也談初中生受力分析能力的培養

摘要：本文從將“力的物質性”根植于學生的大腦之中；正確理解何為“二力平衡與相互作用力”；嘗試對“同一直線上的多個力”進行受力分析等三方面，結合個人教學實際并配有一定典型例題，闡述在初中力學學習的整個過程中，如何逐步引導學生對于一些典型的“同一直線上多個力關系”進行受力分析，從而使其具備一定的受力分析的能力。

關鍵詞：物理教學；力和運動的關系；受力分析；二力平衡；相互作用力

中圖分類號：G427文獻標識碼：A 文章編號：1992-7711（2013）12-066-1

在初中物理力學學習的整個過程中，逐步的引導學生對于一些典型的“同一直線上多個力關系”進行受力分析，使其具備一定的受力分析的能力，對于其物理的后續學習至關重要。下面，以蘇科版教材為載體，談談個人在培養學生受力分析能力方面的想法和做法。

一、從頭開始，將“力的物質性”根植于學生的大腦之中

力是物體對物體的作用，任何一個力都同時存在施力物體和受力物體，這就是力的物質性。許多學生在進行受力分析時，經常會出現“多力、少力”的現象。如有的學生認為放在斜面上的物體受到“下滑力”的作用，這是由于學生僅注意到物體有沿斜面下滑的趨勢這個現象忽視了力的物質性而造成的。所以，我們應在八年級學生剛接觸力學時，就將力的物質性這一特征根植于學生的大腦之中，幫助學生走好受力分析能力形成的第一步。

二、正確理解何為“二力平衡與相互作用力”

1.突出“受力物體”，區分二力平衡與相互作用力。相互平衡的兩個力與物體間的相互作用力的相同點是：“力的大小相等、方向相反、作用于同一直線上”，不同點是：相互平衡的兩個力的受力物體是同一物體，物體間的相互作用力的受力物體是兩個物體。然而許多學生往往只關注其相同點，而忽視了“受力物體”這個不同點，不能夠正確區分“二力平衡與相互作用力”。為此，筆者在每教完《二力平衡》一節后，都會利用例題2，引導學生在“力的大小相等、方向相反、作用于同一直線上”這一相同點的基礎上，特別關注“受力物體”這個不同點，有效地幫助學生理解二力平衡與相互作用力的區別。

2.利用“二力平衡、相互作用力”的知識，解釋前面學習留下的疑惑。在前面的學習中，許多力與力之間的關系，我們往往是利用學生感性認識，直接告知學生兩力之間的關系。至于兩力之間為什么是這樣的關系，在學生腦海里留下了許多疑惑。教學中，筆者在學生已能正確區分“二力平衡、相互作用力”的基礎上，帶領學生回過頭來思考前面那些留下的疑惑。

疑惑一：如圖1，為什么當物體勻速直線運動時，物體所受摩擦力等于拉力？

【分析】 圖中物體處于水平桌面，且作勻速直線運動，在水平方向受到拉力和摩擦力的作用，因而這兩個力是一對平衡力，即摩擦力等于拉力。

疑惑二：如蘇科版物理八（下）P77圖10-3（a），為什么左右兩食指受到鉛筆的壓力是相等的呢？

【分析】 鉛筆受到左、右兩手指的壓力F1、F2的作用而處于靜止狀態，則F1、F2二力平衡，即F1=F2；令鉛筆尖對左食指的壓力為F3，鉛筆尾對右食指的壓力為F4，由于F1與F3是相互作用力，所以F1=F3，同理F2=F4，那么F3=F4。

疑惑三：如蘇科版物理八（下）P86圖10-18，為什么彈簧測力計的示數等于針筒活塞所受大氣壓力呢？

【分析】 由于針筒內近似真空，氣體壓強近似為零，所以針筒的活塞在水平方向只受到兩個力的作用，即彈簧測力計的拉力和大氣對活塞左側的壓力，這兩個力二力平衡。

三、嘗試對“同一直線上的多個力”進行受力分析

1.受力分析的方法。對物體進行受力分析，一般要經歷以下四步：第一步，確認所要研究的對象；第二步，判斷研究對象的運動狀態；第三步，找出物體所受的力；第四步，分析物體所受力的關系。

2.對靜止的物體進行受力分析。在學生學習力學的過程中，首先會遇到一些受同一直線上多個力而平衡的情景，如蘇科版物理八（下）P92圖10-28，當物體在空氣中時，石塊的受力情況是比較簡單的，僅受彈簧測力計施加的拉力F1和重力G，如圖2（a），由于石塊靜止，故F1和G二力平衡，F1=G。但當石塊浸入水中時，則情況變得較為復雜。此時，我們應引導學生以石塊為研究對象（受力物體），分析石塊受到的所有力，即①彈簧測力計的拉力F1，方向豎直向上，②水施加的浮力F2，方向豎直向上，③重力G。那么，如圖2（b），石塊在此三力的作用下而保持靜止，與二力平衡類似，應有三力平衡，三力之間應有F1+F2=G。這一結果的得出，將有利于學生理解F2=G-F1，以及F1的減小說明了F2的增大。

3.利用受力分析理解力和運動的關系。筆者以為，學生對力與運動的關系的理解，應建立在對小車不同狀態進行受力分析的基礎上。所以在教完《力與運動的關系》一節后，就會引導學生從小車運動狀態變化的角度將“推車”這件事分為四個物理過程。即“小車在靜止時”、“小車被推由靜止變為運動”、“被推而近似勻速運動時”、“不推而逐漸減速而停止”。進而對這四個物理過程的受力情況逐一進行分析。

……

此時學生將真正懂得什么叫“力不是維持物體運動的原因”。

在初中力學的學習中，學生已經學習了“力是物體對物體的作用”、“力的作用是相互的”、“二力平衡”以及“力和運動的關系”等知識。可以說，學生在受力分析能力形成上已經走出了一步，而對“同一直線上的多個力”進行受力分析，則是學生在已有基礎之上，“再走了一步”。應該說符合學生的認知規律。這一步，增強了學生的受力分析的能力，不僅有利于其初中階段的物理學習，更重要的是為其由初中物理向高中物理的學習跨越，架設了橋梁，降低了初高中物理銜接的階梯，能夠有效地防止學生在進入高中時被“力”打倒。