走出對彈力定義理解的誤區(qū)

1、走出對彈力定義理解的誤區(qū) 關鍵詞：形變 彈力摘要：彈力又稱為彈性力，是高中物理力學中重要的一種“性質(zhì)力”。現(xiàn)行的人教版高中物理必修1教材中第三章相互作用的第二節(jié)就是彈力。中學生對于彈力的定義的理解一直存在困難和誤區(qū)，本文是筆者對彈力的定義進行的淺略的剖析，讓中學生能夠更深入的理解。正文：彈力是一種基本相互作用即電磁相互作用在宏觀上的表現(xiàn)之一。教材中是這樣對彈力下定義的：發(fā)生形變的物體，由于要恢復原狀，對與它接觸的物體會產(chǎn)生力的作用，這種力叫做彈力。教材中還提到：物體的形變?nèi)绻芑謴驮瓲罹徒凶鰪椥孕巫?。學生從這兩段話中容易得出這樣的結(jié)論：只有發(fā)生了彈性形變的物體，由于要恢復原狀，才會對與它接觸的

2、物體產(chǎn)生彈力。這樣的結(jié)論準確嗎？看兩個例子。例1：用力拉鐵質(zhì)彈簧和用力拉鐵絲。在彈性限度內(nèi)，彈簧能恢復原狀，是彈性形變，對手有彈力的作用；而鐵絲發(fā)生了微小的彈性形變，也能恢復原狀，對手也有彈力作用。那么，假如用力過大把彈簧拉成了一根鐵絲呢？這種情況有沒有彈力的產(chǎn)生呢？例2：用石塊砸玻璃。第一次用力較小，玻璃沒有破碎，玻璃發(fā)生了微小的彈性形變，對石塊有彈力作用；第二次用力較大，玻璃破碎了，顯然玻璃不能恢復原狀，不是彈性形變。難道第二次玻璃對石塊沒有彈力嗎？我們對這兩個例子進行分析。例1中的彈簧被拉直了，成了一根鐵絲，顯然發(fā)生的不是彈性形變，不能恢復原狀，按照學生的理解就沒有彈力產(chǎn)生；而單獨拉一根

3、鐵絲卻會產(chǎn)生彈力作用，同樣都是用力拉鐵絲，怎么會產(chǎn)生兩種結(jié)果呢？這顯然是有問題的。例2中第二次用力砸玻璃，石塊把玻璃砸碎了，按照學生的理解，玻璃碎了不能恢復原狀了顯然沒有彈力產(chǎn)生。但我們這樣思考：在玻璃破碎之前沒有誰能知道玻璃這次會不會被砸碎，所以在這一過程中玻璃仍然努力要恢復原狀，對石塊有彈力作用。難道說，在石塊接觸玻璃的一瞬間，玻璃能預感到這次會不會被砸碎？不會碎就產(chǎn)生彈力，會碎就不產(chǎn)生彈力？從分析來看，學生對彈力的這種理解顯然是有問題的，存在理解上的誤區(qū)。但是筆者在教學中發(fā)現(xiàn)為數(shù)眾多的學生都存在這種錯誤的理解。那么，教師在教學中要怎樣去幫助學生走出對彈力定義理解的誤區(qū)呢？第一要理解什么是

4、形變。形變顧名思義就是物體的形狀或體積發(fā)生了改變。形變又可分為彈性形變和塑性形變兩類：彈性形變即是能夠完全恢復原狀的形變；塑性形變即是不能夠完全恢復原狀的形變。自然界中物體的形變都可以歸為這兩類中。那么自然界中的所有物體是不是有一類只會發(fā)生彈性形變，另一類物體只會發(fā)生塑性形變呢？答案顯然否定的。例如：輕輕彎折一根直鐵絲，松手后能恢復原狀，是為彈性形變；用力彎折后，不能恢復原狀，是為塑性形變。從例子中可以看出，一個物體的形變是不是彈性形變跟物體的形變程度是有關系的，這個程度叫做彈性限度，任何物體只要在彈性限度內(nèi)的形變，都能恢復原狀，是彈性形變，超過了彈性限度，就是塑性形變。第二要對形變進行更深入

5、思考。發(fā)生了彈性形變的物體，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)沒有變化，物體還是原來的物體。而發(fā)生了塑性形變的物體，形變超出了彈性限度，造成了內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，被“塑造”成了一個“新”的物體了；而這個新的物體又會有一個“新”的彈性限度。例如：剛出爐的很松軟的面包，內(nèi)部有很多的“小氣孔”。輕輕用手指按壓，不會破壞其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，形變可以恢復；但用力按壓就會破壞這些“小氣孔”，造成不可恢復的形變，形變后的面包已經(jīng)和之前的面包在結(jié)構(gòu)上不同了，可以認為是一個新的個體了，并且這個新的面包又會有一個彈性限度。第三要理解形變是一個連續(xù)的過程，不是“突變”。物體發(fā)生了彈性形變，對與它接觸的物體固然有彈力產(chǎn)生。但如果物體發(fā)生了塑性形變，

6、形變又是連續(xù)的，那么可以理解為整體的形變是由無數(shù)個微小形變所組成的，每個微小形變對應一個新的物體，并且處在新物體的彈性限度內(nèi)，這樣的話每一次微小形變都要恢復原狀，從而對外有彈力作用。現(xiàn)在我們再來深入分析前文中的兩個例子。例1中把鐵質(zhì)彈簧用力拉直，把拉直的過程分為兩個階段，第一階段彈簧的形變在彈性限度內(nèi)是為彈性形變。繼續(xù)拉，一直到拉直為止是第二階段，這一階段實際上可以認為彈簧的內(nèi)部結(jié)構(gòu)已經(jīng)發(fā)生改變，彈簧已經(jīng)恢復不了原狀了，成為一個新的“彈簧”。但這一階段的形變可以看做是很多的微小形變組成的，每發(fā)生一次微小形變這個“新彈簧”都想要恢復“原狀”，從而對與它接觸的物體有彈力作用。例2中第二次用力砸，石塊砸破了玻璃。在石塊接觸玻璃的一瞬間，玻璃就產(chǎn)生了微小的形變，對石塊有彈力作用。后來玻璃破碎了，破碎后當然對石塊沒有彈力作用了（石塊和玻璃已經(jīng)不接觸了），但是玻璃的破碎是因為很多次微小形變的累積造成的，而每次微小形變都應該有彈力作用的。綜上所述，我們可以對彈力這樣下定義：只要物體發(fā)生了形變，都想要恢復原狀，從而對與它接觸的