“相互作用”的知识体系及方法指导

刘永华

自然界的物体不是孤立存在的，它们之间具有多种多样的相互作用，正是由于这些相互作用，物体在形状、运动状态以及其它肉眼不能察觉的许多方面发生变化，在物理学中，这些相互作用就抽象为一个概念：“力”！“相互作用”就是讲述重力、弹力、摩擦力等几种常见力的特点及规律，这是研究静力学和动力学所必需的预备知识，同时进一步完善和深化对矢量及其合成法则的认识.

一、知识体系

第一节重力 基本相互作用

1.力

从大家熟悉的生活事例人手（如足球运动、手拉橡皮条），引入了力的作用效果是改变物体的运动状态、使物体发生形变，从而建立了力的概念：力是物体对物体的作用；接着讲力的三要素、力的图示，将初中物理与高中物理做了很好的衔接.

2.重力

重力的产生、大小、方向，在初中也都学过，教材的重点是由等效的思想方法引出了重心的概念，以及重心与什么因素有关，并安排了“做一做”环节，从中可以体会用“平衡法”确定薄板的重心位置；要注意，重心不一定在物体上面.

3.四种基本相互作用

教材介绍了四种基本相互作用，通过阅读可以知道四种基本相互作用的名称、特点、作用范围，拓宽了思维空间，开阔了视野.

第二节弹力

1.弹力的概念

由于弹力的概念比较抽象，可以借助对生活实例的分析，帮助大家切实掌握形变、弹性形变、弹性限度、弹力等基本概念，尤其要通过演示实验体会可以用“放大法”来显示微小形变，进而理解弹力产生的两个必要条件：①直接接触、②发生弹性形变；并会判断两个直接接触的物体间是否一定有弹力的存在.

2.几种常见弹力的方向

说到弹力，有同学会狭隘地认为仅仅是指弹簧中产生的力，其实不然！压力、支持力、绳中张力都是属于弹力.通过例举，归纳出几种弹力的方向：压力、支持力的方向，是垂直于接触面并指向被压或被支持的物体；绳中拉力方向：总是沿着绳子而指向绳子收缩的方向.

3.胡克定律

课本通过实验说明，弹力的大小跟形变的大小有关系，形变越大，弹力也越大；形变消失，弹力也同时消失，进而研究最简单的情况——弹簧中的弹力大小F与弹簧形变量x的关系，即胡克定律.掌握胡克定律的表达式：F=kx，以及F与x的图象及图线斜率的物理意义；掌握劲度系数k的概念.

第三节摩擦力

1.静摩擦力

课本首先分析推木箱的实例，讲述了静摩擦力是发生在两个相对静止、且有相对运动趋势的物体之间.这里要理解“相对运动趋势”的含义，并注意“相对运动趋势”与“运动趋势”的不同.通过例举，要知道静摩擦力是发生在相对静止的物体之间，而不只是发生在静止的物体之间，运动的物体也可以受到静摩擦力的作用.通过实验，要理解可以根据二力平衡的知识求静摩擦力的大小，体会静摩擦力的作用是阻碍物体间的相对运动趋势，并会判断静摩擦力的方向.

2.滑动摩擦力

通过生活事例，让大家感受到滑动摩擦力的存在，并理解滑动摩擦力的作用：阻碍物体间的相对滑动，从而知道了滑动摩擦力的方向判断：总是与物体间相对运动的方向相反，这里同样要区别“相对运动”的方向与“运动”方向的不同，其次，通过演示实验得出滑动摩擦力与哪些因素有关，并得出滑动摩擦力的公式，通过例题巩固滑动摩擦力公式的应用.

本节内容在初中虽然有过接触，但是要求明显提高了，而且概念比较抽象，所以，为了突破难点，应从生活事例的分析人手并结合演示实验分析，弄清摩擦力的产生条件、作用效果、大小计算、方向判断；同时，在实验中要弄清静摩擦力、最大静摩擦力、滑动摩擦力三者大小的关系，

第四节 力的合成

本节在初中已经学过的求同一直线上的两个力的合力的基础上，进一步介绍矢量运算的普遍法则——平行四边形定则.

1.合力、分力

课本通过生活中的实例引入了合力与分力的概念以及等效替代的思想方法.通过多个实例表明一个事实：如果几个力同时作用于一个物体，物体所体现的“运动状态的变化”，跟某一个力单独作用于该物体时所体现的“运动状态的变化”相同，即“作用效果相同”，就可以用一个力等效替代了那几个力.这一个力就叫做那几个力的合力，原来的几个力叫做分力.

2.力的合成

课本上给出了“探究求合力的方法”的实验.首先通过“思考与讨论”猜想合力与分力的关系，再通过实验探究求合力的方法.在实验前，要弄清实验的目的、怎样保证实验中合力与分力的等效性（即本实验的条件）、力的大小的测量方法、力的方向如何确定等问题；通过探究最后得出结论：力合成时，遵守矢量运算的基本定则——平行四边形定则.这里要注意，实验时两个分力的夹角不一定取特殊值，为了使实验更具有普遍性，应取多种情形进行实验.

课本通过例题分析，给出了求合力的大小及方向的两种方法：作图法和计算法.

3.合力大小与分力夹角的关系

对课本中的“思考与讨论”的分析，要理解当两个分力大小一定时，合力的大小随分力夹角的增大而减小，并知道两个大小为F1、F2的合力的大小范围是：|F1-F2|≤F合≤|F1+F2|

4.共点力

课本给出了共点力的概念：力共同作用于物体上的同一点，或者力的延长线交于同一点.要强调的是，力的合成的平行四边形定则只适用于共点力.

第五节力的分解

1.力的分解

课本首先通过生活、生产实例导人，如为什么高大的桥要造很长的引桥，为什么刀刃的夹角越小越锋利，等等，通过这些具体生动的实例分析，引入力的分解的概念.

2.一个力分解为两个力的方法

力的分解是力的合成的逆运算，同样遵守力的平行四边形定则.理论上说，一个力可以有无数种分解方法，而通过例题分析，认识到常常将一个已知的力根据它的实际作用效果来分解.

3.矢量相加的法则

通过对位移合成的复习，认识到三角形定则和平行四边形定则的本质是一致的.通过对比分析，知道矢量和标量的定义，为进一步学习物理奠定基础，

二、学习方法指导

1.重视生活、生产中的实际事例

物理来源于生活、生产实践活动，很多抽象的物理概念和物理规律，都可以从对具体事例的分析中得来的，对于本章而言，教材每一节内容中都列举了许多事例及分析，能很好地帮助学生走进要学的知识体系，并最终能掌握所学的知识.

2.做好初、高中物理知识的衔接

许多同学进入高中学习以来，都会感觉高中物理很难，这当然与高中物理和初中物理学习要求的不同有关，同时，还与同学们没有做好初、高中物理知识的衔接有着很大的关系.本章的力、重力、摩擦力、合力等概念，在初中都有涉及，现在需要对这些概念做进一步深化和拓展，这时，可以先复习初中所学的内容，并通过预习、听课、作业、整理等环节，缩小初、高中物理存在的台阶，掌握了一定的学习方法，学习自然会轻松了.

3.加强对概念、规律的理解

本章虽然与生活实际联系紧密，但是许多概念还是比较抽象的.在学习过程中，需要对相关概念加强理解，切实掌握所学的每一个知识点，对所学的规律，要深刻理解、熟练运用.

4.掌握课本中涉及到的物理学研究方法

如用“放大法”显示微小形变；用“等效替代法”研究合力与分力的关系.

5.加强数学知识在学习中的运用

在用作图法和计算法求力的合成、力的分解时，首先是要求规范作图；其次是解三角形.第一要用直尺（或圆规）规范作图，避免随意作图的不良学习习惯；第二，要会解直角三角形，如勾股定理、三角函数的基本应用，要避免因为数学知识的不到位影响到物理的学习.

6.及时做好复习、整理

本章是力学的基础，是动力学的预备知识.在新课学习阶段，需要及时复习巩固、整理反思，以不断提高自己分析问题和解决问题的能力，提升物理思维素养，为后续高中物理的学习打下良好的基础.