如何提高高中物理共点力平衡的有效教学

韦永欢

摘要：高中物理是高中教学的重要组成部分，肩负着提升中学生科学素养的重任。高中物理要求保护探索兴趣；强调知识的构建过程，注重培养物理实验、科学探究能力。而共点力平衡问题是高中物理的重要内容之一，是高考的热点，也是生活中常见的现象。提高高中物理共点力平衡教学的效率是物理教学中迫在眉睫的问题。因此，全体物理教师要透彻了解共点力平衡内容，不断更新教学方法，从多方面进行教学，让学生拥有探索共点力平衡的热情，学会学习共点力平衡的方法。

关键词：高中物理；共点力平衡；实验教学；方法

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1992-7711（2017）10-0113

目前的共点力平衡教学中，相当部分学生误认为物体处于平衡状态时速度为零，速度为零的物体就处于平衡状态。那么，如何纠正学生的观点，提高共点力平衡教学效率，提高学生应对高考的能力呢？下面，本文将结合笔者多年教学实践进行探讨，提出几点有效措施。

一、注重实验教学，加强探究性实验

物理教学是一门以实验为基础的学科，要掌握共点力平衡相关内容，教师必须要注重实验教学，并且加强探究性实验。探究性实验教学是探究教学的一种重要表现方式，即：让学生通过发现问题、提出猜测和假设、制定计划并设计出实验方案、进行实验并通过观察和测量收集实验数据、对收集到的实验数据进行分析论证并得出结论、和其他同学或者教师进行交流讨论合作等一系列探索过程引入到学生的学习中，从而使学生通过科学探究实验来获得知识、培养科学探究能力、创新能力和创造能力。因此，在涉及到力的概念、受力分析、力的合成与分解、列方程运算等多方面的物理知识和能力的综合性极强的共点力平衡教学中，教师要适量地改进实验课的教学形式，多让学生做一些开放性的探究式实验，让学生真正进入科学探究学习的状态和角色。通过探究式实验，学生不仅能对实验仪器的使用方法和实验的设计原理和思路及其设计实验数据的处理方法有一定的理解，从而培养学生实事求是的科学态度，探索创新的意识，还能使学生学会变换角度认识同一个事物。

二、组织合作学习小组，提高学生学习效率

在共点力平衡教学中，小组合作实验学习的教学模式可以进一步激发学生探究兴趣，有效地提高了学生的能动性，增强了学生自主学习的能力。并且小组合作学习能够使学生集思广益，提高学生自身的学习效率和整体素质，促进学生良好品质的形成，并培养了学生的合作能力和创新思维。教师应当根据学生认知能力差异进行合理的分组，做到组内异质、组间同质，小组分工合作，控制学生实验水平整体差异，从而保障实验教学的高效推进。例如教师可以设置问题：一根细绳上吊着A、B两个小球，当两个大小相等、方向相反的水平力分别作用在两个小球上时，可能形成哪种情况？（教师可以给出几种情况，让小组派代表进行回答，让学生表达自己的想法，营造自由、民主交流氛围）。学生会进行积极讨论，最终小组统一一个答案。然后通过实验验证告诉学生的答案，学生会觉得很惊奇，会刺激学生产生激烈的讨论，由此引出受力分析、力的合成与分解、连接体、整体和隔离方法应用，特别有的学生会引入整体方法很快解决问题。实现一题多解培养学生思维的广度，解决平衡问题知识很自然的和盘托出，而探索脚步永远没有停下来。接着可以让学生以小组为单位进行实验，学生会发现只要弹簧测力计大小相等方向相反且无论沿任意方向，轻绳仍然处于竖直状态。这时教师可以让学生接着思考轻绳所受的弹力是否一样。学习小组成员各有所长，各抒己见，交流讨论、做实验进行验证，掌握共点力平衡相关知识。

三、让学生掌握解决共点力平衡的常用方法

“授人以魚不如授人以渔”，教师在共点力平衡教学中，除了传授相关知识外，更重要的是教会学生解决共点力平衡的常用方法，让学生能够举一反三，选择最适合的方法进行解答。首先，学生要掌握共点力平衡的平衡状态是物体处于静止或匀速直线运动的状态以及共点力平衡的几条重要推论：如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态，这两个力必定大小相等，方向相反；如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态，其中任意两个力的合力一定与第三个力大小相等，方向相反；如果物体受多个力作用处于平衡状态，其中任何一个力与其余力的合力大小相等，方向相反。解决共点力平衡的常规方法有：合成法，正交分解法，三角形法则，相似三角法。遇到共点力问题时，需要如何选择方法呢？通常，三个力的共点力平衡用合成法更为简便，合成法在解决三力平衡上也比较有优势，只要利用一些三角函数关系就可以快速解决，如果不能合成特殊的平行四边形可以考虑用相似三角法；而三个力以上的共点力平衡用正交分解法更为简单。总体而言共点力物体的平衡，学生要学会依据物理情境，灵活地运用相关方法求解，能提高解题的速度和准确度。让学生掌握了解答共点力平衡的常规方法后，要通过复习，让学生了解更多解题的方法与技巧。

例如题目：2017年10月11日19时43分，钦州市钦南区某大楼工地发生火灾，火势迅速蔓延，一参加救火的消防车梯子的下端用光滑铰链固定在车上，上端搁在光滑的墙壁上如图1所示，当消防队员沿梯子匀速向上爬时，下列说法正确的是，A. 人对梯的作用力不变；B. 人对梯的作用力增大；C. 地面对车的弹力不变；D. 以上说法都错。

遇到此种受力对象多的类型，学生首先要抓住受力最简单的平衡物体，例如此题要分析人对梯子的作用力，可以避开梯子采用转换对象的方法，以人为研究对象，人匀速运动，则梯子对人的作用力与人的重力是一对平衡力，由力作用的相互性知人对梯的作用力不变；地面对车的弹力不变。

综上所述，提高高中物理共点力平衡教学的有效性需要全体教师从不断更新教学理念，不断改善教学方法，注重实验教学，提高学生的探究能力，从多种途径让学生掌握解题的方法等。

（作者单位：广西南宁市横县中学 530300）endprint