受力分析中常見錯(cuò)誤及應(yīng)對(duì)策略

陳永新

物理教學(xué)中教師經(jīng)常發(fā)現(xiàn)學(xué)生因?yàn)闆]能進(jìn)行正確的受力分析而把題目解錯(cuò)，即使其后面的解題思路都是正確的，其結(jié)果與正確的結(jié)果也相去甚遠(yuǎn).很多學(xué)生覺得受力分析很難，正如一個(gè)學(xué)生說的：“物體的運(yùn)動(dòng)還好理解點(diǎn)，因?yàn)榭吹贸鑫矬w的運(yùn)動(dòng)軌跡，受力分析就不太好想象了，力又看不到，哪里知道有沒有”.學(xué)生中出現(xiàn)這種現(xiàn)象的根本原因是他們更習(xí)慣于直觀形象思維，而缺少抽象的邏輯思惟，沒能真正理解“受力情況決定運(yùn)動(dòng)情況，運(yùn)動(dòng)情況顯示受力情況”的含義.受力分析也有基本的步驟：確定研究對(duì)象（可以是某個(gè)物體也可以是幾個(gè)物體合成的一個(gè)整體）；依次畫出物體受到的重力、彈力、摩擦力、其他力（包含外加的已知力、電場(chǎng)力、安培力、洛倫茲力等）；驗(yàn)證受力分析的正確性，可以看是否每一個(gè)力都能找到它的施力物體，或判斷物體的受力情況與運(yùn)動(dòng)情況是否相符合.即使教師在課堂中講解了受力分析的步驟，學(xué)生在受力分析時(shí)還是經(jīng)常出錯(cuò)，鑒于此，本文分析了學(xué)生受力分析時(shí)常見的錯(cuò)誤，并提出了相關(guān)的應(yīng)對(duì)策略.

一、常見錯(cuò)誤及原因

1.研究對(duì)象不清

研究物理問題時(shí)，首先要弄清研究對(duì)象，看似簡(jiǎn)單的步驟，但是在實(shí)際學(xué)習(xí)當(dāng)中，不少學(xué)生不注重審題，憑主觀感覺把力畫錯(cuò).如圖1所示，有些學(xué)生在對(duì)小球受力分析時(shí)，經(jīng)常錯(cuò)畫出力F，并認(rèn)為力F是小球擠壓木板的力.正是因?yàn)闆]有注意研究對(duì)象的選取，錯(cuò)把木板受到的力畫在小球上面.

圖1 圖2

2.受力分析與處理力的過程相互混淆

受力分析指畫出物體實(shí)際受到的每個(gè)力，且每個(gè)力都能找到其施力物體.而處理力的過程是指對(duì)力進(jìn)行運(yùn)算或分析，常用的方法有合成、分解、正交分解等.有些學(xué)生經(jīng)常把分析受力的過程與處理力的過程相互混淆.如圖2所示，有些學(xué)生在對(duì)靜止在斜面上的木塊分析受力時(shí)，多畫出力F，并且認(rèn)為木塊正是在力F的作用下，才有沿斜面向下運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì).他們把重力的其中一個(gè)作用效果（使木塊有向下運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)）錯(cuò)當(dāng)成實(shí)際的力畫出來了，分力合力不清，原因就是把受力分析與處理力的過程相互混淆了.

3.各種力方向的特點(diǎn)不清

每種性質(zhì)的力的方向都有其易錯(cuò)點(diǎn)，如重力的豎直向下與垂直向下的區(qū)別，彈力的方向及有無的判斷，摩擦力的方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)相反還圖3 圖4是與運(yùn)動(dòng)方向相反，安培力、洛倫茲力等方向如何判斷等等.由于基本的知識(shí)儲(chǔ)備不足，導(dǎo)致在受力分析過程中把力的方向畫錯(cuò).如在輕桿模型中，不可轉(zhuǎn)動(dòng)的輕桿，右端裝有滑輪，用一根細(xì)繩跨過滑輪懸掛一重物.在受力分析時(shí)很容易把圖3錯(cuò)畫成圖4.錯(cuò)誤的原因是沒有注意到輕桿上的彈力不一定沿桿的方向.

二、應(yīng)對(duì)策略

1.掌握基本知識(shí)和規(guī)范.讓學(xué)生掌握各種力的特點(diǎn)和易錯(cuò)點(diǎn)，同時(shí)應(yīng)當(dāng)結(jié)合多種物理模型進(jìn)行說明，讓學(xué)生去體會(huì)理解這些力，而不是去記住這些力.在受力分析時(shí)，按照步驟，做到有順序、有理由，而不是憑感覺去畫力.

2.掌握一些基本處理方法.

（1）假設(shè)法.假設(shè)法是受力分析常用的方法之一，可以用來判斷彈力的有無，摩擦力的方向等等.如圖5所示，小球與傾斜面OM間彈力的有無，可假設(shè)它們之間有彈力，則與小球處于靜止?fàn)顟B(tài)相矛盾.

圖5 圖6

（2）整體法隔離法.整體法是將幾個(gè)物體作為一個(gè)整體來分析的方法，不需要去分析整體內(nèi)部各物體間的作用.隔離法是將研究對(duì)象與周圍物體分隔開，分析其他物體給它的作用力.如圖6所示，三個(gè)質(zhì)量均為m的物體被墻夾住且靜止時(shí)，分析B物體受到的摩擦力時(shí)可單獨(dú)隔開B物體，得到A、C給B的摩擦力，分析墻對(duì)A、C的摩擦力時(shí)，可把A、B、C作為整體，此時(shí)整體也受三個(gè)力作用，即可得出A、C受到墻的摩擦力.

（3）根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行分析.“力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因”，從物體的運(yùn)動(dòng)可以反推出物體的受力情況.這也是受力分析的重點(diǎn)考查內(nèi)容，高中物理的力學(xué)、電磁學(xué)部分都有這一方法的運(yùn)用.如圖7所示，一帶電小球在水平垂直于紙面向里的磁場(chǎng)和水平左右方向的電場(chǎng)中沿直線MN運(yùn)動(dòng)，問小球帶何種電荷？電場(chǎng)的方向如何？運(yùn)動(dòng)是由M到N，還是由N到M？因?yàn)樾∏虻能壽E為直線，所以可能合力為零，也可能合力不為零而沿直線MN方向.如果合力不為零，則小球的速度會(huì)發(fā)生變化，從而影響洛倫茲力的大小和方向，會(huì)導(dǎo)致合力也不沿MN方向，小球會(huì)做曲線運(yùn)動(dòng)，所以唯一的情況就是合力為零；可假設(shè)是正電荷，則得出第二個(gè)圖，可假設(shè)是負(fù)電荷，則得出第三個(gè)圖.

圖7

3.養(yǎng)成驗(yàn)證的習(xí)慣.好多學(xué)生受力分析后，急于處理和計(jì)算，常常忽略檢查驗(yàn)證，從而導(dǎo)致因?yàn)槟硞€(gè)力畫錯(cuò)，整條題目出錯(cuò)的情況.所以在教學(xué)中應(yīng)強(qiáng)化學(xué)生養(yǎng)成這一習(xí)慣.endprint

物理教學(xué)中教師經(jīng)常發(fā)現(xiàn)學(xué)生因?yàn)闆]能進(jìn)行正確的受力分析而把題目解錯(cuò)，即使其后面的解題思路都是正確的，其結(jié)果與正確的結(jié)果也相去甚遠(yuǎn).很多學(xué)生覺得受力分析很難，正如一個(gè)學(xué)生說的：“物體的運(yùn)動(dòng)還好理解點(diǎn)，因?yàn)榭吹贸鑫矬w的運(yùn)動(dòng)軌跡，受力分析就不太好想象了，力又看不到，哪里知道有沒有”.學(xué)生中出現(xiàn)這種現(xiàn)象的根本原因是他們更習(xí)慣于直觀形象思維，而缺少抽象的邏輯思惟，沒能真正理解“受力情況決定運(yùn)動(dòng)情況，運(yùn)動(dòng)情況顯示受力情況”的含義.受力分析也有基本的步驟：確定研究對(duì)象（可以是某個(gè)物體也可以是幾個(gè)物體合成的一個(gè)整體）；依次畫出物體受到的重力、彈力、摩擦力、其他力（包含外加的已知力、電場(chǎng)力、安培力、洛倫茲力等）；驗(yàn)證受力分析的正確性，可以看是否每一個(gè)力都能找到它的施力物體，或判斷物體的受力情況與運(yùn)動(dòng)情況是否相符合.即使教師在課堂中講解了受力分析的步驟，學(xué)生在受力分析時(shí)還是經(jīng)常出錯(cuò)，鑒于此，本文分析了學(xué)生受力分析時(shí)常見的錯(cuò)誤，并提出了相關(guān)的應(yīng)對(duì)策略.

一、常見錯(cuò)誤及原因

1.研究對(duì)象不清

研究物理問題時(shí)，首先要弄清研究對(duì)象，看似簡(jiǎn)單的步驟，但是在實(shí)際學(xué)習(xí)當(dāng)中，不少學(xué)生不注重審題，憑主觀感覺把力畫錯(cuò).如圖1所示，有些學(xué)生在對(duì)小球受力分析時(shí)，經(jīng)常錯(cuò)畫出力F，并認(rèn)為力F是小球擠壓木板的力.正是因?yàn)闆]有注意研究對(duì)象的選取，錯(cuò)把木板受到的力畫在小球上面.

圖1 圖2

2.受力分析與處理力的過程相互混淆

受力分析指畫出物體實(shí)際受到的每個(gè)力，且每個(gè)力都能找到其施力物體.而處理力的過程是指對(duì)力進(jìn)行運(yùn)算或分析，常用的方法有合成、分解、正交分解等.有些學(xué)生經(jīng)常把分析受力的過程與處理力的過程相互混淆.如圖2所示，有些學(xué)生在對(duì)靜止在斜面上的木塊分析受力時(shí)，多畫出力F，并且認(rèn)為木塊正是在力F的作用下，才有沿斜面向下運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì).他們把重力的其中一個(gè)作用效果（使木塊有向下運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)）錯(cuò)當(dāng)成實(shí)際的力畫出來了，分力合力不清，原因就是把受力分析與處理力的過程相互混淆了.

3.各種力方向的特點(diǎn)不清

每種性質(zhì)的力的方向都有其易錯(cuò)點(diǎn)，如重力的豎直向下與垂直向下的區(qū)別，彈力的方向及有無的判斷，摩擦力的方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)相反還圖3 圖4是與運(yùn)動(dòng)方向相反，安培力、洛倫茲力等方向如何判斷等等.由于基本的知識(shí)儲(chǔ)備不足，導(dǎo)致在受力分析過程中把力的方向畫錯(cuò).如在輕桿模型中，不可轉(zhuǎn)動(dòng)的輕桿，右端裝有滑輪，用一根細(xì)繩跨過滑輪懸掛一重物.在受力分析時(shí)很容易把圖3錯(cuò)畫成圖4.錯(cuò)誤的原因是沒有注意到輕桿上的彈力不一定沿桿的方向.

二、應(yīng)對(duì)策略

1.掌握基本知識(shí)和規(guī)范.讓學(xué)生掌握各種力的特點(diǎn)和易錯(cuò)點(diǎn)，同時(shí)應(yīng)當(dāng)結(jié)合多種物理模型進(jìn)行說明，讓學(xué)生去體會(huì)理解這些力，而不是去記住這些力.在受力分析時(shí)，按照步驟，做到有順序、有理由，而不是憑感覺去畫力.

2.掌握一些基本處理方法.

（1）假設(shè)法.假設(shè)法是受力分析常用的方法之一，可以用來判斷彈力的有無，摩擦力的方向等等.如圖5所示，小球與傾斜面OM間彈力的有無，可假設(shè)它們之間有彈力，則與小球處于靜止?fàn)顟B(tài)相矛盾.

圖5 圖6

（2）整體法隔離法.整體法是將幾個(gè)物體作為一個(gè)整體來分析的方法，不需要去分析整體內(nèi)部各物體間的作用.隔離法是將研究對(duì)象與周圍物體分隔開，分析其他物體給它的作用力.如圖6所示，三個(gè)質(zhì)量均為m的物體被墻夾住且靜止時(shí)，分析B物體受到的摩擦力時(shí)可單獨(dú)隔開B物體，得到A、C給B的摩擦力，分析墻對(duì)A、C的摩擦力時(shí)，可把A、B、C作為整體，此時(shí)整體也受三個(gè)力作用，即可得出A、C受到墻的摩擦力.

（3）根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行分析.“力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因”，從物體的運(yùn)動(dòng)可以反推出物體的受力情況.這也是受力分析的重點(diǎn)考查內(nèi)容，高中物理的力學(xué)、電磁學(xué)部分都有這一方法的運(yùn)用.如圖7所示，一帶電小球在水平垂直于紙面向里的磁場(chǎng)和水平左右方向的電場(chǎng)中沿直線MN運(yùn)動(dòng)，問小球帶何種電荷？電場(chǎng)的方向如何？運(yùn)動(dòng)是由M到N，還是由N到M？因?yàn)樾∏虻能壽E為直線，所以可能合力為零，也可能合力不為零而沿直線MN方向.如果合力不為零，則小球的速度會(huì)發(fā)生變化，從而影響洛倫茲力的大小和方向，會(huì)導(dǎo)致合力也不沿MN方向，小球會(huì)做曲線運(yùn)動(dòng)，所以唯一的情況就是合力為零；可假設(shè)是正電荷，則得出第二個(gè)圖，可假設(shè)是負(fù)電荷，則得出第三個(gè)圖.

圖7

3.養(yǎng)成驗(yàn)證的習(xí)慣.好多學(xué)生受力分析后，急于處理和計(jì)算，常常忽略檢查驗(yàn)證，從而導(dǎo)致因?yàn)槟硞€(gè)力畫錯(cuò)，整條題目出錯(cuò)的情況.所以在教學(xué)中應(yīng)強(qiáng)化學(xué)生養(yǎng)成這一習(xí)慣.endprint

物理教學(xué)中教師經(jīng)常發(fā)現(xiàn)學(xué)生因?yàn)闆]能進(jìn)行正確的受力分析而把題目解錯(cuò)，即使其后面的解題思路都是正確的，其結(jié)果與正確的結(jié)果也相去甚遠(yuǎn).很多學(xué)生覺得受力分析很難，正如一個(gè)學(xué)生說的：“物體的運(yùn)動(dòng)還好理解點(diǎn)，因?yàn)榭吹贸鑫矬w的運(yùn)動(dòng)軌跡，受力分析就不太好想象了，力又看不到，哪里知道有沒有”.學(xué)生中出現(xiàn)這種現(xiàn)象的根本原因是他們更習(xí)慣于直觀形象思維，而缺少抽象的邏輯思惟，沒能真正理解“受力情況決定運(yùn)動(dòng)情況，運(yùn)動(dòng)情況顯示受力情況”的含義.受力分析也有基本的步驟：確定研究對(duì)象（可以是某個(gè)物體也可以是幾個(gè)物體合成的一個(gè)整體）；依次畫出物體受到的重力、彈力、摩擦力、其他力（包含外加的已知力、電場(chǎng)力、安培力、洛倫茲力等）；驗(yàn)證受力分析的正確性，可以看是否每一個(gè)力都能找到它的施力物體，或判斷物體的受力情況與運(yùn)動(dòng)情況是否相符合.即使教師在課堂中講解了受力分析的步驟，學(xué)生在受力分析時(shí)還是經(jīng)常出錯(cuò)，鑒于此，本文分析了學(xué)生受力分析時(shí)常見的錯(cuò)誤，并提出了相關(guān)的應(yīng)對(duì)策略.

一、常見錯(cuò)誤及原因

1.研究對(duì)象不清

研究物理問題時(shí)，首先要弄清研究對(duì)象，看似簡(jiǎn)單的步驟，但是在實(shí)際學(xué)習(xí)當(dāng)中，不少學(xué)生不注重審題，憑主觀感覺把力畫錯(cuò).如圖1所示，有些學(xué)生在對(duì)小球受力分析時(shí)，經(jīng)常錯(cuò)畫出力F，并認(rèn)為力F是小球擠壓木板的力.正是因?yàn)闆]有注意研究對(duì)象的選取，錯(cuò)把木板受到的力畫在小球上面.

圖1 圖2

2.受力分析與處理力的過程相互混淆

受力分析指畫出物體實(shí)際受到的每個(gè)力，且每個(gè)力都能找到其施力物體.而處理力的過程是指對(duì)力進(jìn)行運(yùn)算或分析，常用的方法有合成、分解、正交分解等.有些學(xué)生經(jīng)常把分析受力的過程與處理力的過程相互混淆.如圖2所示，有些學(xué)生在對(duì)靜止在斜面上的木塊分析受力時(shí)，多畫出力F，并且認(rèn)為木塊正是在力F的作用下，才有沿斜面向下運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì).他們把重力的其中一個(gè)作用效果（使木塊有向下運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)）錯(cuò)當(dāng)成實(shí)際的力畫出來了，分力合力不清，原因就是把受力分析與處理力的過程相互混淆了.

3.各種力方向的特點(diǎn)不清

每種性質(zhì)的力的方向都有其易錯(cuò)點(diǎn)，如重力的豎直向下與垂直向下的區(qū)別，彈力的方向及有無的判斷，摩擦力的方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)相反還圖3 圖4是與運(yùn)動(dòng)方向相反，安培力、洛倫茲力等方向如何判斷等等.由于基本的知識(shí)儲(chǔ)備不足，導(dǎo)致在受力分析過程中把力的方向畫錯(cuò).如在輕桿模型中，不可轉(zhuǎn)動(dòng)的輕桿，右端裝有滑輪，用一根細(xì)繩跨過滑輪懸掛一重物.在受力分析時(shí)很容易把圖3錯(cuò)畫成圖4.錯(cuò)誤的原因是沒有注意到輕桿上的彈力不一定沿桿的方向.

二、應(yīng)對(duì)策略

1.掌握基本知識(shí)和規(guī)范.讓學(xué)生掌握各種力的特點(diǎn)和易錯(cuò)點(diǎn)，同時(shí)應(yīng)當(dāng)結(jié)合多種物理模型進(jìn)行說明，讓學(xué)生去體會(huì)理解這些力，而不是去記住這些力.在受力分析時(shí)，按照步驟，做到有順序、有理由，而不是憑感覺去畫力.

2.掌握一些基本處理方法.

（1）假設(shè)法.假設(shè)法是受力分析常用的方法之一，可以用來判斷彈力的有無，摩擦力的方向等等.如圖5所示，小球與傾斜面OM間彈力的有無，可假設(shè)它們之間有彈力，則與小球處于靜止?fàn)顟B(tài)相矛盾.

圖5 圖6

（2）整體法隔離法.整體法是將幾個(gè)物體作為一個(gè)整體來分析的方法，不需要去分析整體內(nèi)部各物體間的作用.隔離法是將研究對(duì)象與周圍物體分隔開，分析其他物體給它的作用力.如圖6所示，三個(gè)質(zhì)量均為m的物體被墻夾住且靜止時(shí)，分析B物體受到的摩擦力時(shí)可單獨(dú)隔開B物體，得到A、C給B的摩擦力，分析墻對(duì)A、C的摩擦力時(shí)，可把A、B、C作為整體，此時(shí)整體也受三個(gè)力作用，即可得出A、C受到墻的摩擦力.

（3）根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行分析.“力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因”，從物體的運(yùn)動(dòng)可以反推出物體的受力情況.這也是受力分析的重點(diǎn)考查內(nèi)容，高中物理的力學(xué)、電磁學(xué)部分都有這一方法的運(yùn)用.如圖7所示，一帶電小球在水平垂直于紙面向里的磁場(chǎng)和水平左右方向的電場(chǎng)中沿直線MN運(yùn)動(dòng)，問小球帶何種電荷？電場(chǎng)的方向如何？運(yùn)動(dòng)是由M到N，還是由N到M？因?yàn)樾∏虻能壽E為直線，所以可能合力為零，也可能合力不為零而沿直線MN方向.如果合力不為零，則小球的速度會(huì)發(fā)生變化，從而影響洛倫茲力的大小和方向，會(huì)導(dǎo)致合力也不沿MN方向，小球會(huì)做曲線運(yùn)動(dòng)，所以唯一的情況就是合力為零；可假設(shè)是正電荷，則得出第二個(gè)圖，可假設(shè)是負(fù)電荷，則得出第三個(gè)圖.

圖7

3.養(yǎng)成驗(yàn)證的習(xí)慣.好多學(xué)生受力分析后，急于處理和計(jì)算，常常忽略檢查驗(yàn)證，從而導(dǎo)致因?yàn)槟硞€(gè)力畫錯(cuò)，整條題目出錯(cuò)的情況.所以在教學(xué)中應(yīng)強(qiáng)化學(xué)生養(yǎng)成這一習(xí)慣.endprint