“力”的符号

赵小兵

1.问题提出

教材第54页，胡克定律表达式：“F=kx”;第58页，“静摩擦力F在0与最大静摩擦力Fmax之间，即0

教材第59页例题：在我国东北寒冷的冬季，雪橇是常见的运输工具.有一个钢制滑板的雪橇，连同车上木料的总重量为4.9×104N.在水平的冰道上，马要在水平方向用多大的力，才能够拉着雪橇匀速前进？

该题受力分析图如图1：只看其受力分析图有这样的疑问.何为拉力？何为滑动摩擦力？FN是雪橇受到的力吗？

教材第65页：斜面上的物体所受重力的分解示意图，如图2.看此图易认为F1、F2和G都是斜面上的物体所受到的力.

为何会出现上述问题，究其原因是关于表示各种“力”的符号的使用不够规范、不成系统所致.

2.人教版必修1中常见力的符号

对教材及相关文献中关于力的符号的表示方法的研究基础上，结合个人教学实践经验总结归纳了人教版必修1中几种常见性质力和效果力的符号.如表1.

由表1，教材54页胡克定律表达式可改写：Fk=kx;58页关于静摩擦力的大小可改写：静摩擦力f在0与最大静摩擦力fmax之间，即0

教材第59页对雪橇的受力分析图改为图3，一看图3就知道F、G、FN和Fμ分别是雪橇受到的拉力、重力、支持力和滑动摩擦力.

教材第65页：斜面上的物体所受重力的分解图改为图4，一看图4就知道Gx、Gy是物体所受重力 的两个等效分力，物体并非受此二力作用.

3.教材中需做改进的受力示意图

教材第55页：桌面对书的支持力与书对桌面的压力的示意图如图5改为图6，看图6便知FN、FN′分别为桌面对书的支持力与书对桌面的压力且这是一对相互作用力.

教材第85页：物体受力示意图如图7改为图8，看图8，物体受那几种力的作用就一目了然了.

教材第88页：对硬杆上的 点的受力分析图如图9改为图10，看图10便知FG、FT、FN分别为重物对O点的拉力、绳对O点的拉力、硬杆对O点的支持力.

4.小结

负载和传递着信息的物理学符号为分析解决实际问题提供了一种简明的手段，为利用数学方法解决物理问题做好准备.一套规范的、系统的物理学符号有利于学者的学习、有利于学术的交流.本文仅对人教版必修1中几种常见力的符号进行了研究，教材中还存在一些关于物理量的符号使用不够系统、完善之处.如关于位移、速度的符号.在教材第一章“运动的描述”中明确指出用“x”表示物体的位置，用“Δx”表示物体发生的位移.到了第二章“匀变速直线运动的研究”中又用“x”来表示物体发生的位移.到了第七章关于“功”的讨论中却用“l”来表示位移.关于速度的符号在第二章中指出运动物体的“初态速度和末态速度”分别用符号“v0和v”表示.但到了学习动能定理、机械能守恒定律的时候，运动物体的“初态速度和末态速度”却分别用符号“v1和v2”表示.

教材应当为人们正确、规范地使用物理量符号起到模范性的作用，用前后不一、混乱的的符号来表示相同的物理量，势必会增大学习者学习的困难同时也不便于学术的沟通.