由動(dòng)能定理的應(yīng)用談學(xué)生物理解題習(xí)慣的培養(yǎng)

朱周誠(chéng)

【摘要】在高考中，動(dòng)能定理作為每年的必考點(diǎn)，是新授課的重點(diǎn)，也是難點(diǎn)。但是在筆者在高一授課過(guò)程中發(fā)現(xiàn)學(xué)生在應(yīng)用動(dòng)能定理解題時(shí)，容易出錯(cuò)，其原因很多都?xì)w結(jié)于沒(méi)有好的解題習(xí)慣。本文就針對(duì)動(dòng)能定理的應(yīng)用，通過(guò)學(xué)生在應(yīng)用動(dòng)能定理的出錯(cuò)點(diǎn)，分析學(xué)生物理解題習(xí)慣，并在課堂上，進(jìn)行針對(duì)性的訓(xùn)練，以待提高學(xué)生對(duì)動(dòng)能定理的掌握。

【關(guān)鍵詞】動(dòng)能定理應(yīng)用；解題習(xí)慣；培養(yǎng)

一、動(dòng)能定理新授課重難點(diǎn)

縱看各年的廣東高考，在各年的計(jì)算題中，力學(xué)計(jì)算題、電磁場(chǎng)計(jì)算題中，動(dòng)能定理是必考點(diǎn)。因此，動(dòng)能定理在高考中占了非常重的位置。所以在高一新授課的時(shí)候，應(yīng)在動(dòng)能定理這一節(jié)多花功夫，筆者所在的學(xué)校生源為二類(lèi)生源，在高考考試大綱中，動(dòng)能和動(dòng)能定理是屬于II級(jí)要求，相當(dāng)于“理解”和“應(yīng)用”的層次，也是筆者所任教學(xué)校生源所必須能達(dá)到的層次，因此，對(duì)于動(dòng)能定理的授課，筆者的授課重點(diǎn)放在動(dòng)能定理的理解應(yīng)用上，難點(diǎn)是動(dòng)能定理與其他知識(shí)點(diǎn)的綜合運(yùn)用。

二、動(dòng)能定理出錯(cuò)點(diǎn)成因分析

在筆者進(jìn)行動(dòng)能定理新授課時(shí)，筆者發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在課堂上，跟著老師的分析，學(xué)生都聽(tīng)的懂，都覺(jué)得簡(jiǎn)單，但是讓學(xué)生獨(dú)立完成分析解題，非常多的學(xué)生出現(xiàn)各種問(wèn)題。筆者在此，通過(guò)在課堂上筆者選用的練習(xí)，收集了學(xué)生的錯(cuò)誤的典型，從學(xué)生的錯(cuò)誤中進(jìn)行錯(cuò)誤成因分析。

在距離地面高為H處，將質(zhì)量為m的小鋼球以初速度V0豎直下拋，不計(jì)空氣阻力，落地后，小鋼球陷入泥土中的深度為h，求：求泥土對(duì)小鋼球的平均阻力大小？

學(xué)生解題錯(cuò)誤1：

-F*h+mgH=0- 1-2 mV02

學(xué)生解題錯(cuò)誤2：

-F*h+mgh=0- 1-2 mV02

學(xué)生解題錯(cuò)誤3：

-F*h+mg(H+h)= 1-2 mV2- 1-2 mV02

錯(cuò)誤1與錯(cuò)誤2出現(xiàn)的原因在于：對(duì)選擇過(guò)程的做功分析發(fā)生錯(cuò)誤。

錯(cuò)誤3出現(xiàn)的原因在于：對(duì)選擇過(guò)程的初末狀態(tài)分析發(fā)生錯(cuò)誤。

學(xué)生對(duì)此類(lèi)問(wèn)題的錯(cuò)誤，多數(shù)是對(duì)物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程受力做功情況分析錯(cuò)誤或初末狀態(tài)分析錯(cuò)誤。

動(dòng)能定理W1+W2+……= 1-2 mV2- 1-2 mV02，等式左邊為合外力做功，因此必須要分析所選定過(guò)程的受力做功情況。等式右邊為末動(dòng)能減初動(dòng)能，必須分析所選定過(guò)程的初末狀態(tài)，尤其是速度情況。

三、針對(duì)性的課堂訓(xùn)練培養(yǎng)解題習(xí)慣

通過(guò)課堂中學(xué)生練習(xí)發(fā)生的錯(cuò)誤，筆者認(rèn)為解決動(dòng)能定理應(yīng)用的問(wèn)題，必須要養(yǎng)成好的解題習(xí)慣。筆者認(rèn)為，解題習(xí)慣應(yīng)分以下幾步走：①確定分析的對(duì)象；②確定物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程；③分析所選擇的運(yùn)動(dòng)過(guò)程的受力做功情況；④分析所選擇的運(yùn)動(dòng)過(guò)程的初末運(yùn)動(dòng)情況；⑤列出動(dòng)能定理等式，解決問(wèn)題。

以上的解題習(xí)慣，要通過(guò)課堂的針對(duì)訓(xùn)練，讓學(xué)生熟練掌握。因此，要有針對(duì)性的課堂練習(xí)。筆者在課堂練習(xí)中，采用以下練習(xí)，采用分步引導(dǎo)的方法，逐步引導(dǎo)學(xué)生，培養(yǎng)解題習(xí)慣。

（1）運(yùn)動(dòng)員踢球的平均作用力為F，把一個(gè)靜止的質(zhì)量為m的球以V的速度踢出，在水平面上運(yùn)動(dòng)s后停下。求運(yùn)動(dòng)員對(duì)球做的功？

分步引導(dǎo)學(xué)生回答：①運(yùn)動(dòng)員對(duì)球做功發(fā)生在哪段的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，從而確定運(yùn)動(dòng)過(guò)程；②此過(guò)程，哪些力做了功，寫(xiě)出各力做功的表達(dá)式；③此過(guò)程，分析初末的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，確定初末速度，寫(xiě)出初末動(dòng)能的表達(dá)式；④運(yùn)用動(dòng)能定理，解決問(wèn)題。

（2）質(zhì)量為m的跳水運(yùn)動(dòng)員從高為H的跳臺(tái)上以速率V1起跳，落水時(shí)的速率為V2，已知運(yùn)動(dòng)中遇有空氣阻力，那么運(yùn)動(dòng)員起跳后在空中運(yùn)動(dòng)克服空氣阻力所做的功是多少？①空氣阻力在哪個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中做功；②此運(yùn)動(dòng)過(guò)程，運(yùn)動(dòng)員有哪些力做功，寫(xiě)出各力做功的表達(dá)式；③此運(yùn)動(dòng)過(guò)程，運(yùn)動(dòng)員初末速度如何，寫(xiě)出初末動(dòng)能的表達(dá)式；④運(yùn)動(dòng)動(dòng)能定理，求運(yùn)動(dòng)員起克服空氣阻力所做的功。

通過(guò)以上兩題，以分步引導(dǎo)的方法，將解題的思路分析給學(xué)生，學(xué)生能初步掌握這種解題的習(xí)慣。筆者再采用以下兩道類(lèi)似的題目，學(xué)生自主應(yīng)用剛學(xué)知識(shí)完成，并通過(guò)這樣兩道類(lèi)似題目做對(duì)比，加強(qiáng)學(xué)生的解題習(xí)慣的培養(yǎng)。

練習(xí)1：粗糙的1/4圓弧的半徑為R，有一質(zhì)量為m的物體自最高點(diǎn)A從靜止開(kāi)始下滑到圓弧最低點(diǎn)B時(shí)，然后沿水平面前進(jìn)L到達(dá)C點(diǎn)停止。設(shè)物體與軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,重力加速度為g，求：物體在圓弧軌道上克服摩擦力所做的功？

練習(xí)2：如圖所示，光滑1/4圓弧半徑為R，有一質(zhì)量為m的物體自1/4圓弧處A點(diǎn)從靜止開(kāi)始下滑到圓弧最低點(diǎn)B點(diǎn)，然后沿水平面前進(jìn)x，到達(dá)C點(diǎn)停止. 求：在物體沿水平運(yùn)動(dòng)中摩擦力做的功Wf 。

四、總結(jié)

在筆者進(jìn)行以上教學(xué)后，學(xué)生再解答類(lèi)似的動(dòng)能定理應(yīng)用的題目時(shí)，學(xué)生基本能完成解答。筆者認(rèn)為，學(xué)生沒(méi)有解決動(dòng)能定理相應(yīng)題目，是因?yàn)閷W(xué)生對(duì)選擇哪段運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析，對(duì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程的做功情況分析，對(duì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程的初末狀態(tài)分析不足。因此，培養(yǎng)學(xué)生的解題習(xí)慣，是重中之重，而在以后的練習(xí)和訓(xùn)練中，依然還要加強(qiáng)學(xué)生在解題習(xí)慣上的培養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)：

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