關(guān)于初中物理力學(xué)中幾個(gè)易混點(diǎn)的辨析

王和平

(焦作市中站區(qū)教研室 河南 焦作 454150)

關(guān)于初中物理力學(xué)中幾個(gè)易混點(diǎn)的辨析

王和平

(焦作市中站區(qū)教研室 河南 焦作 454150)

力學(xué)是學(xué)生初中物理學(xué)習(xí)的難點(diǎn)，學(xué)生對力學(xué)的一些概念感到似是而非，覺得力學(xué)難學(xué).通過對學(xué)生剛接觸力學(xué)時(shí)最感到困惑不解的幾個(gè)易混點(diǎn)的辨析能夠讓學(xué)生豁然開朗，有助于學(xué)生克服對物理學(xué)習(xí)的畏難情緒.

初中物理 力學(xué) 易混點(diǎn) 辨析

力學(xué)知識在初中物理學(xué)習(xí)中有著重要的位置，在中考中會占到總分值的40%左右，同時(shí)力學(xué)也是學(xué)生初中物理學(xué)習(xí)的難點(diǎn)，學(xué)生對力學(xué)的一些概念感到似是而非，覺得力學(xué)難學(xué)，對物理學(xué)習(xí)產(chǎn)生了畏難情緒.筆者在多年的教學(xué)工作和聽課中，對學(xué)生學(xué)習(xí)力學(xué)中出現(xiàn)的易混點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié)，大致有下面幾處.

1 相互作用力和平衡力

相互作用力和平衡力是中考的熱點(diǎn).相互作用力是物體間的作用力和反作用力，平衡的兩個(gè)力是物體在這兩個(gè)力的作用下如果保持了靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，我們就說這兩個(gè)力是平衡力.平衡的兩個(gè)力一定同時(shí)具備了4個(gè)條件：作用在同一物體上，在一條直線上，大小相等，方向相反，少了其中的任意一個(gè)條件就不是平衡力.學(xué)生容易產(chǎn)生混淆是因?yàn)橄嗷プ饔昧推胶獾亩哂袔讉€(gè)相同的條件，它們都是大小相等、方向相反，都在同一條直線上.因此要想?yún)^(qū)分平衡力和相互作用力就要從它們的不同之處進(jìn)行辨析，相互作用力的兩個(gè)力作用在兩個(gè)物體上，并且這兩個(gè)力由于是相互作用，所以它們必定是同時(shí)產(chǎn)生同時(shí)消失的.平衡的兩個(gè)力作用在同一個(gè)物體上.

【例1】如圖1所示，在測量摩擦力的實(shí)驗(yàn)中，用彈簧測力計(jì)拉一木塊沿水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，下列選項(xiàng)中屬于平衡力的是( )[1]

圖1 例1題圖

A.木塊受到的重力與木塊受的支持力

B.地面受的摩擦力與木塊受的摩擦力

C.木塊受的拉力與木塊受的摩擦力

D.木塊受的重力與木塊對地面的壓力

分析：在本題中，判斷是否平衡力有兩種方法，一種是看物體是否處于平衡狀態(tài)，即保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，另一種方法就要看是否同時(shí)具備平衡力的4個(gè)條件，同時(shí)具備了4個(gè)條件就是平衡力.

對于選項(xiàng)A，木塊在豎直方向受到重力與支持力作用，且能在豎直方向保持靜止，所以木塊受到的重力與木塊受的支持力是一對平衡力，故A正確.

對于選項(xiàng)B，地面受的摩擦力與木塊受的摩擦力，分別作用在兩個(gè)物體上，并且一旦將木塊從地面上拿起來，則這兩個(gè)摩擦力同時(shí)消失，所以這兩個(gè)力不是一對平衡力，是相互作用力，故B錯(cuò)誤.

對于選項(xiàng)C，木塊在水平方向受到拉力和摩擦力，并能在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以木塊受的拉力與木塊受的摩擦力是一對平衡力，故C正確.

對于選項(xiàng)D，木塊受的重力與木塊對地面的壓力，作用在兩個(gè)物體上，且方向也不相反，所以不是一對平衡力也不是相互作用力，故D錯(cuò)誤.

所以選A，C．

2 壓力和重力的關(guān)系

在新課程標(biāo)準(zhǔn)中，沒有對壓力知識點(diǎn)的要求.筆者所在地區(qū)的初中物理教材使用的是人教版，在人教版教材中，也沒有對壓力的明確定義.學(xué)生最先開始接觸到壓力是在探究滑動(dòng)摩擦力大小和什么因素有關(guān)的時(shí)候.但是教材在引入探究的時(shí)候所使用的生活實(shí)例卻在一定程度上誤導(dǎo)了學(xué)生，“當(dāng)你推箱子時(shí)，箱子越重，推起來越費(fèi)力”[2]，雖然在最后教材中在提出猜想和假設(shè)的時(shí)候用的是“看起來，影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素可能有：接觸面所受的壓力”[2]，但是前面的實(shí)例已經(jīng)使得一些學(xué)生先入為主，誤認(rèn)為滑動(dòng)摩擦力的大小和物體的重力有關(guān)，認(rèn)為物體對接觸面的壓力等于物體自身的重力.

針對這樣的誤解，教師應(yīng)對學(xué)生仔細(xì)分析重力和壓力的區(qū)別.從施力物體上來看，壓力的施力物體是相互擠壓的物體，重力的施力物體是地球；從力的大小來看，重力的大小和質(zhì)量成正比，可以用G=mg來計(jì)算，但是壓力的大小決定于接觸面的相互擠壓和形變情況.從力的方向上來看，壓力垂直于接觸面，重力方向是豎直向下；從力的作用點(diǎn)來看，壓力的作用點(diǎn)在擠壓的接觸面，重力在物體上的作用點(diǎn)在物體的重心.

綜合來看，物體對接觸面的壓力大小和物體自身所受重力大小之間有3種關(guān)系：

第一種是物體靜止放在水平地面上.這時(shí)物體受到兩個(gè)力作用，即重力和支持力，在這兩個(gè)力作用下物體保持靜止，所以重力和支持力是平衡力，大小相等.物體對水平地面有壓力，水平地面對物體有支持力，壓力和支持力是相互作用力，所以壓力和支持力大小相等，因此這時(shí)候物體對接觸面的壓力大小和物體自身所受重力大小相等.

第二種是物體放在斜面上靜止.這時(shí)候物體受到重力、斜面支持力和摩擦力的作用，在這3個(gè)力作用下物體保持靜止，這3個(gè)力是平衡力，所以重力和支持力不相等.但是支持力和物體對斜面的壓力還是相互作用力，所以支持力等于壓力，因此重力和壓力不相等，但是這時(shí)候它們之間有一定的定量關(guān)系.

第三種是物體被人施加外力產(chǎn)生擠壓從而產(chǎn)生壓力.比如人用外力將圖釘尖按在墻壁上，這時(shí)圖釘尖對墻壁的壓力只取決于人手的壓力，和圖釘自身的重力無關(guān).

3 固體壓強(qiáng)和液體壓強(qiáng)的計(jì)算

在學(xué)習(xí)了固體壓強(qiáng)的計(jì)算后，再學(xué)習(xí)液體壓強(qiáng)的公式，學(xué)生會產(chǎn)生疑惑，液體壓強(qiáng)公式是用固體壓強(qiáng)公式推導(dǎo)出來的，這兩個(gè)公式到底該如何用?下面就需要給學(xué)生推導(dǎo)壓強(qiáng)和壓力的正確計(jì)算步驟.

圖2 例2題圖

分析：設(shè)這兩個(gè)容器的底面積都為S，由于甲容器底小口大，乙容器底大口小，所以注入等質(zhì)量同種液體后，甲容器中的液面深度一定小于乙容器中的液面深度，根據(jù)液體壓強(qiáng)公式p=ρgh可以判斷出甲容器底部受到的液體壓強(qiáng)小于乙容器底部受到的液體壓強(qiáng).再根據(jù)壓力F=pS可以得到甲容器底部受到的液體壓力也小于乙容器底部受到的液體壓力.由此可以看出，雖然在容器中注入了等質(zhì)量的液體，但是液體對容器底部的壓力并不相同.更深一層分析，液體對容器底部的壓力F=pS=ρghS公式中，以S為底，以液體深為高求出的體積V=Sh是一個(gè)圓柱體的體積，但是甲容器是底小口大的圓臺，所以求出來的體積V小于甲容器中的液體的體積，那么求出來的壓力ρghS就小于了甲容器中液體的重力.反之，乙容器中液體對容器底部的壓力就大于了乙容器中液體的重力.因此，只有橫截面積大小不變的容器，在里面加入液體后，液體對容器底部的壓力才會等于液體的重力.綜上所述，在求液體對容器底部的壓力和壓強(qiáng)時(shí)，由于容器形狀的不確定導(dǎo)致液體對容器底部的壓力不一定等于液體重力，所以只能按照先用p=ρgh求液體對容器底部的壓強(qiáng)，再用F=pS求液體對容器底部的壓力這樣的求解順序才不會出錯(cuò).

以上所舉的幾個(gè)易混點(diǎn)是初中學(xué)生剛接觸力學(xué)時(shí)最感到困惑不解的，筆者在平時(shí)的教學(xué)中通過這樣的辨析都能夠讓學(xué)生豁然開朗，有助于學(xué)生克服對物理學(xué)習(xí)的畏難情緒，增加學(xué)生對物理學(xué)習(xí)的興趣.

1 河南省2016年中招考試物理試題13題

2 人民教育出版社,課程教材研究所,物理課程教材研究開發(fā)中心.義務(wù)教育教科書物理八年級下冊.北京：人民教育出版社，2016.24

AnalysisonSomeEasilyConfusedKnowledgePointofMechanicsinJuniorHighSchoolPhysics

WangHeping

(TeachingandresearchsectionofJiaozuo,Jiaozuo,Henan454150)

Mechanics is the difficulty of physics learning in junior high school, students are paradoxical in some concept of mechanics, feel mechanics difficult. Through the analysis of students′ initial contact mechanics, the analysis of some easy mixed can let students be suddenly enlightened, help students to overcome the physical learning.

junior middle school physics; mechanics; easily confused knowledge point; analysis

2017-03-07)