高中物理專題－怎樣學習物理規(guī)律：以勻變速直線運動為例

1、.怎樣學習物理規(guī)律：以勻變速直線運動運動規(guī)律為例江蘇省特級老師 戴儒京怎樣學好物理規(guī)律呢?要重視物理規(guī)律的導出過程，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,有的來源于前輩物理學家的實驗,有的來源于已學過知識的推導就課本而言,學生要理解并應用規(guī)律,須知道規(guī)律的來龍去脈,能做實驗的要盡量做實驗,重視物理學家創(chuàng)設(shè)的物理背景；不能做實驗的也要搞清推導過程.通過探究式學習,體驗獲得規(guī)律的過程,學習前輩物理學家探究物理規(guī)律的方法.同時,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,盲目地計算結(jié)果、對答案.下面以高中物理中很重要的規(guī)律勻變速直線運動的規(guī)律為例加以

2、說明.勻變速直線運動的根本規(guī)律有三個:速度時間關(guān)系速度公式: 1位移時間關(guān)系位移公式: 2速度位移關(guān)系公式: 3(1) 式在原來的課本上是從加速度的定義式:通過數(shù)學變換得來的.新課標教材通過實驗探究而得到.探究方法是:用打點計時器或電火花計時器打出做勻速直線運動如用鉤碼拉著小車在程度桌面上的運動的一系列點,然后求出一系列計數(shù)點的速度,列出表格,再在座標系中描出一系列的點,再連這些點畫出直線.這條直線說明運動物體的速度隨時間均勻變化,是勻變速直線運動.而加速度a是直線的斜率,從而得出1式.通過探究式學習,不僅得到速度時間關(guān)系速度公式,而且學習計時器的使用,描點畫圖的方法,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,新課標課本作為正文,并且是通過師生對話引入的.在對話中,以學生的語言提出解決求位移的問題的方法:要求如圖1所示的勻變速運動的位移,可把每一段時間都看做勻速運動,分別求出每一段勻速運動的位移長方形的面積,各個面積之和就接近總的位移,如圖2所示,如每一段時間越短,那么總面積越接近總位移,如圖3所示;每一段時間足夠短看要求的準確度短,那么總面積足夠接近總位移;那么,每一段時間無限短,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?；?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、2兩式推導而出的,所以又叫推論.由于3式是推論,所以這3個公式實際上只有兩個是獨立的,只能求出2個未知量. 以上3個公式的推導過程,特別是前兩個公式的探究過程,同學們要一步一步地認真做,不要把它當作老師的講解過程,自己只是聽聽而已.只有自己去做,才能體驗探究規(guī)律的過程樂趣, 才能體會探究規(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.有的同學抱怨公式難背,我說,公式不要象背語文課文和英語單詞那樣去背,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，物體與地面間的動摩擦因數(shù)為02，最大靜摩擦力和滑動摩擦力大小視為相等。從t=0時刻開場，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，物體才會由靜止開場運動0-3s時：F=fmax，物體保持靜止，s1=0；3-6s時：F>fmax，物體由靜止開場做勻加速直線運動 v=at=6m/s6-9s時：F=f，物體做勻速直線運動 s3=vt

6、=6×3=18m9-12s時：F>f，物體以6m/s為初速度，以2m/s2為加速度繼續(xù)做勻加速直線運動所以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，此時汽車間隔 停車線18m。該車加速時最大時速度大小為2m/s2，減速時最大加速度大小為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動，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動，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動，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】純熟應用勻變速直線運動的公式，是處理問題的關(guān)鍵，對汽車運動的問題一定要注意所求解的問題是否與實際情況相符。假如立即做勻加速直線運動，t1=2s內(nèi)的位移=20m>18m，此時汽車的速度為12m/s<12.5m/s，汽車沒有超速，A項正確；假如立即做勻減速運動，速度減為零需要時間s，此過程通過的位移為6.4m，C項正確、D項錯誤。【答案】AC例2、航模興趣小組設(shè)計出一架遙控飛行器，其質(zhì)量m =2，動力系統(tǒng)提供的恒定升力F =28 N。試飛時，飛行器從地面由靜止開場豎直上升。設(shè)飛行器飛行時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 時到達高度H = 64 m。求飛行器所阻力f的大小； 2第二次試飛，飛行器飛行t2 = 6 s 時遙控器出現(xiàn)故障，飛行器立即失去升力。求飛行器能到達的最大寬度h； 3為了使飛行器不致墜落到地面，求飛行器從開場下落到恢復升力的最長時間t3 。答案：14N242m32.1s【解析】1第一次飛行中，設(shè)加速度為a1t2a2v1a3t3a4v3勻加速運動由牛頓第二定律解得宋以后，京師所設(shè)小學館和武學堂中的老師稱謂皆稱之為“教諭。至元明清之縣學一律循之不變。明朝入選翰林院的進士之師稱“教習。到清末，學堂興起，各科老師仍沿用“教習一稱。其實“教諭在明清時還有學官一意，即主管

9、縣一級的教育生員。而相應府和州掌管教育生員者那么謂“教授和“學正?！敖淌凇皩W正和“教諭的副手一律稱“訓導。于民間，特別是漢代以后，對于在“?；颉皩W中傳授經(jīng)學者也稱為“經(jīng)師。在一些特定的講學場合，比方書院、皇室，也稱老師為“院長、西席、講席等。2第二次飛行中，設(shè)失去升力時的速度為，上升的高度為勻加速運動設(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；恢復升力后加速度為，恢復升力時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，與速度無關(guān)。某時刻，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，司機才覺察并緊急剎車，剎車時阻力為正常行駛時的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)運動學公式有語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地讓學生背誦一些優(yōu)秀篇目、精彩段落,對進步學生的

11、程度會大有裨益。如今,不少語文老師在分析課文時,把文章解體的支離破碎,總在文章的技巧方面下功夫。結(jié)果老師費力,學生頭疼。分析完之后,學生收效甚微,沒過幾天便忘的一干二凈。造成這種事倍功半的為難場面的關(guān)鍵就是對文章讀的不熟。常言道“書讀百遍,其義自見,假如有目的、有方案地引導學生反復閱讀課文,或細讀、默讀、跳讀,或聽讀、范讀、輪讀、分角色朗讀,學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語感,增強語言的感受力。久而久之,這種思想內(nèi)容、寫作技巧和語感就會自然浸透到學生的語言意識之中,就會在寫作中自覺不自覺地加以運用、創(chuàng)造和開展。 一般說來，“老師概念之形成經(jīng)歷了非常漫長的歷史。楊士勛唐初學者，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，其實就是先秦而后歷代對老師的別稱之一。?韓非子?也有云：“今有不才之子師長教之弗為變其“師長當然也指老師。這兒的“師資和“師長可稱為“老師概念的雛形，但仍說不上是名副其實的“老師，因為“老師必需要有明確的傳授知識的對象和本身明確的職責。式中，是卡車在剎車后減速行駛的路程。設(shè)車廂脫落