熱點進課堂難點巧突破
——以臺球運動為例

胡曉強

(平湖中學 浙江 嘉興 314200)

熱點進課堂難點巧突破
——以臺球運動為例

胡曉強

(平湖中學 浙江 嘉興 314200)

以學生感興趣的熱點——臺球運動為例，通過在課堂上精心設計與臺球運動相關的系列物理情景，引發學生深入的思考與實踐，從而促進學生對于重點核心知識與技能的突破，不失為一種有效的教學嘗試．

物理課堂教學 臺球 熱點

近年來，隨著丁俊暉等一大批中國優秀斯諾克臺球選手的涌現，國人對于臺球運動的熱情達到前所未有的高度，廣大青少年也對臺球運動樂此不疲．在此背景下，作為物理教師，若能將青少年學生喜愛的臺球運動巧妙地與平時的物理教學相結合，將學生的興趣點融進課堂，這樣定能引發學生共鳴，從而提高課堂學習效率，收到事半功倍的良好效果．

下面以臺球運動為例，破解物理課程中力學的幾個難點.

1 摩擦力重點概念的突破

高中生在剛接觸摩擦力時，對于“彈力”、“靜摩擦力”、“最大靜摩擦力”、“滑動摩擦力”、“動摩擦因數”等概念難以有一個具體感性的認識，教師不妨可以設置以下臺球相關情景讓學生在討論思考中深化理解．

情景1：如圖1所示，在斯諾克比賽中，運動員會選擇粗糙的球桿皮頭，并在擊球時擦上“巧克粉”(Chalk)以防止“滑桿”，就物理角度而言，這樣做的目的是為了( )

A．增大球桿皮頭與臺球之間的彈力

B．增大球桿皮頭與臺球之間的摩擦力

C．增大球桿皮頭與臺球之間的動摩擦因數

D．增大球桿皮頭與臺球之間的最大靜摩擦力

此題選項C正確，請看接下來的解析.

圖1 在球桿皮頭擦“巧克粉”

解析：擊球時，為了防止“滑桿”，運動員會用銼刀將球桿皮頭銼粗糙，并在每次擊球前在皮頭上擦“巧克粉”(Chalk)，以增大皮頭與臺球之間的摩擦因數，從而增大兩者之間的最大靜摩擦力，使運動員在各種極限桿法擊球時也能運用自如，確保不打滑，提高擊球及走位的準確率．

球桿皮頭是臺球中最基本的器材元件，學生容易入手且有駕馭感，而題目本身考查的卻是必修1“摩擦力”中的重點概念，高一新生普遍晦澀難懂，可謂“貌易實難”！但因為是學生熟悉和感興趣的臺球運動情景，有親切感，容易產生共鳴，學生會自發的進行深入思考與討論，說不定有機會還會觀察擺弄球桿皮頭一番，“知之者不如好之者，好之者不如樂之者”，這樣無形中能使學生深入突破“靜摩擦力”、“最大靜摩擦力”、“動摩擦因數”等易混淆概念的理解．

2 曲面彈力方向的深入理解

高中生在進行“彈力”學習時，對于“彈力的方向垂直于接觸面”這個規律沒有直觀感受，尤其對于接觸面為曲面的情況更加難以理解，此時可巧妙地利用臺球之間的撞擊力即為曲面彈力的特點，進行深入突破．

情景2：斯諾克臺球作為一項紳士運動，已有500多年的歷史，我國運動員丁俊暉在2016年斯諾克錦標賽上，一路過關斬將，取得了世錦賽亞軍的好成績，創造了中國乃至亞洲運動員在此項賽事上的記錄．

圖2為丁俊暉在某局比賽中的場景，A與B兩球形成貼球，兩球心連線恰經過袋口中心，則當丁俊暉從不同角度擊打目標球B時，能確保A球入袋的有( )

A．線路① B．線路②

C．線路③ D．以上均可以

圖2 丁俊暉比賽場景

解析：因為貼球，A與B兩球必相切于接觸點，故不管母球從哪條線路擊打B球，B球對A球的彈力方向必垂直于切線而沿連心線方向，都能確保擊球成功使A球入袋，故選項D正確．

此規律在專業臺球術語中稱為“自然角”，實際比賽時，運動員無論從哪個角度擊打B球，A球必能入袋．若有學生對此半信半疑，在課后實際去擺弄擊打一番，定能領略其中神奇奧妙，同時也對“彈力方向垂直與接觸面垂直”的物理原理掌握得透徹入底——這遠比單純理論灌輸結論高明成千上萬倍！

而且，現代心理學對認識與情感的研究結果表明，情感因素與理性認識行為是協調聯系的，情感可以激發和促進心智良性發展．題干中傳達的丁俊暉在臺球運動方面取得的成就還能一定程度增強學生的民族自豪感，激發學生課堂上的愛國熱情，并促使他們自己不斷主動渴求積累知識，進而內化為改造自然、改造世界、為祖國爭光添彩的巨大動力，這樣一來，學生的課堂效率能不高嗎？

3 空間思維能力的培養

空間思維能力在整個高中物理學習中有著至關重要的作用，在后續電場線、磁感線、帶電粒子在復合場中的運動等的學習中，同樣需要學生有較強的空間思維能力，而高一新生由于大腦生理結構尚未完全發育成熟，此方面的能力需要后天的訓練和強化．

情景3：在臺球比賽中，運動員擊打臺球母球時，不同的擊球點會出現不同的效果．例如球桿擊打母球中心點后，母球會以平動的方式向前運動，與目標球發生正碰后，會立即停止運動，術語上稱為“定桿”；則當球桿擊打母球中心點下方后，與目標球發生正碰后，母球會怎樣運動？擊打母球中心點上方呢？

解析：球桿擊打母球中心點下方后，母球會邊向前平動邊向后旋轉的方式向前運動(圖3)，與目標球正碰后，由碰撞知識可得，母球不再向前平動，但由于母球的旋轉，會對球桌臺尼產生一個向前的摩擦力f1，同時根據作用力與反作用力，臺尼會對母球有一個向后的摩擦力f2，這樣，母球會向后滾動，專業術語上稱為“低桿”；同理，擊打母球中心點上方時，母球會向前滾動，術語上稱為“高桿”．

圖3 母球運動及受力示意

應該來說，此物理情景比較抽象，題目對學生的物理建模能力的考查要求很高，而且需要學生具備一定的空間思維能力．但對于臺球愛好者，腦海中會浮現具體的臺球運動場景幫助其理解題意和解答題目，甚至會在以后進行臺球運動時，進行“定桿”、“低桿”、“高桿”等練習，真正做到理論和實際相結合——這才是物理教學的真正初衷！

而且，為了進一步檢驗學生的理解程度，還可以輔以下面的習題：

拓展應用：在臺球比賽中，運動員擊打臺球母球時，不同的擊球點會出現不同的效果．運動員使用“右塞”桿法(擊打母球中心點右方)擊打母球后，母球會出現旋轉的效果，則在圖4中，用“右塞”桿法擊打后的母球在撞擊球桌庫邊后，會沿哪個軌跡運動( )

A．甲 B．乙

C．丙 D．都有可能

圖4 擊打母球不同位置

解析：母球在平動往前撞擊庫邊時，根據反射角與入射角的等效關系可知，母球將沿軌跡甲運動，但又因為母球同步又在旋轉，在彈性庫邊接觸時，會對庫邊有一個向左的摩擦力f1(圖5)，同時根據牛頓第三定律，庫邊同步對母球有一個向右摩擦力f2，故臺球運行軌跡將向右偏移，總體按軌跡丙運動．

對于如此“高深”的物理原理，竟然在現實中會有如此有趣而奇妙的擊球效果，強烈的好奇心定會促使學生深入思考其中奧妙，從而鍛煉了自己的空間思維能力，也突破了摩擦力和牛頓第三定律的知識，可謂一舉多得．“興趣是最好的老師”，有些將信將疑的同學課余可能還會去擊打一番，在實踐中進一步理解臺球的實際運動情況，體味個中原理，真正做到“在玩中學習，在學習中玩”！

圖5 母球與庫邊接觸

4 結束語

在物理新課教學時，若能以學生感興趣的臺球運動等熱點為背景，將力學中的重點難點知識滲入其中，則可充分發揮學生的主觀能動性，激發學生的學習熱情，從而更加有效地促進學生對于核心基礎知識的掌握和疑難問題的突破，不失為一種有效的教學嘗試，值得在新課程改革中進一步推廣．

2016-09-21)