淺談物體受力分析的教學(xué)

摘 要：對(duì)物體受力的分析情況作出準(zhǔn)確的分析是研究力學(xué)問題的需要。掌握正確的受力分析的方法則是對(duì)物體受力情況作出準(zhǔn)確分析的關(guān)鍵，明確受力圖是對(duì)物體進(jìn)行受力分析結(jié)果表達(dá)手段，這也正是本節(jié)課教學(xué)所要解決的問題。

關(guān)鍵詞：研究對(duì)象;受力情況分析;隔離法

2019版新課標(biāo)教材將《牛頓第三定律》由舊版本的第四章調(diào)整到第三章，置于《摩擦力》之后。而作為本節(jié)內(nèi)容的應(yīng)用知識(shí)，物體受力的初步分析，既是重點(diǎn)又是難點(diǎn)。這一節(jié)內(nèi)容的安排也是循序漸進(jìn)的：從靜止物體到運(yùn)動(dòng)物體，從平面上的物體到斜面上的物體，從具體實(shí)例上升到分析物體受力的一般方法——隔離法。這一節(jié)內(nèi)容，是在以前各節(jié)預(yù)備知識(shí)的基礎(chǔ)上提出的，可以說是集前面所學(xué)知識(shí)之大成。其中任何一方面知識(shí)的缺陷都會(huì)在此暴露無遺，同時(shí)給本課題的教學(xué)帶來困難，所以本課題的教學(xué)也是一個(gè)難點(diǎn)。針對(duì)學(xué)生在掌握物體受力分析方法中反映出的問題，教學(xué)中應(yīng)注重突出三個(gè)問題的講述。

一、明確物體受力情況分析的含義

對(duì)于物體受力情況分析的理解，要引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到這里包含著兩個(gè)含義：

（一）物體受力情況分析意味著必須明確要對(duì)哪個(gè)物體進(jìn)行分析，即明確研究對(duì)象;找到施力物體和受力物體。

（二）物體受力情況分析意味著要害是在“受”字上，即分析的是研究對(duì)象所“受”的力。學(xué)生感到受力分析難，根源之一就在于對(duì)受力分析的含義不清。其表現(xiàn)不是到底要分析哪個(gè)物體所受力不明確，就是雖然確定了研究對(duì)象，但是研究對(duì)象應(yīng)該受的力有些沒有作出分析，而研究對(duì)象施于其它物體的力本是不該作出分析的也作了分析，甚至于都算作了研究對(duì)象所受的力。所以搞清物體受力分析的確切含義是對(duì)物體進(jìn)行受力分析首先要明確解決的問題。

例如，一個(gè)木塊靜止在粗糙斜面上，我們按重力、彈力和摩擦力的順序來分析它的受力情況。木塊受到重力G，方向豎直向下;木塊和斜面接觸并相互擠壓，木塊受到垂直于斜面向上的彈力FN;假設(shè)木塊和斜面之間沒有摩擦，木塊就會(huì)向下滑動(dòng)，由此可以判斷，靜止的木塊相對(duì)斜面有向下滑動(dòng)的趨勢(shì)，所受的靜摩擦力Ff是沿斜面向上的。

在上面的例子中，涉及木塊的作用力和反作用力共有三對(duì)：重力G和木塊對(duì)地球的引力、彈力FN和木塊對(duì)斜面的壓力、靜摩擦力Ff和木塊對(duì)斜面的靜摩擦力。由于我們是在對(duì)木塊的受力情況進(jìn)行分析，所以只把這六個(gè)力中木塊所受的三個(gè)力畫出來了。

二、明確受力分析的正確方法

學(xué)生感到受力分析難，還表現(xiàn)在對(duì)物體所受的力總是分析不全。其原因有些來自對(duì)某些力的產(chǎn)生條件認(rèn)識(shí)不清，因而判斷不出物體是否受到這種力的作用;再一個(gè)原因則是來自分析物體受力的方法不對(duì)頭，有的學(xué)生在分析物體所受的力時(shí)，常常是想起哪個(gè)力就分析哪個(gè)力，東找一個(gè)西找一個(gè)，當(dāng)物體所受的力較多時(shí)，就往往會(huì)遺漏了一些力未做分析。由此看來掌握正確的受力分析方法是十分重要的。這主要體現(xiàn)在要建立一個(gè)對(duì)物體所受的力進(jìn)行分析的基本順序。從重力、彈力、摩擦力和產(chǎn)生條件考慮，其中彈力、摩擦力都要以兩個(gè)物體相互接觸為必要條件，這意味著這兩種力都是通過物體直接接觸的形式發(fā)生作用的。從這個(gè)意義上講可以把這兩種力統(tǒng)稱為接觸力。這樣分析物體所受的接觸力時(shí)，又可以先找出與研究對(duì)象相互接觸的物體有幾個(gè)，然后再逐個(gè)物體分析它們各自對(duì)研究對(duì)象是否施力以及施了什么力。

再比如課后練習(xí)題4.如圖，粗糙的長(zhǎng)方體木塊A、B疊在一起，放在水平桌面上，B木塊受到一個(gè)水平方向的力的牽引，但仍然保持靜止。問B木塊受到哪幾個(gè)力的作用？

很多學(xué)生總是憑感覺，認(rèn)為A對(duì)B有向后的靜摩擦力。這里必須先研究A的受力，根據(jù)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)確定A在水平方向上不受外力，可以假設(shè)A如果水平方向受力，只能受靜摩擦力，那么A不可能靜止不動(dòng)，所以假設(shè)不成立，A相對(duì)于B沒有運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。然后再研究B的受力，否則A與B容易多分析出一對(duì)摩擦力。

如果從開始學(xué)習(xí)受力分析時(shí)學(xué)生就能按照上述分析順序分析物體所受的力，而且經(jīng)過一段時(shí)間的訓(xùn)練形成了習(xí)慣，就不僅會(huì)減少因方法不對(duì)頭所造成的遺漏力的現(xiàn)象，而且有助于學(xué)生受力分析能力的提高。

三、明確受力圖是對(duì)物體進(jìn)行受力分析結(jié)果表達(dá)手段

對(duì)物體受力情況所做的分析最終都要反映在受力圖上，所以受力圖是對(duì)物體進(jìn)行受力結(jié)果的具體體現(xiàn)。對(duì)于受力圖的畫法，根據(jù)目前教材只能要求學(xué)生將研究對(duì)象所受的力圖示畫在研究對(duì)象上的一個(gè)點(diǎn)上。

總之，物體的受力分析是各種各樣的，因此不可能在這一節(jié)課教學(xué)中要求學(xué)生完全掌握，要有一個(gè)過程，循序漸進(jìn)在這里非常重要，切不可一次就補(bǔ)充很多復(fù)雜的題目讓學(xué)生去分析，

這樣反而會(huì)使學(xué)生無所適從，甚至產(chǎn)生畏難情緒，所以課本中沒有提出連接體之類的繁難問題，而把重點(diǎn)放在引導(dǎo)學(xué)生理解和掌握正確的方法和思路，則他們自已也會(huì)逐漸獨(dú)立地解析各類力學(xué)題目。在受力分析時(shí)，常常忽略某些次要因素，這也是使所研究的問題理想化，應(yīng)該在教學(xué)中引導(dǎo)同學(xué)重視并逐漸熟悉這種方法。例如物體下落時(shí)，相對(duì)于重力來說，可以忽略空氣阻力這一次要因素，通過理想化才構(gòu)成了自由落體運(yùn)動(dòng)這一模型。以后的教學(xué)中還不只一次地運(yùn)用這種方法，使本來很復(fù)雜的問題，能夠較容易地入手研究。

參考文獻(xiàn)

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[2]朱龍祥，物理教學(xué)思維方式。首都師范大學(xué)出版社2000.

[3]崔衛(wèi)國。高中物理教學(xué)中的問題與對(duì)策。東北師范大學(xué)出版社。2010.

作者簡(jiǎn)介：楚文明，長(zhǎng)春市第二中學(xué)，吉林長(zhǎng)春130061