“勻變速直線運(yùn)動”教學(xué)方法探討

章小萍 顧愛芬

(江蘇省宜興第一中學(xué)，江蘇 宜興 214200)

“勻變速直線運(yùn)動”教學(xué)方法探討

章小萍 顧愛芬

(江蘇省宜興第一中學(xué)，江蘇 宜興 214200)

本文結(jié)合高中物理的特點(diǎn)和筆者自身的教學(xué)實(shí)踐，從公式的靈活選擇、利用圖像幫助分析物理過程、化繁為簡的思想等方面，配套相應(yīng)例題，闡述“勻變速直線運(yùn)動”的教學(xué)方法。

勻變速直線運(yùn)動；公式選擇；圖像分析；化繁為簡

剛?cè)敫咧械膶W(xué)生普遍覺得物理難學(xué)，原因就是高中物理與初中物理之間的“臺階”很大。這個臺階存在于教材內(nèi)容、教學(xué)方法和學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、思維方法與心理特點(diǎn)上。初中物理學(xué)習(xí)的現(xiàn)象和過程大多是“看得見，摸得著”，而且常常與日常生活現(xiàn)象有著密切的聯(lián)系。所做的練習(xí)題，要求學(xué)生解說物理現(xiàn)象的多，即使是計算題一般直接用公式就能得出結(jié)果，所涉及的思維大多屬于以生動現(xiàn)象和直觀實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的具體的形象思維[1]。高中物理學(xué)習(xí)的內(nèi)容在深度和廣度上比初中有了很大的提升，研究的物理現(xiàn)象比較復(fù)雜，與日常生活現(xiàn)象的聯(lián)系也沒有初中那么緊密,在分析物理問題時不僅要從實(shí)驗(yàn)出發(fā)，有時還要從建立物理模型出發(fā)，要從多方面、多層次來探究問題。高中物理要求應(yīng)用科學(xué)概念和規(guī)律進(jìn)行抽象的邏輯思維活動，在物理學(xué)習(xí)過程中，動態(tài)思維多于靜態(tài)思維，需要學(xué)生掌握歸納推理、類比推理和演繹推理等方法，還需要具有科學(xué)想象能力[2]。

如何處理好初、高中物理教學(xué)的銜接，降低物理學(xué)習(xí)臺階？如何使學(xué)生盡快適應(yīng)高中物理教學(xué)特點(diǎn)，渡過學(xué)習(xí)物理的難關(guān)？就成為我們高一物理教師的首要任務(wù)。本文結(jié)合高中物理的特點(diǎn)和筆者的教學(xué)實(shí)踐，談?wù)剟蜃兯僦本€運(yùn)動這一章的教學(xué)方法。

1 公式的靈活選擇

初中物理注重定性分析和描述，高中物理則注重定量分析，強(qiáng)調(diào)解析，需要將各個物理量之間用公式連接起來，應(yīng)用時牽涉到公式的變形、公式的轉(zhuǎn)換、多個因素間的復(fù)雜推理。勻變速直線運(yùn)動這一章有速度公式、位移公式、平均速度公式等，公式一大堆，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中常常只會死背公式，遇到具體題目卻又無從下手，有的甚至亂套公式。這時就需要教師幫助分析、歸納出選擇公式的依據(jù)，以便學(xué)生有章可循，筆者把相關(guān)公式歸納如圖1所示。

圖1

一個具體的運(yùn)動過程共涉及初速度v0、末速度vt、位移x、時間t、加速度a五個物理量，每個基本公式涉及四個物理量，例如公式(1) 沒有涉及位移x，公式(2) 沒有涉及速度v，公式(3) 沒有涉及加速度a，公式(4) 沒有涉及時間t，理論上還可以推導(dǎo)出無v0的公式，但是由于一般情況下初速度已知，故在此沒有列出。在應(yīng)用過程中只需根據(jù)題意，列出已知量和所求量，認(rèn)準(zhǔn)沒有涉及的第五個量去尋找對應(yīng)的公式。

例1：一輛汽車做勻加速直線運(yùn)動，經(jīng)過路旁兩棵相距50m的樹共用時間5s，它經(jīng)過第二棵樹時的速度是15m/s，則它經(jīng)過第一棵樹時的速度是多大？

分析：已知位移x=50m，時間t=5s，末速度vt=15m/s，求初速度v0，沒有涉及加速度a，故選擇公式(3)解決最方便。

例2：做勻加速直線運(yùn)動的物體，從零時刻起，第1秒內(nèi)的平均速度是1.0m/s，前2s內(nèi)的平均速度是1.2m/s，則物體的加速度多大？

分析：由公式(5)知0.5s末的瞬時速度即第一秒內(nèi)的平均速度1m/s，第1s末的瞬時速度即前2s內(nèi)的平均速度1.2m/s，故再用速度公式就能解得加速度大小。

例3：一物體帶動紙帶做勻加速直線運(yùn)動，打點(diǎn)如圖2所示，求物體的加速度和打C點(diǎn)時紙帶的速度。

圖2

分析：題目涉及連續(xù)相等時間，運(yùn)用公式(5)和(6)便能迅速解決問題。

雖然以上例題都可以有多種解法，但教會學(xué)生清晰的思路，用最短的時間找到相應(yīng)的公式解決問題是教學(xué)的重要工作。

2 利用圖像幫助分析物理過程

初中物理教學(xué)大多是建立在形象思維基礎(chǔ)上的，進(jìn)入高中后，物理教學(xué)便從形象思維向抽象思維過渡。高中物理對生活現(xiàn)象進(jìn)行加工，建構(gòu)物理模型，通過邏輯推導(dǎo)、計算才能解決問題，因而物理過程的分析顯得尤為重要。要了解物理事件的發(fā)生過程，分清在這個過程中哪些物理量不變，哪些物理量發(fā)生了變化。特別是針對兩個以上的物理過程更應(yīng)該分析清楚，若不清楚過程及物理量的變化，就容易出錯。而圖像法是一種分析問題的方法，它的最大特點(diǎn)是直觀，對我們處理問題有很好的幫助。

例4：客車在公路上以18m/s的速度做勻速直線運(yùn)動。因大霧，能見度很低，客車司機(jī)突然發(fā)現(xiàn)前方16m處有一貨車以8m/s的速度做勻速直線運(yùn)動。客車司機(jī)立即剎車減速，加速度大小為2m/s2。(1) 試判斷兩車會不會相撞？(2) 若會相撞，則相撞時客車位移多大？若不會相撞，則最近時相距多遠(yuǎn)？

分析：本題的關(guān)鍵之處是尋找會不會相撞的判斷依據(jù)：兩車速度相等時的最大位移差Δx與起始距離S0的關(guān)系。而學(xué)生最常見的錯誤解法是當(dāng)客車速度減為零時比較兩車的位移差與起始距離的關(guān)系。如果通過情景分析，讓學(xué)生想象兩車運(yùn)動的過程，學(xué)生很難做到，如果配合v-t圖像(如圖3所示)，利用圖像與t軸所圍的面積表示位移來看最大位移差則一目了然，學(xué)生很快得出臨界條件是兩車速度相等。

圖3

這樣的情景配合圖像的分析會讓學(xué)生更完整、更深刻地理解運(yùn)動過程，圖像法不僅在分析追及問題中有獨(dú)到之處，在豎直上拋運(yùn)動、非勻變速直線等運(yùn)動中也能顯示出其無窮魅力，在教學(xué)中應(yīng)引起高度重視并逐漸滲透。

3 化繁為簡的思想

高中物理中的矢量概念和運(yùn)算對高一學(xué)生來說是比較生疏和困難的，建立這個概念，掌握其運(yùn)算需要一個過程。在勻變速直線運(yùn)動應(yīng)用中，教師除了教會學(xué)生正確處理矢量的方法，還應(yīng)教一些靈活處理物理情景的方法，以便讓過程變得更簡單，學(xué)生學(xué)得更輕松。

3.1 逆向思維

例5：一小球以某一初速度沿光滑斜面勻減速上滑，到達(dá)頂端時速度恰好為零，歷時3s，位移為9m，求其在最后1s內(nèi)的位移大小。

3.2 “減”的思想

例6：雨滴從屋頂上自由下落，經(jīng)0.2s的時間通過豎直方向上1.8m高的窗戶，空氣阻力不計，求窗戶上沿距屋頂?shù)母叨取?/p>

總之，教學(xué)有法，教無定法，貴在使學(xué)生通過教師的點(diǎn)撥有所啟發(fā)，教師在教學(xué)中要不斷地探索和總結(jié)教學(xué)方法，以便讓學(xué)生學(xué)得更輕松、愉悅！

[1] 陳仕云.淺談高中物理教學(xué)與初中物理教學(xué)的銜接[J].科教論壇·理化研究，2011，(6).

[2] 利民春，周長春.芻議高中物理與初中物理中的科學(xué)探究[J].湖南中學(xué)物理，2010，(4).