動(dòng)態(tài)平衡問題的進(jìn)階學(xué)習(xí)

(安徽省滁州中學(xué)，安徽 滁州 239000)

動(dòng)態(tài)平衡問題根據(jù)變化量的多少，由易到難，分為三個(gè)進(jìn)階層次，前一層次為后一層次學(xué)習(xí)做好充分的知識(shí)、思維、方法、能力的鋪墊。層次的劃分減小了思維的跨度，形成了合理的能力臺(tái)階和平臺(tái)，力求符合中學(xué)生的思維習(xí)慣。通過進(jìn)階分層設(shè)計(jì)習(xí)題的難度和靈活度，以提升學(xué)生科學(xué)思維能力，培養(yǎng)理論探究和邏輯推理能力，最終達(dá)到提升核心素養(yǎng)的目的。

1 進(jìn)階一

三個(gè)力中一個(gè)力大小、方向確定；第二個(gè)力方向確定，大小不定；第三個(gè)力大小、方向均不確定。

圖1

例題1:質(zhì)量為m的物體用輕繩AB懸掛于天花板上。用水平向左的力F緩慢拉動(dòng)繩的中點(diǎn)O，如圖1所示。用T表示繩OA段拉力的大小，在O點(diǎn)向左移動(dòng)的過程中( )。

A.F逐漸變大，T逐漸變大

B.F逐漸變大，T逐漸變小

C.F逐漸變小，T逐漸變大

D.F逐漸變小，T逐漸變小

解析:選擇O點(diǎn)為研究對(duì)象，在OB繩的拉力(大小為物體重力G)、OA繩的拉力T、外力F作用下處于動(dòng)態(tài)平衡，受力如圖2所示。構(gòu)建動(dòng)態(tài)矢量三角形(如圖3)，每條邊的長度和箭頭代表力的大小和方向，OB繩的拉力的大小和方向保持不變，動(dòng)態(tài)源θ角逐漸增大，可見外力F和OA段拉力T逐漸增大。通過計(jì)算可得F=Gtanθ，T=G/cosθ。A選項(xiàng)正確。

圖2

圖3

評(píng)析:構(gòu)建動(dòng)態(tài)三角形，化靜態(tài)思維為動(dòng)態(tài)思維，將定性分析和定量分析相結(jié)合。凸顯以不變應(yīng)萬變的思維方法，分析哪些物理量不變，哪些物理量改變，明確動(dòng)態(tài)源，構(gòu)建變量之間的因果關(guān)系和邏輯線索，以不變的物理量作為切入點(diǎn)，構(gòu)建動(dòng)態(tài)矢量三角形。……