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        在體驗中認知 在嘗試中理解

        2017-06-08 23:51:59談科佼
        中學教學參考·理科版 2016年11期
        關鍵詞:四者運動學剎車

        談科佼

        [摘要]勻變速直線運動的速度與位移的關系是運動學中的重要公式。文章通過視頻引入公式,然后再讓學生推導出公式,最后通過三個由淺到深的例題的分析講解,幫助學生牢固掌握所學公式。

        [關鍵詞]消t公式勻變速直線運動速度與位移的關系教學設計

        [中圖分類號]G633.7

        [文獻標識碼]A

        [文章編號]1674-6058(2016)32-0073

        《勻變速直線運動的速度與位移的關系》是高中物理必修1第二章第四節(jié)內容。這節(jié)內容是勻變速直線運動中的一個重要推論,也是實際生活中運用較多的運動學推論,彌補了v-t圖像的不足。

        二、設計思想

        本節(jié)課的主要設計思路有以下幾個方面:(1)以復習v-t圖像上的勻變速直線運動為線索,引導學生通過v-t圖像找Vo、x、a、V1、t五者關系,不需要硬記公式。(2)通過車禍視頻,引入一個涉及Vt、a、x、Vo四者關系的實例,讓學生知道消t公式存在的必要性。(3)通過問題引導,使學生認識到消t公式可以推導得出。(4)通過典型例題,讓學生學會從題目中提取信息,找尋適合的規(guī)律解題。其流程圖如圖1所示。

        三、教學流程

        環(huán)節(jié)一:復習v-t圖像引入。

        教師:請同學們在v-t圖像上畫初速度為Vo,加速度為a的勻加速直線運動圖線?

        在v-t圖像上,我們可以找到勻加速直線運動的幾個物理量?

        學生:v、a、x、t。教師:很好,上節(jié)課我們剛剛學過勻變速直線運動的兩個基本公式,是哪兩個?

        教師:很好,這兩個基本公式能否從v-t圖像上找到?

        學生:可以,這兩個公式本來就是從圖像上推導過來的。

        問題設計意圖:v-t圖像是處理運動學問題的有效方法之一,很多運動學公式也可以從圖像上推導,為下面從v-t圖像上找不到消t公式埋下伏筆。

        教師:在解決Vt、Vo、a、t或者Vo、x、a、t關系時,既可以選擇基本公式,又可以用v-t圖像來解決。下面請同學們來看一段視頻(播放一段汽車車禍視頻)。

        問題設計意圖:汽車是生活中最重要的交通工具,它給人們帶來了方便,也帶來了危害。通過這個視頻可以使學生深刻體會車速與剎車距離的關系,從而為消t公式的引出做好鋪墊;以學生熟知的汽車運動為例展開知識教學,將“安全駕駛,珍愛生命,低碳環(huán)保”滲透于知識教學中,這樣就使枯燥的物理知識變得鮮活,也讓學生深刻感受物理其實就在我們身邊,拉近了物理與學生的距離。

        教師:在公路上經??梢钥吹揭恍┫匏倥?,規(guī)定了汽車通過該路段的最高時速,并要求駕駛員必須保持一定的行車距離。一旦發(fā)生交通事故,我們會看到交警測量有關距離。其中非常重要的是測量剎車距離。你知道測量剎車距離的目的嗎?

        學生:看車子是否超速。

        教師:剎車過程涉及運動學幾個物理量,能從v-t圖像上找到它們的關系嗎?大家討論一下。

        學生:有Vt、Vo、a、x,在圖像上不能找出它們的關系,圖像上一定涉及t這個物理量。

        教師:很好。我們要通過Vt、Vo、a、x,算口來看是否超速,v-t圖像上又找不到它們四者的關系,所以我們必須要找尋它們四者的關系式。

        教師:前面我們學的兩個基本公式里都含有我們所需的三個量,多了一個t,你是否能通過這兩個式子,化解一下,得出我們所需的Vt、Vo、a、x四者關系呢?(請學生板演)

        問題設計意圖:在傳統(tǒng)的課堂中,為了節(jié)省課堂時間,提高課堂密度,教師往往會將這個推導過程直接在黑板上書寫出來,盡管這樣的方式有利于課堂教學的順利推進,但該方式往往會隔斷學生與物理現(xiàn)象之間的相互作用,規(guī)避了學生在現(xiàn)象觀察中取舍信息、構建模型的實際過程,從而使得學生處理問題的能力沒有得到有效提升。上述設計中,讓學生自行推導,實際上就是讓學生在嘗試中熟悉基本公式,在嘗試中進一步強化對公式的理解。

        教師:這位同學通過兩式把t消掉,得到了這四者的關系式,我們把這個式子稱為消t公式。請同學們完成下面的計算題。

        [例1]在某城市的一條道路上,規(guī)定車輛行駛速度不得超過30km/h。在一次交通事故中,肇事車是一輛客車,量得這輛車緊急剎車(車輪被抱死)時留下的剎車痕跡長為7,6m,已知該客車剎車時的加速度大小為7m/S2,請問該車是否超速?

        [例2]某型號的艦載飛機在航空母艦的跑道上加速時,發(fā)動機產生的最大加速度為5m/S2,所需的起飛速度為50m/s,跑道長100m。通過計算判斷,飛機能否靠自身的發(fā)動機從艦上起飛?為了使飛機在開始滑行時就有一定的初速度,航空母艦裝有彈射裝置。對于該型號的艦載飛機,彈射系統(tǒng)必須使它具有多大的初速度?

        [例3]長100m的列車通過長1000m的隧道,列車剛進隧道時的速度是10m/s,完全出隧道時的速度是12m/s,求:(1)列車過隧道時的加速度;(2)通過隧道所用的時間。

        問題設計意圖:三道例題,設計成遞進關系。第一道例題是為了解決視頻引出的實際問題,使學生認識到消t公式在實際生活中的應用。第二道例題是為了讓學生熟練消t公式的應用和應用條件,同時在該題中還滲透了假設的思想方法。第三道例題是為了鍛煉學生根據(jù)題目條件合理選取公式的能力。

        四、教學反思

        物理公式教學,并不是簡單地把公式教給學生,讓學生死記硬背下來,然后做題。本節(jié)課先引入一段視頻,引發(fā)學生的興趣,使他們愿意探究勻變速直線運動的速度與位移關系。在實際課堂中學生討論得非常激烈。接著引導學生試著利用兩個基本公式推導出消t公式,學生板演過程中遇到一些小困難,經過提示也很快推導出結果。最后通過三道練習題使學生加深對公式的理解。整節(jié)課下來,學生基本能熟練掌握這個公式。值得反思的是:課堂上是要花時間讓學生思考、練習的,不能急。

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