论教学中的“通法”

1、论教学中的“通法” “通法”是指解决某一类问题的基本方法，具有一定的“通用性”.在教学中强调“通法”是有利于学生掌握相关知识中最本质的东西. 现实情况中，面对各种不同的物理情景，在教学中往往讲解最为便的方法，以为这样能让学生理解的更为透彻.可较多情况下会事与愿违，原因为这样的教学，学生不能了解知识的本质问题.笔者认为，如果能用一个“工具”来解决问题，何必给学生“十八般武艺”.本文以求解静摩擦力这个知识点来阐述笔者对“通法”的认识. 关于高中物理静摩擦力这一知识点，学生的理解是一个难点，具体体现在判断静摩擦力的有无及方向上.实际教学中，教师往往根据“静摩擦力的方向跟物体相对运动趋势的方向相反”来

2、讲授，但学生对 “相对运动趋势的方向”的理解会存在困难，导致教学的低效.那教师该如何讲授才能让学生更好的理解.其实在普通高中课程标准实验教科书 物理必修1 教师教学用书已有表述：一般情况下，在分析物体所受静摩擦力及其方向时，并不是从分析有无相对运动趋势及方向来确定的，而是从物体所受其他力和物体的运动状态（加速度）来判断的，这些知识和能力可以通过以后在牛顿运动定律的教学中逐步加以解决. 简言之：各类静摩擦力问题的解决其实有一个“通法” ，即应用受力分析和牛顿第二定律知识来解决.下面以实例介绍 “通法”的应用. 在判断静摩擦力的大小和方向的习题中，可以粗略的分为两种： 1 研究对象a=0的问题 当

3、a=0的时候，根据牛顿第二定律可知，物体处于平衡状态（被研究物体可以是运动和不运动的两种），物体所受的合力为零.如果物体所受其他力（不包括可能存在的静摩擦力）的合力为零，则物体所受静摩擦力肯定为零；如果物体所受其他力合力（不包括可能存在的静摩擦力）不为零，则物体所受静摩擦力肯定不为零，因为需要这个静摩擦力来平衡其他力，才能使这个物体的合力为零.具体举例如下. 例1 如图1所示，斜面固定，在斜面上有一小球被一平行于斜面的拉力f作用，小球保持静止，小球质量为m，如果拉力f=mgsin，则斜面给小球的摩擦力为多少？ 解析 根据题意，由于小球静止，则a=0，根据牛顿第二定律，物体的合力必须为零，而题目

4、中已明确受到的力为重力，支持力和拉力，通过题目给的数据，发现此三力的合力恰好为零，如果有一沿斜面方向的摩擦力存在，那物体的合力就不可能等于零，所以物体不受静摩擦力. 拓展 如果fmgsin和f 解析 根据题意，由于小球静止，则a=0，物体的合力必须hj为零，而题目中已明确受到的力为重力，支持力和拉力，通过题目给出条件，发现此三力的合力不为零，由于两个物体之间保持相对静止，所以物体所受的摩擦力为静摩擦力，并且数值上不为零，因为需要这个静摩擦力来平衡，才能使这个物体的合力为零.如果f mgsin，则静摩擦力的大小为（f - mgsin），方向为沿斜面向下；如果f mgsin，则静摩擦力的大小为（m

5、gsin- f ），方向为沿斜面向上. 例2 如图2所示，物体b受到拉力f的作用向右匀速运动，物体a随着物体b一起运动，两物体间没有相对滑动， 则物体a、b之间的摩擦力为多少？ 解析 根据题意，虽然a和b都相对于地面运动，但它们之间没有相对运动，所以a、b间如果有摩擦力则必为静摩擦力，由于a为匀速运动，所以a的合力必然为零，而根据题目，已明确受竖直向下的重力和竖直向上的支持力，如果有一水平方向的摩擦力，则必然不能使其合力为零，所以a、b之间没有静摩擦力的存在. 2 研究对象a0的问题 当a0的时候，根据牛顿第二定律可知，物体处于不平衡状态，物体的合力肯定不为零.如果物体其他力的合力（不包括可能

6、存在的静摩擦力）正好可以产生此加速度，则静摩擦力为零；如果物体其他力（不包括可能存在的静摩擦力）的合力与产生此加速度需要的合力不等，那就需要静摩擦力参与进去，使合力正好等于产生这个加速度的合力.具体举例如下. 例3 物体b放在物体a上，a、b的上下表面均与斜面平行（如图3），当两者以相同的初速度靠惯性沿光滑固定斜面c向上做匀减速运动，则下列说法正确的是（c） a.a受到b的摩擦力沿斜面方向向上 b.a受到b的摩擦力沿斜面方向向下 c.a、b之间的摩擦力为零 d.a、b之间是否存在摩擦力取决于a、b表面的性质 解析 根据题意，由于a、b两个物体一起沿斜面向上运动，可把它们看成一个整体，首先对整体

7、受力分析，整体只受整体的重力和斜面c对整体的支持力，计算得出ab的共同加速度为gsin，方向沿斜面向下，然后再对b单独进行受力分析，发现b受到重力和支持力的合力正好等于mgsin，沿斜面向下，如果a对b有摩擦力，不论是沿斜面向上还是沿斜面向下，物体b的合力就不再等于mgsin，所以a、b间不可能有摩擦力的存在，故答案选c. 例4 如图4所示，物体a置于物体b上，一轻质弹簧一端固定，另一端与b相连.在弹性限度范围内，a和b一起在光滑水平面上作往复运动（不计空气阻力），并保持相对静止.则下列说法正确的是（a、b） a.a和b均作简谐运动 b.作用在a上的静摩擦力大小与弹簧的形变量成正比 c.b对a

8、的静摩擦力对a做功，而a对b的静摩擦力对b不做功 d.b对a的静摩擦力始终对a做正功，而a对b的静摩擦力始终对b做负功 解析 根据题意，由于a、b一直保持相对静止，可以把a、b看成一个整体，它们一起做简谐运动，弹簧的弹力充当回复力，弹力f=kx，方向指向平衡位置.它们具有加速度f/m.a随b做简谐运动，已知a受重力和支持力，如果没有摩擦力，这两个力不可能产生水平方向的加速度，所以b给a的摩擦力就是a的合力，摩擦力的大小根据牛顿第二定律得出，方向指向平衡位置.由于a和b一直保持相对静止，b给a的摩擦力为静摩擦力，它充当a做简谐运动的回复力.在离开平衡位置（不论向左还是向右）时，静摩擦力对a都做负

9、功，对b都做正功；在靠衡位置（不论向左还是向右）时，静摩擦力对a都做正功，对b都做负功.故答案选a、b. 以上四个例题，研究对象的运动状态各异，但不论什么情况，只要采用受力分析和牛顿第二定律的知识就能判断静摩擦力的大小和方向.这样的训练易于消除学生对高中物理学习的恐惧心理，能够增强学生学好物理的信心.当然，“十八般武艺”也有其好处，它需要抓住问题所具的“个性”特质，融会贯通地运用所学知识，思维具有一定的灵活性，能对学生进行创造思维训练.但在讲授基础知识，特别是新课时，“通法”会更合适.而“十八般武艺”更适合放在复习时介绍. 笔者根据平行班之间的试验，经实践证明，在平时的新课教学中，“通法”有很好的教学效果. 其实在高中物理教学中，有很多地方都可以用到“通法”，如带电粒子在有界磁场中只受洛伦磁力作用做匀速圆周运动，画轨迹的重点为找圆心，而题目给出的条件不同，会有很多方法来找出圆