对新教材“运动快慢的描述——速度”的处理建议,本文主要内容关键词为:快慢论文,新教材论文,速度论文,建议论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
人教版普通高中《物理》课程标准实验教科书必修1,2006年12月第2版第15面“运动快慢的描述——速度”内容,笔者在教学时感觉教材安排有不妥之处,故作了适当调整,现简介如下。
一、教材设置的不妥之处
1.速度概念引入时比较的都是平均速度
教材在让学生设计方案比较物体运动快慢时,列举了自行车、汽车、百米赛跑等例。为了找出统一标准比较汽车与百米赛运动员的快慢,引入了速度这一物理量。但在比较中的速度都是指一段时间、一段位移内的平均速度。
2.速度的定义是平均速度
从教材中速度的定义来看“位移与发生这个位移所用时间的比值”,它定义的应该是平均速度。而这里所给的定义式也不含有数学微分和极限意义,所指的也应该是平均速度。
3.速度方向的规定有点突然
平均速度的方向应与物体的位移方向相同,当物体运动的位移或时间趋于无限小时,其方向为运动轨迹上某点的切线方向,即瞬时速度的方向。尽管两者可以统一为教材中的“速度的方向就是物体运动的方向”,但是显得很突然。
二、对教材内容的处理建议
1.先直接引入平均速度的概念,介绍其物理意义、定义、定义式、大小、单位、方向
在列举自行车、汽车、百米赛跑等比较物体运动的快慢时,指出实际生活中物体运动的快慢一般是变化的,因而“位移与发生这个位移所用时间的比值”只能粗略表示物体运动的快慢,引入平均速度的概念。然后,介绍平均速度的物理意义、定义、定义式、大小、单位、方向。
2.接着由平均速度出发引入瞬时速度的概念及方向,并介绍其大小——速率
当物体运动的位移或时间越来越小时,平均速度越来越趋于某一位置或某一时刻的运动快慢,而当上述越来越小的量趋于零时,速度就变成了物体在某一位置或某一时刻的瞬时速度。此时的物体运动方向即为该点的切线方向,也就是瞬时速度的方向。对极限思想的理解是本节难点,为使学生进一步体会并理解极限思想,可列举身边实例说明,例如将粉笔不断等分,粉笔越来越趋近圆柱体。然后,介绍瞬时速度的大小——速率,并使学生了解日常生活中常见物体的速率;此处若能练习教材“问题与练习”第2小题效果会更好。
3.最后让学生思考、交流、讨论平均速度与瞬时速度的区别与联系
平均速度与瞬时速度最根本的区别是“段”与“点”(位移“段”与位置“点”、时间“段”与时刻“点”)的区别;它们都可以描述物体运动的快慢,不同的是有“粗略”与“精确”之分;瞬时速度是△x→0或△t→0时平均速度的极值……通过学生间交流、讨论得出的结论,既能抓住重点又丰富多彩,本节课的知识体系一目了然,又能使重难点轻松突破。
三、关于增加x-t图象的建议
x-t图象能够直观形象地反映物体的运动情况,看出任一时刻物体的位置、物体通过某一段位移经历的时间、速度的大小与方向、两物体相遇点等,它也是学习振动图象的重要基础。作为学生涉及的第一个图象,应让学生清楚地知道作图、识图、用图的方法,养成良好习惯。
笔者在教学中增加了x-t图象的研究课题,大致思路如下:
(1)提出课题——如何研究一辆行驶在平直公路上的汽车的运动情况?
(2)寻找解决问题的方案——引导学生得出方案:“可以在公路旁每隔100m站一名拿着停表的观测者,记下汽车通过观测者的时刻,用数轴分别表示物体的位置和时刻。将测量结果填入下表。”
位置x/m0 100 200 300 400 500 600
时刻t/s
(3)得出结论——让学生分析表中数据,得出匀速直线运动的概念:物体在一条直线上运动,相等的时间内通过的位移相等。引导学生将“相等时间”理解为“任意相等时间”,分析匀速直线运动的速度特点。
(4)提出新问题——由匀速直线运动中位移与时间的正比关系,提出“是否可以用图象来描述汽车运动”的问题。
(5)探究活动——让学生试作汽车运动的x-t图象,了解匀速直线运动的图象特征。小组探讨以下问题:
①x-t图象是物体的运动轨迹吗?
②从x-t图象你能看出物体的运动速度吗?
③你能说出图1和图2中①②③④图线所描述的各物体的运动情况吗?
④在x-t图象中两图象的交点(例如图2中P点)有何意义?
(6)汇报交流——小组代表汇报本组的探究结果。
通过以上探究活动让学生熟悉图象的作法,能直觉判断物体是否做匀速直线运动,知道x-t图象的物理意义,能将图象和物体运动相对应。
(7)提出新问题——让学生模仿匀速直线运动的探究定义变速直线运动,并说出其x-t图象特点,探讨图3中运动物体的速度变化情况,进一步体会用极限思想分析问题。
图3
新教材一方面不要求讲解x-t图象,另一方面在第二章“匀变速直线运动的位移与时间的关系”中又有所涉及,笔者认为如果能补充这样一个探究课题,对整个图象的学习都会产生深远影响。
四、对“速度变化快慢的描述——加速度”教学的建议
“加速度”是整个高中阶段的重难点概念之一,如果我们能设置情景充分类比“速度”教学,发挥学生自主学习的功能,就能突破重难点,做到事半功倍。但需说明的是,由于匀变速直线运动及其v-t图象在第二章将更具体、全面地学习,所以此处只要学生能结合加速度定义达到教材的要求就可以了。
以上体会,不妥之处望不吝赐教!
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