固定杆中的弹力分析教学案例

涂志海

摘 要：高中物理老师应该都清楚，动力学是高考的重点。但是当高三学生第一轮复习进入第二模块——相互作用的开头部分，就会有很多学生觉得很难，这会让学生觉得动力学太难学习，从而降低对物理的学习兴趣。怎样才能让学生顺利突破这个壁垒，从而让学生重拾对物理的学习兴趣呢，这是进入高三的物理老师需要思考的地方，下面就如何突破这一壁垒所做的小尝试，与大家分享，希望能对各位同仁有点借鉴作用。

关键词：固定杆；分析教学；高中物理

据我分析，学生刚进入相互作用这一模块时，首先出问题的是在固定杆的弹力这一部分，主要是关于固定杆弹力例题经常涉及动力关系，学生分析这类例题时根本不知道应该向哪里画力的方向。可能部分老师的方法是，先放一放，等复习到牛顿运动定律时再做分析，这也是个方法，但个人认为问题不能积累，不然有些爱钻牛角尖的学生会卡在这里出不来，从而影响后面学习的进度。所以我认为一定要突破这一难点，要让学生真正弄懂，这样才能为学生以后的学习打下好的基础，从而加强学生的学习兴趣。因为固定杆弹力会涉及动力学关系，所以我认为给学生讲关于杆上弹力时，应先提前补充三个知识点。

1.补充受力分析的顺序，让学生明确受力分析时应该按重力、弹力、摩擦力、其他力的顺序分析，并且简单讲解各种力的分析原则。

2.补充正交分解法的步骤。

（1）建立直角坐标轴。

（2）分解不在坐标轴上的力。

（3）列力学关系式。

3.补充两种直线运动在用正交分解法时的力学关系式。

（1）平衡时的正交分解，x轴列式：正向力-反向力=0，y轴列式：正向力-反向力=0。

（2）匀变速直线运动正交分解法，x轴列式：正向力-反向力=ma，y轴列式：正向力-反向力=0。

当我们给学生补充好这些知识点后，可以试着通过各种运动来分析固定杆中的弹力问题，分析前首先应使学生明白，固定杆中弹力方向及大小是由其他力以及运动状态决定，不一定沿着杆。

4.对如下所示图1中的m，分析各类运动的情况下，所受弹力的方向。

（1）静止。

（2）向右以速度v匀速直线运动。

（3）向右以加速度a做加速运动。

（4）向右以加速度a做减速运动。

（5）向左以速度v匀速直线运动。

（6）向左以加速度a做加速运动。

（7）向左以加速度a做减速运动。

分析：情况（1），首先让学生分析m受到除弹力以外，还受什么力？

学生会说仅受重力。

提示学生从动力关系思考，那么弹力应该向哪个方向呢？

如果学生理解平衡时合力为零，一定会回答，弹力方向竖直向上，大小等于mg，其受力情况如图2所示。

再次让学生思考，上述7种情况中还有这种弹力吗？

学生思考：应该可以回答还有（2）（5）两种情况也为图2受力情况。

分析：情况（3），也是先让学生思考m受到除弹力以外还受什么力？

学生会说仅受重力。

提示学生从动力关系思考，那么弹力应该向哪个方向呢？

可以让学生讨论，学生可以通过匀变速直线运动的受力特点分析得知，其受力情况应该如图3所示。

让学生分析弹力大小及与竖直夹角如何求解？

学生通过正交分解法可知

x轴列式：Fsinα=ma

y轴列式：Fcosα=mg

由上述两式可得F=m，α=arctg

再次让学生思考，上述7种情况中还有这种弹力情况吗？

学生思考，应该可以回答还有（7）情况也为图3受力情况。

同理分析：情况（4）（6）应该如图4所示情况。

我们通过上述7种情况分析后，学生应该基本了解固定杆中弹力方向以及大小应该由受力情况以及运动状态共同决定，然后再让学生做一两道分析杆中弹力的例题，学生也就将杆中弹力这一难点突破了。这样学生在复习相互作用这一章节时也就不会有太大的问题，从而增强学生对于物理复习的信心，也为我们今后的物理复习做了一个好的铺垫。

教无定法，贵在得法，在高考一轮复习中，我相信不同的老师都有自己独特的教学方法，我这里主要采用的是，在处理问题时，如果涉及后面要学习的部分，可以先提前让学生接触一些相关知识点，这样学生在突破综合性问题时，不会存在太大的困难，也可以让学生有个系统综合的知识网络，从而在学生二轮复习时，可以事半功倍。

编辑 鲁翠红