關(guān)于高中力學(xué)中定量功能關(guān)系的案例探索

許劍

摘 要： 高中物理學(xué)習(xí)注重的是學(xué)習(xí)方式、教學(xué)方法，并不是死記硬背便能學(xué)好高中物理。本文主要以理論加案例的形式闡述了針對高中物理力學(xué)中定量功能關(guān)系這一課題的教學(xué)方式及如何幫助學(xué)生更高效地學(xué)習(xí)物理。

關(guān)鍵詞： 高中力學(xué) 定量功能關(guān)系 案例探索

高中物理相對于其他高中學(xué)科來說難度較大，高中物理課程中力學(xué)與電磁學(xué)為物理教學(xué)難點(diǎn)。應(yīng)引起教師和學(xué)校的高度重視，在提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時，讓學(xué)生認(rèn)識到物理學(xué)習(xí)的意義。

一、高中物理力學(xué)中定量功能關(guān)系定義

首先，外力對物體做功的代數(shù)和等于物體動能的變化量，也就是“動能定理”。

表達(dá)式：

W■=△E■=E■-E■=■mv■■-■mv■■

其次，重力對物體所做的功等于物體重力勢能變化量的相反數(shù)。

表達(dá)式：W■=-△E■=△E■-△E■=mgh■-mgh■

高中物理課程還有多個定量功能關(guān)系都對高中物理解題具有較大作用，通常情況下在解答物理題時都會用到一兩個關(guān)系對物理習(xí)題進(jìn)行解答。

二、高中物理力學(xué)教學(xué)方法創(chuàng)新

力學(xué)自身便有較強(qiáng)的結(jié)構(gòu)性，且力學(xué)知識都相互貫穿。在這樣的情況下，要求力學(xué)學(xué)生熟練掌握力學(xué)教學(xué)的知識結(jié)構(gòu)，只有這樣才能學(xué)好每個章節(jié)的力學(xué)課程。高中物理力學(xué)教學(xué)規(guī)律性極強(qiáng)，需要整理一套適合學(xué)生的解題套路，加上熟練掌握力學(xué)概念才能更好地理解高中物理的重要性及解題技巧、學(xué)習(xí)技巧。

（一）以學(xué)生為主導(dǎo)，實踐教學(xué)。

高中物理之所以比較難懂、難記，主要是由于高中物理中存在較多公式、概念，且公式符號比較繁瑣。若非完全沉浸下來學(xué)習(xí)，則學(xué)生根本無法完全記住。其實，物理教學(xué)中的公式、概念、理論都是通過物理學(xué)家多年實驗總結(jié)出來的精華，不是憑空捏造，是按照科學(xué)邏輯推導(dǎo)出來的。如果讓學(xué)生了解物理公式、概念的來源，知道如何推導(dǎo)出來的，并且讓學(xué)生自己動手，切身體會物理公式的深刻意義，在這樣的基礎(chǔ)上提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又讓學(xué)生了解物理的重要性，認(rèn)識到物理力學(xué)課程中每個知識點(diǎn)的意義。

（二）關(guān)鍵詞記憶及多元化教學(xué)。

物理公式記憶是目前物理教學(xué)中學(xué)生需要克服的重點(diǎn)問題，據(jù)調(diào)查顯示80%的高中學(xué)生對物理學(xué)習(xí)中的公式記憶都較困難。因此，教師在教學(xué)時應(yīng)幫助學(xué)生找到記憶公式的辦法，例如對于動能定理可以采用關(guān)鍵詞記憶法幫助學(xué)生記憶。筆者認(rèn)為可以有這樣幾種方法：（1）教師可通過關(guān)鍵詞提問的方式加深學(xué)生對公式的記憶，比如上文“動能的變化量”和“做功的代數(shù)總和”便是概念的關(guān)鍵詞。（2）教師也可以請學(xué)生自行將公式轉(zhuǎn)化為文字?jǐn)⑹?，評比表達(dá)合理性，從而加深理解和記憶。（3）隨著新課程理念的不斷創(chuàng)新，教學(xué)器材逐漸演變成多媒體教學(xué)，教師便可利用“動畫記憶法”，通過制作動畫短片將公式表達(dá)出來，還可鼓勵學(xué)生自己制作公式短片，將枯燥的物理學(xué)習(xí)動態(tài)化，渲染課堂氣氛的同時，方便學(xué)生記憶。

三、高中力學(xué)中定量功能關(guān)系的案例探索

筆者以功能關(guān)系這節(jié)課中一道例題的設(shè)計為基本案例，探索在新課程理念下如何開展以學(xué)生為主體的教學(xué)活動。

例題：如圖1所示，已知在傾角為θ的固定斜面低端處有一物體，質(zhì)量為m，初速度為v■，現(xiàn)用沿斜面向上的拉力F使物體向上運(yùn)動，假設(shè)滑動摩擦力大小為f。求：物體沿斜面向上運(yùn)動了位移為L時的速度V■的大小。

（師）分析：解答此題時應(yīng)首先分析物體的受力情況，確定運(yùn)動的初末狀態(tài)，以及這一過程中各個力做功和能量轉(zhuǎn)化的情況，然后再選擇合適的功能原理解題。

（學(xué)生甲）方法一：選擇“除重力外，物體所受其他力做的功等于物體機(jī)械能的變化”這一功能關(guān)系列方程，即有：

W■=△E■

FL-fL=mgLsinθ+■mv■■-■mv■■

從上式中解出v■即可。

（師）問：能否換個角度研究這個過程中功和能量的關(guān)系？

（學(xué)生乙）方法二：本題也可以直接對上述已知條件使用動能定理列方程，即：

W■=△E■

FL-fL-mgLsinθ=■mv■■■mv■■

經(jīng)數(shù)學(xué)變化可得：

FL-fL=mgLsinθ+■mv■■■mv■■

從上式中解出v■即可。

（師）仔細(xì)對比這兩個方法，同學(xué)們能得到什么啟示？

（學(xué)生討論……）

（師生總結(jié)）

如果仔細(xì)觀察我們就會發(fā)現(xiàn)，這個方程其實也就是方法一中利用“除重力外，物體所受其他力做的功等于物體機(jī)械能的變化”這一功能關(guān)系列出的方程。由此可見對于同一個物理過程我們可以用不同的物理視角看待，選擇不同的功能關(guān)系定量描述它。當(dāng)然，這樣按照不同的功能關(guān)系列出的方程其物理意義各不相同，但是在數(shù)學(xué)上是等價的，都可以最終解出相同答案。

綜上所述，高中物理教學(xué)具有較強(qiáng)理論性，為了幫助學(xué)生構(gòu)建知識體系，讓學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)問題，將實踐與理論相結(jié)合解決問題，教師應(yīng)結(jié)合新課標(biāo)內(nèi)容，教導(dǎo)學(xué)生勇于實踐，以學(xué)生為主，設(shè)計新穎的教學(xué)方式，真正幫助學(xué)生掌握物理知識。

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