沈志斌

一、教材分析

研究一種物理現(xiàn)象總是先從現(xiàn)象的描述人手.作為研究機(jī)械能運(yùn)動規(guī)律開篇之章，本章重點(diǎn)研究描述物體機(jī)械運(yùn)動的物理量，即時(shí)間、位移、速度、加速度.

要理解這些物理量，必須理解質(zhì)點(diǎn)、參考系、坐標(biāo)系等概念.物理學(xué)具有很強(qiáng)的邏輯性，教材在知識的安排上嚴(yán)格遵守知識邏輯，首先介紹質(zhì)點(diǎn)、參考系、坐標(biāo)系；接著說明時(shí)刻和時(shí)間間隔、路程和位移，指出矢量和標(biāo)量的區(qū)別；然后學(xué)習(xí)直線運(yùn)動的速度和加速度的知識.

為有利于學(xué)生的學(xué)習(xí)，教材必須符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，即后一個(gè)物理概念必須建立在前一個(gè)物理概念的基礎(chǔ)上，對運(yùn)動的描述逐步遞進(jìn).例如，有位移表示物體在運(yùn)動，物體運(yùn)動的快慢則需要用速度來描述，而速度定義為位移和時(shí)間的比值；當(dāng)物體的速度發(fā)生變化時(shí)，我們自然要比較兩個(gè)物體速度變化哪個(gè)快，這時(shí)就需要引入加速度的概念.

物理學(xué)是一門十分嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)，各個(gè)物理量都有嚴(yán)格的定義及物理意義.本章有些內(nèi)容如參考系、時(shí)間、速度等初中已經(jīng)接觸過，但相比于初中物理，高中物理在介紹這些知識時(shí)，更加規(guī)范、科學(xué)和嚴(yán)謹(jǐn)，因此學(xué)習(xí)過程中要善于發(fā)現(xiàn)它們的差異之處，只有這樣，自身的認(rèn)知水平才會有所提升.

二、思維方法

1.理想化處理

機(jī)械運(yùn)動是指物體位置的改變，為了能夠準(zhǔn)確定位物體所處的位置，必須拋棄無關(guān)因素、忽略次要因素、抓住主要矛盾，把實(shí)際物體抽象成一個(gè)點(diǎn)，物理學(xué)中把這樣的一個(gè)代表物體的點(diǎn)叫做質(zhì)點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)是同學(xué)們進(jìn)入高中以來接觸的第一個(gè)理想模型.在以后的物理學(xué)習(xí)中，還會不斷地接觸理想模型，如力學(xué)中的單擺、電學(xué)中的點(diǎn)電荷、熱學(xué)中的理想氣體等，都是采用了同一種物理思維方法，即理想化處理.經(jīng)過理想化處理后，使原來不可以研究的問題變得可以研究，使原來十分復(fù)雜的問題變得更加簡潔，利用初等數(shù)學(xué)就可以計(jì)算.因此，理想化處理是一種十分重要的物理思維方法.

2.時(shí)空統(tǒng)一

運(yùn)動發(fā)生在一定的時(shí)間和空間內(nèi).運(yùn)動發(fā)生在一定的時(shí)間內(nèi)，為了度量運(yùn)動發(fā)生的用時(shí)，物理學(xué)引入時(shí)間t這個(gè)物理量，它是力學(xué)中的基本物理量.運(yùn)動發(fā)生在一定的空間內(nèi)，為了度量物體因運(yùn)動而發(fā)生的位置變化，物理學(xué)引入位移x這個(gè)物理量，它是由初位置指向末位置的一根有向線段，線段的長短描述位移的大小（即位置改變化的多與少），線段的方向描述了位移的方向.某個(gè)時(shí)刻對應(yīng)著某個(gè)位置，一段時(shí)間對應(yīng)著一個(gè)位移.

3.極限思想

物體位移與所用時(shí)間的比值稱為速度v=

，其實(shí)是指物體在這段時(shí)間（或這段位移）的平均速度，如果要知道某個(gè)時(shí)刻物體運(yùn)動的快慢，需要用瞬時(shí)速度來描述，如何計(jì)算瞬時(shí)速度呢？我們可以從平均速度過渡到瞬時(shí)速度，即從t時(shí)刻開始，讓物體運(yùn)動一段很小的時(shí)間 t，它就發(fā)生一個(gè)很小的位移 x，這段時(shí)間內(nèi)的平均速度v= 與t時(shí)刻的瞬時(shí)速度比較接近，如果時(shí)間At取得更小，這種接近程度就更高，當(dāng) t—0時(shí)，這時(shí)計(jì)算出來的平均速度就是t時(shí)刻的瞬時(shí)速度了，這樣的處理方法稱為極限處理，這種思維稱為極限思維.受數(shù)學(xué)知識的限制，高一階段數(shù)學(xué)上尚未學(xué)習(xí)極限的知識，同學(xué)們不可能通過極限的計(jì)算來求瞬時(shí)速度大小，但這種物理思維在測定瞬時(shí)速度的實(shí)驗(yàn)中會用到，即 ，式中d為跟隨物體運(yùn)動的擋光片的寬度，At 為擋光時(shí)間.

三、學(xué)法指導(dǎo)

1.正確理解概念

概念是一種高度概括、高度抽象的知識.深刻理解物理概念，要求做到理解概念的內(nèi)涵和外延.

內(nèi)涵是指一個(gè)概念所概括的思維對象本質(zhì)特有的屬性的總和.例如速度概念，速度定義為位移與所用時(shí)間的比值，它專門用來描述運(yùn)動的快慢，平均速度、瞬時(shí)速度都屬于速度，都可以描述運(yùn)動的快慢，只是對運(yùn)動快慢不同角度或不同程度的描述.又如加速度概念，加速度定義為速度變化與所用時(shí)間的比值，它專門用來描述速度變化的快慢，平均加速度、瞬時(shí)加速度都屬于加速度，都可以描述速度變化的快慢，只是對速度變化快慢不同角度或不同程度的描述.外延是指一個(gè)概念所概括的思維對象的數(shù)量或范圍.速度和加速度是對運(yùn)動不同層次的描述，速度和加速度內(nèi)涵不同，外延也不能交叉.運(yùn)動快的物體可能速度不變、可能速度在變、可能速度變化很快、可能速度變化很慢，這告訴我們，加速度與速度無必然聯(lián)系.

2.數(shù)理結(jié)合

科學(xué)的特征是可以定量，初中物理實(shí)際上已經(jīng)覆蓋了高中物理絕大部分的知識，但大多以定性為主，高中物理大多以定量為主.在物理學(xué)習(xí)中要善于將數(shù)學(xué)T具應(yīng)用到物理問題解決上來，速度一時(shí)間圖象描述了速度隨時(shí)間變化的關(guān)系，橫軸為時(shí)間軸，縱軸為速度軸，如果速度隨時(shí)間均勻變化，則圖象為直線，根據(jù)數(shù)學(xué)中直線斜率的計(jì)算，速度一時(shí)間圖象直線的斜率即為物體運(yùn)動的加速度，單位為m/S²，這一點(diǎn)和數(shù)學(xué)是有區(qū)別的，數(shù)學(xué)上的直線斜率一般是無單位的，而物理上圖象的直線斜率是有單位的.如果速度一時(shí)間圖象為曲線，則表明速度隨時(shí)間不均勻變化，此時(shí)，各個(gè)時(shí)刻對應(yīng)曲線上的切線斜率為此時(shí)的瞬時(shí)加速度.

3.學(xué)會矢量語言

在研究自然現(xiàn)象時(shí)，除了使用日常語言（自然語言）外，更要用科學(xué)語言，因?yàn)槿粘ＵZ言有時(shí)多義、語法復(fù)雜，不能引起無歧義的惟一理解，因而不利于科學(xué)研究.科學(xué)語言包含科學(xué)術(shù)語、符號、公式和圖表，具有含義精確、形式簡潔的特點(diǎn).在科學(xué)技術(shù)的許多部門都有著廣泛應(yīng)用的矢量語言也有這些特點(diǎn)。例如，求物體發(fā)生的位移，我們必須求出位移的大小，它反映了位置變化的程度，同時(shí)必須指出位移的方向，如果只答出位移的大小，而不給出位移的方向，這樣的位移就有無數(shù)個(gè)，顯然就不符合具體問題的要求.又如，求速度或加速度，必須同時(shí)求出它們的大小和方向，否則解答不完整，結(jié)果就不明確.