李勝強(qiáng)

(江蘇省鄭集高級(jí)中學(xué)城區(qū)校區(qū) 221116)

高中物理課堂應(yīng)遵循傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，在知識(shí)、能力、思維等方面培養(yǎng)學(xué)生的潛能，在課堂教學(xué)中應(yīng)循序漸進(jìn)的設(shè)置臺(tái)階讓學(xué)生漸入佳境，變式訓(xùn)練和變式思維是深化學(xué)習(xí)能力和效果的法寶，僅以運(yùn)動(dòng)學(xué)為例談?wù)勛兪剿季S的應(yīng)用.

一、關(guān)于運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律的變式思維與創(chuàng)新教學(xué)

例題1 汽車以20 m/s的速度在平直公路上行駛，急剎車時(shí)的加速度大小為5 m/s2，則自駕駛員急踩剎車開始，2 s與3 s時(shí)汽車的位移之比為____.

變式1 汽車以20 m/s的速度在平直公路上行駛，急剎車時(shí)的加速度大小為5 m/s2，則自駕駛員急踩剎車開始，2 s與4 s時(shí)汽車的位移之比為____.

變式2 汽車以20 m/s的速度在平直公路上行駛，急剎車時(shí)的加速度大小為5 m/s2，則自駕駛員急踩剎車開始，2 s與6 s時(shí)汽車的位移之比為____.

變式3 某一質(zhì)點(diǎn)做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，其速度隨時(shí)間的變化關(guān)系式為v=20-5t，v與t的單位分別是m/s與s，則2s與6s時(shí)質(zhì)點(diǎn)的位移之比為____.

對比分析例題1考查汽車的剎車運(yùn)動(dòng)模型，由題意可得汽車4 s后停下來，剎車的4 s內(nèi)每1 s的位移之比依次為7：5：3：1，故2s與3 s時(shí)汽車的位移之比為12：15即4：5.變式1中的習(xí)題解答可沿用例題1的思路，故2s與4 s時(shí)汽車的位移之比為12：16即3：4，也可以將4 s分為兩部分，故2s與4 s時(shí)汽車的位移之比為3：4.變式2中的習(xí)題解答時(shí)要關(guān)注剎車的有效時(shí)間，2 s與6 s時(shí)汽車的位移之比與2 s與4 s時(shí)汽車的位移之比是相同的.變式3中的習(xí)題解答時(shí)要關(guān)注質(zhì)點(diǎn)做勻減速直線運(yùn)動(dòng)的理解，v=20-5t表明質(zhì)點(diǎn)4 s末速度剛好為零，但此后質(zhì)點(diǎn)將反向加速運(yùn)動(dòng)，2 s與6 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)的位移之比與2 s與4 s時(shí)汽車的位移之比是不同的，此時(shí)可結(jié)合v-t求解，2 s與6 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)的位移之比1：1.綜上所述，對于減速運(yùn)動(dòng)應(yīng)考慮減速運(yùn)動(dòng)時(shí)間的有效性以及運(yùn)動(dòng)的往返性.

圖1

例題2 一物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，在連續(xù)相等的兩個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)，通過的位移分別是24 m和64 m，每一個(gè)時(shí)間間隔為4 s，求物體的初速度和加速度，如圖1.

解法一基本公式法(一)

變式1 一物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，在連續(xù)兩個(gè)不同時(shí)間間隔內(nèi)，通過的位移分別是24 m和64 m，時(shí)間間隔分別為4 s和8s，求物體的初速度和加速度.

變式2 一物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，通過兩個(gè)連續(xù)相等的位移所需要的時(shí)間間隔分別為4 s和6s，已知連續(xù)相等的位移為24m，求物體的初速度和加速度.

圖2

對比分析關(guān)于例題的解答提供了四種方法，解法一和解法二均屬于基本公式法，解法三主要是平均速度法，解法四主要是逐差法，四種方法各具特色，解法四更快速靈活一些.變式1提供的情景，時(shí)間間隔不同，位移也不同，故不滿足逐差法，此題解法四不適用，只能選用前三種解法求解，解法三更好一些.變式2提供的情景，時(shí)間間隔不同，但位移相同，也不滿足逐差法，故此題解法四也不適用，只能選用前三種解法求解，解法三更好一些.例題是常規(guī)習(xí)題，可訓(xùn)練學(xué)生的發(fā)散思維，變式1和變式2通過不同情景的對比，強(qiáng)化學(xué)生對時(shí)間間隔和位移的對應(yīng)關(guān)系的理解，尤其是強(qiáng)化理解Δx=aT2的使用條件，通過一題多解和一題多變，加強(qiáng)學(xué)生思維的靈活性和深邃性的培養(yǎng).

二、關(guān)于運(yùn)動(dòng)學(xué)圖像的變式思維與創(chuàng)新教學(xué)

例題3 一質(zhì)點(diǎn)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的v-t關(guān)系圖像如圖2所示，則該質(zhì)點(diǎn)的x-t關(guān)系圖像可大致表示為圖3中的( ).

圖3

圖4

變式1 如圖4所示，圖線A和圖線B分別為A、B兩物體的v2與x的變化規(guī)律.

(1)嘗試分析A、B兩物體的初速度和加速度

(2)假設(shè)A、B兩物體在t=0時(shí)刻處在同一位置，求B物體經(jīng)過多長時(shí)間追上A物體？

圖5

變式2 如圖5所示，圖線為某物體的v與x的變化規(guī)律，圖線為頂點(diǎn)在坐標(biāo)原點(diǎn)，開口向右的一條拋物線，嘗試分析物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)

圖6

變式3 汽車減速過程中的位移s與速度v的關(guān)系曲線如圖6所示，減速過程過程可視為勻變速直線運(yùn)動(dòng)，計(jì)算汽車的加速度.

一題多變的目的是通過對習(xí)題的情景或問題的呈現(xiàn)方式的變化，強(qiáng)化對物理原始問題的分析，以不變應(yīng)萬變.一題多解的目的則是從不同角度解決同一類習(xí)題，強(qiáng)化思維的發(fā)散性和解題方法的技巧性.