高中物理受力分析能力的提升策略
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受力分析是貫穿整個高中階段物理學習的重要內容,對學生的物理學習水平起關鍵作用。因為正確地對物體進行受力分析,是解決力學問題的重要前提和關鍵所在,在學習每一章節知識都需要先對物體進行受力分析,養成習慣,掌握解決力學問題的方法和思想,提高發散思維能力。受力分析也是高中物理學習的難點,教師要基于受力分析的學習障礙成因,幫助學生提高受力分析的能力,為他們后續學習奠定基礎。
一、重視力學的學習起點
教師要充分認識到受力分析在高中物理中的重要性,重視力學的學習起點。學生應具備怎樣的知識基礎、掌握怎樣的作圖技能?從學生的實際出發開展教學,循序漸進,才能貼近學生的最近發展區,才能最大限度地激發學生的學習興趣。要更好地幫助學生掌握受力分析的基本步驟,還需要放慢教學進度,讓學生能跟上教學節奏。
不少學生由于基礎知識不扎實,作圖能力不強,在受力分析時遇到復雜情境出錯概率較高。以摩擦力的分析為例,可以由圖1到圖4循序漸進,逐步增加情境的復雜性、迷惑性,暴露學生基礎知識的薄弱環節。學生在畫圖1到圖3時,基本能夠作出正確的判斷,但是不少學生將圖4的摩擦力畫成水平向左。學生認為物體受到了向右的水平力,摩擦力不能向右,只能向左。學生的這個想法暴露出學生對判斷摩擦力方向這一知識點的掌握不牢固,沒有理解滑動摩擦力的方向與相對滑動方向相反。圖1到圖4,情境逐漸由簡單到復雜,尊重到學生的認知規律,能夠讓學生順利構建正確知識,看清問題的本質。
二、開展有針對性的專題訓練
專題訓練可以很好地提高教學的針對性,有利于促進學生理論聯系實際,有利于讓知識在學生頭腦中形成牢固記憶,形成系統,有效促進學生深入理解知識,從而提高教學效果。在教完幾種常見的力、力的合成與分解之后,應該科學地制訂受力分析的專題教學。受力分析的情景從簡單到復雜、物體個數逐漸增加、難度逐漸增加、對學生知識和能力要求逐漸提升,讓學生從基礎開始,逐漸掌握受力分析的知識、技能和方法。
例如在學習了彈力、摩擦力之后安排兩節課進行受力分析的教學,可以讓學生對圖5到圖8中的A、B、C、D物體進行受力分析,讓學生在掌握了簡單情境中是否有彈力和摩擦力及其方向的判斷后,能夠學會在復雜情境中使用隔離法、整體法進行受力分析。
三、在變式中提升思維水平
由于綜合性較強、涉及面較廣,學生在進行受力分析時往往容易出錯,所以有必要在教學中對學生進行變式訓練以提升思辨能力,讓學生逐步形成嚴謹、深刻、靈活的思維品質,避免在受力分析時“丟三落四”。變式訓練將一些相似的情境放在一起,讓學生進行甄別,讓他們弄清楚“形同質異”“形異質同”的物理本質,從而升華對知識的理解,較好地提高物理受力分析能力。
例如對于可看成質點的物塊在傳送帶上的運動,可出示圖9到圖12的情境,讓學生畫出小物塊的受力分析圖。圖9中物塊相對于傳送帶向后滑動,受到傳送帶施加的向右的滑動摩擦力,該摩擦力是動力,讓物塊加速。在該情境中物塊的運動方向與相對滑動方向相反。在圖10中,雖然情境和圖9相似,但是二者間沒有相對滑動也沒有相對滑動的趨勢,沒有摩擦力。圖9和圖11都是物塊剛放上去,但圖11中的傳送帶傾斜,情境看似不同,但是物塊和傳送帶有相對滑動趨勢,且相對滑動方向與物塊運動方向相反,產生方向向上提供加速的滑動摩擦力。圖10和圖12一樣物塊都是隨傳送帶做勻速直線運動,但圖12中的傳送帶傾斜,由于受到重力的作用,物塊有向下滑動的趨勢,故而受到斜向上的靜摩擦力。通過對4個情境的比較、分析,學生會對受力分析有更深刻的認識。教學中教師還可以針對圖10和圖12的情境提出問題:分析圖10和圖12中物塊可能的運動過程。引導學生分析得出:如果傳送帶很短,物塊一直勻加速到末端;如果傳送帶長度適中,可能物塊到達末端時恰好共速;如果傳送帶很長,物塊先加速,到達中間某位置和傳送帶共速,然后勻速到達末端。這樣的問題分析過程有效培養了學生分類討論的思想,訓練了學生思維的嚴密性。
四、總結提升形成方法
由于受力分析是學好高中物理力學的關鍵一環,教師在進行一定量的習題教學后,要進一步總結提升形成受力分析的方法,給學生提供可以靈活運用的模型。學會總結規律,掌握分析問題的方法,在處理相似問題時學會遷移,找到策略,才算是真正掌握了物理建模的本質。所以教師要引導學生在受力分析的實踐中總結出受力分析的一般步驟(明確研究對象,先分析重力,然后分析彈力,最后分析摩擦力),養成嚴格按照步驟分析的良好習慣,避免漏掉任何一個力或憑空增添其他力。掌握方法才能將知識和經驗進行遷移,要讓學生體會到受力分析是解決力學問題的重要方法。
責任編輯 羅 峰
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