固定桿中的彈力分析教學案例

涂志海

摘 要：高中物理老師應該都清楚，動力學是高考的重點。但是當高三學生第一輪復習進入第二模塊——相互作用的開頭部分，就會有很多學生覺得很難，這會讓學生覺得動力學太難學習，從而降低對物理的學習興趣。怎樣才能讓學生順利突破這個壁壘，從而讓學生重拾對物理的學習興趣呢，這是進入高三的物理老師需要思考的地方，下面就如何突破這一壁壘所做的小嘗試，與大家分享，希望能對各位同仁有點借鑒作用。

關鍵詞：固定桿；分析教學；高中物理

據我分析，學生剛進入相互作用這一模塊時，首先出問題的是在固定桿的彈力這一部分，主要是關于固定桿彈力例題經常涉及動力關系，學生分析這類例題時根本不知道應該向哪里畫力的方向。可能部分老師的方法是，先放一放，等復習到牛頓運動定律時再做分析，這也是個方法，但個人認為問題不能積累，不然有些愛鉆牛角尖的學生會卡在這里出不來，從而影響后面學習的進度。所以我認為一定要突破這一難點，要讓學生真正弄懂，這樣才能為學生以后的學習打下好的基礎，從而加強學生的學習興趣。因為固定桿彈力會涉及動力學關系，所以我認為給學生講關于桿上彈力時，應先提前補充三個知識點。

1.補充受力分析的順序，讓學生明確受力分析時應該按重力、彈力、摩擦力、其他力的順序分析，并且簡單講解各種力的分析原則。

2.補充正交分解法的步驟。

（1）建立直角坐標軸。

（2）分解不在坐標軸上的力。

（3）列力學關系式。

3.補充兩種直線運動在用正交分解法時的力學關系式。

（1）平衡時的正交分解，x軸列式：正向力-反向力=0，y軸列式：正向力-反向力=0。

（2）勻變速直線運動正交分解法，x軸列式：正向力-反向力=ma，y軸列式：正向力-反向力=0。

當我們給學生補充好這些知識點后，可以試著通過各種運動來分析固定桿中的彈力問題，分析前首先應使學生明白，固定桿中彈力方向及大小是由其他力以及運動狀態決定，不一定沿著桿。

4.對如下所示圖1中的m，分析各類運動的情況下，所受彈力的方向。

（1）靜止。

（2）向右以速度v勻速直線運動。

（3）向右以加速度a做加速運動。

（4）向右以加速度a做減速運動。

（5）向左以速度v勻速直線運動。

（6）向左以加速度a做加速運動。

（7）向左以加速度a做減速運動。

分析：情況（1），首先讓學生分析m受到除彈力以外，還受什么力？

學生會說僅受重力。

提示學生從動力關系思考，那么彈力應該向哪個方向呢？

如果學生理解平衡時合力為零，一定會回答，彈力方向豎直向上，大小等于mg，其受力情況如圖2所示。

再次讓學生思考，上述7種情況中還有這種彈力嗎？

學生思考：應該可以回答還有（2）（5）兩種情況也為圖2受力情況。

分析：情況（3），也是先讓學生思考m受到除彈力以外還受什么力？

學生會說僅受重力。

提示學生從動力關系思考，那么彈力應該向哪個方向呢？

可以讓學生討論，學生可以通過勻變速直線運動的受力特點分析得知，其受力情況應該如圖3所示。

讓學生分析彈力大小及與豎直夾角如何求解？

學生通過正交分解法可知

x軸列式：Fsinα=ma

y軸列式：Fcosα=mg

由上述兩式可得F=m，α=arctg

再次讓學生思考，上述7種情況中還有這種彈力情況嗎？

學生思考，應該可以回答還有（7）情況也為圖3受力情況。

同理分析：情況（4）（6）應該如圖4所示情況。

我們通過上述7種情況分析后，學生應該基本了解固定桿中彈力方向以及大小應該由受力情況以及運動狀態共同決定，然后再讓學生做一兩道分析桿中彈力的例題，學生也就將桿中彈力這一難點突破了。這樣學生在復習相互作用這一章節時也就不會有太大的問題，從而增強學生對于物理復習的信心，也為我們今后的物理復習做了一個好的鋪墊。

教無定法，貴在得法，在高考一輪復習中，我相信不同的老師都有自己獨特的教學方法，我這里主要采用的是，在處理問題時，如果涉及后面要學習的部分，可以先提前讓學生接觸一些相關知識點，這樣學生在突破綜合性問題時，不會存在太大的困難，也可以讓學生有個系統綜合的知識網絡，從而在學生二輪復習時，可以事半功倍。

編輯 魯翠紅