善取教学资源 巧设趣味物理

摘  要：充分利用生活、社会资源作为教学资源，丰富教学手段，是促进学生物理学科核心素养形成的重要教学过程。文章以高三教室一幅励志漫画为教学资源，巧设“小兔子能否成功拔出萝卜”这一问题，引导学生利用物理知识对该问题进行分析，师生在轻松、有趣的氛围中进行研习，取得了较好的效果。

关键词：教学资源;漫画;趣味物理;教学设计;核心素養

中图分类号：G633.7 文献标识码：A     文章编号：1003-6148（2019）12-0063-3

漫画有直观性和趣味性的特点，特别是张贴在教室内的励志漫画，对高三学生的备考及个人成长有极大的激励作用。物理教师若能利用贴在教室内的漫画作为教学资源，将其直观性及趣味性与学科知识有效结合，营造一种轻松愉快的氛围，将有利于学生更主动地学习，从而提高教学质量。

笔者在一次课间操上，将张帖在教室内的一幅漫画作为教学资源，与高三学生一起研习，取得了较好的效果，也适当缓解了高三学生紧张的备考情绪。

1    原图重现

如图1所示，额头直冒大汗的小白兔，咬紧牙根正用尽全力拔一个硕大的萝卜，旁边配有一段标语“很多事，你再努力一点点，惊喜就会出现”。这是一幅励志漫画，设计漫画的作者原意应该是：高三的同学只要再努力一点，坚持下去，就会收获丰硕的果实，如同小白兔般收获一个大萝卜。

教师提问：同学们觉得这只小兔子能将大萝卜拔出来吗？

同学甲回答：不能，萝卜太大、太重了，小兔子没那么大的力气。

同学乙回答：能，只要小兔子再努力一点点，惊喜就会出现。

同学甲是从萝卜重力太大了的角度去考虑的，觉得超过了兔子的施力极限，所以无法拔出萝卜;而同学乙是从精神及斗志层面去分析的，觉得小兔子只要再努力一点点，就能拔出萝卜。

实际上，从物理学角度来分析，此图有违科学性，小白兔根本拔不出萝卜。

2    教师引导学生进行受力分析——进行“现状调查”

2.1    对小兔子分析（隔离法）

设小兔子向上施加的拉力为F■，实际上这是通过小兔子与萝卜叶子之间的静摩擦力f来实现的，即F■=f。现对小兔子施加拉力前后两个状态进行受力分析，如图2、图3所示。其中，mg为小兔子的重力，FN1、FN2为其前后所受的支持力，f1为萝卜叶子对其的摩擦力，且f1=f，方向相反。则有FN1=mg，FN2=mg+f1，前后对比，对于小兔子来说，所受的支持力变大了，但实际上它仍然处于静止状态。

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图2   小兔子拔萝卜前的受力情况    图3  小兔子正在拔萝卜时的受力情况

2.2    对萝卜分析（隔离法）

现对小兔子施加拉力前后，萝卜的两个状态进行受力分析，如图4、图5所示。其中，Mg为萝卜的重力，F'N1、F'N2为前后小兔子对萝卜的压力，f为小兔子对萝卜叶子的摩擦力，且f=f1，方向相反，

F■、F■为土壤对萝卜前后的作用力。则有F■=Mg+F'N1，F■+f=F'N2+Mg，通过计算，可得到Mg+F'N1-f=F■=F■。前后对比，对于萝卜来说，所受的合外力依然为零，它仍然处于静止状态，所以萝卜未被拔起。

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图4 萝卜的受力情况（拔前）   图5 萝卜的受力情况（拔时）

2.3    对小兔子与萝卜组成的系统分析（整体法）

整体的受力如图6，F■=Mg+mg，拔萝卜前后所受合力不变。因此，当萝卜的叶子与果肉是整体时，萝卜的状态未改变，即萝卜不能被拔起来。

2.4    真实的作用效果

如果小兔子用力过大，最终会将叶子扯断，即让萝卜的叶子与果肉分离，如图7。这样就会使拔萝卜失去一个有利的着力点，之后就更难拔起萝卜了。

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图7  叶子被扯断前后

3    引导学生为小兔子支招——思考“改进的措施”

3.1    小兔子改变站立位置

小兔子不能踩在萝卜上。先将萝卜果肉以上的泥土扒除，在减小压力的同时也了解到萝卜的宽度，因此小兔子应站在萝卜果肉以外，如图8。

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图8  将泥土扒除后小兔子的合理站位

3.2    施力方式的研究

（1）直接拔萝卜。兔子尝试在图8的位置，选择直接用力拔萝卜。若力气够大，则能成功拔出。

（2）利用杠杆撬萝卜。兔子站位后移，如图9。用一杠杆插入萝卜边缘的泥土中，根据杠杆原理，F1L1=F2L2，当动力臂L1是阻力臂L2的N倍时，撬动萝卜的力F2就是兔子施加的力F1的N倍，这样一来，将大大提高拔萝卜的成功率。

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图9   利用杠杆撬萝卜

（3）利用滑轮组吊萝卜。在萝卜上方架起一个滑轮组，如图10，根据滑轮组的特点，F=■Mg，当然此时是忽略了滑轮组的重力。此法相当于将拉力增大到4倍，将大大提高小兔子拔萝卜的成功率。

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图10  利用滑轮组吊萝卜

4    高三复习备考启示

在漫画中，小兔子拔大萝卜，如果蛮干，将面临叶子被扯断而无法拔出萝卜的窘境。这如同同学们如果努力的方向错了，结果可能也是徒劳无功。所以，同学们要根据知识的特点，寻找符合自身情况且科学、合理的学习方法，提高学习效率，最终将会取得高考的胜利。

5    活动体会

本次趣味物理教学的尝试，实际上是在非正式课堂授课的情况下进行的，但却取得了较好的教学效果。引导学生关注物理的趣味性，从而增强学生学习物理的主动性;以漫画人物为研究对象，印象较为深刻;在轻松愉快的学习氛围中，培养了融洽的师生关系。所以，如果教师能把生活、社会中的各种资源作为教学资源，哪怕是教室里的一幅漫画，借此创造意境，拓展教学思路，并对学生进行合理引导，那必将有效地提高教学质量，同时也将有利于学生物理学科核心素养的形成[1]。

参考文献：

[1]方武增.重新审视法拉第圆盘发电机再探感应电流产生的条件[J].物理教学，2018，40（1）：14-15，13.

（栏目编辑    张正严）