谁比谁的力气大
——物理教学案例

2016-04-08 21:49武雪梅
名师在线 2016年2期
关键词:弹簧秤反作用力示数

武雪梅

(太原二十七中,山西太原 030006)

一、生活中的物理小故事

一个周末,我在家备课,老公和儿子在另一个房间看电脑。不知过了多长时间,隐约听见爷俩好像在争吵什么。我急忙过去看。

儿子见我进来,赶紧拉着我说,“妈妈,我和爸爸正在看一个少数民族比赛的视频:两人比赛背向拔河。我俩打赌,爸爸说黄衣服的那个人力气大,我说还是黑衣人的力大。”看着他们爷俩认真的样子,我从心底里高兴,也凑趣跟爷俩一起看。

比赛刚开始,双方势均力敌,不相上下。僵持了一会,最终还是黄衣人胜了。

老公不无得意地说:“我猜的没错吧,还是黄衣人力气大吧,姜还是老的辣,不服不行。”看着老公得意的样子和孩子失望的神情,我想帮孩子一把,于是说:“你别得意,我是物理老师,我最有发言权,其实你们两个说的都不对。”

听到我这样说,爷俩都睁大眼睛惊讶地看着我,我赶紧解释道:“实际上两个人用力一样,一方拉过另一方,是技巧和其他问题。看来爸爸这么多年来已经把老师辛苦教的物理知识都还给老师了,不过也难怪,很多人都是像爸爸这样认为的,儿子没学过物理,更是这样想的。”借此机会,我正好给爷俩普及一下物理知识。

其实类似于这种问题在日常生活中很多,鸡蛋碰石头,鸡蛋破了,石头没事,人们认为是鸡蛋碰石头的力小于石头碰鸡蛋的力;人走路时人的鞋底对地面的摩擦力大于地面对鞋底的摩擦力。实际上这些都是错误的。

人们之所以有这样的错误认识,是来自于生活的经验。由于没有学过这方面的物理知识,或者以前的学习都是死记硬背,即使学过也不太清楚,所以过一段时间所学的物理知识就还给老师了。其实,这类问题涉及到一个物理上非常重要的定律,那就是牛顿第三定律。

牛顿第一定律和第二定律解决了单个物体的运动和力之间的关系。但自然界的物体是相互联系、相互影响、相互作用的,一个物体在受到其他物体作用的同时也会对其他物体有作用。牛顿第三定律就是研究物体之间的相互作用关系的。只有充分地研究物体间的相互作用,才能比较全面地认识物体的运动规律。牛顿的一、二、三定律相结合才能构成比较全面地反映机械运动规律的一套定律。

从教十几年,教过好多届学生高中物理,也经历过新课改的革命,想想以前的教学方法,难怪学生不是理解错误就是很快就忘记了。

二、新课改前的教学案例

师:从力的概念我们已经知道力的作用是相互的,有受力物体必有施力物体,那么两物体相互作用之间存在怎样的关系呢?

下面我讲物体间的相互作用:

【演示】先给玩具汽车的后轮(驱动轮)上紧发条,使它做逆时针转动,然后抓住汽车顶部,把它按在垫着试管的薄木板上。在起点处,转动的后轮给木板向右的作用力,于是木板向右运动。那么,这时木板对后轮有没有作用力呢?再把汽车拿起,使木板制动,然后使后轮再转动,把玩具汽车放在木板上,可以看到木板向右运动的同时,玩具汽车向左运动。这说明后轮对木板施加向右的作用力的同时,木板对后轮施加向左的反作用力。这两个力均为摩擦力,且同时产生,同时消失。

师:大家通过观察,能得出什么结论呢?

生:力是两个物体间的相互作用,我们把这一对相互作用的力称为作用力和反作用力,且作用力和反作用力的性质相同,同时存在,同时消失。

【演示】把两个相同的弹簧秤A和B连接在一起,用手拉弹簧秤A,可以看到两个弹簧秤的指针同时移动。弹簧秤B的示数指出弹簧秤A对它的拉力F的大小,而弹簧秤A的示数指出弹簧秤B对它的拉力F′的大小,可以看出两个弹簧秤的示数是相等的,改变手拉弹簧秤的力,弹簧秤的示数随着改变(同时增大,同时减小,同时为零),但两个弹簧秤的示数总相等,方向总相反。

师:作用力和反作用力大小关系如何?方向呢?作用点呢?

生:作用力和反作用力总是在同一条直线上,大小相等,方向相反,分别作用在两个相互作用的物体上。

这时,在老师的引导下,学生表面上知道了作用力和反作用力符合生活规律。课后老师布置了一些题,学生做得也不错。但有学生会问:为什么是这样?老师就会发现学生只是表面上承认,实际上并没有真正领会它的含义,甚至有人认为作用力在先,反作用力在后。

三、新课改后的教学案例

新课改给了我很大的启发,加强了课本知识的综合性、均衡性和与社会实际的联系,增强了学生的实践能力、学习的主动性。课改后我改变了教学方法,采取了学生按照学案以自学为主,教师引导为辅的教学方法。

首先我把学生进行了分组,给了每组学生一些实验仪器:弹簧秤、橡皮筋、鸡蛋、玩具手枪、弹弓,等等,以及不少视频素材,如果有哪组需要还可以上网查找相关知识。

学案如下:

一、作用力与反作用力

【问题情境】

1.用手拉弹簧。弹簧受到手的拉力,发生形变,手也因受到弹簧力的作用而发生改变。

2.平静的湖面上停着两只小船。一只船上的人用船桨用力去推另一只小船,结果两只小船同时从静止开始向相反的方向运动。(教师放短片)

3.让学生坐在椅子上,用力推桌子,让他们体会有何感觉。

分析以上物理情境,回答下面的问题:

(1)以上情况中,施力物体和受力物体各是什么?

(2)以上事例中,①各力的作用方向有何关系?

②作用点位置有何特点?

③各是什么性质的力?(强调从力的产生原因方面考虑)

(3)各事例中,力的先后顺序有何特点?

(4 )各事例中所涉及的两个力的作用效果能否抵消?

(5)请同学们根据所给的实验器材,或者身边的物品进一步理解以上几项,小组同学互相提问。

接着完成以下要点提炼:

1.力是物体对物体的作用。只要谈到力,就一定存在施力物体和受力物体。

2.两个物体之间的作用总是________的。一个物体对另一个物体施加了力,后一个物体一定同时对前一个物体也施加了力。物体间相互作用的这一对力,通常叫作作用力和反作用力。作用力和反作用力总是互相________、同时________、性质________。我们可以把其中任何一个力叫作作用力,另一个叫作反作用力,它们分别作用在两个________的物体上。

二、牛顿第三定律

1.表达式:F=-F′(负号表示方向相反)

2.对作用力和反作用力的理解(三个特征、四种性质)

三个特征:(1)等值,即________总是相等的。

(2)反向,即________总是相反的。

(3)共线,即二者总是在同一条直线上。

四种性质:(1)异体性,即作用力和反作用力是分别作用在_______的两个不同的物体上。

(2)同时性,即作用力和反作用力同时______,同时______,同时 ______ 。

(3)相互性,即作用力和反作用力总是的、成对出现的。

(4)同性性,即二者性质总是______ 的。

3.作用效果

作用力和反作用力分别作用在两个物体上,其作用效果分别体现在各自的受力物体上,所以作用力和反作用力产生的效果______ 。

课堂上学生以小组为单位,互相讨论彼此的问题,取长补短,将问题的答案完善起来,将各自的未知的问题集中起来,发挥了集体合作的作用,以达到生教生的目的。

接着是全班互问互答过程。这个过程充分发挥了学生的主观能动性,其学习积极性得到了极大的调动。教师在关键时刻加以点拨,可以说学生真正成了课堂的主体,教师也在多次强调研究方法和步骤时成为课堂的主导。

结 语

老公中学毕业好多年了,儿子没学过物理,他们有个共同的错误认识,就是认为拔河时,一方胜了另一方,是一方的力大于另一方的力。其实不然,老公虽然学过物理,但在旧的教学模式下,被动接受,理解得不到位,过一段时间就忘了;儿子没学过物理,凭经验判断,也是这么认为的。在新课改的模式下,学生接受知识的能力大大提高,对问题的理解更深入。相信多年后我的学生中不会犯我老公这样的错误。

从以上两个教学案例可以看到,在课改前的教学中,所有知识点教师都会讲到。教师教,学生被动接受,表面上效果不错,但实际上学生理解不到位,很快就会忘记。课改以后,在教师的主导下学生不仅达到了自主合作探究的目的,其学习的积极性也被极大地调动起来,而且课堂的效率也极大地提高了,对课本上的难点知识和重点知识的理解更到位。课改给了我们一个教学新思路,特别给我们普通中学的师生打开了一扇窗户,如果这样教学进行下去,学生理解问题的深度有了,记忆就会更深刻,多年后再提起,相信都会知道拔河比赛时双方用力是一样的,鸡蛋碰石头力和石头碰鸡蛋的力是相等的。教学注入了一股崭新的能量。

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