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摘要文章从学习方法的改变及高一物理力学问题、矢量运算等知识点进行探讨,以期使高一学生跨上物理学习新台阶。
关键词学习方法 力学 矢量运算
中图分类号:G633.7文献标识码:A
师生普遍反映“高一物理台阶太高”,产生“台阶”的原因主要在于初中物理一再降低难度,而高中物理难度一直较大。初中物理知识基本是粗浅的,大都是从日常生活的简单现象入手,通过观察、分析,稍加归纳便能得出规律,结论都与观察的情况一致,多以识记为主。而高中物理,学生所学知识,多是深入本质的规律,抽象理论性和概念性较强,且结论多与生活中直接观察的情况不一致,同时定性分析减少,定量研究大量增加,识记不再是主要内容,而是应用所学知识去分析和研究问题。因此“物理难学”就摆在了高一学生面前。
怎样才能帮助学生跨上高一物理台阶?笔者认为应该从以下几个方面着手。
(1)指导学生改变以往的学习方法。简单地说,就是要求学生运用预习—复习—总结的方法,循环复习,理解记忆,自己动手推导公式,去掉初中不求甚解的学习方法。抓住这一条,下面的方法才能收到实效。
在匀变速直线运动规律及其应用内容中出现了许多公式,单靠死记硬背难以记住,即使记住也未必知道如何去用。实际上只要记住两个简单公式即可。一为加速度公式:a=①,一为面积求位移公式:S=t②。由这两个公式再引导学生自己去推导其他公式。
由公式①得速度公式:
③。将公式③代入②得位移公式:S=④(无变量vt)最后由公式①变成t=,代入②得位移另一公式:S=⑤(无变量t)
例1:一辆汽车在以10m/s速度匀速行驶,突然熄火,以2m/s2匀减速运动,汽车熄火后8秒,行驶多远?
此题虽易,但出错率极高,他们往往会由s=V0t-at2=(10€?-€?€?2)m=16m得位移。实际上,运动时间t==s=5s,即5s汽车已停止。位移s=v0t=€?0€?m=25m。
学习摩擦力时,普遍存在两个问题:求动摩擦力还是求静摩擦力?摩擦力方向如何?
解决问题在于弄清接触的两个物体有无发生相对运动?若有,则产生的是滑动摩擦力,用公式F=FN求取。若物体做匀速运动,还可以由平衡力求取。若物体间无相对运动而是有相对运动趋势,则产生的是静摩擦力,由平衡力求取。静摩擦力的范围:0≤F静≤Fmax。水平面上的物体受摩擦力与水平牵引力关系如下图:
解决问题是让学生去掉摩擦力是阻力的误解,明白摩擦力总是阻碍相对运动或相对运动趋势的。演示手握油瓶,摩擦力方向竖直向上,但油瓶可以向任何方向运动,摩擦力方向与运动方向是任意的,但与相对运动方向却相反。
(2)解决力学问题时,首先要画好物体受力示意图,不能多也不能漏,否则就会出错。老师要充分重视指导学生画好正确受力示意图。
例2:位于水平地面上质量为M的小木块,在大小为F,方向与水平方向成角拉力作用下,沿地面做加速运动,若木块与地面间滑动摩擦因数为,则木块加速度为()
A.F/MB.Fcos/M
C.(Fcos-Mg)/M D.[Fcos-(Mg-Fsin)]/M
解析:对木块受重力Mg,拉力F,支持力FN、摩擦力F、共点于重心。建立平面直角坐标系:
Fx=Fcos-F=Ma……①
Fy=Fsin+FN-Mg=0 ……②
由②得 FN=Mg-Fsin……③
受摩擦力 F=FN
得a= 选D
选C是受力分析不全,只考虑Fx,忽略了Fy的影响,选A、B则只死记F=Ma和简单的力的分解,没有深入理解受力分析和牛顿定律内容。
我们知道联系运动学和力学的纽带是加速度,力是产生加速度的原因。牛顿第二定律是动力学的重要定律,公式中的作用力F是合力。已知运动情况求力,或已知受力情况求运动,加速度是“桥梁”。
(3)矢量运算中,要画好矢量图,用几何法或三角函数法,只有同一直线上的量,才能用代数法;此外学会平行四边形定则后,最好再增加正交分解法,这将给以后运用独立性原理解决各种问题时,提供一个方法,对开拓学生眼界,提高灵活运用能力,作了一个范例。
力的合成与分解是教学难点之一。初中已学习了一条直线上的两个力合成和分解,只是简单加减。现在要用平行四边形定则或正交分解求0～180€凹薪欠段诹礁龉驳懔狭Γ狭Ψ熄OF1-F2∣≤F合≤∣F1+F2∣。
例3:如图,有半径为R的光滑球顶点的正上方h高处的O点,用一根长L的细线悬着一个质量为m 小球A靠在半球上。求半球对小球的支持力和细线对小球的拉力。
解析:对小球受三个力,重力G,大球弹力F1,绳拉力F2,处于平衡状态,作F1与F2合力G′,由平行四边形定则和二力平衡知F1与F2、G′与G是平衡力。又由几何关系得:力△F2BG′∽边△BOA。
∴==
即:==
得:
在位移矢量内容中,应强调位移是物体始末位置的有向线段,不考虑中间过程,而初中所学路程是标量,它等于物体经过的路线长,考虑中间过程。
在匀变速直线运动中区别匀加速与匀减速运动是一个难点。加速度a速度V1方向相同时为匀加速直线运动;加速度a与速度方向相反时称为匀减速直线运动。
例4:一物体在竖直方向上运动,加速度方向向下,则物体可能运动状态是()
A.加速上升 B.加速下降
C.减速上 D.减速下降
解析:物体上升时,速度方向向上,与已知加速度方向相反,则称减速上升;物体下降时,速度方向向下,与已知加速度方向相同,称加速下降。故B、C正确。
综上所述,学好高一物理,首先要改变初中简单识记公式的学习方法,对公式必须通过预习、复习、总结的方式来理解,并通过做题巩固。其次,高中物理最重要的两个知识点为力学问题和矢量运算问题。在解决力学问题时要画好物理受力示意图,不遗漏任何一个力;在矢量运算中,不仅要画好矢量图,还要灵活运用几何法及三角函数法进行解析。只要在这些方面下足功夫,相信高中物理将不再是难以跨越的台阶。
关键词学习方法 力学 矢量运算
中图分类号:G633.7文献标识码:A
师生普遍反映“高一物理台阶太高”,产生“台阶”的原因主要在于初中物理一再降低难度,而高中物理难度一直较大。初中物理知识基本是粗浅的,大都是从日常生活的简单现象入手,通过观察、分析,稍加归纳便能得出规律,结论都与观察的情况一致,多以识记为主。而高中物理,学生所学知识,多是深入本质的规律,抽象理论性和概念性较强,且结论多与生活中直接观察的情况不一致,同时定性分析减少,定量研究大量增加,识记不再是主要内容,而是应用所学知识去分析和研究问题。因此“物理难学”就摆在了高一学生面前。
怎样才能帮助学生跨上高一物理台阶?笔者认为应该从以下几个方面着手。
(1)指导学生改变以往的学习方法。简单地说,就是要求学生运用预习—复习—总结的方法,循环复习,理解记忆,自己动手推导公式,去掉初中不求甚解的学习方法。抓住这一条,下面的方法才能收到实效。
在匀变速直线运动规律及其应用内容中出现了许多公式,单靠死记硬背难以记住,即使记住也未必知道如何去用。实际上只要记住两个简单公式即可。一为加速度公式:a=①,一为面积求位移公式:S=t②。由这两个公式再引导学生自己去推导其他公式。
由公式①得速度公式:
③。将公式③代入②得位移公式:S=④(无变量vt)最后由公式①变成t=,代入②得位移另一公式:S=⑤(无变量t)
例1:一辆汽车在以10m/s速度匀速行驶,突然熄火,以2m/s2匀减速运动,汽车熄火后8秒,行驶多远?
此题虽易,但出错率极高,他们往往会由s=V0t-at2=(10€?-€?€?2)m=16m得位移。实际上,运动时间t==s=5s,即5s汽车已停止。位移s=v0t=€?0€?m=25m。
学习摩擦力时,普遍存在两个问题:求动摩擦力还是求静摩擦力?摩擦力方向如何?
解决问题在于弄清接触的两个物体有无发生相对运动?若有,则产生的是滑动摩擦力,用公式F=FN求取。若物体做匀速运动,还可以由平衡力求取。若物体间无相对运动而是有相对运动趋势,则产生的是静摩擦力,由平衡力求取。静摩擦力的范围:0≤F静≤Fmax。水平面上的物体受摩擦力与水平牵引力关系如下图:
解决问题是让学生去掉摩擦力是阻力的误解,明白摩擦力总是阻碍相对运动或相对运动趋势的。演示手握油瓶,摩擦力方向竖直向上,但油瓶可以向任何方向运动,摩擦力方向与运动方向是任意的,但与相对运动方向却相反。
(2)解决力学问题时,首先要画好物体受力示意图,不能多也不能漏,否则就会出错。老师要充分重视指导学生画好正确受力示意图。
例2:位于水平地面上质量为M的小木块,在大小为F,方向与水平方向成角拉力作用下,沿地面做加速运动,若木块与地面间滑动摩擦因数为,则木块加速度为()
A.F/MB.Fcos/M
C.(Fcos-Mg)/M D.[Fcos-(Mg-Fsin)]/M
解析:对木块受重力Mg,拉力F,支持力FN、摩擦力F、共点于重心。建立平面直角坐标系:
Fx=Fcos-F=Ma……①
Fy=Fsin+FN-Mg=0 ……②
由②得 FN=Mg-Fsin……③
受摩擦力 F=FN
得a= 选D
选C是受力分析不全,只考虑Fx,忽略了Fy的影响,选A、B则只死记F=Ma和简单的力的分解,没有深入理解受力分析和牛顿定律内容。
我们知道联系运动学和力学的纽带是加速度,力是产生加速度的原因。牛顿第二定律是动力学的重要定律,公式中的作用力F是合力。已知运动情况求力,或已知受力情况求运动,加速度是“桥梁”。
(3)矢量运算中,要画好矢量图,用几何法或三角函数法,只有同一直线上的量,才能用代数法;此外学会平行四边形定则后,最好再增加正交分解法,这将给以后运用独立性原理解决各种问题时,提供一个方法,对开拓学生眼界,提高灵活运用能力,作了一个范例。
力的合成与分解是教学难点之一。初中已学习了一条直线上的两个力合成和分解,只是简单加减。现在要用平行四边形定则或正交分解求0～180€凹薪欠段诹礁龉驳懔狭Γ狭Ψ熄OF1-F2∣≤F合≤∣F1+F2∣。
例3:如图,有半径为R的光滑球顶点的正上方h高处的O点,用一根长L的细线悬着一个质量为m 小球A靠在半球上。求半球对小球的支持力和细线对小球的拉力。
解析:对小球受三个力,重力G,大球弹力F1,绳拉力F2,处于平衡状态,作F1与F2合力G′,由平行四边形定则和二力平衡知F1与F2、G′与G是平衡力。又由几何关系得:力△F2BG′∽边△BOA。
∴==
即:==
得:
在位移矢量内容中,应强调位移是物体始末位置的有向线段,不考虑中间过程,而初中所学路程是标量,它等于物体经过的路线长,考虑中间过程。
在匀变速直线运动中区别匀加速与匀减速运动是一个难点。加速度a速度V1方向相同时为匀加速直线运动;加速度a与速度方向相反时称为匀减速直线运动。
例4:一物体在竖直方向上运动,加速度方向向下,则物体可能运动状态是()
A.加速上升 B.加速下降
C.减速上 D.减速下降
解析:物体上升时,速度方向向上,与已知加速度方向相反,则称减速上升;物体下降时,速度方向向下,与已知加速度方向相同,称加速下降。故B、C正确。
综上所述,学好高一物理,首先要改变初中简单识记公式的学习方法,对公式必须通过预习、复习、总结的方式来理解,并通过做题巩固。其次,高中物理最重要的两个知识点为力学问题和矢量运算问题。在解决力学问题时要画好物理受力示意图,不遗漏任何一个力;在矢量运算中,不仅要画好矢量图,还要灵活运用几何法及三角函数法进行解析。只要在这些方面下足功夫,相信高中物理将不再是难以跨越的台阶。