盡量讓學(xué)生在玩中學(xué)學(xué)中玩

盡量讓學(xué)生在玩中學(xué)學(xué)中玩

高一物理難教、難學(xué)，學(xué)生由于受力分析能力差，常導(dǎo)致解題錯誤，使學(xué)習(xí)積極性受到挫傷，從而促成兩極分化。應(yīng)該承認(rèn)，教材在培養(yǎng)學(xué)生“受力分析”能力方面存在著瑕疵。教材把“受力分析的理論基礎(chǔ)——牛頓第三定律”安排在牛頓第二定律之后，盡管在牛頓第二定律之前，特地安排了一章“相互作用”或“力”，但是對重力、彈力和摩擦力不能從牛頓第三定律的深度進(jìn)行分析，只能停留在初中水平。因而學(xué)生“受力分析”能力差也是必然的。為了彌補(bǔ)這個瑕疵，我們特地將“相互作用”這一章第一節(jié)改為“物體的相互作用”，盡量開展探究性教學(xué)，讓學(xué)生在“玩中學(xué)”、“學(xué)中玩”，從中領(lǐng)會物體相互作用的基本特征，為重力、彈力與摩擦力的教學(xué)，打下扎實的理論基礎(chǔ)?，F(xiàn)介紹如下。一、引入新課上課開始首先介紹量程2kg，分度值0.1g的數(shù)字壓力秤。說明利用壓力秤可以測量壓力、拉力與物體的重力。演示兩種利用壓力秤測重力的方法：其一，將一個圓柱體放在水平放置的壓力秤上；其二，如圖1所示，圓柱體C通過筷子與鐵絲組成的掛鉤B，掛在壓力秤A下（這時圖中其他物體都不出現(xiàn)）。兩次讀數(shù)都是123.9×9.8×N（用實物投影儀顯示壓力秤的示數(shù)，下同）。師：如果將9.8N/kg當(dāng)作10N/kg，那么，壓力秤的讀數(shù)為1.239N。再在上述實驗中，添加燒杯D，小毛巾E（暫時蓋住下方壓力秤M）和升降臺N。提升升降臺，讓圓柱體逐漸浸入水中。師：看到什么現(xiàn)象？生：壓力秤的讀數(shù)減??；杯中水面升高。師：為什么壓力秤的讀數(shù)會減?。可簣A柱體受到了浮力。師：如何求這個浮力？生：壓力秤兩次讀數(shù)之差。師：浮力有反作用力嗎？師：浮力的反作用力在哪里？（停幾秒鐘）大家知道，作用力從哪里來，反作用力就到哪里去。誰給圓柱體的浮力？師：那么，反作用力就應(yīng)該是哪個力？生：圓柱體對水向下的作用力。師：如何測定這個反作用力？生：在杯子的下面放一個壓力秤。師：（抽走圖1中杯子底部的小毛巾，露出下方的壓力秤）有了壓力秤，如何具體測量浮力的反作用力？生：圓柱體沒有浸入水之前，先讀一次壓力秤的讀數(shù)；圓柱體浸入水之后，再讀壓力秤的讀數(shù)，兩次讀數(shù)之差，就是浮力的反作用力了。師：很好！大家一起做實驗，看看浮力與它的反作用力有什么關(guān)系？實驗之前先猜猜浮力與它的反作用力的關(guān)系是大了、小了還是相等。大家要養(yǎng)成這樣的習(xí)慣，然后再做實驗，看猜想是否正確。兩位學(xué)生一組做實驗，很快發(fā)現(xiàn)浮力與它的反作用力大小相等。二、探究浮力與它的反作用力的關(guān)系師：為了仔細(xì)探究浮力與反作用力的關(guān)系，我們需要多做幾次實驗。每次求浮力的大小，都要算兩次讀數(shù)之差；每次求它的反作用力也是要算兩次讀數(shù)之差，比較麻煩。好在壓力秤上有個隨時歸零的按鈕，就是壓力秤最右邊的“TARE”按鈕。只要在圓柱體沒有浸入水之前，讓上、下壓力秤都?xì)w零，然后，讓圓柱體浸入水中，上面壓力秤出現(xiàn)負(fù)值，為什么是負(fù)值呢？請同學(xué)想一想，這個負(fù)值就是圓柱體受到的浮力；下面壓力秤出現(xiàn)正值，這就是水受到圓柱體的反作用力。希望同學(xué)們抓緊時間，通過調(diào)節(jié)升降臺的高度盡量多做幾次實驗，看看浮力與它的反作用力有什么關(guān)系。表1是一組學(xué)生的實驗數(shù)據(jù)，通過師生對話共同總結(jié)得出。浮力和它的反作用力的特點：（1）浮力是水給圓柱體的作用力，它的反作用力是圓柱體對水的作用力。作用力從哪里來，反作用力就到哪里去，浮力和它的反作用力分別作用在對方物體上。（2）浮力和它的反作用力大小相等，方向相反。（3）浮力和它的反作用力同時產(chǎn)生，同時消失；同時增大，同時減小。師：今天，我們的目的就是討論物體的相互作用有什么特點的。引出課題：物體的相互作用。三、探究磁鐵相互排斥力之間的關(guān)系師：只用一個浮力和它的反作用力的關(guān)系，來說明一切物體的相互作用的關(guān)系，案例似乎少了一些。能否多找?guī)讉€例子來討論呢？每個小組都有一個方形的沒有刻度的有機(jī)玻璃的直筒與兩塊方形的磁鐵，請大家“制作”一個磁懸浮現(xiàn)象。學(xué)生制作過程中，要求晃動直筒，證明懸浮的磁鐵不是粘在量筒的側(cè)壁上，然后置于桌面上。師：磁鐵本身有重力，它懸浮在空中靜止不動，一定還受到一個什么方向的力？生：豎直向上的力。師：如何求這個力的大?。可核扔谧约旱闹亓?，只要測定它的重力就知道這個力的大小。師：很好！我們就是由測定懸浮磁鐵的重力，從而知道它所受豎直向上作用力的大小，如圖2（a），（停幾秒鐘）誰給它這個作用力的？生：下面磁鐵給它的排斥力。師：這個排斥力有反作用力嗎？生：有，它對下面磁鐵的排斥力。師：它對下面磁鐵的排斥力，朝那個方向？生：豎直向下。師：如何測定這個豎直向下的作用力？生：在直筒下面放一個壓力秤，上面磁鐵沒有放進(jìn)量筒之前壓力秤有一個讀數(shù)，磁鐵放進(jìn)量筒之后又有一個讀數(shù)，兩個讀數(shù)之差，就是上面磁鐵對下面磁鐵的排斥力，如圖2（b）。師：很好！我們就是這樣來測定兩塊磁鐵之間的相互排斥力的。每個小組都有兩個壓力秤，我們要善于運用兩個壓力秤，一個用于測定上面磁鐵的重力；一個專門用于測定下面磁鐵所受的排斥力。同時，還要善于運用壓力秤隨時歸零的特點。（停幾秒鐘）現(xiàn)在開始實驗，仍然要求先猜想再實驗，檢驗自己的猜想是否正確。分組實驗之后，大家得到兩塊磁鐵之間的排斥力大小相等，方向相反。師：只用一次實驗就說兩塊磁鐵之間的相互作用力大小相等，方向相反，例證似乎有些欠缺。一角錢的硬幣是磁性物體，我們可以讓幾個一角錢的硬幣吸在上面的磁鐵上，用來調(diào)節(jié)上面磁鐵的重力，多做幾次實驗，再來總結(jié)兩塊磁鐵相互排斥力的關(guān)系。學(xué)生的實驗數(shù)據(jù)略，通過師生對話共同總結(jié)得出磁鐵之間排斥力相互作用的特點：（1）圖3中B對A的排斥力，它的反作用力是A對B的排斥力。作用力從哪里來，反作用力就到哪里去，B對A的排斥力和A對B的排斥力分別作用在對方物體上。（2）B對A的排斥力和A對B的排斥力大小相等，方向相反。（3）B對A的排斥力和A對B的排斥力，同時產(chǎn)生，同時消失；同時增大，同時減小。四、探究兩個彈簧測力計對拉的相互作用力通過學(xué)生多次實驗之后，師、生共同總結(jié)出兩彈簧測力計沿直線對拉時，相互作用力的特點：五、探究做變速運動的物體之間的相互作用力師：上面我們討論的3個案例都是物體處于靜止?fàn)顟B(tài)下，物體間的相互作用的特點。物體在加速狀態(tài)下，相互作用是否還有上述的特點。教師演示如圖4（a）所示的兩個彈簧測力計對拉，在水平方向沿直線做變速運動。師：你們看到兩個彈簧測力計的讀數(shù)各多大？生：看不清楚。介紹圖5所示的力傳感器的功能（略）。首先，單獨演示傳感器A受力情況的圖線如下頁圖6（a）所示，隨后說明圖中的曲線表示傳感器A所受的拉力隨時間變化的情況。其次，單獨演示傳感器B受力的情況的圖線如圖6（b）所示，隨后說明因為采集器C把傳感器B受力的信號輸入計算機(jī)的情況正好與傳感器A的情況相反，所以，傳感器A的受力曲線在x軸的上方；傳感器B的受力曲線就在x軸的下方。最后，演示A，B兩個傳感器水平對拉，且在同一水平線上做變速運動，兩傳感器受力情況如圖7所示。教師在圖7的x軸上，任選四點，過每個點作x軸的垂線，分析A，B兩個傳感器相互作用力的情況，得出兩彈簧測力計對拉，且做加速運動時的相互作用力的特點，與兩彈簧測力計沿直線靜止對拉時的結(jié)論一樣（結(jié)論略）。本課總結(jié)、測試題與生活中相互作用力的例子，均略。但，必須演示圖8（a）所示的實驗。師：（著重說明）初中時用這個實驗測定物體的重力，引入新課也是這樣說的。請大家注意，這僅僅是實驗的測量結(jié)果。從今天我們仔細(xì)研究物體之間相互作用力之后，一定要明確，彈簧測力計的讀數(shù)，僅僅表示圓柱體B拉彈簧測力計A的力，它的反作用力就是彈簧測力計A拉圓柱體B的力，如圖8（b）所示。這兩個力與圓柱體的重力是不同的力，它們之間的關(guān)系是由物理規(guī)律決定的。六、幾點說明由于本堂課是“相互作用”或“力”這一章的第一節(jié)課，可以暫不出現(xiàn)“牛頓第三定律”這個名詞，也不出“作用力與反作用力屬于同種性質(zhì)的力”的結(jié)論。在本章中，當(dāng)仔細(xì)討論重力、彈力與摩擦力時，才各自分別得出“作用力與反作用力屬于同種性質(zhì)的力”的結(jié)論。牛頓力學(xué)對于通過恒定不變的場（萬有引力場、靜電場與靜磁場）發(fā)生作用的物體，都忽略場而直接說物體對物體的作用，本文也沿用這個說法。探究性教學(xué)，其中有一個“讓學(xué)生設(shè)計驗證猜想的實驗”的環(huán)節(jié)。由于本校學(xué)生的學(xué)習(xí)能力不是很強(qiáng)，改為師生共同設(shè)計探究實驗。本意是騰出時間，讓學(xué)生多做探究“作用力與反作用力定量關(guān)系”的實驗，實現(xiàn)“即使是學(xué)習(xí)能力不高的學(xué)生，也能在‘玩中學(xué)’、‘學(xué)中玩’中領(lǐng)悟物體相互作用的幾個特征”的設(shè)想。學(xué)生學(xué)習(xí)能力不同的學(xué)校，可