《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，有這樣一個問題：一個人站在電梯中，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，因為三種情況中，人都處于平衡狀態(tài)，電梯對人的支持力和人的重力是一對平衡力，所以三種情況下支持力都等于人的重力。可是在講完這個問題后，我感覺學(xué)生表面上好象是認(rèn)同了這個答案，可學(xué)生心中似乎還有一個疑惑，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，物體究竟處于什么運(yùn)動狀態(tài)呢？
我知道，這個問題靠單純的說教，學(xué)生可能總是口服而心不取服，怎么辦呢？
實驗是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。于是，我想到用實驗的方法。
用一個測力計、兩個50克的鉤碼、一個鐵架臺、一個滑輪、一根細(xì)線。先將滑輪固定在鐵架臺并放在水平面上，鉤碼掛在測力計下，測力計用細(xì)線吊起穿過滑輪，然后用手拉住細(xì)線使測力計分別靜止、緩慢勻速上升、緩慢勻速下降，可發(fā)現(xiàn)三次測力計示數(shù)相等。問題似乎得到了解決，可是學(xué)生表情似乎還有疑問。于是將實驗再次進(jìn)行，再觀察，強(qiáng)調(diào)讓學(xué)生觀察剛開始運(yùn)動的瞬間。學(xué)生會發(fā)現(xiàn)，在向上運(yùn)動的開始瞬間，測力計示數(shù)稍微略大，然后迅速等于重力，向下時則相反。
為什么這樣呢？再將向上運(yùn)動由勻速改為加速，可發(fā)現(xiàn)測力計示數(shù)大于重力，向上減速則相反。于是得出結(jié)論，加速時，拉力大于重力，減速運(yùn)動時，拉力小于重力。
再思考勻速運(yùn)動的整個過程，可明白其實從靜止到勻速向上運(yùn)動的瞬間實質(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)動瞬間實質(zhì)是向下加速。所以在由靜止到運(yùn)動的瞬間拉力會略有變化。
再思考可得出結(jié)論，一個靜止的物體，如果所受拉力等于重力，物體會保持靜止；某一瞬間拉力大于重力，則物體會向著拉力方向開始運(yùn)動，然后拉力等于重力，物體沿著拉力方向繼續(xù)勻速運(yùn)動，即向上勻速運(yùn)動；某一瞬間拉力小于重力，則物體會向著重力方向開始運(yùn)動，然后拉力等于重力，物體沿著重力方向繼續(xù)勻速運(yùn)動，即向上勻速運(yùn)動。所以當(dāng)拉力等于重力時，物體究竟處于什么運(yùn)動狀態(tài)，取決于它的初始狀態(tài)。
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