譚紅
摘 要:受力分析是高中物理學(xué)科重要的內(nèi)容,學(xué)生們只要學(xué)會(huì)此節(jié)的內(nèi)容,則有助于他們突破物理教材中的解題難點(diǎn),因此,教師在高中物理教學(xué)中,需要不斷創(chuàng)新自身教學(xué)的方法,以此幫助高中學(xué)生進(jìn)行物理受力分析,為其以后解題奠定基礎(chǔ)。文章研究受力分析的內(nèi)容,為突破高中物理的解題難點(diǎn)提出相應(yīng)的探究策略,有助于實(shí)現(xiàn)高中物理教學(xué)的目標(biāo)。
關(guān)鍵詞:受力分析;高中物理;解題難點(diǎn)
一、 引言
受力分析就是提升學(xué)生們高中物理解題能力的基礎(chǔ),物體受力狀況的不同,能夠使得其在運(yùn)動(dòng)當(dāng)中發(fā)生不同的狀態(tài),這就會(huì)意味著在探究物體狀態(tài)時(shí),需要聚焦受力分析,以及不斷地增強(qiáng)其準(zhǔn)確性。對(duì)高中物理教師來(lái)說(shuō),應(yīng)當(dāng)充分了解高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)涵,需要引入隔離法以及整體法,以此來(lái)探究物體的受力分析,使得學(xué)生能夠理解物體受力的情況過(guò)程中,明確了解思考的切入點(diǎn),這樣一來(lái),才能夠掌握更加有效的高中物理解題的思路。
二、 解題難點(diǎn)形成的原因
力的作用是相互的,在對(duì)物體進(jìn)行受力分析時(shí),學(xué)生應(yīng)當(dāng)按照相互作用中每一個(gè)力所產(chǎn)生的方向以及條件,用筆畫(huà)出力的方向。但這種受力分析方式不夠明顯,并且不能夠給予學(xué)生直觀的感受,而學(xué)生們?nèi)鄙僖欢ǖ某橄笏季S能力,因此,這也是他們學(xué)習(xí)物理知識(shí)的難點(diǎn)。
并不是全部的力都不好判斷,有些力能夠被簡(jiǎn)單地畫(huà)出來(lái),譬如,重力、電場(chǎng)力等,但是,有一些力的判斷方法比較難,譬如,摩擦力、彈力等,在接觸點(diǎn)上能發(fā)生這些力,但在接觸點(diǎn)中力的方向?qū)W(xué)生來(lái)說(shuō)均比較難掌握。
高中物理教師教學(xué)模式對(duì)高中生學(xué)習(xí)物理知識(shí)來(lái)說(shuō)就是非常關(guān)鍵的,而部分物理教師的教學(xué)方法與學(xué)生特點(diǎn)不相符,對(duì)其要求比較高,總想學(xué)生們一次性學(xué)會(huì)物理知識(shí),還為其講解比較難的受力情況。這可能會(huì)使學(xué)生產(chǎn)生畏難情緒,從而失掉學(xué)習(xí)物理知識(shí)的興趣。
在對(duì)物體展開(kāi)受力分析活動(dòng)時(shí),除了應(yīng)當(dāng)掌握每種受力的條件以及其方向之外,還應(yīng)當(dāng)和物體運(yùn)動(dòng)的情況相聯(lián)系,然而,這就需要學(xué)生們具有較強(qiáng)的綜合能力。如果他們對(duì)已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)的物理知識(shí)掌握得不牢固,分析能力就不會(huì)很強(qiáng),由此一來(lái),學(xué)生們物理解題的能力會(huì)受到一定的影響。
三、 整體法和隔離法的概述
隔離法和整體法是兩種常見(jiàn)的物理分析方法,兩種方法在同一物體受力分析中共同使用,能夠大大減小難度。首先,在整體方法的思路下,可以從局部的受力著手,在進(jìn)行整體分析,此種物理解題方法,作為整體原理,在高中物理知識(shí)中進(jìn)行使用。用此種方法來(lái)分析高中的物理題,能更清晰地了解物體的受力狀況,并且可以從整體的角度上,來(lái)揭示事物的變化規(guī)律。從宏觀方面來(lái)說(shuō),減少比較繁雜的推導(dǎo)過(guò)程,簡(jiǎn)單有效地效解決高中物理的力學(xué)知識(shí)。在解題時(shí),整體法往往會(huì)被用到整體對(duì)象,以及受力分析過(guò)程中,在忽略掉內(nèi)部相互作用力的基礎(chǔ)上,能夠有效解析物理的整體對(duì)地的受力。隔離法是從整體中把物體抽離出來(lái),通過(guò)設(shè)置研究對(duì)象,單獨(dú)研究物體對(duì)其產(chǎn)生的作用力,省去施力物體對(duì)除自身之外的研究對(duì)象的施力因素進(jìn)行分析。此方法可以準(zhǔn)確找出單個(gè)物體的受力條件,并且可以清晰以及簡(jiǎn)單地完成物體受力的條件分析。此兩種方法都是常見(jiàn)的物理受力分析方法,在解題過(guò)程中,還可以對(duì)其進(jìn)行交叉運(yùn)用,根據(jù)物理問(wèn)題的實(shí)際條件,交叉運(yùn)用,能夠更加有效地提高受力分析解題的效果。
四、 高中物理受力分析解題方法
(一)基于一般的受力分析法與運(yùn)用
此方法在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中,主要會(huì)遵守幾個(gè)步驟:其一,需要明確受力分析的研究對(duì)象,并且將其從受力體系中進(jìn)行隔離,通常選擇受力的數(shù)目較少、運(yùn)動(dòng)比較清晰的物體,再對(duì)受力比較復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)物體展開(kāi)分析活動(dòng)。其次,在進(jìn)行受力分析時(shí),往往會(huì)按照重力、彈力、摩擦力的這三者順序,摩擦力和彈力屬于接觸力范疇,因此,在解決此類(lèi)問(wèn)題過(guò)程當(dāng)中,需要找出來(lái)受力分析的研究對(duì)象,其能夠擁有多少個(gè)接觸面,因?yàn)榻佑|面可能具有彈力或者摩擦力。再次分析的重難點(diǎn),就是準(zhǔn)確地判定出物體的受力個(gè)數(shù),在實(shí)際分析過(guò)程當(dāng)中,需要從施力以及受力物體方面展開(kāi)分析活動(dòng),即應(yīng)當(dāng)對(duì)每一個(gè)施力的物體進(jìn)行判斷。最后,在受力分析過(guò)程當(dāng)中,不能夠盲目地進(jìn)行各種操作,務(wù)必有效地結(jié)合物體的加速、靜止等不同的狀態(tài),對(duì)其展開(kāi)受力分析活動(dòng),以及繪制物體受力情況。
【例1】 如圖1,某個(gè)建筑工人運(yùn)用定滑輪設(shè)施,將材料運(yùn)送到實(shí)際的施工現(xiàn)場(chǎng),如果站在地面的一個(gè)建筑工人,他的重量為70kg,通過(guò)定滑輪這一設(shè)備,將20kg的建材,以0.5m/s2的加速度展開(kāi)拉升工作,求該名建筑工人對(duì)地面的壓力。(繩子以及定滑輪自身的重力忽略不計(jì),g=10.0m/s2)
解析:針對(duì)上述的物理受力分析的題目,其在求解時(shí),先對(duì)其展開(kāi)受力分析活動(dòng)。在受力分析過(guò)程當(dāng)中,需要對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行明確。對(duì)此題而言,建筑工人、材料作為研究對(duì)象,其中的材料的接觸點(diǎn)只有一個(gè),受力也比較少,如上圖2所示。但對(duì)于建筑的材料來(lái)說(shuō),它所處的狀態(tài)就是勻加速的上升,此時(shí)需要按照牛頓第二定律,能夠知道:F1-mg=ma,進(jìn)而求出繩子對(duì)材料施加的拉力F1為210N。以工人為研究對(duì)象,對(duì)他進(jìn)行受力分析,如上圖3所示。可以知道,mg=F2+FN,又因?yàn)槔K子對(duì)材料施加的拉力F1與FN在同一根繩上,因此,它們大小均相等,進(jìn)而FN為490N。由此一來(lái),通過(guò)由易至難,選擇出研究對(duì)象,進(jìn)一步可以達(dá)到簡(jiǎn)化問(wèn)題的效果,提升物理解題準(zhǔn)確的目的。
(二)基于隔離和整體分析法及運(yùn)用
很多物理題目條件的設(shè)置均擁有一定的技巧性,學(xué)生們?cè)诮忸}過(guò)程當(dāng)中,抓住其中解題的關(guān)鍵,通常可以達(dá)到事半功倍的效果。對(duì)力學(xué)題進(jìn)行求解的過(guò)程當(dāng)中,倘若涉及系統(tǒng)的外力,往往適宜運(yùn)用整體法進(jìn)行受力分析,但倘若涉及系統(tǒng)的內(nèi)力,此時(shí)往往適宜運(yùn)用隔離法進(jìn)行受力分析,必要時(shí)需要綜合使用到這兩種受力分析法,根據(jù)“先整體后隔離”等方式,以此求解出某些復(fù)雜力學(xué)題,具體需要結(jié)合物理問(wèn)題的題型進(jìn)行合理選擇,核心在于迅速求解物理的問(wèn)題。