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新课标内容讲究学生对知识的探究过程与实践能力.现今磁性白板越来越普遍的出现在校园里,有的学校每班配有一块.用磁性白板作为物理教具,既经济方便、贴近生活,又可让学生自己操作实验去探究、实践所学知识,能增强学生学习物理的兴趣,非常符合新课标的要求.下面列举几例习题实验供参考.
讲《物体的平衡》时学生对于 “活节” 和“死节” 问题、“活杆”和 “死杆”问题的理解与区分是个难点,如果能用磁性白板加纽扣磁铁、丝线、砝码、一端焊接上轻滑轮的轻笔杆做一下演示,可以加深学生的理解.
一、“活节”和“死节”问题
例1、如图1所示,长为5m的细绳的两端分别系于竖立在地面上相距为4m的两杆的顶端A、B ,绳上挂一个光滑的轻质挂钩,其下连着一个重为12N的物体,平衡时,问:
①绳中的张力T为多少?
②A点向上移动少许,重新平衡后,绳与水平面夹角、绳中张力如何变化?
例2、如图2所示,AO、BO和CO三根绳子能承受的最大拉力相等,O为结点,OB与竖直方向夹角为θ,悬挂物质量为m.
求①OA、OB、OC三根绳子拉力的大小 .
②A点向上移动少许,重新平衡后,绳中张力是否变化?
例1解:①对于轻质挂钩的受力如图3所示,由平衡条件可知,T1、T2合力与G等大反向,且T1=T2, 所以 T1sin +T2sin =T3=G
即T1=T2=,而 AO.cos +BO.cos = CD,所以 cos =0.8 sin =0.6,T1=T2=10N
②同样分析可知:A点向上移动少许,重新平衡后,绳与水平面夹角,绳中张力均保持不变.
例2解:①分析节点O的受力如图4所示,由平衡条件可知,T1、T2合力与G等大反向,但T1不等于T2,所以
T1=T2sin , G=T2cos
②A点向上移动少许,重新平衡后,绳OA、OB的张力均要发生变化.
分析:例1中因为是在绳中挂一个轻质挂钩,所以整个绳子处处张力相同,属于“活节”问题.而在例2中,OA、OB、OC分别为三根不同的绳所以三根绳子的张力是不相同的,属于“死节”问题.不少同学没有注意到这一本质的区别而无法正确解答例1、例2.两题的第一问解对的关键是学生是否注意到真实的情况下图1中α1与α2是相等的,而图2中对应部分的角并不相等.对于例1和例2中的第二问,学生不容易想象到真实的情况,即使解对,理解也并不深刻.
对策:在解例1和例2前,为了加深学生的理解,教师可以用教室里的磁性白板做一下情景演示.
步骤:①每两个纽扣磁铁扣在一起作为一组纽扣磁铁组备用,用于固定丝线(丝线夹在两个磁铁之间).②按照图5在磁性白板上摆放好纽扣磁铁组1、2与一根丝线.③把砝码挂在丝线上(砝码一定要轻).做到这一步时学生能清楚地看到例1中α1与α2是相等的.④把图5中的纽扣磁铁组2缓慢的沿竖直方向上下移动,观察结果.同学们可看到砝码在动时,始终保持α1与α2是相等的.⑤按照图6摆放好纽扣磁铁组1、2和三段丝线、砝码.⑥缓慢的向上移动纽扣磁铁组2,观察现象,与第四步比较不同.
二、 “死杆”和“活杆”问题.
例3、 如图7所示,质量为m的物体用细绳OC悬挂在支架上的O点,轻杆OB可绕B点转动,求细绳OA中张力T大小和轻杆OB受力N大小.
例4、 如图8所示,水平横梁一端A插在墙壁内,另一端装有小滑轮B,一轻绳一端C固定于墙壁上,另一端跨过滑轮后悬挂一质量为m=10kg的重物, ,则滑轮受到绳子作用力为多少牛顿?
例3解:由于悬挂物体质量为m,绳OC拉力大小是mg,将重力沿杆和OA方向分解,如图9,可求 .
例4解:对滑轮右端节点受力分析如图10,T1=T2=mg,滑轮受绳子作用力即是T1与T2的合力,大小为100N.
分析:例3中是一个平衡的“活杆”,所以杆所受弹力的方向沿杆方向.而对于例4,若依照例3中方法,则绳子对滑轮 ;实际不然,由于杆AB不可转动,是“死杆”,杆所受弹力的方向不沿杆AB方向.由于B点处是滑轮,它只是改变绳中力的方向,并未改变力的大小,滑轮两侧绳上拉力大小均是100N,夹角为 ,故而滑轮受绳子作用力即是其合力,大小为100N,正确答案是100N而不是 .学生区分例3与例4的不同处,有一定的难度.
对策:在做例3和例4前,让学生亲自动手做一下情景再现,体会一下不同.
步骤:①让同学按图11摆放好纽扣磁铁组、丝线、一端焊接上轻滑轮的轻笔杆、砝码,体会一下.②让同学按图12摆放好纽扣磁铁组、丝线、一端焊接上轻滑轮的轻笔杆、砝码,体会一下.在摆放成功的过程中学生就能很清楚的区分开例3和例4的不同.
讲《物体的平衡》时学生对于 “活节” 和“死节” 问题、“活杆”和 “死杆”问题的理解与区分是个难点,如果能用磁性白板加纽扣磁铁、丝线、砝码、一端焊接上轻滑轮的轻笔杆做一下演示,可以加深学生的理解.
一、“活节”和“死节”问题
例1、如图1所示,长为5m的细绳的两端分别系于竖立在地面上相距为4m的两杆的顶端A、B ,绳上挂一个光滑的轻质挂钩,其下连着一个重为12N的物体,平衡时,问:
①绳中的张力T为多少?
②A点向上移动少许,重新平衡后,绳与水平面夹角、绳中张力如何变化?
例2、如图2所示,AO、BO和CO三根绳子能承受的最大拉力相等,O为结点,OB与竖直方向夹角为θ,悬挂物质量为m.
求①OA、OB、OC三根绳子拉力的大小 .
②A点向上移动少许,重新平衡后,绳中张力是否变化?
例1解:①对于轻质挂钩的受力如图3所示,由平衡条件可知,T1、T2合力与G等大反向,且T1=T2, 所以 T1sin +T2sin =T3=G
即T1=T2=,而 AO.cos +BO.cos = CD,所以 cos =0.8 sin =0.6,T1=T2=10N
②同样分析可知:A点向上移动少许,重新平衡后,绳与水平面夹角,绳中张力均保持不变.
例2解:①分析节点O的受力如图4所示,由平衡条件可知,T1、T2合力与G等大反向,但T1不等于T2,所以
T1=T2sin , G=T2cos
②A点向上移动少许,重新平衡后,绳OA、OB的张力均要发生变化.
分析:例1中因为是在绳中挂一个轻质挂钩,所以整个绳子处处张力相同,属于“活节”问题.而在例2中,OA、OB、OC分别为三根不同的绳所以三根绳子的张力是不相同的,属于“死节”问题.不少同学没有注意到这一本质的区别而无法正确解答例1、例2.两题的第一问解对的关键是学生是否注意到真实的情况下图1中α1与α2是相等的,而图2中对应部分的角并不相等.对于例1和例2中的第二问,学生不容易想象到真实的情况,即使解对,理解也并不深刻.
对策:在解例1和例2前,为了加深学生的理解,教师可以用教室里的磁性白板做一下情景演示.
步骤:①每两个纽扣磁铁扣在一起作为一组纽扣磁铁组备用,用于固定丝线(丝线夹在两个磁铁之间).②按照图5在磁性白板上摆放好纽扣磁铁组1、2与一根丝线.③把砝码挂在丝线上(砝码一定要轻).做到这一步时学生能清楚地看到例1中α1与α2是相等的.④把图5中的纽扣磁铁组2缓慢的沿竖直方向上下移动,观察结果.同学们可看到砝码在动时,始终保持α1与α2是相等的.⑤按照图6摆放好纽扣磁铁组1、2和三段丝线、砝码.⑥缓慢的向上移动纽扣磁铁组2,观察现象,与第四步比较不同.
二、 “死杆”和“活杆”问题.
例3、 如图7所示,质量为m的物体用细绳OC悬挂在支架上的O点,轻杆OB可绕B点转动,求细绳OA中张力T大小和轻杆OB受力N大小.
例4、 如图8所示,水平横梁一端A插在墙壁内,另一端装有小滑轮B,一轻绳一端C固定于墙壁上,另一端跨过滑轮后悬挂一质量为m=10kg的重物, ,则滑轮受到绳子作用力为多少牛顿?
例3解:由于悬挂物体质量为m,绳OC拉力大小是mg,将重力沿杆和OA方向分解,如图9,可求 .
例4解:对滑轮右端节点受力分析如图10,T1=T2=mg,滑轮受绳子作用力即是T1与T2的合力,大小为100N.
分析:例3中是一个平衡的“活杆”,所以杆所受弹力的方向沿杆方向.而对于例4,若依照例3中方法,则绳子对滑轮 ;实际不然,由于杆AB不可转动,是“死杆”,杆所受弹力的方向不沿杆AB方向.由于B点处是滑轮,它只是改变绳中力的方向,并未改变力的大小,滑轮两侧绳上拉力大小均是100N,夹角为 ,故而滑轮受绳子作用力即是其合力,大小为100N,正确答案是100N而不是 .学生区分例3与例4的不同处,有一定的难度.
对策:在做例3和例4前,让学生亲自动手做一下情景再现,体会一下不同.
步骤:①让同学按图11摆放好纽扣磁铁组、丝线、一端焊接上轻滑轮的轻笔杆、砝码,体会一下.②让同学按图12摆放好纽扣磁铁组、丝线、一端焊接上轻滑轮的轻笔杆、砝码,体会一下.在摆放成功的过程中学生就能很清楚的区分开例3和例4的不同.