愛華網(wǎng)湯玉林
【專題名稱】中學(xué)物理教與學(xué)
【專 題 號】G36
【復(fù)印期號】2008年04期
【原文出處】《中學(xué)物理教學(xué)參考》(西安)2007年12期第15～16頁
【作者簡介】湯玉林 北京第四中學(xué)，100034
中學(xué)物理教學(xué)中的力學(xué)部分，主要涉及質(zhì)點(diǎn)力學(xué)。但卻經(jīng)常提到汽車、機(jī)車等實(shí)例及有關(guān)的習(xí)題。在中學(xué)階段將其看作質(zhì)點(diǎn)進(jìn)行處理，這是一種粗略近似的方法。
具體分析如下（各力的作用點(diǎn)均畫在質(zhì)心處），受力分析如圖1所示。
圖1
F為機(jī)車的牽引力，f為機(jī)車受到的阻力。在中學(xué)階段，為求機(jī)車的加速度，是運(yùn)用牛頓第二定律列方程求解的。如： F-f=ma?！ 、?br />
對比①、②兩式，不難得出“牽引力”為后輪所受的靜摩擦力，“阻力”為前輪所受的靜摩擦力和空氣阻力之和。
這樣處理好像解決了“牽引力”和“阻力”是如何施加的問題了，但又帶來了新的問題。在無滑滾動中，靜摩擦力是不做功的，因此 不能是“牽引力”了。同樣 也是靜摩擦力，不做負(fù)功，并不消耗汽車的能量，因此 也不能成為阻力。
這些矛盾容易使學(xué)生產(chǎn)生困惑。問題的根源在于只從質(zhì)點(diǎn)力學(xué)分析是無法解決這些問題的，因?yàn)槠囀琴|(zhì)點(diǎn)組。而質(zhì)點(diǎn)組必須從理論力學(xué)的角度出發(fā)才能闡述清楚。
一、理論力學(xué)分析過程
1.“阻力”的理解
通過以上分析，可見“牽引力”的實(shí)質(zhì)是一個驅(qū)動力矩做功在數(shù)值上滿足上述數(shù)量關(guān)系的假想的等效外力。
二、關(guān)于中學(xué)教學(xué)的一些想法
從以上分析可見，在中學(xué)階段不宜過多的以汽車、機(jī)車等為例研究動力學(xué)問題。因?yàn)樗鼈儗?shí)際上應(yīng)以質(zhì)點(diǎn)組去研究，把它們以質(zhì)點(diǎn)處理，并不是不可以，但問題不那么簡單。這必然要引入“等效牽引力”和“等效阻力”。而這些又不太可能在中學(xué)階段講清楚，甚至?xí)o學(xué)生形成一些錯誤的認(rèn)識，為今后的學(xué)習(xí)帶來不必要的麻煩。^
