初中力学常见认识误区成因分析及对策

初中力学常见认识误区成因分析及对策

编码 研究类型 A基础研究 中图分类号 J

摘要: 力学题解答中常见错误认识: 一、摩擦力的方向与物体整体的运动方向相反。二、水平面上的压力一定等于重力。三、求机械效率时，W有用一定等于Gh。四、斜面上匀速拉动物体时F拉=f摩。五：利用滑轮组在拉动物体时，拉力F的功率P=F.v物。成因主要有：①对概念和定义理解不够透彻，忽视了物理量之间的对应关系；②知识架构缺乏衔接点；③解题时存在惯性思维，片面理解。应加强概念辩析，变式训练，从物理意义的角度理解分析。 关键词: 忽视; 习惯性; 惯性思维; 迷惑性; 对应性;

在初中物理教学过程中，我常发现学生在力学题的解答中出现共性的、反复性的错误认识,在中考复习阶段由于知识循环加快,综合性增强,这些错误体现得尤为集中、突出。知识是用一种观念及一系列概念来建构的，产生错误认识的许多因素中，除了受到所获得的客观事实的不全面而带来的局限性一面外，还有思维的缺陷而带来的因素。现将我发现的学生在力学题解答中出现的常见错误认识归纳如下：

误区一：摩擦力的方向与物体整体的运动方向相反。

学生将摩擦力的方向与相对运动（或相对运动趋势）的方向相反，片面地理解为与整个物体的运动方向相反。如对爬竿时摩擦力的判断，学生就认为摩擦力的方向与人爬竿的方向相反。错误产生的表面原因是对相对运动的方向未掌握，其根本原因却是忽视了摩擦力产生的条件，未意识到相互接触的物体才会产生摩擦力。要以竿为参照物,从与竿发生相互接触的手脚的相对运动趋势（或相对运动）的方向入手分析，判断出手脚对于杆有向下运动的趋势而摩擦力的方向应向上。然后通过二力平衡的知识分析，摩擦力与重力是一对平衡力，与重力的竖直向下的方向相反，摩擦力方向应为竖直向上，来巩固理解。

误区二：水平面上的压力一定等于重力。

初中力学部分的练习设计往往从易到难，在刚学习压强时，往往研究的是最简单的水平面上静止的物体对水平面的压强，教师往往在教学之初会仔细分析：F支=G（一对平衡力），F支=F压（一对相互作用力）。推断此种情况下F压=G ,但之

后便不再强调这个推断过程。因此学生便认为水平面上压力一定等于重力。这种认识常在解答较复杂的力学题时导致思维“卡壳”。

例：某中学课外活动小组在学习浮力知识之后想利用已学知识测量氢气的密度，他们利用一只大气球、细线、量筒、天平、一只桶和脸盆去测量。他们的实验步骤如下：

（1）利用已调好的天平测得没充气的气球和细线的总质m1=2g；用纯净的氢气给气球充气，用细线系好气球口，并将气球系在一个50g的铁块上放在天平左盘里，此时铁块和气球对托盘的压力______（填＞、＜或＝）铁块和气球的总重力。向右盘中放入2个20g和1个5g砝码，并调节游码，天平恢复平衡时游码如图所示，此时游码所对的刻度值为______。

（2）将桶装满水放进一只空的脸盆内，将气球小心地浸没水中，再利用量筒测出溢出水的体积刚好为4.4L。

该小组同学测量的氢气密度应为___________，这与“在常温和1标准大气压下，氢气的密度为0.09 kg/m3”有较大的差异，产生这一现象的原因可能是_____________。（在常温与1标准大气压下空气密度为1.29kg/m3）

学生在解答时习惯性地认为在左盘中的总质量等于右盘砝码的总质量和游码指示的刻度值之和，从这个思路解题而出错。这种认识的根源在于学生认为F

压

等于G。此题首先要理解天平的原理：根据杠杆的平衡条件，等臂杠杆的两边

的压力相等。此时左盘中的F压并不等于重力，分析时应抓住F压与F支是一对相互作用力，大小相等，从而将研究对象从托盘转移到系着铁块的气球，对其进行受力分析，不难发现F支=G- F浮，所以此时左盘所受压力F压=F支=G- F浮 ，抓住了这个关键点，此题也就迎刃而解了。我认为在分析压力时，教者应反复强调F

压

与F支的关系，抓好这一衔接点，综合运用相互作用力和平衡力的相关知识解题，

才能做到正确高效。

误区三：求机械效率时，W有用一定等于Gh。

初中阶段是在学习简单机械后再进行机械效率的教学，由于初中阶段的局限，只涉及同一直线上的两个力或三个力的分析，不涉及力的分解，所以例题和

习题中较多的出现匀速竖直提升物体，过多的W有用=Gh的计算，会让学生形成惯性思维，认为W

有用

就等于Gh。究其原因是忽略了对有用功的理解。在教学中应

指导学生理解：使用杠杆、滑轮组等机械时，有用功是指机械对物体所做的功，从功的定义理解为机械对物体施加的力与物体在这个力的方向上移动距离的乘积，将落脚点放到对物体的受力分析上。如用滑轮组竖直匀速提升水中的物体（不计水的阻力）时，机械对物体施加的拉力等于G物-F浮，有用功应为W

浮

有用

=（G-F

）h。

误区四：斜面上匀速拉动物体时F拉=f摩。

例： 如图4，小丽在研究斜面机械效率时，用15N的力将重量为

25N的物体，沿斜面从底部拉到高为10cm的顶端，斜面长为30cm，则她做的有用功是 。物体所受摩擦力是 。

图4

很多学生在判断摩擦力时，认为是15N，这种错误很普遍。学生对水平面上匀速拉动物体时的受力分析是比较熟练的，当遇到斜面上匀速拉动物体时，会将其与水平面上等同分析。因为有很强的迷惑性（同一直线上的两个力，作用于处于平衡状态的同一物体），学生易错。因为初中阶段未学习力的分解，要让学生理解这两个力大小不相等有一定难度，教师可从受力分析入手（图1-2-4），首先让学生认识物体所受的四个力中，F支与G不是一对平衡力，因为这两个力没有作用在同一直线上。再根据整体的平衡状态可推断，F

拉

与f摩一定不是一对平衡力。也可从实验中获取数据：随着斜面倾斜程度增大，斜面上的拉力增大。再结合影响滑动摩擦力大的因素来判断：在接触面粗糙程度不变的情况下，

压力逐渐减小，摩擦力随之减小，变化趋势与拉力相反，由此推断F拉与F摩不是一对平衡力。

误区五：利用滑轮组在拉动物体时，拉力F的功率P=F.v物。

例：如图6所示，重40N的物体A在水平拉力F的作用下，在水平桌面上做匀速直线运动，物体A所受的滑动摩擦阻力是物重的0.2倍，物体A在2s内前进了0.2m。若不计滑轮重、绳重及轴摩擦，拉力F的功率等于________W。

图5 很多学生往往不写v的下标，直接用动力F乘以物体移动的速度。表面上是

因为学生没有书写物理量下标的习惯,根本原因在于学生没有理解公式的推导过程中的物理意义,只是从数学意义上简单理解推导过程：P=W/t=Fs/t=F.s/t=F.v,忽略了从功的定义理解“s”应指外界的动力所直接作用的物体在动力F的作用下移动的距离，对应的速度应为动力作用点移动的速度。理解了v与F的对应性，再强化学生书写物理符号下标的习惯训练，我相信这种错误会明显减少。

以上认识误区的形成，归其成因主要有：①对概念和定义理解不够透彻，忽视了物理量之间的对应关系；②知识架构缺乏衔接点；③解题时存在惯性思维，片面理解。教师在教学中应有意识地加强概念辩析，变式训练，注意多从物理意义的角度去引导学生分析问题，多视角分析同一问题，有意识地为初高中衔接做好铺垫，减少纯数学意义上的计算训练，这样才能提高学生对物理的领悟能力，提高物理素养，增强学习能力，做到“乐学”物理。

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