提高物理教學(xué)的三大策略

“動能定理”是高中物理力學(xué)中的一個重要定理，因其解題的優(yōu)越性和廣泛的應(yīng)用性而成為學(xué)習(xí)的重點和高考的熱點。遺憾的是，不少學(xué)生在學(xué)習(xí)中并未意識到“動能定理”的獨特作用?；诖?，本文旨在通過“動能定理”的教學(xué)探討高中物理教學(xué)的三個基本策略。

一、轉(zhuǎn)變教學(xué)方式

例如在教學(xué)“動能定理概述”這一內(nèi)容時，筆者采用了實驗演示的方式：讓滑塊A從光滑的導(dǎo)軌上滑下，與靜止的木塊相碰，推動木塊做功。首先，有兩個關(guān)鍵的實驗演示：一是讓同一滑塊從不同的高度滑下；二是讓不同質(zhì)量的木塊從同一高度滑下。其次，讓學(xué)生認(rèn)真觀察這兩次實驗演示，描述現(xiàn)象，說明原因。最后，結(jié)合教師給出的例題，總結(jié)出“動能定理”（外力對物體所做的功的代數(shù)和等于物體動能的增加），其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

通過上述公式，我們需要明了 W總和動能都是標(biāo)量，沒有方向性。它是在功和能的基礎(chǔ)上，由牛頓定律推導(dǎo)而出，即運(yùn)動理論與功的結(jié)合公式。在解題過程中，它是能量與運(yùn)動的過渡公式。

從以往的教學(xué)經(jīng)驗來看，題設(shè)中出現(xiàn)力（F）、功（W）、位移（S）、速度（v）和質(zhì)量（m）等物理變量時，可利用“動能定理”從功的角度考慮問題，使問題迎刃而解。我們知道，力（F）可以改變物體的形qB415/xGkxzuUuHxgjZfng8nvVmIBApuBjfP0IWNNak=狀與運(yùn)動狀態(tài)，物體的運(yùn)動狀態(tài)的改變可以是運(yùn)動方向與運(yùn)動速率的改變。從上述公式可知，動能的大小與運(yùn)動速率有關(guān)，運(yùn)動速率與運(yùn)動位移有關(guān)。從功（W）的定義看，運(yùn)動位移（S）與力（F）決定了功（W）的多少?？梢?，利用“動能定理”可有效解決基礎(chǔ)物理問題。

二、激發(fā)學(xué)生興趣

由于高中物理比較抽象且概念及規(guī)律較多，學(xué)生難以理解，甚至喪失學(xué)習(xí)物理的興趣。因此，筆者在講解有關(guān)“動能定理”的例題時，先讓學(xué)生總結(jié)規(guī)律、構(gòu)建知識體系，再由教師補(bǔ)充和修正，充分體現(xiàn)“教師主導(dǎo)，學(xué)生主體”的教學(xué)思想，使學(xué)生體驗成功的喜悅，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

例1：在h米的高臺上，將一鐵球以初始速率v1水平拋出，不計空氣阻力的影響，求該鐵球落地的速度。通過分析，可得出兩種解題思路：一是利用“動能定理”解題，二是利用“速度分解”解題。那么，哪種思路更簡便呢？通過分析發(fā)現(xiàn)：利用“動能定理”解題，只須知道物體位移始末狀態(tài)的動能和重力所做的功。所以，利用“動能定理”解題不僅簡單快捷，而且不易出錯。此外，“動能定理”在“變力做功”“分段做功”及“全程做功”類的題目中同樣具有解題的優(yōu)越性。

例2：在高為h的地方，將一質(zhì)量為m的小球自由釋放，假設(shè)小球在運(yùn)動過程中所受空氣阻力（f）不變，且鐵球在與地面碰撞時不損失能量，試求鐵球從開始到靜止在地面的過程中所運(yùn)動的路程總量。

通過分析可知：這是一道“分段做功”類的題目。我們可利用“動能定理”解答這類題目，關(guān)鍵是直接將問題鎖定在初動能與末動能上，從而快速得出鐵球運(yùn)動的總路程為S=mgh/f。

在解答上述例題時，筆者讓學(xué)生寫出解題過程，并以投影方式展示學(xué)生的解題步驟，然后指出其中的不足，完善解題過程。在這一過程中，需要指出的關(guān)鍵問題是：“動能定理”是從能量的角度解決未知的物理量，其主要涉及位移（S）與速度（v）。所以，利用“動能定理”應(yīng)具體注意三點：一是確定研究對象，選擇參考系；二是對研究的物體進(jìn)行受力分析；三是利用功的定義，結(jié)合動能定理，解決未知物理量。其中，對研究的物體進(jìn)行受力分析，通常情況下是對其所受合力進(jìn)行分析（W總=F合S）。當(dāng)然，計算總功分為兩種情況：一是 所受合力共同作用于研究物體上時，可利用W總=F合S進(jìn)行計算；二是所受各力不同時作用于物體，總功應(yīng)為各階段各力所做功的代數(shù)和。通過上述方式，不僅巧妙地解決問題，更讓學(xué)生感受到學(xué)習(xí)物理的樂趣，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的信心。

三、與實際生活結(jié)合

根據(jù)“動能定理”的定義可知：它所反映的是物體始末狀態(tài)動能的變化與其合力所做的功之間的量值關(guān)系。因此，我們不必考慮物體運(yùn)動過程中運(yùn)動方向、受力恒定與否等問題，也就是說，不論物體是做直線運(yùn)動，還是曲線運(yùn)動，抑或是變速運(yùn)動，都可使用“動能定理”分析和解決?？梢姡皠幽芏ɡ怼痹趯嶋H生活中具有廣泛的應(yīng)用性。因此，教師在教學(xué)“動能定理”這一內(nèi)容時應(yīng)結(jié)合實際生活，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)以致用。

例3（2009年安徽高考題）：過山車是游樂場中常見的設(shè)施。圖1是一種過山車的簡易模型，它由水平軌道和在豎直平面內(nèi)的三個圓形軌道組成，B、C、D分別是三個圓形軌道的最低點，B、C間距與C、D間距相等，半徑R1=2.0m、R2=1.4m。一個質(zhì)量為m=1.0kg的小球（視為質(zhì)點），從軌道的左側(cè)A點以v0=12.0m/s的初速度沿軌道向右運(yùn)動，A、B間距L1=6.0m。小球與水平軌道間的動摩擦因數(shù)μ=0.2，圓形軌道是光滑的。假設(shè)水平軌道足夠長，圓形軌道間不相互重疊。重力加速度取g=10m/s2，計算結(jié)果保留小數(shù)點后一位數(shù)字。當(dāng)小球經(jīng)過第一個圓形軌道的最高點時，求軌道對小球作用力的大??；如果小球恰能通過第二圓形軌道，求B、C間距L。

解析：首先，設(shè)小球經(jīng)過第一個圓軌道的最高點時的速度為v1，根據(jù)“動能定理”

小球在最高點受到重力mg和軌道對它的作用力F，根據(jù)牛頓第二定律，

由①②得，

F=10.0N 其次，設(shè)小球在第二個圓軌道的最高點的速度為v2，由題意

由④⑤得，

L=12.5m。

將例題解答與實際生活相結(jié)合，既提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又使學(xué)生更好地理解題意，還提高學(xué)生解題的正確率。

通過“動能定理”的教學(xué)，可見高中物理教學(xué)的重要性。轉(zhuǎn)變教學(xué)方式、激發(fā)學(xué)生興趣及與實際生活相結(jié)合成為高中物理教學(xué)的三個基本策略。轉(zhuǎn)變教學(xué)方式在于活躍課堂氣氛，使教師與學(xué)生更好地互動，有效地培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，最終提高課堂教學(xué)效率。激發(fā)學(xué)生興趣在于讓學(xué)生感受成功，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的信心。與實際生活結(jié)合在于培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和觀察能力，讓學(xué)生將書本理論與實際生活相結(jié)合，真正提高學(xué)生解決實際問題的能力。

（作者單位：山東莒南第一中學(xué)）

（責(zé)任編輯：梁金）