任虎虎

（江蘇省太倉高級中學，江蘇 太倉 215411）

圖1

（1）彈簧勁度系數k；

（2）AB桿中彈力為0時，裝置的轉動角速度ω0；

本題目雖然用到的都是理想化模型，例如輕桿、輕彈簧、緩慢上升等，但由于涉及到的物理量及知識點比較多，如果對知識的層次及物理過程分析不清楚就很難找到問題解決的突破口.

1 由靜態(tài)表象分析因果關系 激活思維

物理問題的解決往往都要從“受力分析和運動過程分析”這兩個角度開始，而受力分析需要將問題定格在一個具體的狀態(tài)，如初始狀態(tài)、終止狀態(tài)與臨界狀態(tài)等.通過分析已知量和未知量之間的因果關系，對于題目中的關鍵點要多問幾個為什么，為什么是這樣而不是其他結果.利用這樣的邏輯推理激活思維.

設裝置靜止時，OA、AB桿中的彈力分別為F1、T1，OA桿與轉軸的夾角為θ1，小球受力平衡.

豎直方向：F1cosθ1＋T1cosθ1＝mg，

水平方向：F1sinθ1＝T1sinθ1，

小環(huán)受力平衡：F彈＝mg＋2T1cosθ1，

教學啟示：多從因果關系的角度去分析問題，對于問題的認識就會更加深刻，更容易理清思路，也更容易找到問題的突破口，從而激活思維.

2 從靜到動 活化物理過程 培養(yǎng)動態(tài)思維

題目中的文字和圖像都是靜態(tài)的表象，在通過思維加工的基礎上，在腦海中形成一幅“問題圖景”，想象成在你面前有這樣一幅真實的景象，并且要讓它“動起來”，也就是將自己置身于問題之中，培養(yǎng)動態(tài)思維.有了這樣一幅圖景，此時的問題就有“生命”了，接下來就是你與它之間的“對話”，采用這種方法很容易確定運動的臨界狀態(tài).在開始階段，學生的想象能力不是很強或者沒有形成習慣，教師可以制作簡易的模型來幫助學生.例如在電磁感應的教學過程中筆者利用生活中隨處可見的硬紙板制作了如圖2所示的模型（桿可以活動），因為對于單桿問題絕大多數問題情境都是建立在這個模型基礎之上的.只是在不同的情景中，這個模型可以水平放置；可以豎直放置；也可以與水平面成θ角放置；同時可以讓桿以恒定的速度向前運動；在恒定的拉力作用下向前運動；在拉力的功率恒定的情況下向前運動等等.教師在進行講解的同時可以將制作的這個模型呈現不同的狀態(tài).通過真實的圖景幫助學生建構思維意識中的問題模型.

圖2

對于本題的第（2）問通過這樣的方式進行分析會快速解決問題.

思維中的“問題圖景”：有圖2所示的裝置擺在你面前，當整個裝置緩慢轉動的過程中，小環(huán)向上移動，彈簧長度縮短，兩小球都在做圓周運動.

現在是一個動態(tài)的情景，順著（1）問中分析平衡問題的思路，當小球在任何一個運動狀態(tài)下，設OA、AB桿中的彈力分別為F2、T2，OA桿與轉軸的夾角為θ2，由于做圓周運動可以得出，

豎直方向：F2cosθ2＋T2cosθ2＝mg，

水平方向：F2sinθ2－T2sinθ2＝mω2lsinθ2.

教學啟示：很多動態(tài)過程都是建立在原來靜態(tài)的基礎上，一脈相承.教師在原來認識的基礎上充分利用“問題圖景”順學而導，培養(yǎng)動態(tài)思維，讓學生在動態(tài)的過程中找到需要的臨界狀態(tài).

3 從動到靜 沉淀物理思想 提升思維品質

有時物體的運動過程比較復雜，沒有確定的規(guī)律，此時可以將“動”轉化到“靜”去分析問題.例如比較復雜的多過程問題要求運動的總路程時，利用動能定理或能量守恒的思想，只需要確定初、末兩個具體狀態(tài)，即可實現化繁為簡、“山重水復疑無路，柳暗花明又一村”的目的.

豎直方向：F3cosθ3＋T3cosθ3＝mg，

水平方向：F3sinθ3＋T3sinθ3＝mω2lsinθ3，［注意（2）中的ω0為臨界值，當ω＞ω0時，AB桿就有伸長的形變，因此對小球是拉力.］

對于小環(huán)也受力平衡：mg＋F彈＝2T3cosθ3.

運用功能關系，即系統(tǒng)機械能的變化量等于除重力或彈簧彈力以外的其他力做的功為

教學啟示：從動到靜要比從靜到動的思維層次要求更高，因為從動到靜必須是在對問題本質充分認識的基礎上，運用歸納、整體、守恒等物理思想將問題簡化，需要很高的分析綜合能力.在平時教學過程中需要不斷滲透物理思想方法，提升思維品質.這就要求在平時的教學過程中要慢下來，課堂上學生不再是聽教師講而被動地接受知識、套用公式，而是給學生充分思考和自我總結的時間，達到舉一反三，融會貫通的目的.意在培養(yǎng)學生從靜態(tài)到動態(tài)的問題分析推理能力以及從動態(tài)到靜態(tài)的綜合歸納能力，從而使知識內化，思維活化，能力外化.