◇　四川　鐘時亮

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突破萬有引力定律難點的教學(xué)策略

◇四川鐘時亮

在普通中學(xué),高一學(xué)生一旦進入“萬有引力定律”這章的學(xué)習(xí)后,會形成巨大的學(xué)習(xí)障礙．對老師所講的知識感覺似懂非懂,普遍反映:“你講的東西好像有道理，是那么回事,公式我也記了,就是遇到題我不知道該怎樣下筆．”鑒于此,筆者結(jié)合自己的教學(xué)體會,總結(jié)了幾點突破該章難點的有效策略．

1　學(xué)生學(xué)習(xí)過程中存在的4種學(xué)習(xí)障礙

1) 知識新．知識的積累,遵從由簡單到復(fù)雜的認知過程,物理學(xué)科的學(xué)習(xí)也是如此,秉承著“波浪式前進,螺旋式上升”的認知結(jié)構(gòu)．有些物理概念和知識學(xué)生在初中就已經(jīng)開始接觸到了，比如之前學(xué)習(xí)的力學(xué)、運動學(xué)等,學(xué)生進入高中后再次接觸這些知識就會覺得挺熟悉,接受起來比較容易．而“萬有引力定律”在初中很少提過,更談不上研究了．學(xué)生感覺知識是陌生的,對新知識的學(xué)習(xí)顯得不夠主動．

2) 物理量多,計算量大．學(xué)生覺得萬有引力公式比重力公式“G=mg”、滑動摩擦力公式“Ff=μFN” 等復(fù)雜得多．公式中的物理量有10多個,變化形式多樣．其次,有關(guān)天體的質(zhì)量、距離、密度、周期運算的數(shù)量級都比較大,對學(xué)生數(shù)學(xué)能力要求較高,因此產(chǎn)生畏懼和排斥心理．

3) 公式煩．萬有引力定律的應(yīng)用中,往往結(jié)合了曲線運動的知識,涉及的知識點較多．每做一道題,學(xué)生們就要從眾多公式中選出合適的,選對公式這對他們來說不是一件容易的事．

4) 解題方法活．萬有引力定律相關(guān)問題要求學(xué)生必須能靈活選擇公式,而且還可能反復(fù)使用某些公式．在具體解題時,有時用比例求解法,有時用代入法求解,有時用估算法等，方法繁雜．

2　聯(lián)系物理學(xué)史,激發(fā)興趣

正所謂興趣是最好的老師,只要愿意去鉆研,無論多難的知識都會被征服．萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)經(jīng)歷了從遠古到牛頓時代漫長的認識過程,期間出現(xiàn)了許多經(jīng)典的歷史故事和人物．教師可以選出一些比較有趣且有教育意義的事例講給學(xué)生,讓他們知道科學(xué)探究需要堅持不懈的探索．慢慢幫學(xué)生養(yǎng)成做事不怕麻煩,不畏艱難的科學(xué)精神．

3　辨明概念,理清思路,總結(jié)規(guī)律

1) 辨明概念. 概念的混亂往往是造成公式亂用的主因之一.只有徹底區(qū)分這些物理量的含義,才能從根本上解決公式選擇的問題．教師要指導(dǎo)學(xué)生徹底區(qū)分的概念主要有3個速度:發(fā)射速度、宇宙速度和運行(線)速度.3個周期:地球自轉(zhuǎn)周期、公轉(zhuǎn)周期和人造地球衛(wèi)星的運行周期.2類加速度：向心加速度和重力加速度．星球表面隨星球一起轉(zhuǎn)動的物體與這個星球的衛(wèi)星的向心加速度是不同的.星球表面隨星球一起轉(zhuǎn)動的物體所需向心加速度不是由重力加速度提供而這個星球的衛(wèi)星所需向心加速度則是由重力加速度提供. 2類運行:穩(wěn)定運行(圓周運動)和變軌運行(近心運動、離心運動).不同的運行模式對應(yīng)不同的物理規(guī)律. 2種衛(wèi)星：同步衛(wèi)星和一般衛(wèi)星.地球同步衛(wèi)星相對于地面靜止并和地球具有相同周期,位于赤道上方，距地面高度一定．

2) 理清思路,總結(jié)規(guī)律. 本章的考查思路大體有2條:a)圍繞F萬=F向心力的一系列問題;b)在某星球表面或附近采用重力與萬有引力近似相等,重力充當(dāng)向心力.從這2點出發(fā)可以引申出大量的綜合題目．本章的題型大多與科技前沿結(jié)合,有較多的文字敘述.教師在教學(xué)過程中要注意引導(dǎo)學(xué)生通過快速準(zhǔn)確審題,找出題目中的關(guān)鍵詞以及一些隱含條件,按照上面的基本思路,找到突破口,解決問題．

4　構(gòu)建模型,應(yīng)用規(guī)律,準(zhǔn)確解題

正確構(gòu)建模型是本章的一個特點．本章節(jié)高中階段涉及3種模型: 1)單繞，如圖1,一顆不動視為中心天體,另外的天體圍繞它運轉(zhuǎn)視為環(huán)繞天體; 2)雙繞，如圖2,2顆衛(wèi)星分別繞不同的中心天體運行; 3)多繞，多個天體同時繞某點運行．以上都是圓周運行模型,當(dāng)涉及衛(wèi)星變軌問題時,還會涉及橢圓運動，這時運用近心運動或離心運動的條件進行分析即可．正確建立模型后按照上述2條基本思路,再結(jié)合其他知識進行綜合分析,萬有引力定律問題便可迎刃而解．

圖1　　　　　　　　　　圖2

綜上所述,要突破本章的難點除了要求學(xué)生熟練掌握知識外,還需教會學(xué)生應(yīng)用正確的學(xué)習(xí)方法,只有這樣才能提高學(xué)生學(xué)習(xí)的效率,降低本章難度．

四川省簡陽市石橋中學(xué))