课题《对物体进行正确的受力分析》
阶段性总结报告
主持人：张长泉
成 员：李 强 陈华伟
在课题研究过程中，我们先后在不断总结经验深入研究的基础上，我们进行更加细致的进行研究工作，通过一年的实验研究，发现主要存在以下几个问题：教师缺乏一定的研究理论。研究理论也可以说是教师在不断的学习中积累，需要在综合素养全面提高的基础上提升。 课题研究，就是以高一物理“受力分析”中心，通过对力的分析、重力、弹力、摩擦力的研究，课堂教学实践，主要采用了调查法、文献研究法、个案研究法、经验总结法等研究方法。半学期以来，我通过边实践边研究，循序渐进，不断反思，让学生感受力与我们的生活紧密相连的，激发学生学习物理的兴趣，我们总结受力分析的方法与教学经验，让学生更好的掌握这部分知识。
一、前期阶段课题研究内容
从2013年9月——2014年3月，我们课题小组，从以下几个方面对课题进行了深入的研究，主要研究内容有下面几个方面：
1.受力分析的方法：整体法和隔离法
2.受力分析的依据：各种性质力的产生条件及各力方向的特点
3.受力分析的步骤 ：
为了在受力分析时不多分析力，也不漏力，一般情况下按下面的步骤进行：
（1）确定研究对象 —可以是某个物体也可以是整体；
（2）按顺序画力；
a．先画重力：作用点画在物体的重心，方向竖直向下。
b．次画已知力
c．再画接触力—（弹力和摩擦力）：看研究对象跟周围其他物体有几个接触点（面），先对某个接触点（面）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。分析完一个接触点（面）后，再依次分析其他的接触点（面）。
d．再画其他场力：看是否有电、磁场力作用，如有则画出。
（3）验证：
a．每一个力都应找到对应的施力物体 b.受的力应与物体的运动状态对应。
说明：
（1）只分析研究对象受的根据性质命名的实际力(如：重力、弹力、摩擦力等)，不画它对别的物体的作用力。
（2）合力和分力不能同时作为物体所受的力。
（3）每一个力都应找到施力物体，防止“漏力”和“添力”。
（4）可看成质点的物体，力的作用点可画在重心上，对有转动效果的物体，则力应画在实际位置上。
（5）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、物体在空气中所受的浮力等。
（6）分析物体受力时，除了考虑它与周围物体的作用外，还要考虑物体的运动情况(平衡状态、加速或减速)，当物体的运动情况不同时，其情况也不同。
4．弹力有、无的判断
弹力的产生条件是接触且发生弹性形变。但有的形变明显，有的不明显。那么如何判断相互接触的物体间有无弹力？
法1： “假设法”，即假设接触物体撤去，判断研究对象是否能维持现状。若维持现状则接触物体对研究对象没有弹力，因为接触物体使研究对象维持现状等同于没有接触物，即接触物形同虚设，故没有弹力。若不能维持现状则有弹力，因为接触物撤去随之撤去了应该有的弹力，从而改变了研究对象的现状。可见接触物对研究对象维持现状起着举足轻重的作
用，故有弹力。
例1：如图所示，判断接触面对球有无弹力，已知球静止，接触面光滑。
【审题】在a、b图中，若撤去细线，则球都将下滑，故细线中均有拉力, a图中若撤去接触面，球仍能保持原来位置不动，所以接触面对球没有弹力；b图中若撤去斜面，球就不会停在原位置静止，所以斜面对小球有支持力。
【解析】图a中接触面对球没有弹力；图b中斜面对小球有支持力。
法2：根据“物体的运动状态”分析弹力。即可以先假设有弹力，分析是否符合物体所处的运动状态。或者由物体所处的运动状态反推弹力是否存在。总之，物体的受力必须与物体的运动状态符合。同时依据物体的运动状态，由二力平衡（或牛顿第二定律）还可以列方程求解弹力。
例2：如图所示，判断接触面MO、ON对球有无弹力，已知球静止，接触面光滑。
【审题】图中球由于受重力，对水平面ON一定有挤压，故水平面ON对球一定有支持力，假设还受到斜面MO的弹力，如图1—3所示，则球将不会静止，所以斜面MO对球没有弹力。
【解析】水平面ON对球有支持力，斜面MO对球没有弹力。
再如例1的a图中，若斜面对球有弹力，其方向应是垂直斜面
且指向球，这样球也不会处于静止状态，所以斜面对球也没有
弹力作用。
【总结】弹力有、无的判断是难点，分析时常用“假设法”
并结合“物体的运动状态”分析。
5.弹力的方向
弹力是发生弹性形变的物体由于要恢复原状，而对它接触的物体产生的力的作用 。所以弹力的方向为物体恢复形变的方向。平面与平面、点、曲面接触时，弹力方向垂直于平面，指向被压或被支持的物体；曲面与点、曲面接触时，弹力方向垂直于过接触点的曲面的切面，特殊的曲面，如圆面时，弹力方向指向圆心。弹力方向与重心位置无关。 绳子的弹力方向为：沿着绳子且指向绳子收缩的方向；且同一条绳子内各处的弹力相等 杆产生的弹力方向比较复杂，可以沿杆指向杆伸长或收缩的方向，也可不沿杆，与杆成一定的夹角。 例3：如图1—4所示，画出物体A 所受的弹力
a图中物体A静止在斜面上；
b图中杆A静止在光滑的半圆形的碗中；
c图中A球光滑 O为圆心， O＇为重心。
【审题】图a中接触处为面面接触，由于物体受重力作用，会对斜面斜向下挤压，斜面要恢复形变，应垂直斜面斜向上凸起，对物体有垂直斜面且指向物体斜向上的弹力。
图b中B处为点与曲面接触，发生的形变为沿半径方向向外凹，要恢复形变就得沿半径向上凸起，C处为点与平面接触， C处碗的形变的方向为斜向下压，要恢复形变就得沿垂直杆的方向向上，所以B处杆受的弹力为垂直过接触点的切面沿半径指向圆心，C处杆受的弹力为垂直杆向上。
图c中接触处为点与曲面接触，发生的形变均为沿半径分别向下凹，要恢复形变就得沿半径方向向上凸起，所以在M、N两接触处对A球的弹力为垂直过接触点的切面沿半径方向向上，作用线均过圆心O，而不过球的重心O＇。
【解析】如图1—5所示
【总结】
怎样的，恢复形变时应向哪个方向恢复。另外应记住平面与平面、点、曲面接触，曲面与点、曲面接触，绳、杆弹力方向的特点，才能得以正确分析。
例4：如图1—6所示，小车上固定着一根弯成α角的曲杆，杆的另一端固定一个质量为m的球，试分析下列情况下杆对球的弹力的大小和方向：（1）小车静止；（2）小车以加速度a水平向右运动；（3）小车以加速度a水平向左运动。
【审题】
分析时应根据不同的运动状态具体分析。
（1）小车静止时，球处于平衡状态，所受合外力为零，因重力竖直向下，所以杆对球的弹力F竖直向上，大小等于球的重力mg，如图1—7甲所示。
（2）当小车向右加速运动时，因球只受弹力和重力，所以由牛顿第二定律F=ma得，两力的合力一定是水平向右。由平行四边形法则得，杆对球的弹力F的方向应斜向右上方，设弹力F与竖直方向的夹角为θ，则由三角知识得：F=（mg）+（ma） tanθ=a/g 如图1—7乙所示。
（3）当小车向左加速运动时，因球只受弹力和重力，所以由牛顿第二定律F=ma得，两力的合力一定是水平向左，由平行四边形法则得，杆对球的弹力F的方向应斜向左上方，设弹力F与竖直方向的夹角为θ，则由三角知识得：F=（mg）+（ma） tanθ=a/g 如图1—7丙所示。
可见，弹力的方向与小车运动的加速度的大小有关，并不一定沿杆的方向。
【解析】（1）球处于平衡状态，杆对球产生的弹力方向竖直向上，且大小等于球的重力mg。
（2）当小车向右加速运动时，球受合力方向一定是水平向右，杆对球的弹力方向应斜向右上方，与小车运动的加速度的大小有关，其方向与竖直杆成arctan a/g角，大小等于（mg）+（ma） 。
（3）当小车向左加速运动时，球受合力方向一定是水平向左，杆对球的弹力方向应斜向左上方，与小车运动的加速度的大小有关，其方向与竖直杆成arctan a/g角，大小等于222222
（mg）+（ma） 。
【总结】杆对球的弹力方向不一定沿杆，只有当加速度向右且a= gtanθ时，杆对小球的弹力才沿杆的方向，所以在分析物体与杆固定连接或用轴连接时，物体受杆的弹力方向应与运动状态对应并根据物体平衡条件或牛顿第二定律求解。 22
二、下一阶段的任务：
对本课题，还有以下任务需要我们去完成：
1．判断摩擦力的有、无：
2．摩擦力的方向
3．物体的受力分析
4、在斜面上运动的物体
5、一轻绳通过定滑轮
6、受力分析的一般顺序：
针对这部分内容，我们将具体分工，共同谈论、总结，写出课题报告。
三、下一阶段课题研究实施的措施
1、反思自己在教学思想、教学方式、教学能力、师生关系等方面存在的问题；通过课堂教学，了解学生在“受力分析”过程中存在的问题和困惑，梳理知识点，研讨教学方法，为课题研究提供必要的背景素材。
2、进行阶段性教学总结、反思。通过一年来的课题研究，对课题的研究也进行了深刻的反思，我们利用教研活动集体备课时间，共同探讨理学教学过程中存在的困惑，充分利用课堂教学，让学生直观的掌握“受力分析”的方法。三、课题研究的成果和不足
3、通过对课题的渗透使学生对高中物理学习产生兴趣。收集学生在学习力时存在的主要问题。
四、下一阶段研究计划
1、深入研究课题的内涵，以达到课堂教学的实效性。
2、根据不同教学内容的在课堂教学中进行专题研讨，加强对课题的深入研究。
3、积极举行各种研讨活动，立足查问题、找方法，以解决问题来推进课题研究。
4、在课题研究过程中，及时总结课题研究中好的做法和经验，同时反思课题研究中的问题，以解决问题促进课题发展。
5、召开了课题分析会、学情分析会，对课题研究过程中的一些问题及时探讨解决使课题研究工作不断得以充实和完善。
课题《对物体进行正确的受力分析》
阶段性总结报告
主持人：张长泉
成 员：李 强 陈华伟
在课题研究过程中，我们先后在不断总结经验深入研究的基础上，我们进行更加细致的进行研究工作，通过一年的实验研究，发现主要存在以下几个问题：教师缺乏一定的研究理论。研究理论也可以说是教师在不断的学习中积累，需要在综合素养全面提高的基础上提升。 课题研究，就是以高一物理“受力分析”中心，通过对力的分析、重力、弹力、摩擦力的研究，课堂教学实践，主要采用了调查法、文献研究法、个案研究法、经验总结法等研究方法。半学期以来，我通过边实践边研究，循序渐进，不断反思，让学生感受力与我们的生活紧密相连的，激发学生学习物理的兴趣，我们总结受力分析的方法与教学经验，让学生更好的掌握这部分知识。
一、前期阶段课题研究内容
从2013年9月——2014年3月，我们课题小组，从以下几个方面对课题进行了深入的研究，主要研究内容有下面几个方面：
1.受力分析的方法：整体法和隔离法
2.受力分析的依据：各种性质力的产生条件及各力方向的特点
3.受力分析的步骤 ：
为了在受力分析时不多分析力，也不漏力，一般情况下按下面的步骤进行：
（1）确定研究对象 —可以是某个物体也可以是整体；
（2）按顺序画力；
a．先画重力：作用点画在物体的重心，方向竖直向下。
b．次画已知力
c．再画接触力—（弹力和摩擦力）：看研究对象跟周围其他物体有几个接触点（面），先对某个接触点（面）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。分析完一个接触点（面）后，再依次分析其他的接触点（面）。
d．再画其他场力：看是否有电、磁场力作用，如有则画出。
（3）验证：
a．每一个力都应找到对应的施力物体 b.受的力应与物体的运动状态对应。
说明：
（1）只分析研究对象受的根据性质命名的实际力(如：重力、弹力、摩擦力等)，不画它对别的物体的作用力。
（2）合力和分力不能同时作为物体所受的力。
（3）每一个力都应找到施力物体，防止“漏力”和“添力”。
（4）可看成质点的物体，力的作用点可画在重心上，对有转动效果的物体，则力应画在实际位置上。
（5）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、物体在空气中所受的浮力等。
（6）分析物体受力时，除了考虑它与周围物体的作用外，还要考虑物体的运动情况(平衡状态、加速或减速)，当物体的运动情况不同时，其情况也不同。
4．弹力有、无的判断
弹力的产生条件是接触且发生弹性形变。但有的形变明显，有的不明显。那么如何判断相互接触的物体间有无弹力？
法1： “假设法”，即假设接触物体撤去，判断研究对象是否能维持现状。若维持现状则接触物体对研究对象没有弹力，因为接触物体使研究对象维持现状等同于没有接触物，即接触物形同虚设，故没有弹力。若不能维持现状则有弹力，因为接触物撤去随之撤去了应该有的弹力，从而改变了研究对象的现状。可见接触物对研究对象维持现状起着举足轻重的作
用，故有弹力。
例1：如图所示，判断接触面对球有无弹力，已知球静止，接触面光滑。
【审题】在a、b图中，若撤去细线，则球都将下滑，故细线中均有拉力, a图中若撤去接触面，球仍能保持原来位置不动，所以接触面对球没有弹力；b图中若撤去斜面，球就不会停在原位置静止，所以斜面对小球有支持力。
【解析】图a中接触面对球没有弹力；图b中斜面对小球有支持力。
法2：根据“物体的运动状态”分析弹力。即可以先假设有弹力，分析是否符合物体所处的运动状态。或者由物体所处的运动状态反推弹力是否存在。总之，物体的受力必须与物体的运动状态符合。同时依据物体的运动状态，由二力平衡（或牛顿第二定律）还可以列方程求解弹力。
例2：如图所示，判断接触面MO、ON对球有无弹力，已知球静止，接触面光滑。
【审题】图中球由于受重力，对水平面ON一定有挤压，故水平面ON对球一定有支持力，假设还受到斜面MO的弹力，如图1—3所示，则球将不会静止，所以斜面MO对球没有弹力。
【解析】水平面ON对球有支持力，斜面MO对球没有弹力。
再如例1的a图中，若斜面对球有弹力，其方向应是垂直斜面
且指向球，这样球也不会处于静止状态，所以斜面对球也没有
弹力作用。
【总结】弹力有、无的判断是难点，分析时常用“假设法”
并结合“物体的运动状态”分析。
5.弹力的方向
弹力是发生弹性形变的物体由于要恢复原状，而对它接触的物体产生的力的作用 。所以弹力的方向为物体恢复形变的方向。平面与平面、点、曲面接触时，弹力方向垂直于平面，指向被压或被支持的物体；曲面与点、曲面接触时，弹力方向垂直于过接触点的曲面的切面，特殊的曲面，如圆面时，弹力方向指向圆心。弹力方向与重心位置无关。 绳子的弹力方向为：沿着绳子且指向绳子收缩的方向；且同一条绳子内各处的弹力相等 杆产生的弹力方向比较复杂，可以沿杆指向杆伸长或收缩的方向，也可不沿杆，与杆成一定的夹角。 例3：如图1—4所示，画出物体A 所受的弹力
a图中物体A静止在斜面上；
b图中杆A静止在光滑的半圆形的碗中；
c图中A球光滑 O为圆心， O＇为重心。
【审题】图a中接触处为面面接触，由于物体受重力作用，会对斜面斜向下挤压，斜面要恢复形变，应垂直斜面斜向上凸起，对物体有垂直斜面且指向物体斜向上的弹力。
图b中B处为点与曲面接触，发生的形变为沿半径方向向外凹，要恢复形变就得沿半径向上凸起，C处为点与平面接触， C处碗的形变的方向为斜向下压，要恢复形变就得沿垂直杆的方向向上，所以B处杆受的弹力为垂直过接触点的切面沿半径指向圆心，C处杆受的弹力为垂直杆向上。
图c中接触处为点与曲面接触，发生的形变均为沿半径分别向下凹，要恢复形变就得沿半径方向向上凸起，所以在M、N两接触处对A球的弹力为垂直过接触点的切面沿半径方向向上，作用线均过圆心O，而不过球的重心O＇。
【解析】如图1—5所示
【总结】
怎样的，恢复形变时应向哪个方向恢复。另外应记住平面与平面、点、曲面接触，曲面与点、曲面接触，绳、杆弹力方向的特点，才能得以正确分析。
例4：如图1—6所示，小车上固定着一根弯成α角的曲杆，杆的另一端固定一个质量为m的球，试分析下列情况下杆对球的弹力的大小和方向：（1）小车静止；（2）小车以加速度a水平向右运动；（3）小车以加速度a水平向左运动。
【审题】
分析时应根据不同的运动状态具体分析。
（1）小车静止时，球处于平衡状态，所受合外力为零，因重力竖直向下，所以杆对球的弹力F竖直向上，大小等于球的重力mg，如图1—7甲所示。
（2）当小车向右加速运动时，因球只受弹力和重力，所以由牛顿第二定律F=ma得，两力的合力一定是水平向右。由平行四边形法则得，杆对球的弹力F的方向应斜向右上方，设弹力F与竖直方向的夹角为θ，则由三角知识得：F=（mg）+（ma） tanθ=a/g 如图1—7乙所示。
（3）当小车向左加速运动时，因球只受弹力和重力，所以由牛顿第二定律F=ma得，两力的合力一定是水平向左，由平行四边形法则得，杆对球的弹力F的方向应斜向左上方，设弹力F与竖直方向的夹角为θ，则由三角知识得：F=（mg）+（ma） tanθ=a/g 如图1—7丙所示。
可见，弹力的方向与小车运动的加速度的大小有关，并不一定沿杆的方向。
【解析】（1）球处于平衡状态，杆对球产生的弹力方向竖直向上，且大小等于球的重力mg。
（2）当小车向右加速运动时，球受合力方向一定是水平向右，杆对球的弹力方向应斜向右上方，与小车运动的加速度的大小有关，其方向与竖直杆成arctan a/g角，大小等于（mg）+（ma） 。
（3）当小车向左加速运动时，球受合力方向一定是水平向左，杆对球的弹力方向应斜向左上方，与小车运动的加速度的大小有关，其方向与竖直杆成arctan a/g角，大小等于222222
（mg）+（ma） 。
【总结】杆对球的弹力方向不一定沿杆，只有当加速度向右且a= gtanθ时，杆对小球的弹力才沿杆的方向，所以在分析物体与杆固定连接或用轴连接时，物体受杆的弹力方向应与运动状态对应并根据物体平衡条件或牛顿第二定律求解。 22
二、下一阶段的任务：
对本课题，还有以下任务需要我们去完成：
1．判断摩擦力的有、无：
2．摩擦力的方向
3．物体的受力分析
4、在斜面上运动的物体
5、一轻绳通过定滑轮
6、受力分析的一般顺序：
针对这部分内容，我们将具体分工，共同谈论、总结，写出课题报告。
三、下一阶段课题研究实施的措施
1、反思自己在教学思想、教学方式、教学能力、师生关系等方面存在的问题；通过课堂教学，了解学生在“受力分析”过程中存在的问题和困惑，梳理知识点，研讨教学方法，为课题研究提供必要的背景素材。
2、进行阶段性教学总结、反思。通过一年来的课题研究，对课题的研究也进行了深刻的反思，我们利用教研活动集体备课时间，共同探讨理学教学过程中存在的困惑，充分利用课堂教学，让学生直观的掌握“受力分析”的方法。三、课题研究的成果和不足
3、通过对课题的渗透使学生对高中物理学习产生兴趣。收集学生在学习力时存在的主要问题。
四、下一阶段研究计划
1、深入研究课题的内涵，以达到课堂教学的实效性。
2、根据不同教学内容的在课堂教学中进行专题研讨，加强对课题的深入研究。
3、积极举行各种研讨活动，立足查问题、找方法，以解决问题来推进课题研究。
4、在课题研究过程中，及时总结课题研究中好的做法和经验，同时反思课题研究中的问题，以解决问题促进课题发展。
5、召开了课题分析会、学情分析会，对课题研究过程中的一些问题及时探讨解决使课题研究工作不断得以充实和完善。