摘 要 “受力分析”是解決力學有關問題的關鍵步驟,對于初中生而言,受力分析既是重點又是難點。筆者根據自己的教學實踐,結合學生經常出現的典型錯誤,分析原因,總結方法,以期幫助學生掌握受力分析的方法。
關鍵詞 受力分析;研究對象;假設法;平衡
中圖分類號:TD265.3+2,B024.3??????????????????????????????? 文獻標識碼:A????????????????????????????????????????????????? 文章編號:1002-7661(2018)18-0171-01
力學是物理學的基礎,而“受力分析”是解決力學有關問題的重要方法,對物體受力分析貫穿了整個初中物理的力學內容。初中階段一般只做同一個物體、受平衡力的受力分析,看似比較簡單,但是對于初中生而言是個難點。初中生的抽象思維水平比較低,正處于半成熟、半幼稚的過渡時期,課堂上往往用自己的生活經驗或主觀意識去解釋現象或問題,而不是根據所學的物理知識來解決,因此,在受力分析時,經常多分析一個力或者是遺漏掉一個力。在初中階段加強受力分析的訓練,不僅可以使學生改變解決問題的觀念,形成物理思維,而且可以為學生接下來學習高中的力學知識打下堅實的基礎。筆者根據自己的教學實踐,結合學生在學習中出現的一些典型錯誤,分析原因,提供對策,總結方法,以期能幫助學生突破難點,掌握受力分析的方法。
一、幾種常見力的分析
(一)重力:由于地球的吸引而使物體受到的力叫作重力。重力的作用點在物體的重心上,形狀規則、質量分布均勻的物體的重心在其幾何中心;重力的方向始終豎直向下;重力的大小可以用公式G=mg來計算。由于我們常見的物體一般都在地面附近,因此,在受力分析時,我們首先應分析物體受到的重力。
(二)彈力:彈力是物體發生彈性形變后,力圖恢復原來的形狀,而對另一個物體產生的力。彈力是一種接觸力,也就是說,只有相互接觸的兩個物體間才能產生彈力。然而即使兩個物體相互接觸也不一定有彈力,兩個物體還必須要相互擠壓。因此,彈力的產生需要兩個條件:一是兩物體要相互接觸;二是兩物體要相互擠壓。初中階段判斷物體是否受彈力,一般有三種方法:一是根據彈力產生的條件進行判斷;二是利用假設法,假設彈力不存在,看物體能否保持原來的運動狀態,若運動狀態不改變,則彈力不存在,若運動狀態改變,則彈力必定存在;三是根據平衡條件進行判斷。
(三)摩擦力:摩擦力的分析對于初中生來說最抽象,最困難。摩擦力可分為靜摩擦力、滑動摩擦力和滾動摩擦力,根據摩擦力的定義,我們可以歸納出產生摩擦力的條件:一是兩物體要相互接觸且擠壓(即有彈力);二是接觸面不光滑;三是有相對運動或相對運動的趨勢。摩擦力的方向與物體相對運動(或相對運動趨勢)的方向相反。判斷物體是否受到摩擦力,和判斷物體是否受到彈力類似,同樣有三種方法:一是根據摩擦力產生的條件進行判斷;二是利用假設法,假設沒有摩擦力,看物體能否保持原來的運動狀態;三是利用平衡條件進行判斷。
二、初中生“受力分析”的典型錯誤
(一)研究對象分辨不清造成的錯誤
我們知道,力是物體對物體的作用,只要有力的作用發生,就一定會涉及兩個物體:施力物體和受力物體,而力的作用是相互的,因此,同一個物體既是施力物體同時又是受力物體。學生很多時候會搞不清楚研究對象,從而導致受力分析的錯誤。因此我們在進行受力分析時,首先應該確定研究對象,即為受力物體,接下來要畫的是其他物體對研究對象所施加的力。分辨清楚研究對象,是受力分析的關鍵,只有牢牢把握住這個關鍵,才能準確的畫出力的示意圖。
(二)主觀臆斷造成的錯誤
初中生在進行受力分析時,往往根據主觀意識去判斷,不會深入的思考,也不會進一步運用所學的物理知識和物理方法來分析問題,從而出現力的方向畫反、多畫力、少畫力等錯誤。歸根結底,一方面學生沒有掌握分析物理問題的方法,沒有形成物理思維;另一方面學生對基本概念理解的不夠透徹。
(三)條理不清造成的錯誤
學生在對物體受力分析時,比較隨意,沒有固定的方法和順序,條理不清,導致遺漏一些力或者是多畫一些力。因此,在對物體進行受力分析時,首先應確定研究對象,即為受力物體,然后按照一重力、二彈力、三摩擦力、四其他力的順序依次進行分析判斷,這樣才能快速準確地畫出物體的受力示意圖。
“受力分析”是解決力學問題必須掌握的基本技能,要求學生不僅要對基本概念理解透徹,而且要掌握分析問題的物理方法,形成物理思維。學生在畫受力示意圖時,一定要保持清醒的頭腦,客觀、科學地去分析和判斷。
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[4]吳勤勝.淺談初中物理受力分析的方法.
作者簡介:楊愛華,女,31歲,研究生學歷,中學一級教師。