初中物理受力分析能力培养初探

严婕慧

摘 要：力学教学是中学物理教学的重要内容之一。力学教学中最需要培养的一项能力就是对物体的受力分析。任何一道力学问题的解决都离不开受力分析。因此，向学生系统规范的教导受力分析的思维和方法，进而培养学生独立的受力分析能力就非常具有意义了。

关键词：受力分析能力；摩擦力；正确思维顺序

引言

初中物理教学作为中学物理的开始阶段，主要的目的是培养学生对自然、物理的热爱和兴趣。所以在认识力学也是从实验入手，在培养学生兴趣的同时，培养他们的观察能力和分析能力。下面就以摩擦力的教学为例说明如何在初中教学中培养学生的受力分析能力。

1 理解什么是受力分析

受力分析是将研究对象当成一个孤立的物体，并分析出所有外力对物体产生的结果之和的一种方法。受力分析主要就是确定这些外力的作用点和方向等。例如重力是地球对物体的引力就是一种约束物体不容易脱离地球表面的约束力，作用点在物体的中心，方向竖直向下。约束力的大小一般是未知的。但约束力方向有的是可以知道的。比如软的线和绳的约束力总是拉力，拉紧时的方向总是沿线和绳；对于粗糙的接触面，它的约束力就是摩擦力，方向沿接触面。由牛顿运动定律可知，物体是否平衡由外力确定，物体不平衡时的加速度也是由外力确定的，都与物体内部相互作用的内力无关[ 1 ]。所以解答力学问题时，培养学生有意识地选取需要的某部分作为研究的对象，把它从周围环境的约束中分割开来，同时把周围对它的作用力以外力形式标记出来。在物理学中把解除约束后的物体称为隔离体，受力示意图就是画出它及其所受全部外力的图，一般情况下作用点全部移到物体中心上同一点。对物体进行正确的受力分析是成功解答力学问题的关键。由于各物体间力的作用是交互的，力不可能离开物体单独存在，而任何一个力学物体又不可能只涉及到一个物体。所以在解题时，根据题意运用“隔离法”画受力分析图很有必要。学生在受力分析过程中体会物理知识的本质，有利于学生更加积极有效的参与物理学习，也有利于学生观察和分析能力的培养。更为今后力学问题的正确求解培养学生良好的逻辑思维能力打下坚实的基础。

2 通过实践，掌握正确的思维顺序

2.1 正确的思维顺序

当学生们能够理解摩擦力的定义及其决定因素以后，我们就可以让学生从一些简单的生活应用开始逐渐加大思维力度。但是人的思维本就没有固定的模式，所以就算是同一个摩擦力的问题，同一个班的学生可能会给出好几种思路。至于哪种模型好？哪种物理过程应该用哪种思维方法？也是要因人而异的。但是就初中物理的摩擦力的各类问题还是有规律可遵循的。在分析物体受力时，一般应培养学生掌握如下的思维程序。

2.1.1 确定研究对象

根据题意把情景之中要研究的对象找到并且“隔离”出来，一般情况下，这个对象都是理想化的模型。

2.1.2 找联系

在初中物理力学中，除了重力外，其他力的产生条件之一就是要产生接触。因此，在对物体进行受力分析时，第一先分析地球对物体的作用力，接着围绕我们的研究对象，看与它接触的物体还有哪些。这些接触是否有挤压从而产生弹力，在产生弹力的基础上再分析是否与接触的物体有相对运动或者相对运动的趋势。最后从研究对象与接触的物体的相对运动或者相对运动的趋势判断摩擦力的方向，最后综合物体的状态来判断力的大小。

2.1.3 观察研究对象的状态

物体的运动状态是由物体所受到的所有力的效果之和决定的，所以在受力分析之后必须把物体的运动状态综合起来看。基本上初中阶段物体状态的分析可以分为两种，一种是平衡状态即静止状态或者匀速直线运动状态；另一种就是非平衡状态即有发生速度大小或者方向的改变。同时还要明确这个运动状态的确定参考对象是谁。一般情况下，我们都默认地面为参考物的运动状态。

2.1.4 受力分析

把研究对象收到的所有力画成力的示意图，在画的过程中顺序遵循之前说到的先重力、再弹力、后摩擦力。分析的结果与物体的状态联系之后便可得到最后的结果。这其中不乏使用简单的整体法和隔离法的思想。

2.2 经典例题的实践

在学生多次阅读这个思维顺序有一定记忆的前提下开始讲解一些典型的摩擦力题目，让学生在练习的过程中体会和内化这样的思维过程。从此遇到实际问题也能够很好地运用所学来解决，真正做到学为所用。

（1） 【例题1】

如图1所示，用力F=30N，按住一重G=10N的木块，当木块沿竖直方向匀速下滑时，木块受到的摩擦力的大小是：

A.10N B.20N C.30N D.40N

这是摩擦力一道经典简单题，适合在上完摩擦力的第一节直接在课堂上给学生拿来训练思维顺序使用。笔者此时并不着急直接带领学生解答此题而是请学生先来讲解自己的思考过程，并且给出答案。然后再引导全班同学一起按照思维顺序来完成这道题的解答。第一步：确认研究对象为物块。第二步：木块必然受到了重力，找出与之联系的除了一个直接作用的压力就是墙壁对它的支持力。第三步：明确物体的运动状态是匀速直线运动状态也就是平衡状态了。第四步：对它进行受力分析并把受力分析的图画出如图2，可知物块受到墙壁对它的支持力外还有竖直向上的摩擦力。

（2）【例题2】

如图3所示，在15N的水平拉力F作用下，木板A在水平地面匀速向右运动的过程中，物体B相对于地面静止，此时弹簧测力计的示数为3N，则B所受滑动摩擦力方向水平向 （选填“左”或“右”），A受到地面的摩擦力大小为 N。

这道例题的难度相比前一题就复杂许多，这道例题比较适合学生基本能够独立分析以后再进行训练否则容易导致学生对摩擦力的问题产生畏难情绪。

同样的建议由学生先阐述自己的解答过程之后教师再进行总结和理顺思路。第一步先确认第一小问的研究对象是物块B；第二步找联系先确认重力然后还有弹簧测力计和物体A与它有联系。第三步确认物体的运动状态，本题中要小心确认相对于地面物体B是静止的即物体B是受力平衡的。第四步分析竖直方向重力和支持力是一对平衡力，水平方向上已知弹簧测力计对物体B有水平向左的拉力同时物体B相对于地面是静止的，所以物体A必然对物体B有水平向右的摩擦力，大小为3N。如图4所示。这样就完成了对物体B的受力分析。

紧接着对物体A进行受力分析，在受到重力之外，与它有联系的分别是物体B、地面和拉力F，在此之后确认物体A的运动状态是匀速向右运动即物体A此时也处于平衡状态。最后综合分析可得：竖直方向有重力，压力和支持力，水平方向上水平向右的拉力15N。物体B对物体A水平向左的摩擦力大小为3N，这是因为物体A与物体B两个物体之间的摩擦力是一对相互作用力，两个力的大小相同，方向相反并且作用在同一条直线上。此时水平方向并不平衡所以可以知道地面对物体A的也有摩擦力而且方向水平向左，大小为12N。受力分析如图5所示。

3 總结

初中物理中的力学内容相对简单，受力分析的基础就是学生对物理概念的清晰理解。受力分析的培养是理性思考问题习惯的培养，所以物理课堂上老师要注重如何培养学生的思维习惯。在良好的基础上再加上正确的思维顺序，初中相关力学问题的受力分析基本可以很好的解决，同时又为高中物理更加复杂的受力分析问题打下坚实的基础。

参考文献：

[1]韩利.高中物理受力分析能力培养[J].试题与研究（新课程论坛），2013（26）.