巧用“平衡力”解決力學計算題

摘 要：注重平衡力概念和條件的學習和掌握，教會學生把理論知識上升為經驗并運用于實踐，在具體解決力學計算問題時，教會學生對物體受力情況做出準確的分析和判斷，根據平衡力的條件結合物體所處的狀態，巧用“平衡力”解決力學計算題。從而降低學習的難度，化繁為簡，激發學生的學習興趣，使教學達到預期的效果。

關鍵詞：平衡力；平衡狀態；應用

力學知識，是初中物理學的重要組成部分。力學部分的知識，學習起來，難度相對要大一些，通過多年的教學發現，大部分學生在理解和應用力學知識上都存在不同程度的困難，特別是多數女學生，在考試過程中，力學部分的計算題多數是空白，已經達到了望而生畏，甘愿放棄的境地。今天，我要談的話題是巧用“平衡力”解決初中物理力學計算題，也就是要求學生在熟練掌握“平衡力”的概念和條件的基礎上，能運用“平衡力”解決力學部分的計算題，達到學以致用的目的。

首先，要注重理論知識的學習和梳理，并教會學生把理論知識上升為經驗并用于實踐。由牛頓第一運動定律我們知道，一切物體在沒有受到力作用時，總保持靜止狀態或勻速直線運動狀態。學生通過進一步學習才知道，牛頓第一定律是不能通過實踐來檢驗的，因為生活中不受力的物體幾乎找不到。在教師的講解和啟發下，學生知道，牛頓第一定律是在一定實驗的基礎上進行科學推理而建立的一條科學理論，是全世界公認的真理。在現實生活中，學生們都知道，有的物體雖然受到了力的作用，也能保持靜止狀態或勻速直線運動狀態，但是，物體所受的力必須是“平衡力”，是有條件的力。什么是“平衡力”呢？一個物體受到幾個力作用時，也能保持靜止狀態或勻速直線運動狀態。我們就說這幾個力平衡，此時物體處于平衡狀態。同時使學生明白，初中階段，所指的平衡狀態是指物體處于靜止狀態或勻速直線運動狀態，在平衡狀態下，物體雖然受到了力的作用，但是這幾個力的作用效果相互抵消，相當于不受力，相當于這幾個力的合力為零即F合=0，當然，在初中階段，不要求學生對合力的概念進行掌握，了解即可，重點是對二力平衡的知識進行學習和運用。教學中，教師要抓住二力平衡的本質。讓學生明白，如果作用在物體上只有兩個力，且物體處于平衡狀態，這兩個力應該滿足什么樣的條件呢？通過教師的演示實驗，學生注意觀察，總結出以下條件：①作用在同一物體上；②大小相等；③方向相反；④作用在同一直線上。同時滿足以上4個條件的兩個力，叫做二力平衡。但在具體的運用中，多數學生很容易忽視第一個條件，即這兩個力必須作用在同一物體上，受力物體是同一個物體。舉例說明，一個物體放在水平桌面，物體所受到的重力G與桌面對物體的支持力F支這兩個力彼此平衡。但桌面對物體的支持力F支與物體對桌面的壓力F壓這兩個力就不是二力平衡，雖然這兩個力滿足了大小相等，方向相反，作用在同一直線上這三個條件，但沒有滿足作用在同一物體上這個條件，即受力物體不是同一物體，這兩個力應該是作用力與反作用力的關系。但事實上，很多同學都容易出現誤判。因此，在具體的教學中，教師要教會學生善于抓住問題的關鍵和本質，并把理論知識上升為經驗。就我個人的教學而言，在教授二力平衡時，首先看這兩個力的受力物體是不是同一物體，如果是，才繼續討論其他三個條件，如果不是，就沒有必要再繼續討論這兩個力是不是二力平衡，即使滿足了其他三個條件，也不是二力平衡。

其次，教師要善于教會學生把所學的理論知識應用于實踐，提高學生的綜合思維能力和運用能力。舉例說明：在九年級浮力的講授和學習時，在講授物體的沉浮條件時，物體漂浮和懸浮在液體中時，物體受到的浮力與物體受到的重力相等，F浮=G。多數學生對漂浮、懸浮含混不清，而教師往往給學生的區分方法是：物體部分露出部分浸入時是漂浮，而物體全部浸入時是懸浮，當我們熟練掌握二力平衡的條件后，無論物體是漂浮還是懸浮，沒有必要要求學生去死記硬背了，只需要教會學生，物體不管在液面或液體中的某點處于平衡狀態，物體如果只受到兩個力的作用，這兩個力就是二力平衡，如果物體受多個力的作用，這些力的方向在豎直方向上，則這幾個力彼此平衡，即所有朝上的力之和等于所有朝下的力之和，在具體解決此類問題時，教師還要教會學生，關鍵是抓準物體的受力情況，如果對物體受力情況都沒有分析準確，就像醫生給病人把病情診斷錯誤產生的后果一樣嚴重。下面，我們用一個具體的計算題來看如何巧用“平衡力”來解決它。

在具體的學習生活中，還可以巧用“平衡力”解決其他相關的力學計算題，以上事實證明，只要善于抓住問題的關鍵和本質，就會大大降低學習的難度，把困難的復雜的問題簡單化，使多數學生都容易接受并用于實踐，從而從根本上清除學生的恐懼心理，使教師的教學達到預期的目的和效果。

總之，社會在不斷發展，教育理念在不斷更新，今天的人民教師，將會面臨更大的機會與挑戰，我將自覺努力學習，提高自己的專業理論水平，適應現代教育改革和發展的需要。

參考文獻：

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[2]譚濤.數理天地[D].初中版2017年第6期（總第22）期.

作者簡介：

李德強，物理一級教師，貴州省黔南布依族苗族自治州，貴州省甕安第五中學。