高中物理 “相互作用” 的教學(xué)重難點分析

徐華莉 國富強

摘 要： “相互作用”是高中物理力學(xué)部分的一個重要知識點，也是力的基本屬性之一。根據(jù)力的基本屬性就可以明確，力的作用是相互的，即力不可能單獨存在，既有施力物體，又有受力物體。在教學(xué)“相互作用”的過程中，重點在于認清“相互作用”的本質(zhì)，“相互作用”的方式，以及“相互作用”產(chǎn)生的實際影響。本文對“相互作用”做了介紹，深入分析了“相互作用”的教學(xué)重難點。

關(guān)鍵詞： 高中物理 “相互作用” 教學(xué)重難點

“相互作用”廣泛存在與各種力學(xué)現(xiàn)象和問題中，在解決相關(guān)力學(xué)問題時，“相互作用”不可避免。在教學(xué)過程中，需要結(jié)合實例，對“相互教學(xué)”進行深入理解分析，以便學(xué)生能夠?qū)ζ渲械闹仉y點知識形成全面掌握。

一、物理中的相互作用

“相互作用”廣泛存在于物理中，并不局限于力學(xué)知識。但是對高中物理教學(xué)而言，“相互作用”主要是指力之間形成的相互作用?！跋嗷プ饔谩苯虒W(xué)主要是對作用力的性質(zhì)、合成及分解進行剖析?！跋嗷プ饔谩辈粌H是一種物理表象，更是一種解題思想，在面對某些題目的時候，根據(jù)“相互作用”思想可以高效求解。

根據(jù)高中力學(xué)相關(guān)知識，“相互作用”主要表現(xiàn)在彈力和摩擦力兩個方面。因此，“相互作用”教學(xué)也可以從這兩個方面出發(fā)，逐步展開。

二、彈力“相互作用”教學(xué)重難點

在彈力“相互作用”的教學(xué)過程中，其重難點主要可以分為三個方面，即彈力有無、彈力方向和彈力大小。解決這三個方面的問題，就可以切實掌握彈力“相互作用”的相關(guān)知識。

對于彈力的有無而言，在物體發(fā)生形變時，且對周邊的物體存在一定作用力，就會出現(xiàn)彈力。通俗來講，彈力就是物體之間發(fā)生接觸，其中一方或雙方都發(fā)生形變而形成的力，就稱為彈力。彈力是否存在，其判斷途徑主要有三個：一是直接判斷；二是假設(shè)判斷；三是分析受力判斷。不論是哪一種途徑，都需要遵循兩個基本要素：一是物體發(fā)生接觸；二是物體產(chǎn)生形變。

對于彈力方向而言，判斷方法有兩個。一是在物體出現(xiàn)變形形成彈力的時候，變形方向即為彈力生成方向。二是根據(jù)物體運動狀態(tài)或受力情況分析彈力方向，先對物體彈力進行假設(shè)，再根據(jù)受力性質(zhì)進行判斷，符合相關(guān)規(guī)律，即說明假設(shè)方向合理；如果不符合相關(guān)規(guī)律，則說明假設(shè)有誤。

對于彈力大小，如果是規(guī)則形變物體，則可以根據(jù)相應(yīng)的形變規(guī)律進行彈力求解，比如彈簧，就可以利用胡克定律計算彈力，f■=kx，k為彈性系數(shù)，x為形變量。對于不規(guī)則形變的物體，則需要對整體受力進行分析，根據(jù)相關(guān)公式定理判斷受力大小具體情況。

比如，據(jù)圖所示，豎桿和斜桿的夾角為θ，質(zhì)量為m的小球固定在斜桿下方，則小球和豎桿之間作用力F為（ ）

A.已知F■=mgsinθ，若小車靜止，作用力沿桿向上。

B.已知F■=mgsinθ，若小車禁止，作用力垂直向上。

C.若小車以加速度a向右行使，則F■=ma/sinθ。

D.若小車以加速度a向左行使，則F■=■。

對于這個題目，通過分析可以得出：小車靜止時，在平衡條件下，其作用力豎直向上，作用力大小和小球自重相等，則可以表明A、B選項錯誤。再看C、D選項，如果小車右行，根據(jù)牛頓第二定律就可以判斷其是錯誤的。由此，只剩下D選項，所以D選項是正確的。再看D選項，小車左行，小球重力、推力和桿作用力構(gòu)成直角三角形，桿作用力為斜邊，即F■=■。

三、摩擦力“相互作用”教學(xué)重點

摩擦力是兩個物體之間“相互作用”的力的一種形式，廣泛存在于各種“相互作用”中。和彈力一樣，摩擦力的重難點也可以分為有無、方向和大小三個方面。

摩擦力有無的判斷，需要明確幾個基本點：一是物體是否彼此接觸，是否生成彈力；二是物體接觸面之間是否存在一定的粗糙度；三是物體之間是否存在相互運動。

摩擦力方向的判斷，可以從兩個方面出發(fā)。一是物體之間保持靜止，需要判斷其中一個物體是否存在運動趨勢，如果存在運動趨勢，則說明物體之間存在摩擦力。二是物體之間相對運動，如果物體運動方向相反，則摩擦力方向和物體運動方向相反。如果物體運動方向相同，則摩擦力方向可能和運動方向相反，也可能和運動方向相同，需要結(jié)合實際情況判斷。

摩擦力大小計算一般可以分為靜摩擦和動摩擦兩種情況，靜摩擦需要對物體受力進行分析，根據(jù)牛頓第二定律列出相關(guān)方程進行求解。而動摩擦可以根據(jù)相應(yīng)的動摩擦公式進行求解，即利用f=μF■，F(xiàn)■是物體之間存在的正壓力，μ是動摩擦因素，其與物體表明粗糙度直接相關(guān)。

例如，如圖所示，恒力F拉動質(zhì)量為M的木塊從靜止開始運動，摩擦因素μ為0.4，AC距離為1m，試求木塊最大加速度的發(fā)生點。

根據(jù)牛頓第二定律和平衡方程可以得出：Fcosɑ-f=Ma，N+Fsinɑ-Mg=0，f=μN，聯(lián)立三式可以解得a=■■sin（α+θ）-gμ，在ɑ+θ=π/2時，a值最大，由此可以求出M距離A的距離為x=2.5m，即在木塊距離A為2.5m時，加速度a達到最大值。

“相互作用”廣泛存在于高中物理力學(xué)問題中，在面對這些問題時，需要從力是否存在、力的方向和力的大小三個方面出發(fā)，對問題進行深入剖析，從而解決問題。

參考文獻：

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