巧用“平衡力”解決力學(xué)計算題

摘 要：注重平衡力概念和條件的學(xué)習(xí)和掌握，教會學(xué)生把理論知識上升為經(jīng)驗并運用于實踐，在具體解決力學(xué)計算問題時，教會學(xué)生對物體受力情況做出準(zhǔn)確的分析和判斷，根據(jù)平衡力的條件結(jié)合物體所處的狀態(tài)，巧用“平衡力”解決力學(xué)計算題。從而降低學(xué)習(xí)的難度，化繁為簡，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使教學(xué)達到預(yù)期的效果。

關(guān)鍵詞：平衡力；平衡狀態(tài)；應(yīng)用

力學(xué)知識，是初中物理學(xué)的重要組成部分。力學(xué)部分的知識，學(xué)習(xí)起來，難度相對要大一些，通過多年的教學(xué)發(fā)現(xiàn)，大部分學(xué)生在理解和應(yīng)用力學(xué)知識上都存在不同程度的困難，特別是多數(shù)女學(xué)生，在考試過程中，力學(xué)部分的計算題多數(shù)是空白，已經(jīng)達到了望而生畏，甘愿放棄的境地。今天，我要談的話題是巧用“平衡力”解決初中物理力學(xué)計算題，也就是要求學(xué)生在熟練掌握“平衡力”的概念和條件的基礎(chǔ)上，能運用“平衡力”解決力學(xué)部分的計算題，達到學(xué)以致用的目的。

首先，要注重理論知識的學(xué)習(xí)和梳理，并教會學(xué)生把理論知識上升為經(jīng)驗并用于實踐。由牛頓第一運動定律我們知道，一切物體在沒有受到力作用時，總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運動狀態(tài)。學(xué)生通過進一步學(xué)習(xí)才知道，牛頓第一定律是不能通過實踐來檢驗的，因為生活中不受力的物體幾乎找不到。在教師的講解和啟發(fā)下，學(xué)生知道，牛頓第一定律是在一定實驗的基礎(chǔ)上進行科學(xué)推理而建立的一條科學(xué)理論，是全世界公認(rèn)的真理。在現(xiàn)實生活中，學(xué)生們都知道，有的物體雖然受到了力的作用，也能保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運動狀態(tài)，但是，物體所受的力必須是“平衡力”，是有條件的力。什么是“平衡力”呢？一個物體受到幾個力作用時，也能保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運動狀態(tài)。我們就說這幾個力平衡，此時物體處于平衡狀態(tài)。同時使學(xué)生明白，初中階段，所指的平衡狀態(tài)是指物體處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運動狀態(tài)，在平衡狀態(tài)下，物體雖然受到了力的作用，但是這幾個力的作用效果相互抵消，相當(dāng)于不受力，相當(dāng)于這幾個力的合力為零即F合=0，當(dāng)然，在初中階段，不要求學(xué)生對合力的概念進行掌握，了解即可，重點是對二力平衡的知識進行學(xué)習(xí)和運用。教學(xué)中，教師要抓住二力平衡的本質(zhì)。讓學(xué)生明白，如果作用在物體上只有兩個力，且物體處于平衡狀態(tài)，這兩個力應(yīng)該滿足什么樣的條件呢？通過教師的演示實驗，學(xué)生注意觀察，總結(jié)出以下條件：①作用在同一物體上；②大小相等；③方向相反；④作用在同一直線上。同時滿足以上4個條件的兩個力，叫做二力平衡。但在具體的運用中，多數(shù)學(xué)生很容易忽視第一個條件，即這兩個力必須作用在同一物體上，受力物體是同一個物體。舉例說明，一個物體放在水平桌面，物體所受到的重力G與桌面對物體的支持力F支這兩個力彼此平衡。但桌面對物體的支持力F支與物體對桌面的壓力F壓這兩個力就不是二力平衡，雖然這兩個力滿足了大小相等，方向相反，作用在同一直線上這三個條件，但沒有滿足作用在同一物體上這個條件，即受力物體不是同一物體，這兩個力應(yīng)該是作用力與反作用力的關(guān)系。但事實上，很多同學(xué)都容易出現(xiàn)誤判。因此，在具體的教學(xué)中，教師要教會學(xué)生善于抓住問題的關(guān)鍵和本質(zhì)，并把理論知識上升為經(jīng)驗。就我個人的教學(xué)而言，在教授二力平衡時，首先看這兩個力的受力物體是不是同一物體，如果是，才繼續(xù)討論其他三個條件，如果不是，就沒有必要再繼續(xù)討論這兩個力是不是二力平衡，即使?jié)M足了其他三個條件，也不是二力平衡。

其次，教師要善于教會學(xué)生把所學(xué)的理論知識應(yīng)用于實踐，提高學(xué)生的綜合思維能力和運用能力。舉例說明：在九年級浮力的講授和學(xué)習(xí)時，在講授物體的沉浮條件時，物體漂浮和懸浮在液體中時，物體受到的浮力與物體受到的重力相等，F(xiàn)浮=G。多數(shù)學(xué)生對漂浮、懸浮含混不清，而教師往往給學(xué)生的區(qū)分方法是：物體部分露出部分浸入時是漂浮，而物體全部浸入時是懸浮，當(dāng)我們熟練掌握二力平衡的條件后，無論物體是漂浮還是懸浮，沒有必要要求學(xué)生去死記硬背了，只需要教會學(xué)生，物體不管在液面或液體中的某點處于平衡狀態(tài)，物體如果只受到兩個力的作用，這兩個力就是二力平衡，如果物體受多個力的作用，這些力的方向在豎直方向上，則這幾個力彼此平衡，即所有朝上的力之和等于所有朝下的力之和，在具體解決此類問題時，教師還要教會學(xué)生，關(guān)鍵是抓準(zhǔn)物體的受力情況，如果對物體受力情況都沒有分析準(zhǔn)確，就像醫(yī)生給病人把病情診斷錯誤產(chǎn)生的后果一樣嚴(yán)重。下面，我們用一個具體的計算題來看如何巧用“平衡力”來解決它。

在具體的學(xué)習(xí)生活中，還可以巧用“平衡力”解決其他相關(guān)的力學(xué)計算題，以上事實證明，只要善于抓住問題的關(guān)鍵和本質(zhì)，就會大大降低學(xué)習(xí)的難度，把困難的復(fù)雜的問題簡單化，使多數(shù)學(xué)生都容易接受并用于實踐，從而從根本上清除學(xué)生的恐懼心理，使教師的教學(xué)達到預(yù)期的目的和效果。

總之，社會在不斷發(fā)展，教育理念在不斷更新，今天的人民教師，將會面臨更大的機會與挑戰(zhàn)，我將自覺努力學(xué)習(xí)，提高自己的專業(yè)理論水平，適應(yīng)現(xiàn)代教育改革和發(fā)展的需要。

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[2]譚濤.數(shù)理天地[D].初中版2017年第6期（總第22）期.

作者簡介：

李德強，物理一級教師，貴州省黔南布依族苗族自治州，貴州省甕安第五中學(xué)。