第三章 相互作用.doc

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1、第三章相互作用一、教科书的编写意图1体现教材内容的基础性原则本章讲述的是有关“力”的基础知识，是静力学和动力学所必需的预备知识，因此，教材内容的选取要具有基础性和预备性。（1）知识上的基础性和预备性要求学生理解重力、弹力、摩擦力产生的条件，以及它们的大小和方向，会进行力的合成与分解。这些知识的教学，只是希望学生能够对力，以及矢量的合成与分解的方法有一个正确的认识和初步的理解，而不立足于讲透、讲全。例如重力与万有引力的关系，尤其对教科书中关于“重力是由于地球的吸引而使物体受到的力”的说法，就不要求从道

2、理上把这个说法说清楚，可先让学生接受下来，在讲过万有引力定律后再来解决。再如，讲“力的合成”“力的分解”时，要用到“等效代换”的方法，教学中要强调“合力”与“分力”的作用效果相同，其实，随着牛顿运动定律、动能定理等知识的学习，对力的作用效果的理解会逐步得到加深。（2）知识应用上的基础性要求学生初步认识物体间的相互作用，并对常见的三种力及力的合成与分解有初步理解，而不要求学生通过这一章的学习就能够处理比较难的问题，因此在知识应用上，只要求学生进行比较简单的受力分析，对于复杂情形的受力分析，必须结合力与

3、运动的关系来进行。2从四种基本相互作用出发认识力力是物理学的一个基本概念，也是生活中常使用的一个名词。作为前者，它是物体之间相互作用的一种抽象，作为后者，它是物体之间相互作用的一种表现。如果从推、拉、提、压的表现来认识力，好处是符合人们的直观感受，看得见，摸得着。但是，在科学教育的不同阶段，同一概念的教学是应该有层次的，或者说是螺旋式上升的。如果说上述做法在初中物理教学中恰到好处的话，那么在高中阶段则应该从更深一些的层次来认识力，即把自然界的四种基本相互作用与常见的接触力──弹力和摩擦力联系起来，对

4、通常的推、拉、提、压等有稍微深一些的认识。本教科书是从学生已经熟悉并可以理解的事实出发，分析改变物体运动状态的原因并给出力的概念以及力的图示方法。在重力的基础上，用学生可以接受的语言逐一介绍了引力相互作用、电磁相互作用、强相互作用和弱相互作用及其基本特征，并指出弹力、摩擦力都是由电磁力引起的。教科书并不想在这里使学生对四种基本相互作用有更进一步的了解，只是初步地对大千世界中物质之间千变万化的相互作用理出一个头绪……并且指出：“四种基本相互作用的行为虽已被科学家所认识。但是没有人知道为什么会是这样的四

5、种。这可能是牛顿所说的‘真理的大海’依然在我们面前，还等待我们去发现呢！”3进一步完善对矢量及其合成法则的认识在物理学中，矢量的概念是很深刻的。从只看重诸如距离和速率等数字的量，到更看重诸如位移和速度等矢量的转变，是物理学的一大进步。矢量的出现使数学和物理学更加紧密相连。矢量并不仅仅是既有大小又有方向的量，其更关键的含义在于它必须满足一定的运算法则。所以，到了18世纪，矢量和矢量代数终于完全确立下来，正如有些人所说的那样，科学界就像一口沸腾的锅，沸沸扬扬地展示自身的骄傲与力量。当然，在中学物理教学中

6、，关于矢量的运算主要涉及的是矢量的合成，也就是矢量的相加和相减。即使如此，对于学生而言，也不可能一蹴而就。教科书第一章第3节“思考与讨论”从实例入手，让学生通过研究一个物体先后两个位移与合位移的关系，初步渗透矢量相加的三角形定则的方法，这个做法直观而且易于理解。如果位移都在一条直线上发生，借助于一维直线坐标系，可将三角形定则转化成代数加法。本章通过两个共点力的合成，真正给出了矢量相加的平行四边形定则，并且通过分析后指出：三角形定则与平行四边形定则是一致的。这就进一步完善了对矢量及其合成法则的认识，但

7、对矢量及其运算法则的认识尚未最终完成，教师对此应保持清醒的认识。4体现教材内容的开放性通过对力的基本概念、力的图示、重力等知识的复习，提出了自然界的四种基本相互作用，拓展了学生的思维空间，教科书又说明了物理学当前对四种基本相互作用的认识水平和面临的困难。在谈到电磁相互作用后，“说一说”栏目中的问题是：既然质子带正电，原子核中的质子应该互相推斥，但它们却紧紧地结合在一起，可能是什么原因？学生会猜想，可能有一种更强大的力使它们结合在一起，这为强相互作用的引入做了铺垫。但是，也可能有的学生知道万有引力，因

8、而认为万有引力使核子结合在一起。这没有关系，可以存疑，可以有模糊认识，学下去问题就解决了。存贮这样的疑问反而会使后面的学习效果更好。在学习“摩擦力”的过程中，学生不免要想到“空气的阻力”以及“水的阻力”，教科书及时地通过“科学漫步”栏目介绍了“流体的阻力”，说明了“流体的阻力”与“固体间的摩擦力”的不同。这样将物理知识，及其在社会、技术中的应用向学生介绍，既很好地说明物理与生活息息相关，也大大地开阔了学生的视野。5体现自主学习和教学方式的多样化教科书更强调学生的参与和