分解运动还是分解力

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高三复习阶段笔者选用了下面这道题：

题：一帆风顺，说的是顺风好行船。但有时遇上逆风，有经验的水手通过正确地操纵船帆，仍然可借风力航行。当风从正东方吹来，而船却要驶向东北方向，则图1选项中四种情况中哪个可达到目的地（PQ表示帆的方位）。

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集体备课时，我们备课组对该题的选题思想、解题过程、方法选用、情感渗透等各个方面进行了认真的分析与讨论，特别是对“分解力还是分解速度”展开了热烈的讨论，通过讨论统一了各成员对该题的认识。下面是这次集体备课的讨论实录。

唐老师（备课组长）：这是一道有真实背景的复习题，也是新课程下的一道好题，体现了 “一个好的习题，就是一个科学问题”的思想。下面请各位老师谈谈对该题的理解和认识。

王老师：这是一道理论联系实际的好题，通过这道题的训练可以提高学生受力分析、向量分解的技能，学生能够根据生活经验得出正确的答案A。

李老师：学生得出正确的答案并不难，但是从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个方面培养学生是新课程的理念，也是我们追求的目标。我们要通过这道题培养学生的思维能力，引导学生把所学知识与生活、生产实践相结合，树立学以致用的意识，使他们勇于探究与实际有关的物理问题，体会物理学的实践性。因此该题教学的重点不应单纯地表现在对答案的追求上，而应把重点体现在过程的分析和方法的引导上。

唐老师：李老师说得很好！下面我们具体讨论一下该题的分析过程。

朱老师：这道题主要考查了学生的受力分析、向量分解、模型建立的能力。在逆风中行船，关键在于有效地控制船身和巧妙地使用风帆，必须避免让风垂直吹到帆面上。设风力为，把分解为垂直于帆面的分力和沿帆面的风力。对船的前进几乎没有影响，再把分解为沿船前进方向的分力和垂直船前进方向的分力（如图2所示），即为船前进的动力，垂直于船身使船侧向移动，实际中由于船侧向阻力很大，因而侧向位移很小，船将沿着东北方向前进。故该题应选A。

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胡老师：我认为朱老师刚才的分析是有问题的，其一朱老师将风力看做是恒力是不妥的，其二我认为应首先将风速分解，而不能直接把风力当做恒力分解。

唐老师：下面请胡老师具体谈谈对该题解法的认识。

胡老师：首先风与力不是一回事，风力也不是恒定的。风是一种自然现象，其本质是空气的流动，而力是物体间的相互作用。风之所以能形成力是因为它与物体（帆）发生作用的结果，如果风未与物体发生作用则不会形成力，只有风遇到障碍物才会产生力，因此帆受到的风力与帆的方位有关系，即与两者的正对面积大小有关，力的大小随着帆方位的变化而变化，当风沿着帆的方向吹来，由于风与帆的正对面积很小，帆受到的力就很小，可以将其忽略。当风沿垂直于帆方向吹来，正对面积大，产生的力也大，因此不能将风看做是一个恒定的力。

其次我认为在具体求解中应先将风速分解而不是直接分解力。朱老师将风力视为一个恒力，将其分解在沿帆面向后的方向上和垂直于帆的方向上，并认为沿帆面向后的力对船的行进几乎没有影响，这种观点是错误的。其一风力会随着帆的方向而变化，并非是一个恒力。其二，按照朱老师的逻辑（将“风力”分解），沿帆向后的力是不可忽略的，它必将成为船行进的阻力，这与船“挂帆远航”的初衷是相违背的，也是不符合实际的。

我认为这道题应先将风的速度分解，以A项为例分析如下：如图3所示，将风速分解在垂直于帆方向上的速度和沿帆方向上的速度，其中沿帆方向上的速度与帆发生作用产生的作用力很小（风与帆的正对面积很小），因此该力可以忽略。垂直于帆方向上的风速与帆正对面积很大将产生很大的作用力，再将分解为沿船前进的方向的力（东北方向）和垂直于船的方向上的力。沿船前进方向上的力即为船前行的动力，垂直于船方向的力使船侧向移动，实际中由于船侧向阻力很大，因而侧向位移很小。

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唐老师：胡老师的分析很细致而且很深刻，学生在解答中极容易把风当作恒力，并直接将力加以分解的情况，因此在实际的教学中要合理引导，消除学生认识上的误区。

朱老师：谢谢胡老师，您的分析改变了我对该题的错误认识，我会以后的备课中更加细心，少犯类似的错误。

唐老师：今天的讨论很热烈，通过讨论我们统一了认识、大家的收获也很多。这里我要补充一点，在复习阶段我们一方面要加强对复习题的选择，“应多选择有实际科技背景或以真实物理现象为依据的问题，既训练学生的科学思维能力，又联系科学、生产和生活的实际”。所选习题要力求从知识与技能、过程与方法、情感态度价值观三个方面培养学生，促进学生的全面发展，把新课程理念落到实处；另一方面要重视对解题过程的研讨，体现物理教学的科学与严谨。