體即是施力對(duì)象，同時(shí)還是受力對(duì)象”．這一總結(jié)并無(wú)差錯(cuò)，但往往會(huì)讓學(xué)生在進(jìn)行物體受力分析時(shí)產(chǎn)生較大困惑．在實(shí)際分析中，研究對(duì)象就是研究某個(gè)物體在充當(dāng)受力物時(shí)所受的力．但是學(xué)生通常會(huì)理解成，既然力是相互的，那么物體受力同時(shí)也會(huì)給對(duì)方施加一個(gè)力，因此，再將研究對(duì)象作為施力對(duì)象再加上一個(gè)施加于相應(yīng)物體的力．

例如:靜止于水平面的一個(gè)物體A，請(qǐng)準(zhǔn)確作出其受力情況(如圖1):

圖1中的②示意圖是錯(cuò)誤答案，③為正確答案．對(duì)于該題，學(xué)生錯(cuò)誤的把物體A對(duì)地面的力看作成物體A自身受到的力．物體A對(duì)地面壓力F2雖存在，但并不是A所受的一個(gè)力．該題是最具代表的問(wèn)題就是學(xué)生未能對(duì)“受力分析”中的“受力”有全面理解，實(shí)際上受力是針對(duì)具體研究對(duì)象而言的，往往認(rèn)為關(guān)于受力分析，就要把一切力納入分析中．為出現(xiàn)此種錯(cuò)誤，就要讓學(xué)生明確研究對(duì)象，抓住其一核心不變，才可正確的分析它的受力情況．

二、主觀臆斷受力，分析錯(cuò)誤

1．彈力分析

從課堂教學(xué)和學(xué)生作業(yè)看，學(xué)生對(duì)受力物體是否受或不受到單個(gè)或多個(gè)力的判斷不清楚．對(duì)于某些具體力的概念和理解不夠明確、透徹，以致于學(xué)生進(jìn)行實(shí)際問(wèn)題分析時(shí)，不能根據(jù)實(shí)際去分析物體的受力情況，而憑感覺(jué)去分析，進(jìn)而出現(xiàn)一些基本的概念性錯(cuò)誤．如此也就使得學(xué)生在進(jìn)行受力分析中，時(shí)常出現(xiàn)多力或少力的情況，這也是學(xué)生容易錯(cuò)題的主要原因．

例如:1小球靜止于以某個(gè)面(圖2)，請(qǐng)你作出準(zhǔn)確作出其受力情況:

圖2中，②為錯(cuò)誤標(biāo)注，③是正確的．對(duì)于該題，學(xué)生錯(cuò)誤標(biāo)注原因就是多分析出了F2這個(gè)力，小球與臺(tái)階間并無(wú)彈力．根本原因在于學(xué)生對(duì)彈力產(chǎn)生條件未能明確和掌握．

因彈力產(chǎn)生需要有兩個(gè)條件是:一是必須相互接觸;二是必須相互擠壓．這兩個(gè)條件必須同時(shí)滿足．但該此題中的小球和臺(tái)階之雖有接觸，但是否存在擠壓無(wú)法判斷，題目未明確說(shuō)明，因此不能憑主觀想法去加一個(gè)力．

對(duì)于此種受力分析，可采取這幾種方法分析:一是要根據(jù)彈力產(chǎn)生條件進(jìn)行分析．:依照物體有無(wú)直接接觸并有彈性形變判斷是否產(chǎn)生彈力．該方法主要用于判斷物體形變相對(duì)明顯情況．比如:彈簧被壓或拉長(zhǎng)．二是采用假設(shè)法進(jìn)行分析．兩個(gè)物體間雖然有接觸，但只要在形變不明的情況下，可以先假設(shè)兩物體沒(méi)有彈力，再看物體是否可保持既有狀態(tài)，如果沒(méi)有變，則不具有彈力;假若改變，則有彈力產(chǎn)生．對(duì)于上述類(lèi)型題目可應(yīng)用該方法分析和解答．三是根據(jù)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析．一個(gè)物體的受力須與其自身運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相符，依照物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，再通過(guò)二力平衡列方程求解．如此可對(duì)某個(gè)接觸面是否產(chǎn)生彈力進(jìn)行準(zhǔn)確判斷．

再如:將一個(gè)小球置于光滑水平面上，同時(shí)和光滑斜面相接觸，如小球處于靜止?fàn)顟B(tài)(圖3)，對(duì)小球受到的彈力進(jìn)行分析．

該題可應(yīng)用“假設(shè)法”進(jìn)行分析，也就是假設(shè)將AB斜面去除，如果小球球仍能保持既有靜止?fàn)顟B(tài)，則可判斷小球和斜面接觸處不具彈力;如假設(shè)去掉水平面，則球?qū)?huì)往下運(yùn)動(dòng)，因而在和水平面接觸處會(huì)受到一個(gè)彈力，方向垂直于和水平面向上．

2．摩擦力分析

學(xué)生在物體摩擦力分析中，也存在主觀臆斷的情況，使得分析多出或少了某個(gè)力．

例如:物體A沿著某個(gè)斜面往下滑動(dòng)，請(qǐng)作出其滑動(dòng)中的受力情況(如圖4):

圖4中，②是錯(cuò)誤的，③是正確的．標(biāo)注錯(cuò)誤的原因就是分析中多出了F1這個(gè)力．有些學(xué)生認(rèn)為一個(gè)物體往下滑動(dòng)滑，憑主觀想象，應(yīng)受一個(gè)沿斜面往下的力．但實(shí)際上這個(gè)力壓根不存在，也就是上找不到施力對(duì)象．

在受力分析學(xué)習(xí)中，摩擦力的判定是最具難度的地方，也是最易出錯(cuò)的地方．可根據(jù)摩擦力產(chǎn)生條件進(jìn)行分析，也就是物體間必須相互接觸，有擠壓;接觸面粗糙;物體間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)或其趨勢(shì)．這三者同時(shí)滿足才能產(chǎn)生摩擦力，如只有一個(gè)或兩個(gè)滿足，則物體不受摩擦力．此外，可應(yīng)用假設(shè)判斷物體間是否存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)及其方向，再分析摩擦力及其方向．

三、分析步驟不當(dāng)，分析錯(cuò)誤

對(duì)于初中學(xué)生而言，雖然對(duì)重力、彈力、摩擦力等力的概念和內(nèi)容有較好掌握．但在進(jìn)行物體受力分析時(shí)，總會(huì)無(wú)從下手，不知道先分析哪個(gè)力，缺乏條理性，如此就會(huì)導(dǎo)致少一些受力或多出受力．基于此，關(guān)鍵是要讓學(xué)生明確初中物理中的各種力的性質(zhì)及產(chǎn)生條件，再根據(jù)條件按照一定步驟進(jìn)行分析．在實(shí)際教學(xué)中，可充分應(yīng)用日常生活中學(xué)生熟悉的例子，反復(fù)強(qiáng)調(diào)說(shuō)明．

根據(jù)筆者教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)初中物體受力分析步驟進(jìn)行了一個(gè)總結(jié)，即一個(gè)中心，四個(gè)基本點(diǎn)．具體而言，就明確“研究對(duì)象”，以此為核心．如“研究對(duì)象”都是錯(cuò)誤的，那么受力分析也是錯(cuò)誤的．按照“一重二彈三摩擦四其他”的基本步驟對(duì)四個(gè)基本受力點(diǎn)進(jìn)行分析．

［1］謝日紅．從受力分析入手巧解初中力學(xué)題［J］．中學(xué)物理教學(xué)參考，2012，04:63－66．

［2］楊理．淺談初中物理“受力分析”［J］．中學(xué)物理，2013，08:70－72．

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