对高中物理力的分解与力的作用效果的新认识

朱成康

摘 要：力的分解是在学生学习了力的基础知识及力的合成之后而编排的。学生通过前面知识的学习，已掌握了合力与分力的等效替代的方法，并通过力的图示法认识了力的平行四边形定则。本文通过进一步对高中物理力的分解与力的作用效果进行分析和研究，来解决教学中的困惑。

关键词：力的分解；思维方式；力的作用效果

中图分类号：G633.7

文献标识码：B

“力的分解”是高中力学最基本的一种矢量运算，由于力的分解这一概念较为抽象，教材中要求学生按照力的实际作用效果分解一个力。这种概念思维能力较强，学生不好寻找力的实际效果，对此概念难以掌握。对于教学中老师与学生产生的疑惑和不解，笔者进行了深刻的、系统的分析。

1.教材与教学中的困惑

关于力的分解，众多教师认为，进行力的分解时，必须要注重对力的实际作用效果进行分解。然而实践证明，学生根本无法通过力的作用效果来证实这一分解依据。力的作用效果是力可以使物体的形状发生改变（简称形变），也可以使物体的运动状态发生改变。通常发生形变是指挤压或拉伸的效果；发生运动状态改变是因为产生了加速度的效果。为了解决这一难题，人们在长期的教学中都专注于开发各种实验来证明力的实际作用效果。以下实验是表示力的作用效果的典型实验（如图）。

对于典型的力的斜面分解和力在水平面上的分解两种分解产生的问题，到底哪种分解方法较为合理，让学者做出评价。对此，教材中的“分析”认为，“从力的分解所遵循的平行四边形法则来看，这两种分解方法都可以。但考虑到斜面上物体重力的作用效果时，第二种实验更为合理。”进一步，教材结合“生活经验”进行了解释与定量分解。然而笔者认为，这一理解是有问题的。在分解某个力时，常采用按作用效果分解力和正交法分解力，到底应按哪一种方式分解呢？不同的老师有不同的看法。有的老师认为按作用效果分解没有用处，因此一律按正交法分解就行；也有的老师强调应按作用效果分解；笔者认为，这两种做法都不可取，都是片面的，因为每种分解方法都有各自的特点，不能片面地否定对方的观点，应区别对待。

2.对力的作用效果的再认识

力的分解是等效思想的具体应用，等效思想是物理学重要的思想方法之一，学习力的合成时学生对此已有所了解，学习这类知识是为牛顿定律乃至整个高中物理的学习奠定基础。但是传统教学着重强调 “力的作用效果”的演示，而忽略了“力作用的现象”，实际上“力的作用效果”就是对“力作用现象”这一物理概念的具体描述。

实验家的物理实验不能全面地把理论提高到最抽象的领域中去，需要尽可能地从假说或者公理出发，多通过逻辑的演绎，概括尽可能多的经验事实。通过从直接经验到一般原理是直觉道路这一逻辑，可以看出力作用的现象与其他二者的思维联系在本质上都是直觉的，是逻辑性的。而人们着重于力的作用效果，则认为其思维联系是从直接经验到一般原理，是直觉道路，是非逻辑性的。从而在教学中容易混淆它们之间的关系，使学生也不能具体形象地了解物理知识反映出来的物理意义，得到的是片面的，甚至是不正确的物理知识。

3.对力的分解依据的再认识

由此可见，力的分解依据并不是单单指力的作用效果，对于力的分解依据，有老师研究出这样的结论：力的分解依据是按照实际情况来下定义的，研究问题的需要不同，其依据就不同。力的分解目的主要是为了解析物体运动状态情况，结合牛顿定律，描述和推测物体运动变化。要求分解者从创造性思维看，只有把非逻辑的、非理智的、非必然的与逻辑的、理性的、必然的心理能力交织为一体，才能使物理问题更加清晰化。

经过以上分析，我们可以得出以下结论：只有正确的科学方法才是人们认识物质世界的最佳途径与方式。需要学生在解决问题的过程中，一方面要对客观现象进行详细的观察与分析，另一方面要提高思维水平，二者相得益彰，才能提高物理学修养。

参考文献：

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[2]杨振宁.读书教学再十年[M].台北：时报文化出版企业有限公司，1995.

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