《二力平衡》的教學(xué)反思
《二力平衡》的教學(xué)反思
在二力平平衡中，有這樣一個(gè)問(wèn)題：一個(gè)人站在電梯中，有三種情況，第一種情況是人和電梯靜止，第二種情況是人和電梯勻速上升，第三種情況是人和電梯勻速下降，三種情況下電梯對(duì)人的支持力分別為F1、F2、F3，則F1、F2、F3的大小關(guān)系是怎樣的？正確答案是三者相等，因?yàn)槿N情況中，人都處于平衡狀態(tài)，電梯對(duì)人的支持力和人的重力是一對(duì)平衡力，所以三種情況下支持力都等于人的重力。可是在講完這個(gè)問(wèn)題后，我感覺(jué)學(xué)生表面上好象是認(rèn)同了這個(gè)答案，可學(xué)生心中似乎還有一個(gè)疑惑，既然三次支持力都等于重力，為什么物體可以是上升也可以是下降？當(dāng)拉力等于重力時(shí)，物體究竟處于什么運(yùn)動(dòng)狀態(tài)呢？
我知道，這個(gè)問(wèn)題靠單純的說(shuō)教，學(xué)生可能總是口服而心不取服，怎么辦呢？
實(shí)驗(yàn)是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。于是，我想到用實(shí)驗(yàn)的方法。
用一個(gè)測(cè)力計(jì)、兩個(gè)50克的鉤碼、一個(gè)鐵架臺(tái)、一個(gè)滑輪、一根細(xì)線。先將滑輪固定在鐵架臺(tái)并放在水平面上，鉤碼掛在測(cè)力計(jì)下，測(cè)力計(jì)用細(xì)線吊起穿過(guò)滑輪，然后用手拉住細(xì)線使測(cè)力計(jì)分別靜止、緩慢勻速上升、緩慢勻速下降，可發(fā)現(xiàn)三次測(cè)力計(jì)示數(shù)相等。問(wèn)題似乎得到了解決，可是學(xué)生表情似乎還有疑問(wèn)。于是將實(shí)驗(yàn)再次進(jìn)行，再觀察，強(qiáng)調(diào)讓學(xué)生觀察剛開始運(yùn)動(dòng)的瞬間。學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)，在向上運(yùn)動(dòng)的開始瞬間，測(cè)力計(jì)示數(shù)稍微略大，然后迅速等于重力，向下時(shí)則相反。
為什么這樣呢？再將向上運(yùn)動(dòng)由勻速改為加速，可發(fā)現(xiàn)測(cè)力計(jì)示數(shù)大于重力，向上減速則相反。于是得出結(jié)論，加速時(shí)，拉力大于重力，減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，拉力小于重力。
再思考勻速運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過(guò)程，可明白其實(shí)從靜止到勻速向上運(yùn)動(dòng)的瞬間實(shí)質(zhì)是向上加速，所以拉力略大于重力，從靜止到勻速向下運(yùn)動(dòng)瞬間實(shí)質(zhì)是向下加速。所以在由靜止到運(yùn)動(dòng)的瞬間拉力會(huì)略有變化。
再思考可得出結(jié)論，一個(gè)靜止的物體，如果所受拉力等于重力，物體會(huì)保持靜止；某一瞬間拉力大于重力，則物體會(huì)向著拉力方向開始運(yùn)動(dòng)，然后拉力等于重力，物體沿著拉力方向繼續(xù)勻速運(yùn)動(dòng)，即向上勻速運(yùn)動(dòng)；某一瞬間拉力小于重力，則物體會(huì)向著重力方向開始運(yùn)動(dòng)，然后拉力等于重力，物體沿著重力方向繼續(xù)勻速運(yùn)動(dòng)，即向上勻速運(yùn)動(dòng)。所以當(dāng)拉力等于重力時(shí)，物體究竟處于什么運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，取決于它的初始狀態(tài)。
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