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功是物理学中一个重要的基本概念,当一个力作用在物体上,并使物体在力的方向上通过了一段距离,力学中就说这个力对物体做了功.功是标量,不存在方向问题,但有正负之分,正负表示什么物理意义呢?
1 传统的教学方式
应用公式W=Flcosα分析,当α>90°时,cosα<0 , 所以W<0 ,这就是力F做负功的情形.此时力F的方向大致与物体运动的方向相反,力F是阻碍物体运动的力(这时力F也称为阻力),我们说力F对物体做负功,W取负值;或者说运动物体克服阻力做了功,W取绝对值.当α<90°时,cosα>0 , 所以W>0 ,这就是力F做正功的情形.此时力F的方向大致与物体运动的方向相同,力F是推动物体运动的力(这时力F称为动力),当α=90°时,cosα=0 , 所以W=0 ,力与位移方向垂直不做功.
2 教材图片意义
人教版物理必修二《功》一节在讲授正功和负功知识时有三幅插图(图1),可以应用三幅图片帮助学生从物理意义上理解正功与负功的内涵,并不是简单从数学的角度利用公式推导功何时取正值何时取负值.
教材是教师教学的范例,亦是学生认识世界的窗口,获取知识的工具.新课程倡导新的教材观,认为教材不应再成为教师教和学生学的“枷锁”和“桎梏者”,而应成为“跳板”和“促进者”,教师不再是教教材,而是用教材.那么,如何使用教材呢?我们如何利用教材提供的三幅图片讲解正负功的物理意义呢?
数学中的正负分别表示大于零或小于零的情况,如正数表示大于零的数,而负数表示小于零的数,正数在进行比较时,绝对值大者,其数值就大,但负数进行比较时,则与正数相反,即绝对值大者反而小.在物理中正负在特定的环境里常常表示出一定的物理意义,这与正负在数学中正负有时有着很大的区别.
(1)在矢量问题中表示方向关系.如加速度,加速度是一矢量,它既有大小,也有方向.在匀变速直线运动中,加速度为正值,表示加速度的方向跟速度的方向相同,加速度为负值,表示加速度的方向与速度方向相反.可见这里的正负号表示方向,而不表示大小.因此,在比较大小时,只需要看正负号后面数值的大小,数值大者,加速度就大,数值小,加速度就小,这种比较法与数学中负数大小的比较是截然不同的.
(2)在标量问题中表示相反的两种流向.如电流强度的正负表示电流的方向,正值表示电流方向与规定方向相同,负值表示电流方向与规定方向相反.
(3)表示相反的物理意义.物理公式中的正负号法则表示一定物理意义,透镜成像公式:
1/u 1/v=1/f,实物u取正值,虚物u取负值;实像υ取正值,虚像υ取负值;凸透镜取正值,凹透镜取负值.
(4)表示分类.如正电荷与负电荷只表示相反的两类,物体所带的正负电量越大,表明物体所含的正负电荷数越多.
物理上的正负都是为了区分不同而设置的,物体受到力的作用,力可以分解到与位移方向相同的分力和与位移方向相反的分力,分析力做功可以分析分力做功,例如一物体受三个不同方向力的作用,受力分析如图3所示:
(沿运动方向建立x轴)
垂直位移方向上的分力不做功,位移方向上的分力做功,与位移方向相同的力是动力与位移方向相反的是阻力,由此可见力做功只分为动力做功与阻力做功两类,动力做功与阻力做功对物体动能变化的影响正好相反,用最简单的方法区分动力做功与阻力做功就是用正负号来区别,功正负值的物理意义就是,动力做正功,阻力做负功.
教材中三幅图片意图是想打破传统教学模式,不再是单纯的从数学的角度赋予正负功的意义,而是从物理的角度赋予正负功的意义.教学环节中设计了学生可参与的小游戏,学生亲历探究过程,意义非常重要,通过观察并思考动力做功与阻力做功的不同效果,进而探索寻找区别正负功的方式,通过以前 学过的物理上用来区别不同时采用的方法,最终想到用正负号来表示正负功.
4 深挖教材的意义
教师在教学中要深入地钻研教材,体会编者的意图,对其内容拥有自已的解读,更重要的是根据学生的实际情况,对主题图、例题、练习题等内容进行调整和处理,从而形成非僵化的、有特色的教学内容,创造性地实施教学.
活用教材是教学的永恒主题,无论是过去还是现在,研究教材都是教好课的前提,是备课工作中的一个重要环节.作为一名教师应深入体会教材编写的指导思想,全面了解教材编写的内容,领悟教材的编写特点,发掘教材中蕴含的教学资源,选择切实可行的教学内容,并针对课的类型、教学目标及教学对象的特点,灵活地、创造性地使用教材,使教材更具情趣化、生活化、活动化,才能使学生真实的参与到课堂教学中去,促进学生主动学习和建构知识,使课堂精彩无限.
1 传统的教学方式
应用公式W=Flcosα分析,当α>90°时,cosα<0 , 所以W<0 ,这就是力F做负功的情形.此时力F的方向大致与物体运动的方向相反,力F是阻碍物体运动的力(这时力F也称为阻力),我们说力F对物体做负功,W取负值;或者说运动物体克服阻力做了功,W取绝对值.当α<90°时,cosα>0 , 所以W>0 ,这就是力F做正功的情形.此时力F的方向大致与物体运动的方向相同,力F是推动物体运动的力(这时力F称为动力),当α=90°时,cosα=0 , 所以W=0 ,力与位移方向垂直不做功.
2 教材图片意义
人教版物理必修二《功》一节在讲授正功和负功知识时有三幅插图(图1),可以应用三幅图片帮助学生从物理意义上理解正功与负功的内涵,并不是简单从数学的角度利用公式推导功何时取正值何时取负值.
教材是教师教学的范例,亦是学生认识世界的窗口,获取知识的工具.新课程倡导新的教材观,认为教材不应再成为教师教和学生学的“枷锁”和“桎梏者”,而应成为“跳板”和“促进者”,教师不再是教教材,而是用教材.那么,如何使用教材呢?我们如何利用教材提供的三幅图片讲解正负功的物理意义呢?
数学中的正负分别表示大于零或小于零的情况,如正数表示大于零的数,而负数表示小于零的数,正数在进行比较时,绝对值大者,其数值就大,但负数进行比较时,则与正数相反,即绝对值大者反而小.在物理中正负在特定的环境里常常表示出一定的物理意义,这与正负在数学中正负有时有着很大的区别.
(1)在矢量问题中表示方向关系.如加速度,加速度是一矢量,它既有大小,也有方向.在匀变速直线运动中,加速度为正值,表示加速度的方向跟速度的方向相同,加速度为负值,表示加速度的方向与速度方向相反.可见这里的正负号表示方向,而不表示大小.因此,在比较大小时,只需要看正负号后面数值的大小,数值大者,加速度就大,数值小,加速度就小,这种比较法与数学中负数大小的比较是截然不同的.
(2)在标量问题中表示相反的两种流向.如电流强度的正负表示电流的方向,正值表示电流方向与规定方向相同,负值表示电流方向与规定方向相反.
(3)表示相反的物理意义.物理公式中的正负号法则表示一定物理意义,透镜成像公式:
1/u 1/v=1/f,实物u取正值,虚物u取负值;实像υ取正值,虚像υ取负值;凸透镜取正值,凹透镜取负值.
(4)表示分类.如正电荷与负电荷只表示相反的两类,物体所带的正负电量越大,表明物体所含的正负电荷数越多.
物理上的正负都是为了区分不同而设置的,物体受到力的作用,力可以分解到与位移方向相同的分力和与位移方向相反的分力,分析力做功可以分析分力做功,例如一物体受三个不同方向力的作用,受力分析如图3所示:
(沿运动方向建立x轴)
垂直位移方向上的分力不做功,位移方向上的分力做功,与位移方向相同的力是动力与位移方向相反的是阻力,由此可见力做功只分为动力做功与阻力做功两类,动力做功与阻力做功对物体动能变化的影响正好相反,用最简单的方法区分动力做功与阻力做功就是用正负号来区别,功正负值的物理意义就是,动力做正功,阻力做负功.
教材中三幅图片意图是想打破传统教学模式,不再是单纯的从数学的角度赋予正负功的意义,而是从物理的角度赋予正负功的意义.教学环节中设计了学生可参与的小游戏,学生亲历探究过程,意义非常重要,通过观察并思考动力做功与阻力做功的不同效果,进而探索寻找区别正负功的方式,通过以前 学过的物理上用来区别不同时采用的方法,最终想到用正负号来表示正负功.
4 深挖教材的意义
教师在教学中要深入地钻研教材,体会编者的意图,对其内容拥有自已的解读,更重要的是根据学生的实际情况,对主题图、例题、练习题等内容进行调整和处理,从而形成非僵化的、有特色的教学内容,创造性地实施教学.
活用教材是教学的永恒主题,无论是过去还是现在,研究教材都是教好课的前提,是备课工作中的一个重要环节.作为一名教师应深入体会教材编写的指导思想,全面了解教材编写的内容,领悟教材的编写特点,发掘教材中蕴含的教学资源,选择切实可行的教学内容,并针对课的类型、教学目标及教学对象的特点,灵活地、创造性地使用教材,使教材更具情趣化、生活化、活动化,才能使学生真实的参与到课堂教学中去,促进学生主动学习和建构知识,使课堂精彩无限.