何萬齡
學習運動的描述,不僅要理解質點、時間、位移、速度和加速度等基本概念,而且要感悟體會這些基本概念得出的重要的思維方法。下面結合例子作一討論。
一、質點模型建立的思維方法
例1關于質點的下列說法正確的是()。
A.如果考慮物體的大小和形狀,即使描述很簡單的運動也很復雜
B.當物體的大小、形狀對運動無影響或影響可以忽略,物體可以簡化為質點
C.在研究乒乓球的運動時,可以將乒乓球簡化為質點
D.一個物體能否看成質點是由問題的性質決定的
準確描述物體的實際運動是很困難的,為了簡化問題,突出主要因素,將物體看成只有質量、沒有大小的“點”,問題就簡單了。而一個物體能否看成質點是由問題的性質決定的。例如,做直線運動的物體,各點的運動是相同的,可以看作質點。而研究乒乓球的運動時,不能將乒乓球簡化為質點。故選項ABD正確。
點撥:質點的概念,是從如何處理實際物體運動的復雜性而提出的。質點概念的建立,突出了問題的主要方面,忽略了次要因素,是一種理想化模型。同學們要通過質點模型的建立體會這種科學的思維方法。
二、準確描述時間和位移的基本方法
點撥:質點位置隨時間的變化規律是運動學的核心問題。建立坐標系,可以定量地描述質點的位置。位移是有大小和方向的物理量,即用初位置指向末位置的有向線段來表示位移。要明確質點位置的變化量l=x2-x1是位移。在質點沿直線運動中,用x表示位置,用Δx表示位移。在時間軸上可表示時刻和時間間隔。
三、平均速度向瞬時速度趨近的極限思想
四、用比值(變化率)定義物理量的方法
點撥:物體運動時,位置是不斷變化的,速度也可能是變化的。通常用比值來表示這個變化量的變化率。即速度v=ΔxΔt是質點位置的變化率,加速度a=ΔvΔt是速度的變化率,比值越大,變化越快。這種用比值定義物理量的方法是一種重要的方法。
五、用圖像描述物體運動的方法
點撥:運動圖像有位移圖像和速度圖像,位移圖像描述質點位移隨時間變化的規律,圖像上的點代表運動時間和相應的位移,各點的斜率代表質點的瞬時速度。速度圖像描述質點速度隨時間的變化規律,圖像上的點代表瞬時速度,圖像的斜率代表質點的加速度,圖像與橫坐標軸圍成的圖形的面積代表位移。
(責任編輯趙平)