受力分析要注意状态

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  受力分析,是学生学习高中物理的拦路虎,是力学学习乃至整个高中物理学习必须具备的技能.由于高中较初中在受力分析方面遇到的问题,无论是知识的扩展,还是运用其他知识的手段都加大了难度,所以学生进入高一后往往无处适从.在受力分析方面出现的问题和困难,使学生感觉高一物理难学.正是这些原因,受力分析在高一教学中既是重点,也是难点.在受力分析方面,学生出现的错误种类很多,尤其以电场、磁场为背景的问题中,出错率较高,其中有一典型错误就是是受力分析不注意状态.下面谈谈由学生的错解引发的思考.

一、对电荷运动状态分析不当引起的错解


  在学习高中物理人教版3-1第三章第6节后,学生遇到这样一道题:如图,用丝线悬吊于位置O,质量为m的一带电塑料球(不考虑大小),匀强磁场垂直于球运动的所在竖直面,已知球在竖直面内摆动,最大摆的角度为60°,当球自左方向下摆到最低点时,丝线上的张力刚好是零,不考虑空气阻力,则球返回运动到最低点时丝线上的拉力為().
  反思:在学习人教版必修一时,一开始学生遇到的是静力学问题,都是直接用平衡条件求解的.所以,平衡的思想给学生留下的印象特别深.在学习牛顿运动定律后,学生明白处理非平衡问题要用牛顿第二定律求解.如,在解超重失重类问题时,我们关心的不是运动方向,而关心的是加速度方向.但是在遇到具体问题时,学生往往会忽视这一点.这就需要教师在教学中渗透这种思想,特别是学习圆周运动更要强化这种意识.物体围绕圆心转动时,一定有指向圆心的合力,所以物体围绕圆心转动,根本谈不上平衡.

二、教学建议


  1.重视起始阶段的基本功训练.为什么学生在解决物理问题时会出现这样或那样的错误,笔者认为主要是分析上的缺失,尤其是在起始学习阶段,物理问题简单,学生往往不注重对物理问题情景进行细致分析,受力分析作图不够规范,加上高一阶段受力分析是从平衡状态开始的,因此有些学生错误地认为当速度为0时,处于平衡状态,缺失了对平衡条件系统化的认识,所以在高一阶段的受力分析阶段教学,一定要慢下来,让学生细致分析物理问题对应的状态和过程,将所有力准确地画出来.
  2.注重知识和方法的正迁移.在教学中发现,有些学生在纯力学情境中能够受力分析,但是到了电场和磁场中就懵了,为什么?因为他们没有完成知识与方法的正迁移.例如,学生能够处理风洞的受力分析,但是到了电场中类似的情境,电场力类似于风力的处理就容易出错;学生在重力场中的竖直平面内圆周运动问题能够解决,但是再加一个电场(如水平电场),就会错误认为速度最大处仍然在“最低点”.这是知识和方法负迁移的表现.在受力分析后将重力与电场力合成,其合力相当于只有重力场时的重力,继而找到“等效最低点”和“等效最高点”,状态分析才能准确,方法和知识才能顺利地被迁移过来,解题才不会出现错误.
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