突破高中物理教學(xué)難點(diǎn)之加速度

劉華偉

物體的勻變速直線運(yùn)動是高中物理教學(xué)的重中之重，是聯(lián)結(jié)運(yùn)動學(xué)與動力學(xué)的紐帶和橋梁，是學(xué)生學(xué)好力學(xué)的基礎(chǔ)，也是電磁學(xué)中研究帶電粒子運(yùn)動的關(guān)鍵。這一難點(diǎn)的突破是學(xué)習(xí)高中物理的關(guān)鍵。

一、巧妙創(chuàng)設(shè)物理情境，建立加速度概念

首先，教師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識加速度。教師可以讓學(xué)生先觀察小車在摩擦力作用下的運(yùn)動，以及小車在鉤碼拉車作用下的運(yùn)動。這樣，學(xué)生就能直觀體會到小車速度的變化。在學(xué)生有了直觀認(rèn)識后，教師再引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測定，讓小車在鉤碼拉車作用下運(yùn)動，并用打點(diǎn)計時器記錄，得出小車的運(yùn)動速度，建立v-t圖像，同時分析物理速度變化特點(diǎn)，得出加速度，從而引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識加速度。

其次，教師應(yīng)幫助學(xué)生建立加速度的概念，這是本節(jié)內(nèi)容的難點(diǎn)。教師可巧設(shè)物理情境，讓學(xué)生形成直觀印象。如上課時，教師可以先給出兩個事例：①火箭發(fā)射時，10秒內(nèi)速度能增加到約100米/秒；②萬噸貨輪起航，10秒內(nèi)速度增加到0.2米/秒。然后提出問題：“火箭與貨輪誰的速度變化更大？誰的速度變化快？”引導(dǎo)學(xué)生得出“速度變化量相同，用時短者速度變化快”的結(jié)論。

接著，教師可以再給出兩個事例：③蜻蜓起飛時，在0.8秒內(nèi)可達(dá)到8米/秒；④劉翔起跑時，在0.16秒內(nèi)達(dá)到8米/秒。然后提出問題：“蜻蜓與劉翔誰的速度變化更大？誰的速度變化快？”引導(dǎo)學(xué)生得出“時間相同，速度變化量大者，速度變化更快”的結(jié)論。

經(jīng)過以上比較，學(xué)生逐漸在頭腦中構(gòu)建起速度變化快慢的基本概念，并在比較中掌握了控制變量法。然后，教師可以一步步把學(xué)生引入加速度情境中，引領(lǐng)學(xué)生思考，使學(xué)生清晰地認(rèn)識重力加速度。

二、多種方法并用，確定直線運(yùn)動中加速度方向與速度方向的關(guān)系

“直線運(yùn)動中，加速度方向與速度方向的關(guān)系”是學(xué)習(xí)加速度的另一個難點(diǎn)。為了突破這個難點(diǎn)，筆者準(zhǔn)備了三種方法。

第一種方法是通過情境，體會兩者方向的關(guān)系。這可以讓學(xué)生回想起自己坐車時，在起動和剎車的過程中，加速度方向與速度方向的關(guān)系，使學(xué)生在頭腦中對運(yùn)動方向與加速度方向形成形象思維，對于兩者間的關(guān)系產(chǎn)生直觀感受。

第二種方法是由公式進(jìn)行分析。物體做直線運(yùn)動，選取物體初速度的方向?yàn)檎较颍煤小?”“-”號的數(shù)值來表示各個矢量，將矢量運(yùn)算轉(zhuǎn)化為代數(shù)運(yùn)算。①當(dāng)物體做加速運(yùn)動時，v1取正值，v2也取正值，但v2>v1，因Δv=v2-v1，故為正值；

所以加速度a與初速度v1同向；②當(dāng)物體做減速運(yùn)動時，v1取正值，v2也取正值，但v2

以加速度a與初速度v1反向。③總結(jié)：若物體做加速直線運(yùn)動，則加速度與初速度同向；若物體做減速直線運(yùn)動，則加速度與初速度反向。

第三種方法是用擬人的方法來理解。將a與v看作兩個人，當(dāng)a與v同向時，a起推動作用；當(dāng)a與v反向時，a起阻礙作用（與后面的牛頓第二定律相呼應(yīng)）。

三、利用物理圖像，加深學(xué)生對加速度概念的理解

物理圖像能直觀反映出某一物理量變化函數(shù)的關(guān)系。在引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行抽象思維時，教師不妨利用物理圖像，幫助學(xué)生加深理解，記憶物理知識，把握物理量之間的關(guān)系，深刻地理解其物理意義。

教學(xué)時，教師可以設(shè)計以下問題：圖1是甲、乙兩物體的速度-時間圖像，請思考甲、乙兩物體的速度如何變化？它們在做什么運(yùn)動？0～6秒內(nèi)初、末速度各是多少？速度的變化各是多少？誰的速度變化大？誰的速度變化快？它們的加速度各是多少？甲、乙物體的v-t圖像誰的傾斜程度大？v-t圖像的傾斜程度與加速度有何關(guān)系？

在以上問題的引入中，學(xué)生可以一步步地走進(jìn)加速度的情境中。這樣一來，學(xué)生既理解了加速度的概念，又能運(yùn)用加速度的概念解決實(shí)際問題。

四、結(jié)合實(shí)際，靈活運(yùn)用

為了加深學(xué)生對加速度這一概念的理解，教師可以讓學(xué)生分析運(yùn)動的加速度。如讓學(xué)生設(shè)計實(shí)驗(yàn)，測量自由下落物體的加速度；讓學(xué)生估算高速路上，兩輛汽車以36 千米/時的速度相向運(yùn)動而發(fā)生碰撞，碰撞時間為2×10-3秒，汽車加速度多大？這樣的問題非常貼近生活實(shí)際，可以加深學(xué)生對加速度這一概念的理解。

《新課程標(biāo)準(zhǔn)》指出，學(xué)生要由生活走向物理，再從物理回歸生活。只有知識與生活實(shí)際相結(jié)合，才能達(dá)到學(xué)以致用的目的，才能加深學(xué)生對知識的理解，引導(dǎo)學(xué)生將概念與實(shí)際相聯(lián)系，解決實(shí)際問題。

（作者單位：江西省贛州市第一中學(xué)）