高中物理專題－怎樣學(xué)習(xí)物理規(guī)律：以勻變速直線運(yùn)動(dòng)為例

1、.怎樣學(xué)習(xí)物理規(guī)律：以勻變速直線運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)規(guī)律為例江蘇省特級(jí)老師 戴儒京怎樣學(xué)好物理規(guī)律呢?要重視物理規(guī)律的導(dǎo)出過程，抑制代公式、套公式的傾向.物理規(guī)律,包括定律、法那么、定理、公式,有的來(lái)源于前輩物理學(xué)家的實(shí)驗(yàn),有的來(lái)源于已學(xué)過知識(shí)的推導(dǎo)就課本而言,學(xué)生要理解并應(yīng)用規(guī)律,須知道規(guī)律的來(lái)龍去脈,能做實(shí)驗(yàn)的要盡量做實(shí)驗(yàn),重視物理學(xué)家創(chuàng)設(shè)的物理背景；不能做實(shí)驗(yàn)的也要搞清推導(dǎo)過程.通過探究式學(xué)習(xí),體驗(yàn)獲得規(guī)律的過程,學(xué)習(xí)前輩物理學(xué)家探究物理規(guī)律的方法.同時(shí),才能弄清規(guī)律的適用范圍、公式的物理意義而不致于亂代公式、亂套公式,盲目地計(jì)算結(jié)果、對(duì)答案.下面以高中物理中很重要的規(guī)律勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律為例加以

2、說明.勻變速直線運(yùn)動(dòng)的根本規(guī)律有三個(gè):速度時(shí)間關(guān)系速度公式: 1位移時(shí)間關(guān)系位移公式: 2速度位移關(guān)系公式: 3(1) 式在原來(lái)的課本上是從加速度的定義式:通過數(shù)學(xué)變換得來(lái)的.新課標(biāo)教材通過實(shí)驗(yàn)探究而得到.探究方法是:用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器或電火花計(jì)時(shí)器打出做勻速直線運(yùn)動(dòng)如用鉤碼拉著小車在程度桌面上的運(yùn)動(dòng)的一系列點(diǎn),然后求出一系列計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度,列出表格,再在座標(biāo)系中描出一系列的點(diǎn),再連這些點(diǎn)畫出直線.這條直線說明運(yùn)動(dòng)物體的速度隨時(shí)間均勻變化,是勻變速直線運(yùn)動(dòng).而加速度a是直線的斜率,從而得出1式.通過探究式學(xué)習(xí),不僅得到速度時(shí)間關(guān)系速度公式,而且學(xué)習(xí)計(jì)時(shí)器的使用,描點(diǎn)畫圖的方法,總結(jié)規(guī)律的途徑.(2)

3、式是通過圖象的變化而得到,這在新舊課本是一樣的.不同的是舊課本把它作為閱讀材料,新課標(biāo)課本作為正文,并且是通過師生對(duì)話引入的.在對(duì)話中,以學(xué)生的語(yǔ)言提出解決求位移的問題的方法:要求如圖1所示的勻變速運(yùn)動(dòng)的位移,可把每一段時(shí)間都看做勻速運(yùn)動(dòng),分別求出每一段勻速運(yùn)動(dòng)的位移長(zhǎng)方形的面積,各個(gè)面積之和就接近總的位移,如圖2所示,如每一段時(shí)間越短,那么總面積越接近總位移,如圖3所示;每一段時(shí)間足夠短看要求的準(zhǔn)確度短,那么總面積足夠接近總位移;那么,每一段時(shí)間無(wú)限短,那么總面積等于總位移微積分的思想:如圖4所示:位移x用v-t圖象下面的梯形面積表示為:. yv00 t圖1圖2圖3v vv00 t圖4有條件

4、的學(xué)校或?qū)W生,可以用電腦的Excel通過列表畫圖.(3) 式是由1、2兩式通過解方程組消去時(shí)間t而得到的.過程如下:由1得: 代入2式,得:, 整理后得3式.由于3式是從1、2兩式推導(dǎo)而出的,所以又叫推論.由于3式是推論,所以這3個(gè)公式實(shí)際上只有兩個(gè)是獨(dú)立的,只能求出2個(gè)未知量. 以上3個(gè)公式的推導(dǎo)過程,特別是前兩個(gè)公式的探究過程,同學(xué)們要一步一步地認(rèn)真做,不要把它當(dāng)作老師的講解過程,自己只是聽聽而已.只有自己去做,才能體驗(yàn)探究規(guī)律的過程樂趣, 才能體會(huì)探究規(guī)律的成功的快樂,也才能深化地理解規(guī)律,不由自主地就記住了公式.有的同學(xué)抱怨公式難背,我說,公式不要象背語(yǔ)文課文和英語(yǔ)單詞那樣去背,經(jīng)過探

5、究過程,你自然就記住了.例1.質(zhì)量為2kg的物體靜止在足夠大的程度面上，物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為02，最大靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力大小視為相等。從t=0時(shí)刻開場(chǎng)，物體受到方向不變、大小呈周期性變化的程度拉力F的作用，F(xiàn)隨時(shí)間t的變化規(guī)律如下圖。重力加速度g取10m/s2，那么物體在t=0到t=12s這段時(shí)間內(nèi)的位移大小為A18m B54m C72m D198m【解析】拉力只有大于最大靜摩擦力時(shí)，物體才會(huì)由靜止開場(chǎng)運(yùn)動(dòng)0-3s時(shí)：F=fmax，物體保持靜止，s1=0；3-6s時(shí)：F>fmax，物體由靜止開場(chǎng)做勻加速直線運(yùn)動(dòng) v=at=6m/s6-9s時(shí)：F=f，物體做勻速直線運(yùn)動(dòng) s3=vt

6、=6×3=18m9-12s時(shí)：F>f，物體以6m/s為初速度，以2m/s2為加速度繼續(xù)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)所以0-12s內(nèi)物體的位移為：s=s1+s2+s3+s4=54m，B正確【答案】B例2、如下圖，以8m/s勻速行駛的汽車即將通過路口，綠燈還有2 s將熄滅，此時(shí)汽車間隔 停車線18m。該車加速時(shí)最大時(shí)速度大小為2m/s2，減速時(shí)最大加速度大小為5m/s2。此路段允許行駛的最大速度為12.5m/s，以下說法中正確的有A假如立即做勻加速運(yùn)動(dòng)，在綠燈熄滅前汽車可能通過停車線B假如立即做勻加速運(yùn)動(dòng)，在綠燈熄滅前通過停車線汽車一定超速C假如立即做勻減速運(yùn)動(dòng)，在綠燈熄滅前汽車一定不能通過停

7、車線D假如距停車線處減速，汽車能停在停車線處【解析】純熟應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的公式，是處理問題的關(guān)鍵，對(duì)汽車運(yùn)動(dòng)的問題一定要注意所求解的問題是否與實(shí)際情況相符。假如立即做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，t1=2s內(nèi)的位移=20m>18m，此時(shí)汽車的速度為12m/s<12.5m/s，汽車沒有超速，A項(xiàng)正確；假如立即做勻減速運(yùn)動(dòng)，速度減為零需要時(shí)間s，此過程通過的位移為6.4m，C項(xiàng)正確、D項(xiàng)錯(cuò)誤?！敬鸢浮緼C例2、航模興趣小組設(shè)計(jì)出一架遙控飛行器，其質(zhì)量m =2，動(dòng)力系統(tǒng)提供的恒定升力F =28 N。試飛時(shí)，飛行器從地面由靜止開場(chǎng)豎直上升。設(shè)飛行器飛行時(shí)所受的阻力大小不變，g取10m/s2。 1第一次

8、試飛，飛行器飛行t1 = 8 s 時(shí)到達(dá)高度H = 64 m。求飛行器所阻力f的大??； 2第二次試飛，飛行器飛行t2 = 6 s 時(shí)遙控器出現(xiàn)故障，飛行器立即失去升力。求飛行器能到達(dá)的最大寬度h； 3為了使飛行器不致墜落到地面，求飛行器從開場(chǎng)下落到恢復(fù)升力的最長(zhǎng)時(shí)間t3 。答案：14N242m32.1s【解析】1第一次飛行中，設(shè)加速度為a1t2a2v1a3t3a4v3勻加速運(yùn)動(dòng)由牛頓第二定律解得宋以后，京師所設(shè)小學(xué)館和武學(xué)堂中的老師稱謂皆稱之為“教諭。至元明清之縣學(xué)一律循之不變。明朝入選翰林院的進(jìn)士之師稱“教習(xí)。到清末，學(xué)堂興起，各科老師仍沿用“教習(xí)一稱。其實(shí)“教諭在明清時(shí)還有學(xué)官一意，即主管

9、縣一級(jí)的教育生員。而相應(yīng)府和州掌管教育生員者那么謂“教授和“學(xué)正。“教授“學(xué)正和“教諭的副手一律稱“訓(xùn)導(dǎo)。于民間，特別是漢代以后，對(duì)于在“?；颉皩W(xué)中傳授經(jīng)學(xué)者也稱為“經(jīng)師。在一些特定的講學(xué)場(chǎng)合，比方書院、皇室，也稱老師為“院長(zhǎng)、西席、講席等。2第二次飛行中，設(shè)失去升力時(shí)的速度為，上升的高度為勻加速運(yùn)動(dòng)設(shè)失去升力后的速度為，上升的高度為由牛頓第二定律解得3設(shè)失去升力下降階段加速度為；恢復(fù)升力后加速度為，恢復(fù)升力時(shí)速度為由牛頓第二定律 F+f-mg=ma4且V3=a3t3解得t3=s或2.1s例3、一卡車拖掛一一樣質(zhì)量的車廂，在程度直道上以v0=12m/s的速度勻速行駛，其所受阻力可視為與車重成正

10、比，與速度無(wú)關(guān)。某時(shí)刻，車廂脫落，并以大小為a=2m/s2的加速度減速滑行。在車廂脫落t=3s后，司機(jī)才覺察并緊急剎車，剎車時(shí)阻力為正常行駛時(shí)的3倍。假設(shè)剎車前牽引力不變，求卡車和車廂都停下后兩者之間的間隔 。解析：設(shè)卡車的質(zhì)量為M，車所受阻力與車重之比為；剎車前卡車牽引力的大小為，卡車剎車前后加速度的大小分別為和。重力加速度大小為g。由牛頓第二定律有勻速行駛 車廂脫落卡車剎車前 由可得： 車廂脫落卡車剎車后 設(shè)車廂脫落后，內(nèi)卡車行駛的路程為，末速度為，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有語(yǔ)文課本中的文章都是精選的比較優(yōu)秀的文章,還有不少名家名篇。假如有選擇循序漸進(jìn)地讓學(xué)生背誦一些優(yōu)秀篇目、精彩段落,對(duì)進(jìn)步學(xué)生的

11、程度會(huì)大有裨益。如今,不少語(yǔ)文老師在分析課文時(shí),把文章解體的支離破碎,總在文章的技巧方面下功夫。結(jié)果老師費(fèi)力,學(xué)生頭疼。分析完之后,學(xué)生收效甚微,沒過幾天便忘的一干二凈。造成這種事倍功半的為難場(chǎng)面的關(guān)鍵就是對(duì)文章讀的不熟。常言道“書讀百遍,其義自見,假如有目的、有方案地引導(dǎo)學(xué)生反復(fù)閱讀課文,或細(xì)讀、默讀、跳讀,或聽讀、范讀、輪讀、分角色朗讀,學(xué)生便可以在讀中自然領(lǐng)悟文章的思想內(nèi)容和寫作技巧,可以在讀中自然加強(qiáng)語(yǔ)感,增強(qiáng)語(yǔ)言的感受力。久而久之,這種思想內(nèi)容、寫作技巧和語(yǔ)感就會(huì)自然浸透到學(xué)生的語(yǔ)言意識(shí)之中,就會(huì)在寫作中自覺不自覺地加以運(yùn)用、創(chuàng)造和開展。 一般說來(lái)，“老師概念之形成經(jīng)歷了非常漫長(zhǎng)的歷史。楊士勛唐初學(xué)者，四門博士?春秋谷梁傳疏?曰：“師者教人以不及，故謂師為師資也。這兒的“師資，其實(shí)就是先秦而后歷代對(duì)老師的別稱之一。?韓非子?也有云：“今有不才之子師長(zhǎng)教之弗為變其“師長(zhǎng)當(dāng)然也指老師。這兒的“師資和“師長(zhǎng)可稱為“老師概念的雛形，但仍說不上是名副其實(shí)的“老師，因?yàn)椤袄蠋煴匦枰忻鞔_的傳授知識(shí)的對(duì)象和本身明確的職責(zé)。式中，是卡車在剎車后減速行駛的路程。設(shè)車廂脫落