探究式教學(xué)在《力的合成》中的嘗試

王林

摘 要：探究式教學(xué)是以探究為基本特征的一種教學(xué)活動形式，符合教學(xué)改革的實際，能使班級教學(xué)煥發(fā)出生機勃勃的活力，能夠破除教師“自我中心”，促使學(xué)生在探究中“自我發(fā)展”。在力的合成和分解中用探究式教學(xué)進行了嘗試，效果很好。

關(guān)鍵詞：探究式教學(xué)；課堂教學(xué)改革；力的合成

在整個教育步入信息化時代的今天，教學(xué)改革仍然顯得十分緩慢，如何加快課堂教學(xué)改革的步伐，全面推進教育現(xiàn)代化進程，仍是擺在我們面前的一個緊迫課題。面對教學(xué)改革的實際需要，采用探究式教學(xué)是課堂教學(xué)改革較為理想的選擇。探究式教學(xué)怎么探究，實際是要回答在教學(xué)過程怎么做。這個問題的基本思路是：以學(xué)生主動參與為前提，自主學(xué)習(xí)為途徑，合作討論為形式，培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實踐能力為重點，構(gòu)建教師導(dǎo)、學(xué)生學(xué)的教學(xué)程序。下面我以《力的合成》中求任意幾個力的合力取值范圍為例，引導(dǎo)學(xué)生探究求任意幾個力的合力取值范圍的方法。

一、已知兩個力求合力的取值范圍

已知兩個力求合力的取值范圍很常見，即利用平行四邊形定則和三角形兩邊之和大于第三邊，兩邊之差小于第三邊的知識，引導(dǎo)學(xué)生思考什么時候合力最大，什么時候合力最小。讓學(xué)生探究得出兩個力方向相同時合力最大，F(xiàn)=F1+F2；兩個力方向相反時合力最小，F(xiàn)=|F1-F2|。即|F1-F2|≤F≤F1+F2。

二、已知任意三個力，求這三個力的合力取值范圍

在許多高中物理練習(xí)中有這樣一類題：已知任意三個力，求這三個力的合力取值范圍。

求三個力的合力最大值很容易，即這三個力的大小之和，求三個力的合力最小值就有點麻煩，要具體分析。

如有三個分力F1、F2、F3，分別為3N、5N、7N，那這三個力的合力最大值為15N；最小值如何求呢？讓學(xué)生分析討論后得出：先求其中兩個較小分力的合力取值范圍，即3N和5N的合力范圍為2N～8N，最大的分力7N恰好落在這一范圍之間，探討3N和5N的合力為7N時的方向與最大的分力7N的方向有沒有可能相反。當(dāng)它們方向有可能相反時合力就為0，因此合力的最小值必為零。所以0≤F≤15N。

還有一個相反情況，如3N、5N、10N，那這三個力的合力最大值為18N；最大的分力不在兩個較小分力的合力取值范圍（2N～8N）之內(nèi)，那最小值如何求呢？讓學(xué)生分析討論后得出：此時，這三個力的合力最小值為最大的分力與兩個較小分力之和的差，即10N-（3N+5N）=2N。所以2N≤F≤15N。

結(jié)合這兩種情況，通過教師的引導(dǎo)，讓學(xué)生探究討論得出結(jié)論：三個力當(dāng)中兩個較小分力之和與第三個力進行比較，如果兩個較小分力之和大于或等于第三個力，則合力的最小值為零；如果兩個較小分力之和小于第三個力，則合力最小值為第三個力與兩個較小分力之和的差。

三、已知任意四個力，求這四個力的合力取值范圍

如有四個分力F1、F2、F3、F4，分別為3N、5N、7N、10N，那么這四個力的合力最大值為25N；最小值如何求呢？引導(dǎo)學(xué)生分析討論后得出：先求其中三個較小分力的合力取值范圍，即3N、5N和7N的合力范圍為0～15N，最大的分力10N恰好落在這范圍之間，因此合力的最小值必為零。所以0≤F≤25N。

同樣還有一個相反情況，如3N、5N、7N、20N，那么這四個力的合力最大值為35N；最大的分力不在其中三個較小分力的合力取值范圍（0～15N）之內(nèi)，學(xué)生通過類推容易得出：此時這四個力的合力最小值為最大的分力與其中三個較小分力之和的差，即20N-（3N+5N+7N）=5N。所以5N≤F≤35N。

結(jié)合這兩種情況，通過教師引導(dǎo)，讓學(xué)生探究討論得出結(jié)論：四個力當(dāng)中三個較小分力之和與第四個力進行比較，如果三個較小分力之和大于等于第四個力，則合力的最小值為零；如果三個較小分力之和小于第四個力，則合力最小值為第四個力與三個較小分力之和的差。

經(jīng)過上述求三個力的合力取值范圍和四個力的合力取值范圍的分析討論，通過結(jié)論類推，學(xué)生可總結(jié)出：對于任意N個力來說，其合力的最大值為這N個力大小之和；求其合力的最小值可用如下方法：在這N個力中先找出一個最大的分力Fi′（如果有幾個相同的最大值，則任取其一），然后求剩下的（N-1）個力之和Fi′。如果Fi′≥Fi，則合力的最小值為零；如果Fi′

應(yīng)用：例如求1N、2N、3N…100N、5055N這101個力的合力的取值范圍，學(xué)生用上述方法就很容易求出5N≤F≤10105N。

通過這種探究式教學(xué)，學(xué)生對求任意幾個力的合力取值范圍的方法掌握牢固，理解透徹，能靈活運用，提高了學(xué)生歸納總結(jié)能力，效果很好。

參考文獻：

[1]翟厚嵐.物理課堂教學(xué)案例研究的實踐與思考[J].物理教學(xué)探討，2013（11）.

[2]廖建生.力的合成演示實驗的弊端及改進[J].物理通報，2007（12）.

編輯 李靜玲