论文部分内容阅读
《匀变速直线运动的研究》这一章由于涉及太多的基本公式和推论公式,而且公式之间又相互关联,使得学生在解题时常常不知道如何选择公式,有的甚至不知如何下手。这样既不利于学生提高解题效率,也不利于他们理解匀变速运动的规律,更不利于他们形成科学的思维方式。如何才能让学生透彻地理解匀变速运动的规律和形成科学的思维方式,从而达到提高解题效率和运用知识解决实际问题的能力呢?这是所有高中物理教育工作者共同思考的问题。我个人认为,教师首先自已要有一个解题的思维体系,通过平常的习题讲解不断地反复地向学生渗透它。下面就是我的解题方法:
第一步,审题分析其物理过程,画出过程草图,标出相应的已知量。本章的题物理过程都相对较简单,但我们仍不可忽略它,因为进入高二后,许多问题的物理过程都是相当复杂的,分析不清物理过程就不可能解出题,因此在高一时就要向学生灌输解题前分析物理过程的习惯,并且要通过一年的时间培养出他们分析物理过程的能力来。而画草图就要是使问题形象化,有利学生理清思路。
第二步,选取研究过程。由于在本章主要研究匀变速直线运动的规律,而且所学的公式都只适用于匀变速直线运动,所以我们选取研究过程之前,要把整过物理过程分成若干个匀变速运动过程,再根据所求物理量选取恰当的研究过程,一般来说选取的研究过程应包含所求物理量。大家都知道,运动学一共有五个基本物理量,只要知道其中任意三个,就可以求出其它二个。有些问题只要选择一个恰当过程就可以轻松解题。可有些问题无论选哪个过程条件都不够,解不出题,这时我们想到,把两个相关联的过程分别列方程,组成方程组解题。那么何谓相关联的过程呢?通常两过程有共同的物理量,或某个物理量有定量的关系,则称之为相关联的两过程。
第三步,选公式。这一步最关键,也最难。我们在选取了过程后,要找出过程中的已知量、半已知量、完全未知量。然后选择的公式要避开完全未知量,也就是不含完全未知量,这样就可以有效减少方程中的未知数。(半已知量是指两过程中共同的物理量或有定量关系的物理量。)
第四步,解方程组,分析结果是否符合实际。
下面我们从一个例题来体会这种方法:
例1:跳伞运动员从350m高空跳伞后,开始一段时间由于伞没打开而做自由落体运动,伞张开(张开时间不计)后做加速度为2m/s2的匀减速直线运动,到达地面时速度为4m/s,重力加速度取10m/s2,则跳伞运动员自由落体的高度和打开伞时的速度为多少?
解:
第一步:分析物理过程,画草图:跳伞运动员整个物理过程:开始为自由落体运动,下落h高度后获得速度V,接着打开伞,于是以初速度V做匀减速直线运动,下落S高度后落地,速度为4m/s,如图所示:
第二步:选取研究过程: 由于本题要求h和V,因此选自由落体为研究过程。但由于条件不够,还需要再选一个与之相关联的过程,理论上有两个过程可供选择:全程和匀减速过程。分析后发现全程不是匀变速运动,不可取。于是决定选匀减速过程。
第三步:选公式:两过程中已知量已在图中标明,半已知量为速度V,它是第一过程的末速度,又是第二过程的初速度。还有位移,两过程的位移之和为350m。完全未知量为时间。所以应选择不含时间的公式,即:Vt2-V02=2aS.
V2-02=2gh ……对自由落体过程
42-V2=2aS…….对匀减速过程
S+h=350
第四步:解之:h=59m V=34.6m/s
例2、为了打击贩毒,我边防民警在各交通要道上布下了天罗地网。某日,一辆运毒汽车高速驶进某检查站,警方示意停车,毒贩见势不妙,高速闯来。由于原来车速已很高,发动机早已工作在最大功率状态,此车闯卡后在平直公路上的运动可近似看作匀速直线运动,它的位移可用S1=40t来描述。运毒车过卡的同时,原来停在旁边的大功率警车立即起动追赶。警车从起动到追上毒贩的运动可看作匀加速直线运动,其位移可用S2=2t2来描述,在追赶过程中,哪一时刻警车与毒贩子的距离最远?相距多远?
解析:由题可知,毒贩车速度为40m/s,由于开始时毒贩车速大于警车车速,故两车有相对运动,它们之间的距离加大,当两车的速度相等时,瞬间没有相对运动,此时两车的距离最大,之后警车的速度大于毒贩车速度,两车的距离又减小。设毒贩车速度为v1,警车的速度为v2,当v1=v2时,它们距离检查点的位移分别为s1、s2,△s为两车间的最大距离,由S2=2t2知警车的加速度为4m/s2。根据v1=v2得40=at,t=10s,所以△s=s1-s2=200m。
当然也可直接讨论函数,当△s=s1-s2=40t-2t2当t=10s时有极大值△s=200m。
高中物理是一个宠大而复杂的知识体系,高中物理教学更是一门极具挑战性的工作,它需要我们全体物理教育工作者和学生共同去探索。我时刻告诫自已,教学中一定要做到对方式方法的总结和灌输,一定要让学生积极参与并让他们在参与的过程中体会成功的喜悦。因为没有人会对不属于自已的舞台感兴趣,更别谈为之付出积极的努力。
第一步,审题分析其物理过程,画出过程草图,标出相应的已知量。本章的题物理过程都相对较简单,但我们仍不可忽略它,因为进入高二后,许多问题的物理过程都是相当复杂的,分析不清物理过程就不可能解出题,因此在高一时就要向学生灌输解题前分析物理过程的习惯,并且要通过一年的时间培养出他们分析物理过程的能力来。而画草图就要是使问题形象化,有利学生理清思路。
第二步,选取研究过程。由于在本章主要研究匀变速直线运动的规律,而且所学的公式都只适用于匀变速直线运动,所以我们选取研究过程之前,要把整过物理过程分成若干个匀变速运动过程,再根据所求物理量选取恰当的研究过程,一般来说选取的研究过程应包含所求物理量。大家都知道,运动学一共有五个基本物理量,只要知道其中任意三个,就可以求出其它二个。有些问题只要选择一个恰当过程就可以轻松解题。可有些问题无论选哪个过程条件都不够,解不出题,这时我们想到,把两个相关联的过程分别列方程,组成方程组解题。那么何谓相关联的过程呢?通常两过程有共同的物理量,或某个物理量有定量的关系,则称之为相关联的两过程。
第三步,选公式。这一步最关键,也最难。我们在选取了过程后,要找出过程中的已知量、半已知量、完全未知量。然后选择的公式要避开完全未知量,也就是不含完全未知量,这样就可以有效减少方程中的未知数。(半已知量是指两过程中共同的物理量或有定量关系的物理量。)
第四步,解方程组,分析结果是否符合实际。
下面我们从一个例题来体会这种方法:
例1:跳伞运动员从350m高空跳伞后,开始一段时间由于伞没打开而做自由落体运动,伞张开(张开时间不计)后做加速度为2m/s2的匀减速直线运动,到达地面时速度为4m/s,重力加速度取10m/s2,则跳伞运动员自由落体的高度和打开伞时的速度为多少?
解:
第一步:分析物理过程,画草图:跳伞运动员整个物理过程:开始为自由落体运动,下落h高度后获得速度V,接着打开伞,于是以初速度V做匀减速直线运动,下落S高度后落地,速度为4m/s,如图所示:
第二步:选取研究过程: 由于本题要求h和V,因此选自由落体为研究过程。但由于条件不够,还需要再选一个与之相关联的过程,理论上有两个过程可供选择:全程和匀减速过程。分析后发现全程不是匀变速运动,不可取。于是决定选匀减速过程。
第三步:选公式:两过程中已知量已在图中标明,半已知量为速度V,它是第一过程的末速度,又是第二过程的初速度。还有位移,两过程的位移之和为350m。完全未知量为时间。所以应选择不含时间的公式,即:Vt2-V02=2aS.
V2-02=2gh ……对自由落体过程
42-V2=2aS…….对匀减速过程
S+h=350
第四步:解之:h=59m V=34.6m/s
例2、为了打击贩毒,我边防民警在各交通要道上布下了天罗地网。某日,一辆运毒汽车高速驶进某检查站,警方示意停车,毒贩见势不妙,高速闯来。由于原来车速已很高,发动机早已工作在最大功率状态,此车闯卡后在平直公路上的运动可近似看作匀速直线运动,它的位移可用S1=40t来描述。运毒车过卡的同时,原来停在旁边的大功率警车立即起动追赶。警车从起动到追上毒贩的运动可看作匀加速直线运动,其位移可用S2=2t2来描述,在追赶过程中,哪一时刻警车与毒贩子的距离最远?相距多远?
解析:由题可知,毒贩车速度为40m/s,由于开始时毒贩车速大于警车车速,故两车有相对运动,它们之间的距离加大,当两车的速度相等时,瞬间没有相对运动,此时两车的距离最大,之后警车的速度大于毒贩车速度,两车的距离又减小。设毒贩车速度为v1,警车的速度为v2,当v1=v2时,它们距离检查点的位移分别为s1、s2,△s为两车间的最大距离,由S2=2t2知警车的加速度为4m/s2。根据v1=v2得40=at,t=10s,所以△s=s1-s2=200m。
当然也可直接讨论函数,当△s=s1-s2=40t-2t2当t=10s时有极大值△s=200m。
高中物理是一个宠大而复杂的知识体系,高中物理教学更是一门极具挑战性的工作,它需要我们全体物理教育工作者和学生共同去探索。我时刻告诫自已,教学中一定要做到对方式方法的总结和灌输,一定要让学生积极参与并让他们在参与的过程中体会成功的喜悦。因为没有人会对不属于自已的舞台感兴趣,更别谈为之付出积极的努力。