新课程理念下的"受力分析"

新课程理念下的"受力分析"

卓玛

卓玛（四川省若尔盖县中学校四川阿坝624500）

中图分类号：Ｇ62文献标识码：Ａ文章编号：ISSN1004-1621（2011）09-048-02

正确地对物体的受力情况进行分析，是解决力学问题的关键，但又是教学的难点。这是因为：首先，受力分析都是对应不同的具体问题，这就不但要知道重力、弹力、摩擦力等产生的条件，理解受力分析的基本方法，还要会用于新的具体情景中。其次，弹力、摩擦力是接触力，因而物体的受力情况往往与该物体相接触的周围物体相联系，没有现成的公式可去计算判断。再次，物体的受力情况跟它的运动状态有关，不少问题须根据物体的运动情况，结合牛顿运动定律或平衡条件综合分析。所以，受力分析要求的能力层次较高，不但要达到"运用"这一级水平，还要达到"分析"甚至"综合"的水平。这对于刚进高中的学生来说，确是有一定困难的。

在《普通高中课程标准实验教科书（必修1）》的教学过程中，我对受力分析目标如何达成作了研究。教学实践中我体会到，受力分析的目标不可一蹴而就，急于求成，应该循序渐进，分散难点，逐步深化，逐渐完善。因此，有必要从整体上对受力分析的目标进行统盘考虑，排列出受力分析的几个关键目标，并对这些目标达成的时序进行设计，即要寻求循序渐进的"序"。

设计受力分析目标的纵向序列时，我注意考虑了下列两个因素。第一，必须符合教材本身反映的要求和结构特点，使各块知识的教学目标更完整一些，有利于完成各块知识的教学目标；第二，必须符合学生的认知水平和特点，有利于消除学生对学习物理的恐惧心理，减轻学生的负担。

受力分析目标的总体结构是：

在学习第二章时，要求知道重力、弹力、磨擦力产生的原因和条件，以及它们的作用特点；能根据各力产生的原因和条件或初中学过的力和运动的关系等分析力；对物体的受力分析，从静止到运动，从水平面到斜面上，从具体实例上升到分析的一般方法，重点要求学生理解并初步运用对物体受力分析的基本思路和方法，为学习牛顿运动定律作好准备。

在学习第三章《牛顿运动定律》后，要求对物体受力分析时，在考虑重力和已知外力下，根据牛顿运动定律分析一般物体的受力情况和简单连接体的受力情况，能根据牛顿运动定律分析弹力、磨擦力等被动力的大小及方向。

在学习第四章《物体的平衡》时，要求能结合物体的平衡条件来分析平衡状态物体的受力问题。不但能运用受力分析的方法分析一般物体的受力情况，而且会根据力的概念、平衡条件或运动定律等来检验所分析的全部力的合力是否满足给定的运动状态。

下面介绍我使用目标的情况。

在第二章《力》中，重力的知识学生在初中已有所接触，也容易理解和接受，所以有关重力的目标基本上要求在当时达成。弹力是接触力，它是发生形变物体由于要恢复原状而产生的。然而在绝大多数情况下，物体的形变是很微小的，看不到的。因而在许多情况下判断物体是否受到弹力的依据是力和运动的关系及在同一直线上的力的平衡条件。因此我在教学中，补充了下面一个训练项目：

"根据初中学过的力和运动的关系及一直线上三力平衡条件条件分析物体是否受到弹力。"

[例题]试分析：

（1）图1中两绳子的拉力。

（2）图2中OA与OB对物块的弹力。（分F>G、Ｆ＝Ｇ两种情况）

在教材中，有关摩擦力产生的条件是安排在"领会"级水平的。由于摩擦力产生的条件是判断物体是否受到摩擦力的主要依据之一，因而我们在"运用"级中，增加了这样一个训练项目："根据摩擦力产生的条件分析运动的物体是否受到摩擦力。"

[例题]分析下面图3中的物体A是否受到摩擦力。已知物体间的尝磨擦系数均为μ。

（1）图甲中，物体A靠墙壁下滑。

（2）图乙中，物体A放在木板上沿斜面一起匀速下滑。

在学习第三章《牛顿运动定律》后，要求能运用牛顿第二定律，结合物体的运动状况分析物体的受力情况。教材中，对已知力求运动的要求比较明确、具体。因此，我们在"运用"级中增加了已知运动求力的项目："用牛顿第二定律确定未知力。"

[例题]在图4前进的车厢的后壁上紧贴在壁上的物体m，当物体与车厢一起以加速度a前进时，物体相对车厢保持静止，已知物体与壁间的磨擦系数为μ。

（1）试确定物体所受各力的大小和方向。

（2）车厢至少应以多大加速度前进？

图4

曲线运动是牛顿运动定律的具体应用，教材中对曲线运动中由已知运动求力已有要求。然而我觉得此要求可略有提高。为此，我们在圆周运动中增加"分析"级项目："根据牛顿运动定律，分析物体作曲线运动时所受的合外力，确定在不同情景中加速度的方向。"

[例题]如图5，将小球用细绳OA与DA悬挂起来而处于静止。

现将细绳DA剪断，试分析小球在A、B、C各位置加速度的方向。

根据平衡条件确定受力情况和判断物体的受力是否满足给定的运动状态，是学习第四章《物体的平衡》后需要解决的主要问题，教材中已有"能运用共点力的平衡条件，判断或计算物体受力的大小"的项目，在"分析"级增加如下项目："能根据共点力平衡条件，分析物体能否处于平衡状态。"[例题]一个氢气球被细软绳拴住挂靠在光滑墙壁上，如图6所示，这时气球能处于平衡吗？怎样才能处于平衡状态？

图6

上面介绍了教学中我对受力分析的一些关键项目的使用及处理的情况。在使用中，我补充了一些项目，同时也删节了一些项目。以利于突出主干，保证重点，抓住关键。

关于受力分析的问题并不是经过上述过程，就能使学生运用自如的，还需要在以后教学中不断巩固、强化。只是至此为止，应该掌握受力分析的一般思想方法。

在教学实践中我们体会到，参考教材体系，思考如何实施，可以避免盲目性，增强自主性，提高教学效益。