摘 要:在平拋運動的課堂教學中,筆者發現教師比較容易片面的或狹隘的去教學;在平拋運動例題、習題的設置上過于求難,使學生把大部分精力用于去求解答案了,而忽略了處理平拋運動過程中的思維方法的訓練。
關鍵詞:平拋運動; 課堂教學; 學業水平測試; 高考
中圖分類號:G633.7 文獻標識碼:A 文章編號:1006-3315(2014)06-022-002
在教學過程中應有目的、有梯度的引導學生應用所學知識解決實際物理問題。本文就平拋運動這一節談談筆者在實際課堂教學中的一些反思和心得。
一、平拋運動在整個知識體系中的地位
平拋運動出現在人教版教材必修2的第五章曲線運動中,它是學生學習到的第一種曲線運動,也是運動的合成與分解這種處理問題的思維方法在曲線運動中的實際運用,對所學知識的遷移和綜合運用在這里得到了充分體現。另外平拋運動是學業水平測試與高考中考查的重點內容,所以決定了其重要性與特殊性。
二、筆者在平拋運動實際課堂教學中的處理
按照課程標準的精神,新教科書在拋體運動的教學中,展示了質點在平面內運動時解決問題的規范化方法,筆者總結教學層次如下:
1.以紅蠟塊的運動為例,按下面的步驟介紹普遍性的方法
坐標與時間的關系:v=vxt,y=vyt
軌跡:消去t得到:y=■x
速度的大小和方向:v=■,tan?茲=■
紅蠟塊問題是由分速度求合速度及軌跡,接下來的是一個例題,要由速度求它在互相垂直的兩個方向上的分量。
2.例題:已知飛機起飛時的速度和仰角,求它在水平方向和豎直方向的分速度
通過1和2讓學生悟出個道理:物體在平面上的運動可以在相互垂直的方向上分別研究(或者相反)。
3.把這個道理應用于平拋運動
水平方向:力F=0,初速度v0=v,由此可以得到拋體在x方向上的位移x=vt。
豎直方向:力F=mg,加速度a=g,初速度v0=0,所以拋體在y方向的位移y=■gt2。
有了x、y兩個方向的坐標與時間的關系之后,仿照紅蠟塊問題的程序,可以得出拋體軌跡的表達式及速度的大小、速度的方向。
4.如果拋出時的速度不沿水平方向,那么……
筆者認為老師按照這個思路貫穿于教學過程中,學生按照這個思路學習,不僅得到了平拋運動的幾個結論,而且學會了解決這類問題的一般方法:
兩個方向上的受力→
兩個方向上的運動方程→
兩個方向上的位置與時間的關系→
平面中的運動軌跡(消去t)→
平面中速度的大小和方向(勾股定理、三角函數)……
三、平拋運動在學業水平測試和高考中的綜合應用
我們看幾個例題:
(2012年江蘇省學業水平測試第16題)如圖所示,用小錘打擊彈性金屬片,A球沿水平方向拋出,同時B球自由下落,改變小球距地面的高度,多次實驗均可觀察到兩球同時落地。這個實驗現象說明A球:
A.在水平方向上做勻速直線運動;
B.在水平方向上做勻加速直線運動;
C.在豎直方向上做勻速直線運動;
D.在豎直方向上做自由落體運動。
本題在知道平拋運動規律:水平方向勻速直線運動和豎直方向自由落體運動的前提下,參照豎直方向的B球運動很容易選出答案,所以本題考查的是平拋運動的基本運用。
(2012年江蘇高考第6題)如圖所示,相距l的兩小球A、B位于同一高度h(l,h均為定值)。將A向B水平拋出的同時,B自由下落。A、B與地面碰撞前后,水平分速度不變,豎直分速度大小不變、方向相反。不計空氣阻力及小球與地面碰撞的時間,則
(A)A、B在第一次落地前能否相碰,取決于A的初速度;
(B)A、B在第一次落地前若不碰,此后就不會相碰;
(C)A、B不可能運動到最高處相碰;
(D)A、B一定能相碰。
(2012年江蘇高考第15題)如圖所示,待測區域中存在勻強電場和勻強磁場,根據帶電粒子射入時的受力情況可推測其電場和磁場。
圖中裝置由加速器和平移器組成,平移器由兩對水平放置、相距為l的相同平行金屬板構成,極板長度為l、間距為d,兩對極板間偏轉電壓大小相等、電場方向相反,質量為m、電荷量為+q的粒子經加速電壓U0加速后,水平射入偏轉電壓為U1的平移器,最終從A點水平射入待測區域,不考慮粒子受到的重力。
(1)求粒子射出平移器時的速度大小V1;
(2)當加速電壓變為4U0時,欲使粒子仍從A點射入待測區域,求此時的偏轉電壓U;
(3)已知粒子以不同速度水平向右射入待測區域,剛進入時的受力大小均為F。現取水平向右為x軸正方向,建立如圖所示的直角坐標系Oxyz,保持加速電壓為U0不變。
移動裝置使粒子沿不同的坐標軸方向射入待測區域,粒子剛射入時的受力大小如下表所示。
請推測該區域中電場強度和磁感應強度的大小及可能的方向。解略。
本題是高考試卷的最后一題,屬于難題,但就在這樣的難題中,同樣看到圖像當中類平拋運動的影子,若在平時對平拋運動的講解關注到思維方法的層面上,學生就不難做出對這部分知識的遷移,也就是說單純就這個考查點來說,對學生不應該是較難的題。
在平拋運動的教學過程中,我們首先要從新課程標準出發,結合學生實際情況,同時也要研究學測和高考試題對考點考查情況,制定出有效的能夠培養學生掌握規律、分析問題的能力、知識遷移的能力和創新思維的能力的課堂策略。這樣才能讓學生的科學素養得到有效提升,讓學生擁有成就感和幸福感。
以上教學反思希望能得到各位教育同仁的批評指正,以鞭策本人不斷完善,爭取更大進步!