首页 -> 2007年第3期
关于斜面上物体重力的分解
作者：陈长茂 沈文澜
虽然，这一工具在物理工作者的努力下，已经在教学中发挥了很大很好的作用，而且无疑会继续发挥其作用。但是我们认为，还有待于进一步追求这一物理模型细节的准确和完善，以及运用技巧的丰富与完美。基于这一想法，我们对人民教育出版社发行的普通高中一年级物理教科书中的一个有关例题，提出我们的质疑和意见，或能解惑，或能达成新的共识，都是我们所乐于见到的。
该例题在现行高一物理课本第15面，并且多年来一直采用，题如：
[例2]把一个物体放在斜面上，物体受到竖直向下的重力，但它并不能竖直下落，而要沿着斜面下滑，同时使斜面受到压力。这时重力产生两个效果：使物体沿斜面下滑以及使物体紧压斜面。因此重力G可以分解为这样两个分力：平行于斜面使物体下滑的分力F1，垂直于斜面使物体紧压斜面的分力F2(图1－31)
这一段课文讲的是斜面上物体所受重力的分解，在按效果分解出的两个分力中，“平行于斜面使物体下滑的分力F1”是讲的很好的。但是对于另一个分力，请看有关课文“……同时使斜面受到压力……使物体紧压斜面……垂直于斜面使物体紧压斜面的分力F2”，这就很容易误导而理解为：F2是“压力”，是由“物体”施加的“斜面”受到的力。在教学实践中，要厘清这一误解通常需要花费不少工夫。
基于以下两点思考，我们认为应该对这段课文略做修改，方能更有利于教学实践。
1．对于表面相互接触且相互作用的两个刚体，一般约定俗成的认为，以重力方向为参照，偏上的物体受到对方偏上的支持力，偏下的物体受到对方偏下的压力。学生在学到这一部分的时候，往往已形成了这样的既定认识。斜面上的物体和斜面的相对位置关系，从它们相互接触的部分来看，显然物体是偏上的，斜面是偏下的。而从课文“使物体紧压斜面的分力”这样的文字表达来看，这难道不是说的一种“压”的作用效果吗。按照本章第一节关于力的分类方法，按照效果命名的话，这不就是“压力”吗?即或是在以后的知识迁移中，可以无论方向，把相互接触的物体由于相互“挤压”产生的力都说成是压力，然而这里面还有一个施力物体的问题，很显然这样的力的施力物体决不是地球。
2．对于物体实际受到的力按效果分解所得的分力，它的“受力”物体一定还是那个实际力的受力物体，而不能变成别的物体。而“紧压斜面的分力”的说法，容易使人认为这个分力的“受力”物体已不是斜面上的物体，而是被下压的斜面。再者，一个实际力的分力也不应改变它的力的性质。分力的“性质”应和它的实际力的性质相同。大家知道，通常习惯上按效果分类的“压力”，性质属于弹力，它是不可能从物体受到的重力分解出来的。
怎样对这段课文略加修改呢?我们提出以下的意见，这个例题可否表述为：
把一个物体放在斜面上，物体受到竖直向下的重力，但它并不能竖直下落，而要沿着斜面下滑，同时使物体不脱离斜面。这时重力产生两个效果：使物体沿斜面下滑以及使物体紧贴斜面。因此重力G可以分解为这样两个分力：平行于斜面使物体下滑的分力F1，垂直于斜面使物体紧贴斜面的分力F2。
我们知道，在斜面上物体、斜面、地球三者组成的系统中，斜面上物体除了实际上受到地球施加的重力外，还一定会受到斜面施加的支持力，而这个支持力的性质是弹力。但是为什么斜面上的物体没有被这个支持力“弹”出去，而是“不脱离”斜面呢?因为，重力除了有使物体沿斜面下滑的效果外，还有一种使自己“紧贴”斜面的效果。所以，按效果而言，这个F2应该说成是“垂直于斜面使物体紧贴斜面的分力”，简称“贴力”。
从斜面上物体的一般运动状况来看，无论物体是否下滑，它在沿斜面垂直方向上的状态总是平衡的。而正是“贴力”平衡了支持力要把物体“弹”出去的效果，“贴力”和支持力是物体在沿斜面垂直方向上的一对平衡力。同时这个“贴力”又有别于“粘力”，它和重力的另一个分力“下滑力”，一起使物体有可能紧贴斜面沿着斜面下滑，而不是使物体“粘”在斜面上，使物体完全不能下滑。
以上见解，请同仁赐教。
栏目编辑 汪天然
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