以“問”設境，探究“二力平衡”

學習物理，離不開問題。通過問題來激發學生的好奇心，讓學生在問題中多思考、多動手、多實踐，漸進發展物理素養。筆者結合“二力平衡”教學，試圖從問題導學中讓學生探析“二力平衡”的條件，以此來深化對物理知識的理解。

一、展示概念，從問題中引出“二力平衡”

“二力平衡”是初中物理的重點之一，在概念展示上，先從“平衡”入手。如果某物體在兩個力作用下處于平衡狀態，我們就說“這兩個力相互平衡”。從物理概念中，讓學生對照教材，討論“兩個力在什么條件下得到平衡？”根據“二力平衡”的定義，可以歸納出哪些條件？如“同體、等值、反向、共線”。認識了概念之后，說說“二力平衡”產生的條件是什么？由此得到“同一個物體”受到“兩個力”的作用，這一前提，滿足“同體”要求。學生在思考該問題時，難免出現疑惑，我們在課堂上，怎樣讓學生掌握“二力平衡”的特征？引入動手實踐，拿出一把剪刀，將“卡片”一分為二。在未剪開之前，卡片是一張，而剪開后，卡片變成兩半張，研究對象變為兩個，受力個數也發生變化。反思“二力平衡”的概念與條件，“同體”是基本條件，教師可以讓學生結合實踐體驗，認真閱讀教材，從中感知“二力平衡”的特征，發展科學素養。

二、在實踐活動中融入問題，體驗物理探究

在學習物理時，對問題的導入要基于學生的探究意識，引領學生從實踐探索中感知物理，領會物理的本質。在“二力平衡”條件探究中，教材中將卡片作為研究對象，利用兩個鉤碼，通過定滑輪連接起來。當改變鉤碼個數時，對卡片的拉力也發生變化；在探索二力共線問題時，可以通過旋轉卡片角度來改變拉力方向。在本實驗探究中，為什么要選擇卡片？主要由于卡片質量輕，其重力可以“忽略不計”，由此，在分析“二力平衡”時，就可以將重心放在“二力平衡”的條件上。不過，問題又出來了：“忽略不計”需要滿足什么條件？結合該實驗，對于影響“二力平衡”的因素進行梳理，讓學生正確、科學地認識實驗過程，分析鉤碼對卡片的作用力以及卡片自身的重力因素。定滑輪在鉤碼拉力下，其方向是水平的，而卡片在重力作用下，其方向是垂直向下，通過細線的連接，也會影響對鉤碼的拉力。也就是說，在重力作用下，卡片兩側的拉力是“不共線”的。不過，根據卡片重力的計算，其數值與鉤碼所作用于細線的拉力相比，重力所產生的影響遠遠小于鉤碼的拉力，對整個實驗的影響很小，可以“忽略不計”。同樣，在討論“二力共線”關系時，結合該實驗方法，可以通過控制變量法，“二力”的大小相同，方向相反。如何來通過旋轉卡片來實現在兩個方向上所受的拉力大小相同，但方向卻是相反的？學生動手體驗后，明確只有“在卡片的正中間”作為旋轉軸，才能達到大小相同、方向相反的二力平衡；否則，二力的方向將不“共線”。

三、另辟實驗途徑，讓學生領會“二力平衡”的條件

在物理知識學習中，教師要給予學生自主動手、自主實驗的機會，特別是依托問題情境，引導學生從實驗中自主思考，發展物理學科素養。本節“二力平衡”知識探究教學中，對“二力平衡”的條件進行了探究，可以鼓勵學生從實驗對比中引出問題，在前面的卡片實驗中，雖然實驗過程直觀，但存在干擾因素。如卡片的重力影響，對定滑輪的功能不理解。為此，我們可以利用彈性繩和圓形薄鐵片來改進實驗，讓學生感受“二力平衡”的條件。先將彈簧繩懸掛起來，中間連接圓形鐵片，下面懸掛小球。觀察并分析受力情況。重力是無法消除的，但可以將重力轉換為實驗平衡條件。物體本身受彈性繩的拉力向上，自身重力向下，處于平衡狀態需要滿足什么條件？借助于精簡實驗提出問題：實驗中，小球受到哪些力？如何得到平衡？很顯然，小球的重力G與彈性繩的拉力F，得到F=G。如果輕輕托舉小球，則F與G的大小關系如何變化？用力向下拉小球，F與G的大小關系如何？在“二力”共線關系上，如果將小球轉向一側，保持彈性繩垂直，在F與G相等條件下，猜想小球在松手后如何變化？學生能夠從中深刻認識“二力平衡”的條件，體會到學習的樂趣。

總之，學生的探究是從問題開始的，教師要通過設置有效的問題激發學生的探究意識，拓展和延伸學生的思維，提升課堂教學的有效性。