循序渐进建构学生受力分析的良好思维习惯

摘要：解决力学问题的关键是能正确地进行受力分析，受力分析过程是一个学生综合能力提高的过程。科学教师在这一过程中不能操之过急，忽视了学生的认识必须经历的过程。文章从知识和技能储备入手，通过学生的感知、理解、应用过程，循序渐进地教学，逐步建构学生受力分析的良好思维习惯，使学生领悟物理简单的美，体会到知识“渐进式的上升，螺旋式的前进”的深刻道理。

关键词：受力分析；隔离法；整体法；假设法

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1671―0568（2013）27―0108-03

初中力学内容在近几年中考中所占分值较多，也是学生学习高中物理力学的铺垫和基础。解决力学问题的关键是要能正确分析物体的受力情况，初一学生在学习了重力、弹力、摩擦力、力的示意图、二力平衡等一些力学知识后，在运用这些知识来分析物体的受力情况时，很容易出错：有的学生觉得很乱，无从下手；更常见的是出现多力、少力或力的大小判断不准确等情况。现代教育心理学认为，学生的认知顺序一般要经历“感知―理解―应用”几个阶段。学生要自己思考、揣摩、历练才能完成这一过程，任何越俎代庖都不能代替学生自主学习得到的认知。笔者在教学过程中充分认识到了这一点：受力分析的教学是一个渐进的过程，更是一个知识和能力提升的过程；教师在这一过程中不能操之过急，试图将受力分析的教学一步到位，忽视了学生对新事物的认识必须经历的过程。笔者在实际教学过程中进行了有益尝试和探索。

一、前期准备

1.知识储备――透析力的概念。正确、深刻地理解力的概念是进行受力分析的第一步。“力是物体对物体的作用”，这句话包含了两方面的意思：第一，力不能脱离物体而单独存在，任何一个力必定会涉及到两个物体――施力物体和受力物体。如果找不到施力物体，这个力就不可能存在。且除了重力、磁力和电力，物体间要直接接触，才会有力的作用。例如，在对空中飞行的足球进行受力分析时（不考虑空气阻力），有的学生会认为同时受到重力和踢力的作用。那么，踢力是否存在呢？假设存在，它的施力物体又是谁呢？是脚吗？当足球已经在空中飞行时，脚早已离开了足球。找不到施力物体，踢力当然也就不存在。第二，物体之间要有相互“作用”。物体间是否发生相互作用要从力的两个作用效果来考虑，其一是使物体发生形变，其二是改变了物体的运动状态。物体发生形变，学生容易观察，也易确定是否受力；通过分析运动状态是否改变来判断是否受力，对学生来说有一定的难度。例如，汽车在盘山公路上行驶时，表内分针匀速转动时，要引导学生：汽车和分针的运动方向时刻在发生改变，运动状态时刻在变，所以汽车和分针必定受到了力的作用。

2.技能储备――强化重力、支持力、压力、摩擦力的示意图练习。受力分析是力学知识综合运用的过程，其实质是多个性质力的示意图的有序重组过程。如果只在遇到综合类题目时，才重点进行受力分析训练，就会使难点集中，不利于学生的落实。那么，如何在新课程教学中将难点逐个拆分、落实呢？对此，笔者设计了如下练习流程：

（1）重力。画出重力的力的示意图（包括斜面上物体、在空中飞行的物体、浮在水面上的物体、浸没在水中的物体等）。使学生体会重力的方向总是竖直向下的道理。

（2）分析支持力、压力的方向和作用点，画力的示意图（可练习斜面放物体）。尤其是压力的方向和作用点的确定，是个易错点。例如，以静止在桌面上的粉笔盒为例，受到的支持力作用点在粉笔盒上，方向竖直向上；而压力是桌面受到的，作用点当然要画在桌面上，方向是竖直向下的。

（3）摩擦力。分析作用点和方向，画出力的示意图。摩擦力的作用点在受力物体表面上，但当同一物体受力作用在二个以上时，也可以把摩擦力的作用点画在重心上，使问题简化，以有利于问题的解决。很多学生“谈摩色变”，患上“恐摩症“，究其原因，还在于不能很好地判定摩擦力的方向。其方向与“物体相对运动或相对运动趋势相反”，而不是与物体的运动方向相反。例如，人在爬树时静止在树干某一高处，人具有向下运动的趋势，静摩擦力方向与其相反，是竖直向上的，和人的运动方向相同。

二、巧计梯度，重在感知和体验

在最新的浙教版《科学》七（下）教材《运动和力》一章内容中，安排了七节内容，依次为“机械运动”、“力的存在”、“重力”、“牛顿第一定律”、“二力平衡的条件”、“摩擦力”、“压强”。按照教材的编排顺序，学生对力有进一步的认识，对力学内容理解逐步加深，解决力学问题的思路也基本形成。此时，教师的及时引导和渗透显得尤为重要。力的示意图教学出现在第二节“力的存在”中，在紧接着的重力、二力平衡、摩擦力、压强等教学中，教师要自己或引导学生画出物体的受力示意图，并教会学生如何利用力的示意图分析问题，解决问题。例如，在讲到最常见的推铅球运动时，笔者请学生思考并画出以下运动状态中，铅球的受力示意图：

（1）当铅球受到手的推力的一刹那时；

（2）当铅球在空中飞行时，不计空气阻力；

（3）当铅球在操场上缓慢滚动时；

（4）当铅球静止在操场上时。

由此，使学生初步体验到：解决力学问题，作出示意图是一种简单、有效的方法。以上例子分别涉及到1个、2个、3个力的情况，初中科学教学中一般不会超过物体同时受4个力的情况。笔者在分析受到拉力的小车做匀速直线运动时，引导学生从竖直方向和水平方向去分析受力情况。竖直方向上的重力和桌面对小车的支持力是一对平衡力，水平方向上的拉力和摩擦力也是一对平衡力。在教学设计中，物体受力从单一到复杂，受力分析也由简到繁多，至此，学生对受力分析有了大致的轮廓和认识。。

三、在实践中理解、感悟，总结规律

在多次的练习和实践中，师生一起总结出了受力分析的一般步骤和方法。

1.一般步骤。先确定研究对象――可以是某个物体，也可以是个整体；再按顺序画力（先重力，后弹力、摩擦力），看研究对象跟周围其他物体有几个接触面（点），先对某个接触面（点）分析，若有挤压，则画出弹力，若还有相对运动或相对运动的趋势，则再画出摩擦力；检验，根据物体的运动状态和平衡力的知识来检验所画的力是否正确。在具体分析过程中还要注意：只分析研究对象受到的力，不画它对别的物体的作用力；每个力都应找到施力物体，防止“漏力”和“添力；”为了使问题简化，常忽略某些次要的力。如物体速度不大时的空气阻力，物体在空中所受浮力等。