受力分析中常见的几种错误及改正方法

受力分析中常见的几种错误及改正方法文/彭海燕受力分析就是把指定的研究对象在特定的物理情景中所受到的所有外力找出来，并画出受力示意图。受力分析主要是分析重力、弹力（拉力、压力、支持力）、摩擦力（静摩擦力、滑动摩擦力和滚动摩擦力）等。受力分析是解决力学问题必须掌握的基本技能。对物体进行正确的受力分析，学会画物体的受力分析示意图，是解决好力学问题的关键和重要方法，是学好物理的第一步。受力分析贯穿于力、热、电、光各部分，因此它是整个高中物理中极为重要的内容，如同数学运算中的乘法口诀，是学习的重点、难点，但在教材中并没有给出具体的章节内容，而更多的是运用于具体的解题过程中，给学生的学习带来很大的难度。现在对受力分析中常见的错误及改正方法做一总结，以便让学生更好地学会对物体进行受力分析。刚学受力分析时，经常有学生这样分析：物体A受重力G，地面对物体A的支持力N及物体A对地面的压力F，如图1所示。学生之所以这样认为在于把研究对象施于另外物体的力错加在研究对象上。物体A对地面的压力F的研究对象是地面，而不图2所示。受力分析核心是一个“受”字，也就是说只分析研究对象受到的力，不要求分析研究对象对其他物体所施加的力，即要明确任务。A F G 图1N N A G 图2是物体A，因此物体A只受到重力和地面对A的支持力N，如一、研究对象不明，错将其他物体受到的力画入图中例：如图1、图2所示，水平地面上放一物体A，试分析物体A的受力情况。学生深化了对C2C电子商务模式理论知识的理解，提高了对这些理论知识的运用能力、专业实践能力，又结合书本理论进行教学，提高了学生对课堂的学习兴趣。２．主要过程是安排学生在实践中发现问题首先，安排学生快速阅读案例，对案例中提出的问题获得感性认识。学生从案例中发现可供分析的材料和依据，清楚明白地掌握事件的前因后果，从中发现问题，然后，安排学生亲身去实践和体验。例如，在介绍C2C电子商务模式的教学中，根据课前准备的案例内容，笔者安排学生到该淘宝网的网店去亲身体验，体会该网店的经营特色，以便更加深刻地体会案例内容，发现问题。这个过程占了整个案例教学的大部分时间，但这也是案例教学法与其他教学法最大的区别所在。３．案例教学法的核心是确定案例重点，提出思考问题一个案例可供重点研究的地方一般不会太多，只有一个或几个，这也是案例中最为闪光的内容。教师应当把握关键事实，并针对这些重点提出问题，让学生带着问题去体验、实践，引导学生主动思考，寻找解决方案。例如，在介绍C2C电子商务模式的教学中，笔者安排学生去实践，提出问题：“C2C模式中如何节约成本？如何实现支付？”学生在网站体验的过程中，就会重点留意有关成本的要素。二、不是实事求是地分析受力，而是凭想当然去判断只以表面现象或只凭直观感觉和主观想象来看问题，虚构力，将不存在的力画入。４．案例教学法的特色是代表发言与讨论案例教学法以学生为主，教师起引导作用。在学生讨论时，老师要注意紧扣要点，突出重点，且力求讨论气氛热烈，让每一位同学都参加进来。同时，要把代表发言和自由发言相结合，鼓励学生各抒己见，畅所欲言。例如，在介绍C2C的电子商务模式的教学中，笔者要求每个学生在体验后，都要根据自己的理解来回答问题。５．由教师作案例分析的总结性发言在这个阶段，教师要注意引导大家进行发散思维。问题深化讨论完毕后，教师将每一个人的发言串联起来，最后进行点评和总结；也可以从案例讨论中引申出某个结论，让学生进行总结。需要注意的是，要点明案例中的关键点、各小组的工作方法和获取信息的手段等，并指出讨论中存在的不足和长处，为后续的课堂教学提供准备。在总结中，还要揭示出案例中包含的理论，强化以前讨论的内容，提示后续案例，充分肯定参与者的成绩，给以鼓励。在电子商务专业课程中引入案例教学，不仅能更好地让学生全面认识电子商务，提高学生对电子商务理论知识的认识，还提高了学生对理论知识的运用能力，培养了学生的创新能力。案例教学使学生成为教学活动的主体，有效地培养了学生的专业实践能力，收到了良好的教学效果。（作者单位：梅州城西职业技术学校）160

OCCUPATION2011 11

Copyright©博看网 www.bookan.com.cn. All Rights Reserved.例：物体A放在物体B上，在水平力F的作用下（F作用在物体B上），物体A和B一起沿水平粗糙地面做匀速直线运动。试分析在匀速直线运动的状态下物体A共受几个力作用。有些学生认为，物体向哪个方向运动，就有哪个方向的力。他们认为在物体A向右运动的过程中，它一定受到向右方向的力的作用，A与B间无滑动，故这个向右方向的力一定是B对它水平向右的静摩擦力。因此物体A共受三个力作用，即竖直向下的重力、B对A竖直向上的弹力和B对A水平向右的静摩擦力，如图3所示。只要认真思考一下物体A做匀速直线运动，就知道它的运动状态不变，合外力为零，所以它只受到的重力和B对它的弹力这一对平衡力的作用，如图4所示，他们就会明白B对A水平向右的静摩擦力并不存在，是凭空想象的。着一个半径为R、所受重力为G的圆柱体，当圆柱体处于静止时，它受到哪些力的作用？常常有学生这样分析：圆柱受三个力的作用，即重力G，OA板对它竖直向上的弹力N1，OB板对它的弹力N2，方向垂直于0B斜向上，如图7所示。这样分析的原因在于对产生弹力的条B O G 图7N F A N B O G 图8A 件不理解，认为物体间接触就有弹力产生。仔细分析一下就可知圆柱的重力和水平板OA对它的弹力是一对平衡力，如果OB板对圆柱有弹力存在，则圆柱就不可能处于静止状态。所以，圆柱只受重力G和OA板它的弹力N这两个力的作用，如图8所示。实际上，弹力是产生在直接接触而发生弹性形变的物体之间，因此，仅因接触并不能肯定它们之间一定有弹力存在。因此，判断弹力的存在与否，是根据物体所受的已知作用力和其运动情况来加以判断的。N A B F A F N A 图3G 图4G 五、认为压力始终等于重力例：如图9所示，重为300N的木块放在水平地面上，在拉力F的作用下沿地面滑动。已知木块与地面间的动摩擦因数为0.3，求拉力F的大小。(取sin370=0.6,cos370=0.8)图9µG

=

0.3×300

=112.5NN0.8Fcos370=µG,F=很多学生是这样解的：cos370物体受力情况与运动情况必须相符，所以分析完物体受力时，可以通过分析受力情况与运动情况是否相符，来粗略地判断此分析是否正确，不能凭生活经验或者主观臆断来确定力。F三、将合力或分力重复画入图中例如，在对斜面上的物体A的受力分析中，有些学生认为物体沿斜面下滑，既受到重力G、斜面对它的弹力N和摩擦力f 的作用，又受到“下滑力”的作用F，如图5所示。其实仔细分析一下就可知所谓的“下滑力”F实际上就是重力的一个分力。这是对合力与分力的关系理解不清而产生错误的受力分析，在受力分析中合力和分力不能同时作为物体所受的力，因此物体A受到重力G、斜面对它的弹力N及摩擦力f 的作用，如图6所示。N ff A A 这样解的同学错误地认为地面的压力等于重力，忽视了由于拉力F是斜向上的，F的竖直向上的分力减小了地面的压力。实际上，压力N=G−Fsin370,Fcos370=µN=µ(G−Fsin370)，拉力F=N==91.8 N。。cos370+µsin3700.8+0.3×0.6。。。µG0.3×300

压力等于重力是根据二力平衡和作用力和反作用的关系推导出来的，所以支持力必须等于重力，也就是支持力与重力大小相等方向相反然后才有压力等于重力。N 六、静摩擦力方向的判断错误有很多学生认为物体所受摩擦力的方向总是与物体运动的方向相反，阻碍物体的运动。例：皮带运输机将货物从底端匀速传送到顶端（图10）。已知皮带与水平成θ角，货物的质量为m。问在传送过程中货物受哪几个力的作用？根据前面的结论，得出货物受三个力作用，即竖直向下的重力、皮带图10F G 图5G 图6不要把物体的受力分析和力的合成与分解相混淆，“合力”是物体实际所受各力的“等效力”，“分力”是从一个力的作用效果“等效”出来的。“合力”“分力”都不是物体受到的真实力，因此，在分析受力时，不要画出“合力”“分力”的图示。对货物垂直于皮带向上的弹力、皮带对货物的静摩擦力，方向沿皮带向下。产生这样错误的原因在于对静摩擦力的方向不理解。实际上，摩擦力总是阻碍物体间的相对运动，而不是阻碍物体的运动。货物在重力作用有下滑趋势，静摩擦力是阻碍其下滑，所以它的方向应是沿皮带向上。（作者单位：海南省高级技工学校）四、只要两物体接触就认为受到弹力作用例：OA为光滑的水平板，OB为倾斜的光滑板，中间夹OCCUPATIONCopyright©博看网 www.bookan.com.cn. All Rights Reserved.1612011 11