楊儀判

力學(xué)是高中物理教學(xué)中的重點和難點，也是物理學(xué)習(xí)的重要基礎(chǔ).力學(xué)知識貫穿整個高中階段的物理學(xué)習(xí).在后面將要學(xué)習(xí)的電磁學(xué)部分也會經(jīng)常用到力學(xué)知識，如帶電粒子在電磁場中的運動，導(dǎo)體棒在磁場中的運動等.在力學(xué)教學(xué)中，最重要的一個環(huán)節(jié)當(dāng)屬對物體作受力分析，如共點力的平衡條件、牛頓運動定律、圓周運動、平拋運動、類平拋運動、帶電粒子在電磁場中的運動等，都要求學(xué)生對物體準(zhǔn)確地作受力分析.在實際操作過程中，學(xué)生往往感覺問題抽象，理解困難，做題常常出錯.下面總結(jié)和分析學(xué)生在對物體作受力分析時的常見錯誤以及原因.

一、施力與受力不分，對物體作受力分析時把該物體施加給其他物體的力也分析進(jìn)來

在對物體作受力分析時，首先要明確分析的對象是什么，這個分析對象受到哪些力的作用，把這些力畫出來即可.有些學(xué)生把分析對象施加給其他物體的力也畫了出來.

例如，一個物體靜止在斜面上.請分析該物體受到哪些力的作用.有些學(xué)生認(rèn)為，物體受到重力、壓力、支持力、摩擦力的作用.如圖1.這里把物體施加給斜面的壓力也分析進(jìn)來，顯然是錯誤的.

出現(xiàn)這種錯誤的原因在于，沒有明確分析對象、沒有區(qū)分受力與施力、沒有對每一個力都認(rèn)清它的施力物體和受力物體.在該題中，我們分析的對象是斜面上的物體，這個物體受到的力有重力（地球施加給物體）、支持力（斜面施加給物體）、摩擦力（斜面施加給物體），而壓力是物體施加給斜面的.這個力是斜面受到的，而不是物體受到的.出現(xiàn)這種錯誤的學(xué)生，對知識的認(rèn)知比較模糊，不善于思考，滿足于一知半解.

二、錯誤地認(rèn)為物體的運動需要力來維持，在作受力分析時容易出現(xiàn)一個與物體運動方向相同的力，而實際上這個力并不存在

任何一個力都有施力物體和受力物體.在作受力分析時，每一個力都必須要找到這個力的施力物體，否則這個力就是不存在的.有些學(xué)生在分析受力情況時完全憑直覺，不管這個力是否存在.

例如，一次期末考試有這樣的一道題目：如圖2，沿光滑水平面運動的小滑塊，當(dāng)它沖上光滑的斜面時，受到的力有哪些？題目很簡單，可是居然有的學(xué)生選了重力、支持力、上沖力這個選項.請問：這個上沖力是哪個物體施加給小滑塊的呢？找不到施力物體，這個上沖力就不存在，物體能夠沖上去是因為慣性而不是什么上沖力的作用.

出現(xiàn)這種錯誤的學(xué)生，分析問題僅看表面，沒有深入地研究事物的本質(zhì)，依然認(rèn)為物體的運動需要力來維持，將慣性與力混為一談.

三、對力的作用效果不清楚，在作受力分析時容易把某個力的分力也畫進(jìn)去

例如，一物體靜止在斜面上，請對這個物體作受力分析（如圖3）.有些學(xué)生認(rèn)為，物體受到重力、支持力、摩擦力和一個沿斜面向下的力.問其為何受到一個沿斜面向下的力.這些學(xué)生的想法是這樣的：因為物體有一個沿著斜面向下滑動的趨勢，那么物體肯定是受到了一個沿斜面向下的力.

出現(xiàn)這樣的錯誤的原因在于，這些學(xué)生沒有深入分析力的作用效果，還沒有認(rèn)識到合力與分力的關(guān)系.物體的確具有沿斜面向下滑動的趨勢.物體為什么有沿斜面向下滑的趨勢呢？原來這正是重力的一個作用效果.這些學(xué)生認(rèn)為的沿斜面向下的力，其實并不是物體另外受到的力，而是重力的一個分力.

四、在作受力分析時容易把根據(jù)效果來命名的力（如向心力，回復(fù)力等）也考慮進(jìn)來

向心力、回復(fù)力是根據(jù)力的作用效果來命名的.它是由某個力或某個力的分力或某些力的合力來提供，并不是物體另外受到的力.比如，圓錐擺受到的力有重力、繩子的拉力，而向心力是由重力與繩子的拉力的合力來提供的；單擺在擺動的過程中只受重力和繩子的拉力，恢復(fù)力由重力沿切線方向的分力來提供.在這類情境中對物體作受力分析時，學(xué)生容易把向心力或回復(fù)力也畫進(jìn)去，沒有認(rèn)識到效果力的來源，不能分辨效果力與性質(zhì)力的區(qū)別.

五、在求合力時，不確定合力的方向，盲目作平行四邊形

若已知兩個共點力的大小和方向，現(xiàn)用力的圖示把這兩個力表示出來，然后用平行四邊形定則就能把合力的大小和方向確定出來，這是學(xué)生掌握得比較牢固的知識.可是我們在對某個物體作受力分析時畫的卻是力的示意圖，線條的長短是隨意畫的，若此時不考慮合力的方向就隨意畫平行四邊形的話，畫出來的平行四邊形就會各式各樣.這樣，是不能準(zhǔn)確求出合力大小的.

例如，一汽車內(nèi)有一個用細(xì)線懸掛的工藝品.當(dāng)汽車沿水平方向加速行駛時，發(fā)現(xiàn)工藝品的懸繩與豎直方向成α角.請求此時汽車的加速度.解這道題，首先要求出工藝品受到的合外力，然后利用牛頓第二定律求出加速度.合外力怎么確定呢？這里很多學(xué)生容易出問題.容易出現(xiàn)的錯誤是，在作圖時不分析合力的方向就直接作平行四邊形，結(jié)果是合力方向有斜向上的、有斜向下的，直接導(dǎo)致合外力錯誤.錯誤原因在于，沒有準(zhǔn)確把握合外力方向就盲目作平行四邊形，在所畫平行四邊形中的那個合力方向并不是物體實際受到的合力方向.在作圖時，先確定合外力方向（汽車在水平方向加速行駛，加速度方向與其運動方向一致，那么合外力方向也就與運動方向一致，所以合外力一定是水平方向），在保證合外力方向正確的情況下構(gòu)建平行四邊形.如圖4.只有這樣，才不會出錯.

總之，受力分析是物理學(xué)習(xí)中的重難點，是解決物理問題的關(guān)鍵環(huán)節(jié).針對學(xué)生在受力分析過程中容易出現(xiàn)的錯誤，教師在教學(xué)過程中要創(chuàng)設(shè)情境，提出問題，引發(fā)學(xué)生思考，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力，促使學(xué)生準(zhǔn)確理解力學(xué)知識，如各種性質(zhì)力的產(chǎn)生條件、力的作用效果、合力與分力的關(guān)系等.只有受力分析正確了，學(xué)生才能將物體的受力情況與運動情況通過牛頓第二定律對應(yīng)起來，從而掌握運動學(xué)知識.