董浩賢
【摘要】平拋運動是高一物理學科中一個重要的部分,這節知識在高中力學中作用獨特,是利用已有知識探究新知識的極佳教材,它不僅僅是知識的傳承,更重要的是對思維的培養、擴展和加深,對培養學生創新思維能力有不可替代的作用。
【關鍵詞】高中物理 平拋運動 教學
【中圖分類號】G633.7 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2015)10-0166-01
平拋運動是高中物理必修2第一章拋體運動第三節的知識,這節知識的熟練掌握對于學生學習高中力學起著重要作用,也是在教學中利用已有知識探究新知識極佳教材,它不僅僅是知識的傳承,更重要的是對思維的培養、擴展和加深,對培養學生創新思維能力有不可替代的作用。
通過學習這一節知識,要讓學生知道研究物體運動特別是研究曲線運動的一種特別的方法,即利用分解與合成的方法將曲線運動變為直線運動。
運動包括平拋運動研究的目的是找經過一定時間(t)物體的位置(位移s)以及速度(末速度vt),由于位移和速度都是矢量,矢量的分解與合成以及勻變速運動相關知識學生掌握的并不是很好,本節物理知識又牽涉一些比較困難的數學運算,知識內容本身也比較繁雜,這給教和學都帶來一定的難度,我結合我校學生實際情況,想了不少辦法突破難點。做法如下:
一、利用練習題引起學生回憶
先利用練習題1讓學生回顧力會影響物體的運動狀態。
練習1 :一個質量為2kg的物體在三個共點力的作用下處于靜止,當取消一個3N的力后,該物體將做什么運動?(通過討論,逐步完善答案)。
再利用練習題2讓學生明確曲線運動的方向。
練習2:方向盤的作用是什么?在汽車彎曲的運動路線上取一點,畫出汽車在這一點車頭的指向(學生回答,黑板上畫出,學生總結)。
再利用練習題3讓學生回顧矢量的合成分解法則。
練習3:畫出相互垂直兩力(F1、F2)的合力;將一個水平方向的力(F)分解成豎直和水平方向上兩個分力(F1、F2)。
二、注意引入
利用投彈給出平拋運動的定義,并且及時練習讓學生知道做平拋運動的條件,從受力的角度深入認識平拋運動——是勻變速曲線運動,著重說明我們要解決的問題——確定物體經過一定時間(t)的位置(s)和發展方向(速度vt),講明我們利用舊知識解決新問題存在的困難:雖然只受重力,重力的大小和方向在運動過程中都不變,根據牛頓第二定律(a=F/m),平拋運動是勻變速運動,能否利用前面學過的有關公式(s=v0t+1/2at2 vt=v0+at)來解決問題?(強調s=v0t+1/2at2 vt=v0+at的適用條件)。
三、利用視頻動畫分解平拋運動
一個班級可以分解成多個小組,每個小組的成績和在一起就是整個班級的成績。一個力也可以分解成多個力。運動能否分解?怎樣分解?利用動畫演示,講清原身和替身,告知分解的目的變曲為直,倆替身結果的合成即是原身的結果。
四、講清知識點
講清x方向y方向的狀態
x方向初始速度為v0、不受力
y方向初始速度為零、只受重力
進而確定x方向y方向的運動狀態。
x方向:以速度為v0的勻速直線運動
y方向:以初速度為零,加速度為g的勻變速直線運動
引導學生回憶勻速直線運動(s=v0t)和勻變速直線運動(s=v0t +1/2at2 vt=v0+at)的相關公式。
解決替身經過一定時間(t)的位置(s)以及速度(v)
x方向:經過一定時間(t)的位置x= v0t以及速度vxt=v0
y方向:經過一定時間(t)的位置(y=1/2gt2)以及速度(vyt=gt)
將x= v0t與y=1/2gt2合成得到物體位移的大小(s2=x2+y2),利用tanα=gt/2v0算出位移的方向。
五、尋找規律便于記憶
x方向:以速度為v0的勻速直線運動。
y方向:以初速度為零,加速度為g的勻變速直線運動(即自由落體運動)。
勻變速運動既有勻變速直線運動又有勻變速曲線運動。
任意時間速度方向的改變是位移方向改變的2倍。
速度(vt)反向延長線與x軸的交點是x的中點。
在相等的時間內速度的變化相等(加速度是恒定的)。
速度的變化可以是速度大小的變化,也可以是速度方向的變化(速度方向的變化可以折合成速度大小的變化)。
六、實驗驗證
利用平拋運動演示儀描出小球的運動軌跡,以小球做平拋運動的起點為原點向右和下建立直角坐標,在小球的運動軌跡上取一點對應找到y值,在利用y=1/2gt2算出小球的飛行時間,量出對應x的值,帶入公式x= v0t,計算出v0,從而驗證平拋運動的規律。
七、適量的作業
精選練習題達到學生記憶鞏固理解提高(練習題略)。