让学生体验力——《相互作用》探究式教学探讨，本文主要内容关键词为：相互作用论文,式教学论文,学生论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
许多高一新生感到高中物理很难学，特别是学习第三章物体间相互作用时，更感到抽象，不知道如何对物体进行受力分析。根据平时教学尝试和体会，笔者觉得本章如果采用探究式教学，效果会更好。下面与大家一起探讨受力分析中几个值得注意的问题。
一、受力分析的步骤：先重力，再弹力，最后摩擦力
教师在指导学生进行受力分析时，要让学生明白受力分析的顺序是有因果关系的。因为地球附近的任何物体都受重力；在重力作用下，一个物体对周围与它接触的物体就会有挤压作用，会使它们发生形变，由于发生形变的物体要恢复原状，从而对这个物体产生弹力；重力、弹力的图示画好后，再分析物体是否受摩擦力。然而很多同学往往不按顺序、不按一定思维方法进行受力分析，而是凭印象直接画出几个力，这是死记硬背的表现，没有形成受力分析的技能，一旦遇到复杂的受力情况就无从下手了。
二、分析物体是否受到弹力及判断弹力的方向是个难点
首先要透彻理解弹力产生的条件：物体间不仅要接触，还要有挤压才能产生弹力。为了透彻地理解这个条件，可以让学生做如下体验：水平光滑的木板上，放着光滑的球，手掌挡在球右侧，如图1，虽然手与球相接触，但感觉不到挤压，手也没有发生形变，所以手对球也没有弹力；若将木板一端抬起，如图2，这时球向下滑，对手有挤压，手发生微小形变，凹进去了，手要恢复原状，于是对球产生弹力。
练习：下列各图中，各挡板是否发生了微小形变？如何判断各挡板是否发生了形变？哪些挡板对球有弹力？
讨论总结：撤销法——撤去挡板，看重球是否向挡板方向运动，若重球不动说明重球对挡板无挤压。若重球向挡板方向运动，说明挡板已受到挤压而发生形变，形变的挡板对重球产生弹力。
图1
图2
图3
图4
图5
练习1：下列各图中，重球对挡板是否有挤压作用？你是怎样判断的？哪些挡板对吊起的重球有弹力？
图6 图7 图8
练习2：下列各图中，吊起的重球对各细绳是否有拉伸作用？如何判断？哪些细绳对吊起的重球有拉力作用？说明判断方法。
图9 图10 图11
三、分析物体是否受静摩擦力及判断静摩擦力的方向是难中之难
首先要理解掌握静摩擦力产生的四个条件：物体相互接触、相互挤压、接触面粗糙和物体间有相对滑动的趋势。
其中摩擦力只能产生在两个有挤压的物体间，学生对这一点一般不太明确。我们可以让学生尝试沿竖直的墙和倾斜的坡向上爬，沿竖直墙为什么爬不上去？因为人和竖直墙之间没有挤压，也就没有摩擦力。那么，怎样才能爬上去呢？给人施加一个水平力，增加人与墙之间的挤压力，有了挤压，人与墙之间才可以产生摩擦力，人受竖直向上的摩擦力才能向上爬。
再者，对于如何判断物体之间是否有滑动趋势、如何判断滑动趋势方向以及如何判断物体间是否有静摩擦力、如何判断静摩擦力的方向，学生感到比较困难。针对这一点，可以让学生自己去体验、去探究：手捧课本，手掌由水平逐渐倾斜，再由倾斜变回水平，让学生体会什么时候课本相对手掌有滑动趋势，什么时候没有滑动趋势？什么时候课本受摩擦力？方向向哪？什么时候不受摩擦力？为什么？
练习：下列各图中，物体A是否有滑动趋势？若有滑动趋势，方向向哪？你是怎样判断的？物体A是否受摩擦力？摩擦力方向向哪？
图12
图13
图14
讨论总结：假设法——假设接触面光滑，物体只受重力和弹力时，判断物体沿着接触面相对于另一个物体是否滑动，若不滑动则无滑动趋势，物体不受静摩擦力；若滑动，滑动方向就是相对滑动趋势的方向，物体受到的静摩擦力与相对滑动趋势的方向相反。
练习1：当汽车加速运动时、匀速运动时、减速运动时，车厢底板上的木箱相对于汽车底板是否有滑动趋势？若有滑动趋势，方向向哪？木箱是否受摩擦力？摩擦力的方向向哪？
用模仿体验的方法作如下探究：手捧课本分别做水平方向的加速、匀速、减速运动，模仿汽车三种运动状态，体验手与课本之间的相对运动趋势方向，判断课本与手受到的摩擦力的方向。
图15
练习2：如图15，主动轮
通过皮带带动从动轮
顺时针转动，分别判断两轮外表面及皮带内表面受到的摩擦力的方向。
为了弄清楚主动轮与皮带、从动轮与皮带之间的相对滑动趋势方向，可以让学生用模仿体验法来探究。
图16
图17
如图16，左手伸展代表皮带，右手握拳代表主动轮，左手掌不动，右拳顺时针用力有转动的趋势时，学生就能体验到左手掌的内表面和右拳的外表面所受的摩擦力的方向，它们分别表示皮带内表面和主动轮外表面所受到的摩擦力方向。同理如图17所示，左手握拳静止不动代表从动轮，右手伸展为掌紧握左拳顺时针转动代表皮带，我们可以体验到从动轮外表面与皮带内表面之间的摩擦力。
四、要解决一些难以理解的力学问题应注重亲身体验
如图18，支架ABC的C点挂一重物，重物对C点的拉力可以分解为哪两个分力？两个分力对AC杆、BC杆分别起到什么作用？拉伸还是挤压？学生往往主观认为两杆都受拉力作用。
图18
要纠正这种定势思维，可以让学生作如下模仿体验探究：曲臂后手置于腰间固定不动，另一个同学在他的肘部施加一个向下的力，这时很容易体验到：前臂、后臂分别受到挤压和拉伸作用。这样，学生对力的效果会理解得更加深刻，更能准确地分解力。
力是比较抽象的，在教学中若能联系实际，从具体到抽象，从感性到理性，学生就能够对抽象的概念透彻地理解、牢固地掌握。探究活动有利于物理概念、物理模型的建立。理论只有来源于实践，才能更好地被应用于实践，学生才能真正获得解决实际问题的能力。同时，探究活动让学生深切地感受到科学的真实性，感受到科学和日常生活的联系。丰富多彩的探究体验活动，能激发学生学习物理的强烈兴趣，诱发学生学习物理的强大动机，可以使课堂教学过程生动有趣，学生注意力集中，对物理现象获得深刻的印象。脱离生产、生活实际的空洞理论，是枯燥乏味的，也是晦涩难懂的。更重要的是，探究活动对发挥学生的主体作用，培养学生的探究能力、创新能力具有极其重要的作用。在加强素质教育的今天，探究式教学显得更加突出，尤为重要。在物理教学中，教师应结合实际，多开展探究式教学的实践与研究，全面提高教学质量。
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