陳永云
摘 要 受力分析是高考理科綜合考試中要求學生必須要掌握的高中物理學的一個考點同時也是難點,對于高中理科學生來說,受力分析是一個必須要徹底掌握的解題技能。在高考中它經常作為物理題的解題工具而出現(xiàn),眾多的高考物理考點諸如重力、彈力、摩擦力、電場力、電磁力等方面的計算題,都要求考生在解答時先進行受力分析的作業(yè)??梢哉f如果不會受力分析,大多數物理題都很難下手。而受力分析真正讓學生困惑的地方就是受力方向的判斷,如果受力方向一旦判斷失誤,就會在分析時遺漏掉某個力。高中物理學中受力分析的方法主要分為整體法和間隔法。
關鍵詞 受力分析 整體法 間隔法
中圖分類號:G633.7 文獻標識碼:A
0引言
物理是高考中得分最呈現(xiàn)兩極化的學科之一,得分高的學生往往不多,而水平差的學生通常得分很低,大多數的考生普遍認為高中物理是理科中最難的一門。高中物理之所以難倒一大片主要是因為高中物理學的基本概念非常抽象,是中國字但不是中國話,讓學生不能理解。而且高中物理的力學、電學所設計的規(guī)律很多,但其使用方法卻很繁雜并讓學生那以理解。整個高中的物理知識呈現(xiàn)知識點的關聯(lián)性很強,相關物理思路太過復雜,分析起來又大費周張,上述種種因素致使學生對學習物理產生畏懼的心理。在高中物理課的各類規(guī)律和方法中,高考中出現(xiàn)頻率最高的就是受力分析的相關方法。不管是在力學,還是電學以及熱學等諸多問題的解答中,往往都需要先進行受力分析才能再進行下一步。在對高中物理受力分析的教學調查中,學生們普遍反應知識掌握不夠、儲備有限等狀況。這就導致學生在對物體進行受力分析時往往會出現(xiàn)失誤,比如多分析了力又或是遺漏了相關的力等等。高中物理教師在進行教學時,應該就受力分析的整體法與間隔法進行著重強調,從而避免學生在受力分析時出現(xiàn)錯誤。
1受力分析的步驟及方法
首先,如果題目中涉及到了受力分析就應該根據題目的已知條件,務必要明確找出受力分析的對象。明確受力分析的對象是受力分析的解題關鍵,也是最起碼的要求;其次,在找出受力分析的對象以后,還要分析各種力的先后順序,應該先分析受力對象所受到的重力、電場力、磁場力等等。在分析重力的時候,還要格外注意如果受力對象是多個物體的組合體,那么此時的重力應該是幾個物體的重力之和,其受力方向垂直向下。接下來再分析彈力和摩擦力;最后,在上述工作都完成以后,要畫出物體的受力示意圖。在整個受力分析作業(yè)都結束以后,還要進行檢驗。檢驗時有兩個思路,一個是每一個力都不是憑空產生的,都是施力的對象;還有就是要從力和運動因果關系的一致性入手。
上述是受力分析的基本步驟,而在進行關于受力分析的思考時,就要用到整體法和間隔法。所謂的整體法就是把題目中所有運動的物體看成是一個物體,當然這里的前提是所有物體的運動狀態(tài)要相同,否則就不能進行整體法的運用。而隔離法則和整體法相反,它是指把單個對象從周圍關聯(lián)的物體中隔離出來,然后再分析這個單個對象所受到的作用力。如果題設中,所有物體的運動狀態(tài)是相同的,那么無疑要用整體法。如果題設中對象是單個物體或者運動狀態(tài)不同,通常要用隔離法進行受力分析。
2整體法與間隔法的具體應用
2.1在靜力學中的應用
有這樣一道真題是說:在一個水平面上放置了一個三角形的立方體,在這個立方體的兩個斜面上放了兩個小立方體,其質量分別是A1和A2,且A1>A2。如果這三個物體都是靜止的,則水平面對于三角形的立方體有什么作用力?
首先分析三個大小不一的立方體,根據題目來看這三個立方體都是靜止的,也就是說這三個物體的運動狀態(tài)是一致的。那么在受力分析時就可以用到整體法,因此這三個立方體可以看成是一個不規(guī)則的整體。這個整體完全靜止在水平面上,也就談不上所謂的摩擦力作用,所以說這個整體只受重力的作用和支持力的作用。
2.2在牛頓運動定律中的應用
一個質量為20公斤的三棱錐體ABC斜放在地面上,與地面形成的動摩擦因數為0.02。此三棱錐體與地面的一個傾斜角為30度,在這個30度的斜面上還有一個2公斤的正方體開始在這個斜面上滑行?;新烦虨?60厘米時,其速度為每秒160厘米,在滑行的過程中三棱錐體一直保持不動,求地面對此三棱錐體的摩擦力?在解答這個問題時,先要根據物理學中的勻加速度公式,求出小正方體的加速度,最終根據牛頓定律從而分析得出物體是否受了摩擦力的作用。
如果碰到牛頓運動定律和連接體問題的綜合大題時,要注意考慮書中的公式F=ma。在這個公式的F 為合外力,連接體問題一般都可以化為是一個整體,因此連接體之間的相互作用力沒有必要去花費大量的時間去分析??忌灰阉敵梢粋€整體來分析,分析外在環(huán)境對這個整體的作用力就可以了。這樣一來,大大節(jié)省了學生們時間,其受力過程也簡化了,這就是“整體法”的活學活用。如果問題問的是連接體之間的作用力時,就依樣畫葫蘆將物體隔離出來,去解答問題,這就是所謂的“隔離法”。由這個解題的過程可以發(fā)現(xiàn)“整體法”和“隔離法”,在解答連接體的問題時中經?;ネǎ@正是相互作用的物體具有相同的加速度的重要體現(xiàn) 。
2.3在連接體中的應用
兩個質量分別為A1和A2的小立方體A 與B用一根繩子連起來,并用一個水平F勻加速拉動。求解兩個立方體之間的拉力?在解答這道題時,同樣可以發(fā)現(xiàn)小立方體A與B的運動狀態(tài)是一致的,因此根據整體法,把A和B看成一個整體。這樣一來只需要求出這個整體的作用力即可,如此思考題目也就迎刃而解了。
3相關教學策略的反思
傳統(tǒng)的物理教學方式往往是滿堂灌,僅僅就是一種簡單的灌輸。通常的物理課堂上,物理教師講得口干舌燥,而地下的學生確是一知半解。高中的物理學比較枯燥和難以理解,如果學生們沒有絲毫興趣地去學物理,課堂上一知半解,下了課也不會去做任何的復習工作。長此以往,學生的物理成績也就慢慢落后于人。因此,這就需要物理教師去改變教學策略。高中的物理課和初中常識性的物理課不同,已經從簡單變得抽象復雜,很多知識大部分學生根本理解不了。物理教師應該以激發(fā)高中生的學習興趣為出發(fā)點,盡可能的為學生營造在生活中的與高中物理知識有關的常見場景。還可以用幽默、搞笑等非常輕松的教學風格刻意地改變物理課堂嚴肅、壓抑得課堂氣氛,從而最大限度地激發(fā)學生學習物理的積極性。今天的學生已經不適用于過去那種說教的形式,必須要利用起多媒體教學軟件和新穎的物理教具。本來高中物理就非常抽象,純純粹次靠過去的說服教育,學生們不但無法理解物理相關的知識點,更會對物理課產生厭煩的情緒。利用多媒體,將抽象復雜的考點轉換為圖像、視頻或者等形式,學生們就比較樂于接受。這樣一來,既壓制了學生學習物理產生的煩躁情緒,也激發(fā)了學生對于數理化生等學科的學習熱情。利用多媒體教學不僅能啟發(fā)學生的興趣,還可以借助多媒體來拓寬學生的視野,打破了教材本身對于學生的限制。
4總結
要想進行受力分析的作業(yè),首先要選對受力對象。選擇受力對象的過程,其本身就是一個思考的過程,在物理學中并沒相關的定義和準則,因此分析對象的選擇是自由、多樣化的。不同的分析對象,解答出來的題目是大相徑庭的。而整體法和間隔法的運用,是目前高考中最為常見的受力分析方法,因此不管是教師還是學生都必要引起關注。
首先,以間隔法來提高學生的分析能力。教師應該先教會使用學生間隔法,仔細思索如何把題目中復雜的物體中,單獨分離出解題想要的對象。這樣的思考過程,無疑鍛煉了學生的分析能力。
其次,以整體法促進學生的理解能力。要想將幾個物體看成是一個物體,就必須要求學生有綜合性的思維。教師要引導學生將題目中的各個物體看成是一個整體,用宏觀的角度去分析這個整體所受的力,這往往對于學生綜合性思維有著一定的提高。
最后,要把整體法和間隔法綜合起來交叉使用。整體法和間隔法都有其缺陷存在,而近年來的高考真題當中,已經越來越傾向于將二者綜合運用的考察。間隔法簡單但麻煩,整體法解答簡單,但其思考過程卻比較難。只有將兩種方法綜合地結合在一起,微觀上可以幫助學生在高考中取得更好的成績,宏觀上長期使用這種交叉思維的模式,更對學生的邏輯思維能力有著更深層次的提高。
參考文獻
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