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物体的匀变速直线运动是高中物理教学的重中之重,是联结运动学与动力学的纽带和桥梁,是学生学好力学的基础,也是电磁学中研究带电粒子运动的关键。这一难点的突破是学习高中物理的关键。
一、巧妙创设物理情境,建立加速度概念
首先,教师应指导学生认识加速度。教师可以让学生先观察小车在摩擦力作用下的运动,以及小车在钩码拉车作用下的运动。这样,学生就能直观体会到小车速度的变化。在学生有了直观认识后,教师再引导学生进行实验测定,让小车在钩码拉车作用下运动,并用打点计时器记录,得出小车的运动速度,建立v-t图像,同时分析物理速度变化特点,得出加速度,从而引导学生认识加速度。
其次,教师应帮助学生建立加速度的概念,这是本节内容的难点。教师可巧设物理情境,让学生形成直观印象。如上课时,教师可以先给出两个事例:①火箭发射时,10秒内速度能增加到约100米/秒;②万吨货轮起航,10秒內速度增加到0.2米/秒。然后提出问题:“火箭与货轮谁的速度变化更大?谁的速度变化快?”引导学生得出“速度变化量相同,用时短者速度变化快”的结论。
接着,教师可以再给出两个事例:③蜻蜓起飞时,在0.8秒内可达到8米/秒;④刘翔起跑时,在0.16秒内达到8米/秒。然后提出问题:“蜻蜓与刘翔谁的速度变化更大?谁的速度变化快?”引导学生得出“时间相同,速度变化量大者,速度变化更快”的结论。
经过以上比较,学生逐渐在头脑中构建起速度变化快慢的基本概念,并在比较中掌握了控制变量法。然后,教师可以一步步把学生引入加速度情境中,引领学生思考,使学生清晰地认识重力加速度。
二、多种方法并用,确定直线运动中加速度方向与速度方向的关系
“直线运动中,加速度方向与速度方向的关系”是学习加速度的另一个难点。为了突破这个难点,笔者准备了三种方法。
第一种方法是通过情境,体会两者方向的关系。这可以让学生回想起自己坐车时,在起动和刹车的过程中,加速度方向与速度方向的关系,使学生在头脑中对运动方向与加速度方向形成形象思维,对于两者间的关系产生直观感受。
第二种方法是由公式进行分析。物体做直线运动,选取物体初速度的方向为正方向,用含有“ ”“-”号的数值来表示各个矢量,将矢量运算转化为代数运算。①当物体做加速运动时,v1取正值,v2也取正值,但v2>v1,因Δv=v2-v1,故为正值;
所以加速度a与初速度v1同向;②当物体做减速运动时,v1取正值,v2也取正值,但v2 以加速度a与初速度v1反向。③总结:若物体做加速直线运动,则加速度与初速度同向;若物体做减速直线运动,则加速度与初速度反向。
第三种方法是用拟人的方法来理解。将a与v看作两个人,当a与v同向时,a起推动作用;当a与v反向时,a起阻碍作用(与后面的牛顿第二定律相呼应)。
三、利用物理图像,加深学生对加速度概念的理解
物理图像能直观反映出某一物理量变化函数的关系。在引导学生进行抽象思维时,教师不妨利用物理图像,帮助学生加深理解,记忆物理知识,把握物理量之间的关系,深刻地理解其物理意义。
教学时,教师可以设计以下问题:图1是甲、乙两物体的速度-时间图像,请思考甲、乙两物体的速度如何变化?它们在做什么运动?0~6秒内初、末速度各是多少?速度的变化各是多少?谁的速度变化大?谁的速度变化快?它们的加速度各是多少?甲、乙物体的v-t图像谁的倾斜程度大?v-t图像的倾斜程度与加速度有何关系?
在以上问题的引入中,学生可以一步步地走进加速度的情境中。这样一来,学生既理解了加速度的概念,又能运用加速度的概念解决实际问题。
四、结合实际,灵活运用
为了加深学生对加速度这一概念的理解,教师可以让学生分析运动的加速度。如让学生设计实验,测量自由下落物体的加速度;让学生估算高速路上,两辆汽车以36 千米/时的速度相向运动而发生碰撞,碰撞时间为2×10-3秒,汽车加速度多大?这样的问题非常贴近生活实际,可以加深学生对加速度这一概念的理解。
《新课程标准》指出,学生要由生活走向物理,再从物理回归生活。只有知识与生活实际相结合,才能达到学以致用的目的,才能加深学生对知识的理解,引导学生将概念与实际相联系,解决实际问题。
(作者单位:江西省赣州市第一中学)
一、巧妙创设物理情境,建立加速度概念
首先,教师应指导学生认识加速度。教师可以让学生先观察小车在摩擦力作用下的运动,以及小车在钩码拉车作用下的运动。这样,学生就能直观体会到小车速度的变化。在学生有了直观认识后,教师再引导学生进行实验测定,让小车在钩码拉车作用下运动,并用打点计时器记录,得出小车的运动速度,建立v-t图像,同时分析物理速度变化特点,得出加速度,从而引导学生认识加速度。
其次,教师应帮助学生建立加速度的概念,这是本节内容的难点。教师可巧设物理情境,让学生形成直观印象。如上课时,教师可以先给出两个事例:①火箭发射时,10秒内速度能增加到约100米/秒;②万吨货轮起航,10秒內速度增加到0.2米/秒。然后提出问题:“火箭与货轮谁的速度变化更大?谁的速度变化快?”引导学生得出“速度变化量相同,用时短者速度变化快”的结论。
接着,教师可以再给出两个事例:③蜻蜓起飞时,在0.8秒内可达到8米/秒;④刘翔起跑时,在0.16秒内达到8米/秒。然后提出问题:“蜻蜓与刘翔谁的速度变化更大?谁的速度变化快?”引导学生得出“时间相同,速度变化量大者,速度变化更快”的结论。
经过以上比较,学生逐渐在头脑中构建起速度变化快慢的基本概念,并在比较中掌握了控制变量法。然后,教师可以一步步把学生引入加速度情境中,引领学生思考,使学生清晰地认识重力加速度。
二、多种方法并用,确定直线运动中加速度方向与速度方向的关系
“直线运动中,加速度方向与速度方向的关系”是学习加速度的另一个难点。为了突破这个难点,笔者准备了三种方法。
第一种方法是通过情境,体会两者方向的关系。这可以让学生回想起自己坐车时,在起动和刹车的过程中,加速度方向与速度方向的关系,使学生在头脑中对运动方向与加速度方向形成形象思维,对于两者间的关系产生直观感受。
第二种方法是由公式进行分析。物体做直线运动,选取物体初速度的方向为正方向,用含有“ ”“-”号的数值来表示各个矢量,将矢量运算转化为代数运算。①当物体做加速运动时,v1取正值,v2也取正值,但v2>v1,因Δv=v2-v1,故为正值;
所以加速度a与初速度v1同向;②当物体做减速运动时,v1取正值,v2也取正值,但v2
第三种方法是用拟人的方法来理解。将a与v看作两个人,当a与v同向时,a起推动作用;当a与v反向时,a起阻碍作用(与后面的牛顿第二定律相呼应)。
三、利用物理图像,加深学生对加速度概念的理解
物理图像能直观反映出某一物理量变化函数的关系。在引导学生进行抽象思维时,教师不妨利用物理图像,帮助学生加深理解,记忆物理知识,把握物理量之间的关系,深刻地理解其物理意义。
教学时,教师可以设计以下问题:图1是甲、乙两物体的速度-时间图像,请思考甲、乙两物体的速度如何变化?它们在做什么运动?0~6秒内初、末速度各是多少?速度的变化各是多少?谁的速度变化大?谁的速度变化快?它们的加速度各是多少?甲、乙物体的v-t图像谁的倾斜程度大?v-t图像的倾斜程度与加速度有何关系?
在以上问题的引入中,学生可以一步步地走进加速度的情境中。这样一来,学生既理解了加速度的概念,又能运用加速度的概念解决实际问题。
四、结合实际,灵活运用
为了加深学生对加速度这一概念的理解,教师可以让学生分析运动的加速度。如让学生设计实验,测量自由下落物体的加速度;让学生估算高速路上,两辆汽车以36 千米/时的速度相向运动而发生碰撞,碰撞时间为2×10-3秒,汽车加速度多大?这样的问题非常贴近生活实际,可以加深学生对加速度这一概念的理解。
《新课程标准》指出,学生要由生活走向物理,再从物理回归生活。只有知识与生活实际相结合,才能达到学以致用的目的,才能加深学生对知识的理解,引导学生将概念与实际相联系,解决实际问题。
(作者单位:江西省赣州市第一中学)