如何帮助学生树立物理学习的信心——总有一种解题方法适合你

徐超

(南京市雨花台中学 江苏 南京 210012)

案例背景：

高中阶段，很多学生害怕物理，总感觉物理特别难学，特别是学习了受力分析以后，很多人不知道如何分析，进而害怕学物理，这种情绪也阻碍他们的近一步学习.其实很多时候，是由于没有掌握正确的方法所致，这时教师的关心和指导可以化解他们的畏难情绪，让他们越过这个障碍，更好地进行下一步学习.

案例描述：

考完试以后，很多学生围着笔者，“老师，高中物理真难！我都没有信心学下去了.”“是吗？”我问.他们几乎不约而同地点头.物理的学习的确让很多学生感到有压力，笔者说：“具体说呢，比如哪一题？”他们大部分都指向选择题的最后一题，认为无处下手.笔者认为正好借这个机会深入讨论一下物理学习，以便打消他们的疑虑.

图1

【例题】如图1所示，质量为m的物体在沿斜面向上的拉力F作用下，沿放在水平地面上质量为M的粗糙斜面匀速下滑，此过程中斜面体保持静止，则地面对斜面

A.有水平向左的摩擦力

B.无摩擦力

C.支持力的大小小于(M+m)g

D.支持力的大小等于 (M+m)g

最简单的解法：整体法

本题只研究系统与外在的作用力，所以，可以将物体和斜面体作为整体，整体处于平衡状态(一个匀速、一个静止)，合外力为零，整体受到的外力(不是内力)有总重力(M+m)g，地面施加的支持力N(也是对斜面体)，拉力F(斜向上)，地面施加的静摩擦力f(水平向左，也是对斜面体)，如图2所示.

图2

将F正交分解在水平和竖直方向，水平方向有

f=Fcosθ

竖直方向有

N+Fsinθ=(M+m)g

即

N=(M+m)g-Fsinθ

很容易得出选项A,C正确.

这种解法简单快捷，几个头脑反应快的学生马上点头，“啊！原来这么简单，只要将两个物体看成整体，问题就迎刃而解了.”然而，有几个反应不快的学生不是很信服，他们对整体法理解不是很透彻，“难道加上外力不会影响下面的物体吗？您帮我们分析一下斜面的受力.”

第二种解法:隔离法

将斜面上的物体隔离，对其进行受力分析,如图3所示.

图3

物体受到重力mg，支持力N，拉力F及沿斜面向上的摩擦力f,在这几个力的作用下做匀速直线运动，所以受力平衡.将重力沿斜面方向和垂直于斜面方向分解，则有沿斜面方向

mgsinθ=F+f

垂直于斜面方向

N=mgcosθ

然后，将斜面隔离，对其进行受力分析，如图4所示.

图4

斜面受到重力Mg,地面支持力N2，物体对其施加的压力N1=mgcosθ,对其施加的沿斜面向下的摩擦力f1=mgsinθ-F,地面施加的摩擦力f2,在这几个力的作用下处于静止状态，所以受力平衡.

水平方向有

mgcosθsinθ=mgsinθcosθ-Fcosθ+f2

竖直方向有

N2=(M+m)g-Fsinθ

由以上分析可知，地面对斜面有向左的摩擦力为Fcosθ.

地面对斜面的支持力小于(M+m)g.

这种解法虽然繁琐，但是可以对物体之间的作用力分析细致，能全面、系统地解决问题，使初学者养成很好的思维习惯，也可以通过与第一种解法比较，让学生更加信服整体法的结论，体会其优点.

学生经过演算以后，很信服这个结果，同时提出是不是加上外力都对问题没有影响呢.

最巧妙解法：转换法

问题：加上沿斜面方向的拉力F后有没有改变斜面对物体的作用？

仔细分析发现沿斜面方向的拉力并没有改变二者间的作用力N和f(原因N=mgcosθ，f=μmgcosθ均与拉力无关)，所以有没有拉力F，物体对斜面的力都没有改变，如果没有拉力F，物体将沿斜面向下做加速运动，可以考虑极限情况，f小到零，即斜面光滑，则可以发现，如图5所示，物体对斜面的作用力就只有压力mgcosθ，竖直方向有

N=Mg+mgcosθsinθ<(M+m)g

只需对斜面进行分析就可以发现，水平方向一定有向左的摩擦力.

图5

这种解法的最大好处是让学生发现,有没有拉力F不会影响物体对斜面的作用力，当然也就不会影响地面对斜面的作用力，以后分析此类问题也就更简捷了.

有几个学生发现这种转换的精妙之处，表示以后看到这类问题就不用怕了.

“其实所有受力分析的题都是整体与隔离的灵活应用.”笔者说道，“物理是一门蕴含着丰富科学思维方法的学科，找到合适的方法，就可以起到事半功倍的效果，多年的发展，人们已经总结出来很多的解题方法，总有一种适合你.”

“是啊！我们就只知道做题，而忽视了为什么要做题了，这些方法您在上课时都讲过，只是我们没有及时掌握解题方法，看来以后要改一改”，物理课代表说道.

“你们回去好好复习后面要考的科目吧，不要怕困难，方法总比困难多.”

案例反思：

物理学习需要找寻合适的方法，人生何尝又不是如此呢，我们常常抱怨事情的难与烦，是不是没有去寻找解决问题的办法.当学生抱怨学科知识太难时，我们是否认真倾听他们的具体难处？帮助他们解决一个个具体的难点，也就解决了他们的学习障碍，当他们掌握了方法和技巧，就有了自主前行的能力，只要认真寻找、总结，总有一种方法适合你.