“动”与“静”的物理之美

闫杰英

【摘 要】物理学中许多知识都是以图为载体而展开的，如果静止的、孤立的观察，经常会陷入僵局，百思不得其解。此时换个角度，让静止的图动起来，构建静动转换模型，问题就会迎刃而解甚至达到触类旁通的美妙效果。

【关键词】静止；孤立；動态；构建静动转换模型

【中图分类号】G634 【文献标识码】A

【文章编号】2095-3089（2018）15-0245-01

教育的宗旨是开发学生的潜能，初中物理教学除了重视知识的学习，还应注重技能的引导，同时引导学生学会欣赏物理中的美。在学生进行完初中课程的学习后，教师可适当通过专题的方式加强学生的能力培养。这是我在训练学生分析概括能力的同时，引导学生注重知识迁移的初步尝试，希望和大家分享并得到指正。

一、静中寻动 让想象飞起来

〖TP85.JPG；%30%30，Y〗物理学中许多知识都是以图为载体而展开的，如果静止的、孤立的观察，经常会陷入僵局，百思不得其解。此时换个角度，让静止的图动起来，问题就会迎刃而解甚至达到触类旁通的美妙效果。

例1：某人到健身房进行健身活动，用如图13-5-8 所示的牵引装置来锻炼腿部和手臂的功能。使用时：（1）绳固定在A处，用手在B处用力F拉绳，使物体G匀速上升，拉力F与G的大小关系是〖CD#4〗。 （2）绳固定在B处，用手在A处用力F拉绳，使物体G匀速上升，拉力F与G的大小关系是〖CD#4〗。（不考虑滑轮重和摩擦）

分析：咋一看这道题有些头疼三个滑轮又有好几种移动，如果分两步让图动起来，效果就不一样了。A固定、拉动B端绳时，会发现中间的滑轮会随手臂的向后移动而上升，使物体G也随着上升，其余滑轮保持固定，确定一动两定的结构，再结合力学特点不难得出拉力F是G的2倍。进一步分析：B固定、拉动A端绳时，即使在A处向后移动使物体G也随着上升，但三个滑轮均保持不动，确定三个都是定滑轮的结构，再结合力学特点不难得出拉力F和G是相等的。

〖TP86.JPG；%30%30，Y〗例2：如下图所示，放在水平桌面的物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物体运动速度v与时间的关系如图甲﹑乙所示。由图像可知当t=1s时，物体受到的摩擦力为〖CD#2〗N；当t=3s时，物体受到的摩擦力为〖CD#2〗N；当t=5s时，物体受到的合力为〖CD#2〗N。

分析：此题解题的关键是结合甲乙两图分三步走。第一步在0-2s用力F=1 N推物体，物体速度为0，处于静止状态。静摩擦力与拉力是一对平衡力，根据二力平衡大小相等；第二步在2-2s用力F=3 N推物体，物体做加速运动，不能确定摩擦力大小。可得第三步在4-6s用力F=2N推物体，物体做匀速运动，根据二力平衡可得滑动摩擦力与推力大小相等。因为滑动摩擦力大小只与压力和粗糙程度有关，就得出3s时摩擦力为2N，5s时合力为0.

这两题都是将静止的图有效动起来，从而找到突破点。学生可以进行下面的巩固练习，以加强对知识的理解及正迁移

〖TP87.JPG；%30%30，Z〗练习1：在两个相同的光滑圆半环上，放置两个相同的光滑小球，它们以相同的速度滚过后达到相同的水平面，两球达到水平面时的速度关系是〖CD#2〗，所需的时间关系是〖CD#2〗。

这种方法在物理学科的学习中许多地方要用到，例如内燃机四冲程的解读，浮力和重力作用下物体的沉浮，牛顿第一定律的领悟，流速与气体压强的关系等等。事物是动态的、发展的，我们只有遵循其发展规律，才能做出正确的理解。在动态中理解物理规律，让你的思维更活跃，创造力不断激发。

二、 在动中寻静点 找到突破

动与静是对立的有是统一的，它们相辅相成。如果题干中的图形是以动态的情景呈现出来时，往往给人眼花缭乱﹑无从下手的困难。这时最好的方法是在动态中寻静止的点，建立等量找到突破口，化繁为简。

〖TP88.JPG；%30%30，Y〗例3：如下图所示，AB为一轻质杠杆，AO=2OB=40cm，在B处放一质量m为的物体时，A端绳的拉力恰好为20 N，此时杠杆水平平衡。若在O处放一质量为4kg的小球，当小球滚动到离O点多远时，绳子的拉力为0？

分析：看起来题目很复杂，无从下手，但是如果分两步找到静态问题就好解决了。在没放入小球时只有绳子的拉力和m物体建立杠杆平衡：20 N·0.4m×1/2=mg·0.2m 得m=2kg；设小球在距支点L时绳子的拉力为0，此时只有小球与m物体建立杠杆平衡：4kg·g×L=2 kg·g×0.2m 得L=0.1m=10 cm

〖TP89.JPG；%30%30，Y〗例4：如下图所示电路中，电源电压U=4.5V，且保持不变，定值电阻R=5欧，变阻器R最大阻值为20欧，电流表量程为0～0.6A﹑电压表量程为0～3V.为保护电表，变阻器接入电路的阻值范围是（ ）

A.0～10欧 B. 0～20欧 C. 5～20欧 D.2.5～10欧

分析：这是一道典型的由于移动滑片导致电压表﹑电流表示数变化的题，许多学生因为滑片的移动两电表变化又不一致而手忙脚乱。这时关键在于确定静点的方法。由欧姆定律不难看出：滑片左移时电流表变大要保护，电压表变小不用考虑，此时对应的是变阻器最小值。根据串联分压的特点，电流最大0.6A时定值电阻分压3V，滑变接入的阻值为5欧的一半即2.5欧；滑片右移时电流表变小不用考虑，电压表变大需保护，此时对应的是变阻器最大值。根据串联分压的特点，根据串联分压的特点，滑变分压3V，定值电阻的阻值为5欧的二倍即10欧.

学生可以进行下面的巩固练习，以加强对知识的理解及正迁移

练习2：起重机吊起某物体的过程如下：以1m/s的速度匀速上升，再以5m/s的速度水平移动，后以2m/s的速度匀速下降，最后处于静止状态。请分析整个过程钢丝绳对重物的拉力变化。

这几道题的突破点都是要找到静止的点，从而巧妙的建立数量关系，在复杂中柳暗花明。对解答各种学习问题不仅满足于“会”，而且追求“熟”、“巧”，能够融会贯通，德国的教育学家第斯多惠曾经说过：“教学的艺术不在于传授死的知识，而在善于激励、唤醒和鼓舞。”物理蕴含美的本质，本质是通过形式来反映。教师引导学生在美妙的自然学科中学会应用，领悟动中有静、静中有动，让自己的思维飞起来，物理学的魅力会回味无穷！（说明：本文中的例题在课堂中是以PPT的动画方式呈现给学生，操作会很方便）