“共點力平衡條件的應用”課堂教學設計

　　高中物理新課標在課程標準中提出：“高中物理課程有助于學生繼續學習基本的物理知識與技能;體驗科學探究過程，了解科學研究方法;增強創新意識和實踐能力……”上述目標依賴傳統的教學方式已無法實現。時代呼喚新的教學模式，建模教學已逐漸被許多教師廣泛采納，并表現出了強大的生命力。

　　物理模型是對實際問題進行科學抽象的處理，用一種反映原物本質特性的理想物質或過程或假想結構，去描述實際的事物或過程。建模既是一種思維過程，又是一種思維方法，其實質就是將隱藏在復雜物理情景中的研究對象或物理過程進行簡化、抽象、類比、提煉甚至理想化形成雛形物理模型。這種模型是物理系統或物理過程概念化的表征，物理建模的目的在于正確表征物理情景。因此，建模的過程應根植于具體的物理情境，通過物理情景中各種現象、過程、變量之間的描述建構物理模型，并對模型進行分析、討論、檢驗，形成真正物理意義上的模型，再用模型來分析、處理和解決物理問題。

　　將物理概念的形成、物理規律的掌握和物理問題的解決整合到物理建模和模型應用中，這有利于促使學生對物理學的一致性、靈活性和系統性的理解，有利于學生體驗科學探究過程，體驗物理概念在物理建模過程中引入的必要性。物理規律是物理建模活動的結果，物理問題的解決是物理模型的應用，有利于學生理解并掌握物理學研究的一般方法，有利于培養學生勤奮善思、學以致用和對物理學持久的興趣。

　　在建模教學中，教師要讓學生在實際情景或創設的物理情景中，經歷建立模型、完善模型、評價模型、應用模型幾個過程，促使學生對建模過程整體性的理解，達到能獨立建模，并利用物理模型解答相關問題。

　　【課前預習】

　　(1)回顧共點力平衡的作用特征及遵循規律。

　　(2)通讀教材，把自己的疑問寫出來，帶著問題進入課堂。

　　【學習目標】

　　(1)理解共點力平衡的作用特征及遵循規律。

　　(2)能夠運用共點力平衡條件解決生產和生活中常見的三力(及三力以上)平衡問題。

　　(3)親歷問題探究全過程，體會三角形法，正交分解等方法的恰當選擇應用。

　　(4)初步總結提煉形成解決平衡問題的基本思路和方法。

　　【學法指導】

　　共點力作用下物體的平衡問題是牛頓第二定律的應用特例，即F=ma，其中a=0。因此，其分析思路和方法與牛頓運動定律的應用相同。

　　同學們，讓我們一起來應用平衡條件解決兩個實際問題吧!

　　(1)活動一 用繩子將鳥籠掛在一根橫梁上，如下圖所示，若鳥籠重20 N，求繩子OA和OB的拉力各是多大?

　　導學問題1： 可用幾種不同的方法來求解?

　　導學問題2： 繩子拉力大小與繩長有何關系?由哪個物理量決定?

　　導學問題3： 假設每條繩子所承受最大拉力相同，逐漸增大物體質量，哪條繩子先斷?

　　導學問題4： 假設B、O點不動，將A點向左緩慢移動，繩子拉力如何變化?

　　導學問題5： 如何來選擇繩子的粗細?

　　導學問題6： 解決三力平衡問題常用什么方法?

　　(2)活動二 工人在移動放在水平地面上的貨箱時，通常會采用“拉”與“推”兩種方法，如下圖所示，這兩種方法的作用力方向不同：拉力斜向上，而推力斜向下。

　　導學問題1： 怎樣移動箱子較省力?

　　導學問題2： 當角度θ等于多少時，拉力F最小?

　　導學問題3： 求解平衡問題的基本思路是什么?

　　導學問題4： 在裝載貨物時，工人往往借助一斜面將貨物推上汽車，模型如下圖所示，使用這個斜面能省多少力?

　　工人要把重為1000 N的貨物沿斜面推到頂端，斜面長5 m，高為3 m。貨物與斜面間動摩擦因數是0.3。假定推力方向始終與板面平行，求工人在搬運中推力至少為多少?

　　綜上所述，在倡導自主學習、合作學習、探究學習的今天，課堂教學中的學案設計被許多學校采用。筆者認為學案設計必須體現學科特點，學案設計不同于教案和練習，學案設計一定要突出導學、導思、導用功能，學案設計要符合學生已有的認知能力。