受力分析在高中物理课堂教学中的重要性

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内容摘要：受力分析因经常和功能关系及电磁学内容出现在高考的计算题中，因此这类题有较高的区分度，对不同程度的考生有很强的识别作用。这需要学生养成严密的思维和良好的自信心。本文就有关受力分析在课堂教学中应用的重要性进行简明扼要的阐述。

关键词：受力分析 高中物理 支柱 桥梁

一、受力分析在高中物理课堂教学中存在的问题

1、学生在物理学习的初始阶段，比较容易忽视受力分析的重要性，在不理解物体的运动情景前提下，存在盲目地乱套公式的现象。

2、学生在学习功和能这部分内容时，往往舍本逐末，不事先分析物体的受力情况和运动情况就随意用动能定理、动量守恒定律或机械能守恒解题。

3、在电磁学部分，学生主要惧怕带电粒子在复合场中运动的有关问题；在电磁感应方面又常没有很好的分析通电导体棒的受力情况而不理解棒的运动情况。

二、受力分析在高中物理课堂教学中的策略

考虑到物理知识体系的博大、精深。正如课文所说：“人类总是在努力感知自身的存在。很早以前，人们便试图用宗教、神话和哲学来推测宇宙的起源和演变。如今，科学已承担了合理解释宇宙的任务……物理学中研究最大对象和最小对象的两个分支---宇宙学和粒子物理学就奇妙地衔接在一起，犹如一条巨蟒咬住了自己的尾巴。”。针对学生在对高中物理知识的应用方面通常有无从下手的困惑。下面就有关学生在学习高中物理的知识的过程中常见的问题从三个方面进行阐述，以期和同行们共同探讨。

（一）受力分析在动力学方面的重要性。首先应着重解决受力分析的存在的问题。对物体进行受力分析时，首先分析常见的几种力如重力、弹力、摩擦力,然后分析电场力、安培力、洛伦兹力等；另外受力分析时只关注物体受到的力，不分析物体对外施加的力；只分析性质力。不分析如向心力、回复力等的效果力。受力分析中最难掌握的是对摩擦力的分析。学生常对此类涉及摩擦力作用下发生相对运动的问题常无从下手。实际只要紧紧抓住摩擦力的方向为“与相对或相对运动方向相反”这一概念。

其次，熟练掌握从物体的受力情况分析其运动情况。这是提高学生理解能力，推理能力和分析综合能力的关键。其基本步骤是先分析物体所受的合力，然后求出加速度，最后由加速度结合物体运动速度，看物体究竟属于那一运动类型；物体的运动类型主要可以分为直线运动和曲线运动两大类。当F合与v同一直线则物体作直线运动（如匀速直线运动、匀加速匀减速直线运动、变加速直线运动等）；F合与v不在同一直线则作曲线运动（如圆周运动、平抛、类平抛、或普通曲线运动，在此就不再细分）。

（二）在功能关系的应用中，受力分析也一样具有重要性。在解决功能关系相关问题时，一般步骤为：①确定研究对象和研究过程；②对研究对象进行受力分析(研究对象以外的物体施于研究对象的力都要分析，含重力)；③根据受力分析，明确物体的运动状态和运动过程。看是否满足某个定理定律或是守恒条件。④选择合适的功能关系列式求解.如选择动能定理时，先写出该过程中合外力做的功，或分别写出各个力做的功的代数和(注意功的正负)，再看写出物体动能的变化；如果研究过程中物体受力情况有变化，要分别写出该力在各个阶段做的功；例:如图所示，AB为1/4圆弧轨道，半径为0.8m，BC是水平轨道，长L＝3m，BC处的摩擦系数为1/15，今有质量m＝1kg的物体，自A点从静止下滑到C点刚好停止，求物体在轨道AB段所受的阻力对物体做的功．

物体在从A滑到C的过程中，有重力、AB段的阻力、BC段的摩擦力共三个力做功，重力做功WG＝mgR，水平面上摩擦力做功Wf1＝－μmgL，由于物体在AB段受的阻力是变力，做的功不能直接求，根据动能定理可知：W外＝0.

所以mgR－μmgL+WAB＝0

即WAB=mgR－μmgL=1×10×0.8J-1/15×1×10×3J=-6J

学生常犯的错误是：①AB处机械能守恒②求出B点支持力后与AB长度相乘。这些错误的共同点都是没有很好的对物体进行受力分析的结果。只有通过对物体进行了受力分析，才能明白①AB处机械能不守恒②AB处是变力做功，只能通过功能关系求解。

（三）受力分析在高中物理的磁场部分具有的重要性。

由于磁场部分主要分成洛仑磁力和电磁感应中两部分，本文就电磁感应方面进行论述。电磁感应中涉及到安培力的相关问题时的基本方法与技巧

（1）基本方法。①用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向；②求出回路的电流强度；③分析研究导体受力情况（包括安培力，用左手定则确定其方向）；④列平衡方程或动力学方程求解．

（2）解决电磁感应现象中力学问题的技巧。①因电磁感应中力和运动问题所给图形大多为立体空间分布图，故在受力分析时，应把立体图转化为平面图，使物体（导体）所受的各力尽可能在同一平面图内，以便正确对力进行分解与合成，利用物体的平衡条件和牛顿运动定律列式求解．②对于非匀变速运动最值问题的分析，注意应用加速度为零，速度达到最值的特点．

三、教学实践及结论

在好大一部分学生中，由于存在对受力分析的重要性认识的误区，认为受力分析仅是力学中的一个分支，实际上，只有把受力分析重要性提高到一个全局的高度。通过在教学过程中不断突出受力分析在实际应用的的重要性和实用性，学生的理解能力，推理能力，分析综合能力在日常的训练中才能得到充分培养和提高。从而让学生达到物理高考的能力要求和达到学习物理学科的目的，那就是理解：“物理是研究物质结构、物质相互作用和运动规律的自然科学。”

综上所述，受力分析是高中物理的关键，是支柱、是桥梁，是它支撑起了整个高中物理学科的大厦，是它把物理学各分支连成了一个整体。

参考文献

[1]《普通高等学校招生全国统一考试考试大纲》

[2]《普通高中课程标准实验教科书物理选修3-5》

[3]《2012新高考全案》珠海出版社出版