高一學(xué)生學(xué)受力分析的困惑及解決方法

劉德文（廣東省佛山市順德區(qū)均安中學(xué)）

高一學(xué)生學(xué)受力分析的困惑及解決方法

劉德文
（廣東省佛山市順德區(qū)均安中學(xué)）

高一學(xué)生學(xué)習(xí)受力分析時(shí)，這種相互作用只能憑著各力的產(chǎn)生條件和方向要求，再加上抽象的思維想象去畫，不像實(shí)物那么明顯，這對(duì)于剛升入高中的學(xué)生來(lái)說(shuō)，多習(xí)慣于直觀形象，缺乏抽象的邏輯思維，所以，學(xué)生在學(xué)習(xí)受力分析時(shí)有很大的困惑。

受力分析；平行四邊形定則；作用點(diǎn)

高一學(xué)生學(xué)習(xí)第一、二章的運(yùn)動(dòng)以及運(yùn)動(dòng)的規(guī)律時(shí)，還能勉強(qiáng)跟得上老師上課的節(jié)奏，到了學(xué)習(xí)物體的受力分析時(shí)，有部分學(xué)生就感覺學(xué)習(xí)物理很吃力了。

困惑一：物體前進(jìn)的方向一定有個(gè)力

學(xué)生在進(jìn)行受力分析時(shí)，沒有去找每個(gè)力的施力物體，往往憑感覺認(rèn)為物體往哪個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，在這個(gè)運(yùn)動(dòng)的方向一定有一個(gè)力作用。

例1.足球運(yùn)動(dòng)員已將足球踢向空中，如圖1所示。圖2是描述該足球在向右上方飛行過程中的某時(shí)刻的受力分析圖，其中正確的是（G為重力，F(xiàn)1為腳對(duì)球的作用力，F(xiàn)2為空氣阻力）（）

圖2

圖1

很多學(xué)生認(rèn)為選項(xiàng)D正確，是認(rèn)為足球向右上方飛行時(shí)，在這個(gè)方向一定有力的作用，這個(gè)力是學(xué)生憑空想象出來(lái)的，它是沒有施力物體的，這個(gè)力是不存在的。重力的施力物體是地球，阻力的施力物體是空氣。由以上分析可知，B選項(xiàng)是正確的。

解決方法：首先高一的學(xué)生在學(xué)習(xí)各種力時(shí)，一定要知道各種是怎么產(chǎn)生的，各種力的施力物體是哪一個(gè)。高一學(xué)生在進(jìn)行受力分析時(shí)，要指出每一個(gè)力的施力物體，指不出施力物體的這個(gè)力是不存在。這樣就避免了學(xué)生在物體的受力圖上多畫力。如豎直上拋的物體在空中并不受向上的“推力”，剎車后靠慣性滑行的汽車并不受向前的“沖力”。

困惑二：研究對(duì)象不明確，混淆施力物體與受力物體

物體之間的力是相互的，甲物體對(duì)乙物體有力的作用時(shí)，同時(shí)乙物體對(duì)甲物體也有力的作用，施力物體同時(shí)也是受力物體，有些學(xué)生在進(jìn)行受力分析時(shí)，混淆施力物體與受力物體，將受力物體所受的力也畫在了施力物體上。

例2.如圖3所示靜止在斜面上的A物體，A受到的作用力有（）

圖3

A.重力、斜面對(duì)A的支持力

B.重力、斜面對(duì)A的支持力、物體A對(duì)斜面的壓力

C.重力、斜面對(duì)A的支持力、斜面對(duì)A沿斜面向上的摩擦力

D.重力、斜面對(duì)A的支持力、物體A對(duì)斜面的壓力、斜面對(duì)A沿斜面向上的摩擦力

解認(rèn)為選項(xiàng)B或D正確，是混淆了施力物體與受力物體，現(xiàn)在的研究對(duì)象（受力物體）是A物體，而A對(duì)斜面的壓力是作用在斜面上，這時(shí)A是施力物體，而不是受力物體。

由以上分析可知，C選項(xiàng)是正確的。

解決方法：首先要確定好研究對(duì)象，在分析被研究對(duì)象的受力情況時(shí)，要把它從周圍物體中隔離出來(lái)，分析周圍有哪些物體對(duì)它施加力的作用，這樣就不會(huì)把研究對(duì)象對(duì)周圍物體的力畫在了研究對(duì)象上。

困惑三：只要相互接觸的兩物體間一定有彈力

彈力的產(chǎn)生是發(fā)生形變的物體，由于要恢復(fù)原狀，對(duì)與它接觸的物體產(chǎn)生力的作用。彈力是接觸力，彈力只能存在于物體間的，但相互接觸的物體一定要相互擠壓、發(fā)生彈性形變，兩個(gè)條件缺一不可。彈力的方向總是與物體形變的方向相反，支持力的方向總是垂直于接觸面指向被支持的物體，壓力的方向總是垂直于接觸面指向被壓的物體。

彈力雖然發(fā)生在接觸處，但在接觸的地方是否存在彈力、方向如何學(xué)生卻難以把握，有些學(xué)生在受力分析時(shí)，認(rèn)為只要有接觸就一定有彈力。

例3.如圖4所示，小球A系在豎直拉緊的細(xì)繩下端，球恰又與斜面接觸并處于靜止?fàn)顟B(tài)，則小球A所受的力是（）

圖4

A.重力和繩對(duì)它的拉力

B.重力、繩對(duì)它的拉力和斜面對(duì)它的彈力

C.重力和斜面對(duì)球的支持力

D.繩對(duì)它的拉力和斜面對(duì)它的支持力

解有的學(xué)生認(rèn)為B選項(xiàng)對(duì)，就是認(rèn)為只要有接觸就有彈力，從圖4可知，A球與斜面接觸，但沒有擠壓，它們之間沒有彈力。

由以上分析可知，A選項(xiàng)是正確的。

解決方法：兩接觸物體間是否存在彈力，可以用“假設(shè)法”或“拆除法”。如例3中，假設(shè)小球與斜面間有彈力，小球受力就不可能平衡，所以彈力不存在?！安鸪ā本褪侨サ襞c受力物體接觸的物體，看受力物體能否保持原來(lái)的狀態(tài)，能保持狀態(tài)不變的，則說(shuō)明此處彈力不存在的，若改變了原來(lái)的狀態(tài)，則說(shuō)明彈力存在。

困惑四：畫不出規(guī)范的受力分析圖

很多學(xué)生上課看老師在黑板畫受力圖，用力的合成或力的分解去解題時(shí)，覺得很簡(jiǎn)單，但自己做作業(yè)畫受力圖時(shí)，就會(huì)畫錯(cuò)，一旦畫錯(cuò)圖就沒辦法正確解題。

例4.如圖5，對(duì)放在斜面的物體進(jìn)行受力分析，用力的合成法求擋板和斜面對(duì)A球的支持力。

圖5

圖6

圖7

解有些學(xué)生畫出圖，如圖6，先分析出檔板與斜面對(duì)小球A的支持力F1與F2再按平行四邊形定則作出合力F，這樣就沒辦法用幾何知識(shí)求F1、F2與重力G的關(guān)系。正確的做法是先確定F1、F2的合力是與G等大反向的力，再適當(dāng)調(diào)整F1、F2的大小。如圖7。

解決方法：結(jié)合研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)情況，如果物體受幾個(gè)力而平衡，那么其中一個(gè)力與剩下的所有力的合力一定等大反向。如例4，先用虛線作出兩彈力的方向，再作出兩彈力的合力F的大小和方向（與重力等大反向），最后通過平行四邊形定則確定F1與F2的大小。

最后，高一學(xué)生在學(xué)習(xí)受力分析是循序漸進(jìn)的過程，這一關(guān)高中學(xué)生一定要通過，這為以后高中物理的學(xué)習(xí)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。所以受力分析應(yīng)注意：受力分析時(shí)首先要確定研究對(duì)象，即根據(jù)題目要求弄清楚哪一個(gè)是受力物體，然后采用“隔離法”分析其他物體對(duì)研究對(duì)象的作用力。再按照先重力，然后環(huán)繞物體一周找出研究對(duì)象接觸的物體，并逐個(gè)分析這些物體對(duì)研究對(duì)象的彈力和摩擦力。畫物體受力圖時(shí)，如果沒有特殊要求，畫示意圖即可。畫力的示意圖時(shí)，力的作用點(diǎn)可沿力作用線移動(dòng)，即在高中階段物體受到的多個(gè)力的作用點(diǎn)可以平移到同一個(gè)點(diǎn)上，一般為物體的重心處。

趙凱華.新概念物理教程：力學(xué).高等教育出版社，2003-04.

·編輯段麗君