摘要文章從學(xué)習(xí)方法的改變及高一物理力學(xué)問題、矢量運算等知識點進(jìn)行探討,以期使高一學(xué)生跨上物理學(xué)習(xí)新臺階。
關(guān)鍵詞學(xué)習(xí)方法 力學(xué) 矢量運算
中圖分類號:G633.7文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
師生普遍反映“高一物理臺階太高”,產(chǎn)生“臺階”的原因主要在于初中物理一再降低難度,而高中物理難度一直較大。初中物理知識基本是粗淺的,大都是從日常生活的簡單現(xiàn)象入手,通過觀察、分析,稍加歸納便能得出規(guī)律,結(jié)論都與觀察的情況一致,多以識記為主。而高中物理,學(xué)生所學(xué)知識,多是深入本質(zhì)的規(guī)律,抽象理論性和概念性較強(qiáng),且結(jié)論多與生活中直接觀察的情況不一致,同時定性分析減少,定量研究大量增加,識記不再是主要內(nèi)容,而是應(yīng)用所學(xué)知識去分析和研究問題。因此“物理難學(xué)”就擺在了高一學(xué)生面前。
怎樣才能幫助學(xué)生跨上高一物理臺階?筆者認(rèn)為應(yīng)該從以下幾個方面著手。
(1)指導(dǎo)學(xué)生改變以往的學(xué)習(xí)方法。簡單地說,就是要求學(xué)生運用預(yù)習(xí)—復(fù)習(xí)—總結(jié)的方法,循環(huán)復(fù)習(xí),理解記憶,自己動手推導(dǎo)公式,去掉初中不求甚解的學(xué)習(xí)方法。抓住這一條,下面的方法才能收到實效。
在勻變速直線運動規(guī)律及其應(yīng)用內(nèi)容中出現(xiàn)了許多公式,單靠死記硬背難以記住,即使記住也未必知道如何去用。實際上只要記住兩個簡單公式即可。一為加速度公式:a=①,一為面積求位移公式:S=t②。由這兩個公式再引導(dǎo)學(xué)生自己去推導(dǎo)其他公式。
由公式①得速度公式:
③。將公式③代入②得位移公式:S=④(無變量vt)最后由公式①變成t=,代入②得位移另一公式:S=⑤(無變量t)
例1:一輛汽車在以10m/s速度勻速行駛,突然熄火,以2m/s2勻減速運動,汽車熄火后8秒,行駛多遠(yuǎn)?
此題雖易,但出錯率極高,他們往往會由s=V0t-at2=(10€?-€?€?2)m=16m得位移。實際上,運動時間t==s=5s,即5s汽車已停止。位移s=v0t=€?0€?m=25m。
學(xué)習(xí)摩擦力時,普遍存在兩個問題:求動摩擦力還是求靜摩擦力?摩擦力方向如何?
解決問題在于弄清接觸的兩個物體有無發(fā)生相對運動?若有,則產(chǎn)生的是滑動摩擦力,用公式F=FN求取。若物體做勻速運動,還可以由平衡力求取。若物體間無相對運動而是有相對運動趨勢,則產(chǎn)生的是靜摩擦力,由平衡力求取。靜摩擦力的范圍:0≤F靜≤Fmax。水平面上的物體受摩擦力與水平牽引力關(guān)系如下圖:
解決問題是讓學(xué)生去掉摩擦力是阻力的誤解,明白摩擦力總是阻礙相對運動或相對運動趨勢的。演示手握油瓶,摩擦力方向豎直向上,但油瓶可以向任何方向運動,摩擦力方向與運動方向是任意的,但與相對運動方向卻相反。
(2)解決力學(xué)問題時,首先要畫好物體受力示意圖,不能多也不能漏,否則就會出錯。老師要充分重視指導(dǎo)學(xué)生畫好正確受力示意圖。
例2:位于水平地面上質(zhì)量為M的小木塊,在大小為F,方向與水平方向成角拉力作用下,沿地面做加速運動,若木塊與地面間滑動摩擦因數(shù)為,則木塊加速度為()
A.F/MB.Fcos/M
C.(Fcos-Mg)/M D.[Fcos-(Mg-Fsin)]/M
解析:對木塊受重力Mg,拉力F,支持力FN、摩擦力F、共點于重心。建立平面直角坐標(biāo)系:
Fx=Fcos-F=Ma……①
Fy=Fsin+FN-Mg=0 ……②
由②得 FN=Mg-Fsin……③
受摩擦力 F=FN
得a= 選D
選C是受力分析不全,只考慮Fx,忽略了Fy的影響,選A、B則只死記F=Ma和簡單的力的分解,沒有深入理解受力分析和牛頓定律內(nèi)容。
我們知道聯(lián)系運動學(xué)和力學(xué)的紐帶是加速度,力是產(chǎn)生加速度的原因。牛頓第二定律是動力學(xué)的重要定律,公式中的作用力F是合力。已知運動情況求力,或已知受力情況求運動,加速度是“橋梁”。
(3)矢量運算中,要畫好矢量圖,用幾何法或三角函數(shù)法,只有同一直線上的量,才能用代數(shù)法;此外學(xué)會平行四邊形定則后,最好再增加正交分解法,這將給以后運用獨立性原理解決各種問題時,提供一個方法,對開拓學(xué)生眼界,提高靈活運用能力,作了一個范例。
力的合成與分解是教學(xué)難點之一。初中已學(xué)習(xí)了一條直線上的兩個力合成和分解,只是簡單加減。現(xiàn)在要用平行四邊形定則或正交分解求0~180€凹薪欠段諏礁齬駁懔狹Γ狹Ψ熄OF1-F2∣≤F合≤∣F1+F2∣。
例3:如圖,有半徑為R的光滑球頂點的正上方h高處的O點,用一根長L的細(xì)線懸著一個質(zhì)量為m 小球A靠在半球上。求半球?qū)π∏虻闹С至图?xì)線對小球的拉力。
解析:對小球受三個力,重力G,大球彈力F1,繩拉力F2,處于平衡狀態(tài),作F1與F2合力G′,由平行四邊形定則和二力平衡知F1與F2、G′與G是平衡力。又由幾何關(guān)系得:力△F2BG′∽邊△BOA。
∴==
即:==
得:
在位移矢量內(nèi)容中,應(yīng)強(qiáng)調(diào)位移是物體始末位置的有向線段,不考慮中間過程,而初中所學(xué)路程是標(biāo)量,它等于物體經(jīng)過的路線長,考慮中間過程。
在勻變速直線運動中區(qū)別勻加速與勻減速運動是一個難點。加速度a速度V1方向相同時為勻加速直線運動;加速度a與速度方向相反時稱為勻減速直線運動。
例4:一物體在豎直方向上運動,加速度方向向下,則物體可能運動狀態(tài)是()
A.加速上升 B.加速下降
C.減速上 D.減速下降
解析:物體上升時,速度方向向上,與已知加速度方向相反,則稱減速上升;物體下降時,速度方向向下,與已知加速度方向相同,稱加速下降。故B、C正確。
綜上所述,學(xué)好高一物理,首先要改變初中簡單識記公式的學(xué)習(xí)方法,對公式必須通過預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)、總結(jié)的方式來理解,并通過做題鞏固。其次,高中物理最重要的兩個知識點為力學(xué)問題和矢量運算問題。在解決力學(xué)問題時要畫好物理受力示意圖,不遺漏任何一個力;在矢量運算中,不僅要畫好矢量圖,還要靈活運用幾何法及三角函數(shù)法進(jìn)行解析。只要在這些方面下足功夫,相信高中物理將不再是難以跨越的臺階。