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自由落体运动教案

自由落体运动教案

自由落体运动教案范文第1篇

【案例】普通高中课程标准实验教科书物理必修1(教育科学出版社)第一章第7节“对自由落体运动的研究”,“学案引领 问题解决式”课堂教学设计。

一、学情分析和教材研究

教材将“对自由落体运动的研究”作为匀变速直线运动的一个特例而编排在第一章后面,将自由落体运动作为初速度为零的匀加速直线运动的特例来处理。

教材在“观察思考”中给出情境,激发学生对亚里士多德的观点提出质疑,阅读《绵延了两千多年的错误》,激发学生对问题的探究欲望。

……

教材后面编排了用纸带探究重物自由下落的实验,促使学生自主学习,让学生在积极参与中学会科学探究、实验技巧、思索问题。

“学案引领 问题解决式”课堂教学模式中,最核心的是“问题式学习方案”的编写和使用。

二、问题式学习方案

1.阅读“观察思考”:熟透的果实从树上坠落而树叶或纸片飘然落下,石块比羽毛下落得快,亚里士多德根据生活经验总结出:物体越重下落越快。你对他的观点产生过怀疑吗?重的物体一定比轻的物体下落快吗?

2.学生动手实验:橡皮与纸片同时从同一高度下落,谁先落地?把纸片对折,再对折,揉成小纸团,与纸片同时从同一高度下落,谁先落地?通过亲身体验,想想造成“重快轻慢”观点的真正原因可能是什么?

3.造成“重快轻慢”观点的真正原因可能是空气阻力。那么,如果没有空气阻力呢?阅读教科书:①钱毛管实验;②真空实验室中拍摄的羽毛和苹果同时开始下落的频闪照片;③月球上的落体实验。你能得出什么结论?

4.什么是自由落体运动?受力特点是什么?初始条件是什么?运动特点是什么?“自由”是什么意思?自由落体运动是理想化模型。

5.伽利略对落体运动规律的探究:了解并学习伽利略伟大的科学思维方法和巧妙的实验构思。

①发现问题:伽利略是怎样揭示亚里士多德关于“重物下落快”的观点是错误的?

②提出假说:从“自然界总是习惯与运用最简单和最容易的手段”的信念出发,提出自由落体的速度与时间成正比的猜想,并进而推导出下落距离与时间的平方成正比的关系。

③间接验证:由于小球下落时间太短,当时计时工具差,直接验证很困难;伽利略巧妙设计了著名的斜槽实验,进行间接验证。怎样检验出小球运动的距离与运动时间的平方成正比?运动速度与运动时间的正比关系?

④合理外推:体会斜槽实验的巧妙设计,合理外推。怎样外推,证明自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动?

⑤自由落体运动的计算公式有哪些?

6.利用图1-7-7自由落体运动的频闪照片,怎样根据实验数据计算重力加速度的大小?实验会有误差吗?实验误差的来源可能是什么?

7.阅读“一些地方的重力加速度”表,你从表中发现了什么规律?你能尝试解释这个规律吗?

8.【例题】拓展:①求时间关系?②把“当下落到距地面的高度为H/2时”改为“当下落到距地面的高度为3H/4时”,求速度关系?求时间关系?③求初速度为零的匀加速直线运动,通过相同的距离所用时间之比?

9.阅读第32页《发展空间》,了解重力勘探的知识。

学生在“问题式学习方案”的引领下,用一课时的时间,自己主动地动脑、动手,思考、实验操作、相互讨论,解决“问题式学习方案”中的问题;在主动学习中学生自己发现的问题,可以通过小组讨论、查资料等多种途径探究解决;还不能解决的问题交给教师处理。第二课时,以“学案”为核心,学生展示自己的学习成果,上台讲解学案上的问题和学生自己提出的问题,学生之间相互补充、完善;交到教师手中的问题,教师再把它抛出来,在教师的引导下探索、讨论,得出结论。

“问题式学习方案”的内容就是教师精心设计的一个个问题,“学案”的编写要遵循一定的原则。首先,问题要提得简明扼要,直接明了,学生一看就知道问的是什么;问题的设计要符合学生的年龄特征、思维特点,在学生感到有困难的地方要多搭几个矮一点的台阶,让学生通过努力能够解决;问题的设计要充分考虑学校和学生的实际情况,更具有针对性。

自由落体运动教案范文第2篇

关键词:物理教学 新课标要求 优化教学

中图分类号:G642 文献标识码: A 文章编号:1672-1578(2015)04-0078-01

1 引言

优化教学的过程其实就是教学的设计过程,也可以说是让教学尽可能和课程标准形成一致的过程。为了促使初中物理教学得到优化,本文将主要对物理教学设计同新课标一致性展开个案研究,并提出相关建议。

2 个案研究

2.1案例:对自由落体运动展开教学设计。

教学目标包括知识与技能、方法和过程、价值观和情感态度、教学重难点等。首先提出猜想:哪些因素会影响物体在下落过程中的运动情况,质量小的物体的下落速度是否一定慢于质量大的物体。为了证实猜想,采用合作探究的学习方式。选择相同的两枚硬币和两张表面积和硬币相同的纸片,让它们根据以下几种情况从同一高度自由落下,并对其下落的速度进行观察。第一种情况,将一枚硬币和一张纸片从同一高度同时释放,能够发现纸片下落速度慢于硬币,由此证明,下落速度更快的是质量大的物体。第二种情况,选择两种相同的纸片,并将其中一张卷紧之后再同时将其从同一高度释放,发现纸团下落速度要快于纸片,由此证明,在质量相同的情况下,体积越小的东西下落速度越快。最后一种情况,从同一高度同时释放一枚硬币和粘了纸片的硬币,发现两者下落的速度一样,由此说明质量不同体积相同的两个物体下落速度一样。根据上述三种情况可得出结论即物体下落的速度和物体的质量没有关系。其次利用实验研究自由落体运动的相关规律,在完成实验之后,要求学生思考以下问题:(1)自由落体运动呈现怎样的运动轨迹;(2)中午在进行自由落体运动时,其速度是否发生了变化;(3)哪些因素会影响实验的精确度。根据实验可得出以下结论:(1)直线是自由落体运动的轨迹;(2)自由落体运动是一种加速运动;

(3)阻力是影响实验精确度的主要因素。总结上述结论即自由落体运动是一种初速度为零的匀加速直线运动。之后利用课件展示自由落体运动规律的相关公式。最后做出课堂小结并布置随堂练习和课后作业等。

2.2案例评价

通过分析该案例,发现该教师是尽可能根据新课标要求来设计教学的,主要表现为以下几个方面:第一,该案例根据新课标的要求对具体的教学目标进行设计[1]。第二,在设计教学内容上,教师结合了教材的特点以及学生的原有基础对教材加以处理,对教学资源展开了二次开发和整合。第三,在进行合作与实验探究的时候,教师充分预测了在进行实验的过程中可能出现的问题,并制定出了相关对策,这在一定程度上保证了学生的自主学习和有效探究。

3 促使物理教学设计与新课标一致性得到增强的相关建议

3.1教师方面

首先,初中物理教师要改进自身的教育观。在实施新课标的背景下,教师首先应该将先进的教育观念树立起来,这比经验的总结、方法的更新以及知识的积累更为重要。其次,初中物理教师应该增加自己的知识储备量。物理教师只有在具备丰富的知识且知识结构较为合理的前提下,其能力才能得到更好的发展和提高,尤其是在提高教师的教学设计能力方面,知识就更能够凸显出它的重要性,原因就在于教师设计课程的基础就是知识[2]。再次,初中物理教师应该提升自己的语言表达能力。教师只有在具备良好语言表达能力的基础上,才能够将自己的设计理念和设计想法传递给学生。最后,初中物理教师应该提高自己的交际能力。如果一个教师拥有良好的交际能力,那么不仅能够有效的帮助学生解决在学习物理中遇到的问题,同时还能够同学生建立起良好的关系。

3.2学校方面

首先,要为教师提供充足的教学资源。教学资源能够对教学设计和新课标的一致性产生很大的影响,因为物理学科属于自然学科的范畴,所以新课标对教学资源具有更加广泛的要求。其次,加强指导年轻教师的力度。很多年轻教师因为缺乏教学经验,通常都难以将符合自身和学生特点的个性化教学方案设计出来,因此,学校必须对年轻教师加大指导力度。再次,保障教师的交流与合作。新课标提倡教师展开个性化的教学,个性化主要来自于教师的创造性劳动,结合众多教师的力量和智慧才能够实现这种创造性的劳动,教师之间的交流合作恰巧能够为个性化教学提供保障。因此,学校应该对教师之间的交流合作形成重视。最后,鼓励教师展开教学改革活动。教学不能是一层不变的,教师只有不断的进行探索,才可以找到符合自己和学生的教学方法,因此,学校应该支持教师不断革新教学,多于一些为教学改革做出突出贡献的教师,应该给予相应的奖励。

3.3政府方面

首先,增加有意义培训。当前有很多培训都实施一种形式上的培训,没有切实的意义,为了让教师学到更多有效教学的理念和知识,就应该增加有意义的培训。其次,为教师之间的交流与合作提供平台。政府可以借助互联网为教师提供一个免费的交流平台,促使不同地区和学校的教师可以在这一平台中畅所欲言。最后,改革选拔制度。对学生的考察不再仅限于笔试的成绩,还需要对学生动手等多方面的能力进行观察。

4 结语

总而言之,虽然当前初中物理教师的教学设计能力已经有了很大的提高,但是与新课标的要求还存在着一定的差距,因此,无论是教师自身还是学校或者是政府都应该为物理教学设计与新课标一致性的增强做出努力。

参考文献:

自由落体运动教案范文第3篇

【关键词】课题探究;重力加速度

怎样才能理清各种物理量的关系,怎样才能快捷地找到解决问题的思路与方法,怎样培养学生的创新思维能力?需要老师在教学中做好引导工作。课题研究是一种很好的训练方式:给出一个开放式的问题,为学生的思维打开一个广阔的空间;鼓励学生用各种方法来解决问题,并对结果进行评价,得出最佳方案。下面就以“如何测定月球表面的重力加速度”为例来谈谈课题的研究方式。

首先,提出问题:怎样测量月球上的重力加速度?学生开始活跃,但思维很乱;及时提示:高中阶段跟重力加速度g有关的物理现象有哪些,在这些现象中与g有关的物理方程有哪些?把学生想到的现象和涉及的物理公式罗列出来:只受重力作用的自由落体运动和平抛运动:vy=gt;y=gt2;2gy=v2y; y2-y1=gT2。天体表面卫星做圆周运动的方程有:mg=G=ma向;单摆做简谐运动的周期公式为T=2π。

根据这些物理规律来测定月球表面的重力加速度,分别需要测量哪些物理量?怎样测量?学生回答:根据物理规律求出重力加速度的表达式,然后根据表达式来判断需要测量的物理量。由vy=gt得到g=,需要测出下落时间t时的竖直方向的速度vy;由y=gt2得到g=,需要测出下落的高度y以及下落过程中所用的时间t;由2gy=v2y得到g=,需要测出自由下落高度y时的速度vy;由y2-y1=gT2得到g=,需要测出连续相等时间T内竖直方向的位移差(y2-y1)。由mg=G得到g=,需要测出星的半径R和星球质量M;由mg=ma向得到g=a向,需要求出向心加速度a向。由T=2π得到g=,需要测出单摆的长度L和振动的周期T……

在确定需要测量的物理量之后,要求学生设计实验方案,测量表达式中的各个物理量,并对方案进行简单评价。

一、设计一个开关,用电磁铁吸住小铁球。启动装置后,电磁铁断电,小球做自由落体运动,同时开始计时;当小球经过光电门的时候,停止计时;测出下落的时间t和速度vy;根据g=计算。问题:断电之后,电磁铁的磁性并完全消失,小球仍受到磁力作用;光电门测出的速度是平均速度,而待测物理量vy应该是瞬时速度;停止计时的动作是如何完成的?

二、用光电门测出小球自由下落距离为y时的速度vy。根据计算。问题:除了用平均速度表示瞬时速度之外,还需要知道如何确定终点的位置,终点位置在光电门内部,如何测量小球下落的高度?

三、用打点计时器记录小球自由下落的过程。在纸带上量出小球自由下落的高度y及所用时间t,然后根据g= 进行计算。问题:纸带与打点计时器有摩擦力,如何减小误差?

四、用打点计时器测出自由落体的物体在连续相等时间T内的位移差(y2-y1);根据g=进行计算。问题:跟方案三相同。

五、观察绕着月球做圆周运动的天体,测出圆周运动的半径R和周期T;根据G=mR求出月球的质量M=。用几何方法测出月球的半径r;再由g=求出月球表面的重力加速度。问题:月球有没有卫星?月球并不是一个标准的球体,几何方法测月球的半径是否准确?

六、让飞船在月球表面做匀速圆周运动,测出飞船的绕行周期T和月球的半径r;根据g=a向=r求出重力加速度。问题:在月球表面飞行,如何选择参考系用以确定飞船正好转过了一圈?月球有自转;对所测的周期有何影响?

七、用直尺和游标卡尺测出单摆的摆长L,用秒表测出单摆的n次全振动所用的时间为t,则周期T=;根据公式g=求出重力加速度。问题:全振动的次数越多越好,但单摆做阻尼振动的次数是有限的;如何延长单摆的振动次数?

针对方案中的问题,给出一些建议和新的方案:由于地球表面的重力加速度g是已知,可以利用这一条件进行测量。

建议一:制作一个平抛运动仪,用同一根弹簧使小球获得相同的水平初速度v0;测出小球在地球表面的水平射程x1;然后在月球表面测出小球的水平射程x2;由=求出月球表面的重力加速度g月=2g。

建议二:用单摆测重力加速度的方案,可否把一个钟摆带到月球上去?在地球表面,分针转一圈需要t1=3600s;在月球表面测出分针转一圈所需要的时间t2;由==解得g月=2g。

建议三:在地表面上用弹簧秤测出物体受到的重力大小为G1,在月球表面用同一个弹簧秤测出物体受到的重力大小为G2;由=可得到g月=g。

自由落体运动教案范文第4篇

——山西天池公司运搬工区党支部事迹材料

自2010年创先争优活动开展以来,我们运搬工区党支部按照公司党委“一支部一特色,规范创新做工作”总要求,选准“A+N”载体,即突出A的主导作用,发挥N的辅助功能,规定动作求规范,自选动作创特色,扎实开展“双创三争”暨创先争优活动,团结带领干部职工认清形势、明确任务、艰苦奋斗、开拓进取,推进安全和形势任务教育、党建、廉洁从业等重点工作,为工区安全生产、综合管理等各项工作取得实效,提供了坚强的组织保证和思想支持。

一、“A+N”落实制度共建,规范活动开展

我们认为,制度是根本性和指导性的东西。开展一项中长期活动,必须保持制度的跟进、修订和完善。在“制度怎么建,如何完善”上,我们的做法是:与以往征求意见建议反复进行修缮做法不同的是,在深化开展“创先争优”活动中,我们围绕中心工作,发挥党支部“A”的牵头作用,直接吸收“N”个非党积极分子、班组长、骨干技术工人、老工人代表参与,对原有制度进行梳理完善,开展全员参与互动的创先争优活动。通过“面对面”的扁平化管理工作方式,减省了原来征求意见、反馈、再修改、再反馈的周折,先后建立健全了工区精神文明和新闻宣传管理制度、“支部无事故,党员无三违”管理制度、宣传思想预警管理机制、运搬工区党支部党员安全先锋岗创先争优主题实践活动方案等。在严格落实“学创讲评树”月讲评活动制度的基础上,随着活动面的拓展,我们还相继建立落实了党员义务劳动和志愿服务”活动方案、“双创三争”创先争优光荣榜方案等,延伸细化创先争优主题实践活动方案,拓展并活化创争活动效果。

二、“A+N”推行“学案”导学,强化理论武装

抓好理论武装是创先争优活动必不可少、必须做好的首要任务。就改变过去的“念念报纸”、“学学文件”等“你读我听”旧做法,如何增强理论学习载体丰富化、效果实用化上,我们认真研究,创新推行了“学案导学制度”。我们注重发挥支部班子的整体作用,突出党支部书记“A”的教育第一责任人的作用和班子成员“N”的参谋助手作用,政治理论学习学案由支部书记牵头制定,支部书记因休班、公差、公务等原因外出,由区长制定。按照每月集中学习不少于2次的要求,要制定出相应的学案。学案制定人至少在每周三政治学习日前3天将本周政治学习内容筹备好,并提交工区班子成员交流审阅,并结合工区实际工作开展情况向学案制定人提出修改增删意见。政治理论学习原则上必须按学案内容组织,参学人员均要对照学案,做好学习记录。支部每半月组织一次对干部职工学案学习记录情况的检查,如有问题存在,以会议、谈话等适当形式给以指导反馈。对应付学习、记录差乱的,给以绩效考核和批评教育,对学习认真、记录规范。按照这个学案导学办法,我们先后围绕公司年度会议精神、十七届五中、六中全会精神专题、党员创先争优、党风建设与反腐倡廉等主题,以及党政文件和煤业公司安全教育三本书,组织党员干部、管理人员,利用政治学习日、学创讲评树会议、专题民主生活会、制作幻灯片课件等形式,进行学习,起到了学习效果转化和延伸递进的助推作用。

三、“A+N”加强安全宣贯,助推安全生产

我们将“创先争优”活动的落脚点放在推动安全、实现安全上。为此,我们突出“三为六预”安全文化“A”的统领安全宣传教育和管理作用,结合实际,党支部编制并认真落实了《运搬工区构建特色安全文化实施自主安全管理活动方案》等“N”个活动分方案和措施,着力强化安全教育和宣传,努力做到有抓手,有实事,有实效。

具体工作中,我们坚持认真宣传贯彻落实公司各周安全办公会议精神,每班严肃认真地推行落实职工岗位安全预知辨识确认活动,强化落实了“三违防治与帮教”、“防骄反松”,围绕轨道安全运输与服务管理等,认真抓了安全教育和现场督导管理。大力推行了“党员干部和管理人员安全巡查”办法,全力开展了“党支部无事故,党员无三违”活动。对地面副井井口、副井上信号室、翻矸区,井下副井斜巷、副井下信号把钩岗、调度站、充电室、三采轨道及上下车场、一采轨道及上下车场、1150大巷延伸等重点务岗位(场所、地段),围绕“设备安全完好、灵敏、可靠状况、手指口述有效落实执行情况、应知应会和必知必会知识掌握应用情况、安全规范操作和持证上岗情况、环境与文明卫生达标情况等内容,进行动态安全工作巡查,以保证安全生产目标实现。工区设立专门的管理人员安全巡查记录台账。安全巡查记录必须坚持“日记录,月统计”,严禁“集中补记、冒充填记”现象。现场情况由巡查人员用电话汇报当日值班长,当日值班长或值班协管人员做好记录。所查问题、隐患等不安全因素,根据严重性、强度等,分别按照“不过班”、“不过天”等时间限度,按照消号管理法进行整改落实。

四、“A+N”强化宣教引导,树立清风正气

我们认为,“双创三争”创先争优活动不是一人一事的活动,不光需要党组织和党员干部发挥“A”的主体牵头作用,更需要用职工身边的、看得见的“N”个典型作用,引导和动员全员共做、全员落实、融入共建。为此,我们决定从三方面着手,引导全体人员共同融入活动、落实活动、创新实践。

第一,健全完善了宣传思想工作预警管理机制,建立了《宣传思想工作预警管理台账》,工区各级管理人员按照逐级负责制的要求,在日常工作中要把岗位责任制教育做为一项重要工作长期来抓,特别是运搬工区区长、书记带头亲自对运搬工区副职、班组长和职工进行岗位责任制宣传教育,各级管理人员在日常工作中加强对各工种人员的岗位责任制宣传教育工作。工区把岗位责任制教育宣传工作做得好与坏做为每月评定各级管理人员的一项重要内容。按照这个要求,支部根据由各分管副区长负责、各班组具体落实来提供信息,每月编制《运搬信息》1期,定期更新“

自由落体运动教案范文第5篇

作者简介:作者系本科物理专业毕业,现就职于福建省永安市第一中学副校长,主管教学。

【摘要】“三维目标”是新课程的“独创”,是新课程推进素质教育的根本体现, 是新课程标准异于原教学大纲的关键点,也是这次课程改革的精髓,表现了改革所承担着的“新期待”。新课程实施已经数年,2006年高考也已过去四年多,但是,目前高中物理概念规律教学现状却仍然不容乐观,2006年高考让我们回味无穷,可以给我们带来很多的感想和思考,应该引起我们大家的高度关注。今天借这个机会我把自己的一些不太成熟的反思向各位专家、同行作个汇报,旨在与大家一起共同探讨,以便达到抛砖引玉的目的。

【关键词】问题;由来;分析;思考

1 问题的由来

(06全国卷Ⅰ理综)20.一位质量为m的运动员从下蹲状态向上起跳,经 时间,身体伸直并刚好离开地面,速度为v。在此过程中,( )

A.地面对他的冲量为mv+mg ,地面对他做的功为 mv

B.地面对他的冲量为mv+mg ,地面对他做的功为零

C.地面对他的冲量为mv,地面对他做的功为 mv

D.地面对他的冲量为mv-mg ,地面对他做的功为零

这是2006年高考全国卷Ⅰ理综物理的一道选择题,着重考查考生的理解能力,涉及到冲量、功两个基本物理概念和动量定理、动能定理两条基本物理规律。正确的答案是B。而当年不少考生误选A或C。究其根由即这些考生对以上基本物理概念规律不太理解,甚至出现误解。

那么,为什么会有如此之多的考生对以上基本物理概念规律,特别是地面对运动员是否做功不太理解,甚至出现误解呢?

2 问题的分析

例1.跳高运动员从地面起跳后上升到一定的高度,跃过横杆后落下,为了避免对运动员造成伤害,在运动员落下的地方设置一片沙坑。某运动员质量为60kg,身高1.84m,运动员从距地高度为1.90m的横杆上落下,设运动员开始下落的初速度为零,他的身体直立落地,落地过程重心下落的高度为1.25m,双脚在沙坑里陷下去的深度为10cm,忽略他下落过程中受到的空气阻力,求沙坑对运动员平均阻力的大小。(重力加速度g取10m/s2)

解析:运动员的运动分两个阶段,自由落体运动和双脚陷入沙坑中的匀减速运动(沙坑对运动员的阻力实际上是变力,所以双脚陷入沙坑后运动员先做变加速运动后做变减速运动。但是,当把沙坑对运动员的阻力视为不变的平均阻力时,运动员双脚陷入沙坑中的运动就可以等效为匀减速运动)。

方法一:动力学观点

设运动员刚落地时速度为v,此过程重心下落h=1.25m,

则由自由落体运动规律:v2=2gh ①

设双脚陷入沙中受到的平均阻力为f,此过程陷下去的深度h/=0.1m,

则由牛顿第二定律:f-mg=ma ②

由运动学公式:v2= 2ah/ ③

联立①②③代入数据解得:f=8.1×103N

方法二:功能观点

【分阶段考虑】设运动员刚落地时速度为v,此过程重心下落h=1.25m,

则由动能定理:mgh=12mv 2-0 ①

设双脚陷入沙中受到的平均阻力为f,此过程陷下去的深度h/=0.1m,

则由动能定理:mgh/-fh/=0-12mv2 ②

联立①②代入数据解得:f=8.1×103N

【全过程考虑】对全过程,重力做功mg(h+h/),阻力做功-fh/,全过程动能变化量为零,

则由动能定理:mg(h+h/)-fh/=0

代入数据解得:f=8.1×103N

例2.某质量为m的消防队员在一次消防演习中从平台上跳下,自由下落H后双脚触地,他顺势弯曲双腿,他的重心又下降了h。忽略他下落过程中受到的空气阻力,求触地期间地面对消防员平均作用力的大小。

解析:与上题同理,消防员的运动分两个阶段,自由落体运动和顺势弯曲双腿的等效匀减速运动。

方法一:动力学观点

设运动员刚落地时速度为v,此过程重心下落H,

则由自由落体运动规律:v2=2gH ①

设顺势弯曲双腿受到地面的平均作用力为N,此过程重心又下降了h,

则由牛顿第二定律:N-mg=ma ②

由运动学公式:v2= 2ah ③

联立①②③代入数据解得:N=mg(H+h)/h

方法二:功能观点

对全过程,重力做功mg(H+h),地面平均作用力做功-Nh,全过程动能变化量为零,

则由动能定理:mg(H+h)-Nh=0

解得:N=mg(H+h)/h

例3.如图1所示,平板车放在光滑水平面上,一个人从车的左端加速向右端跑动,设人受到的摩擦力为f,平板车受到的摩擦力为f/,下列说法正确的是( )

A.f、f/均做负功 B.f、f/均做正功

C.f做负功,f/做正功 D.因为是静摩擦力,f、f/做功均为零

解析:人在跑动过程中,速度增加,人受到的摩擦力对人做正功,同时车后退,车受到的摩擦力对车做正功,故B项正确。

答案:B

表面上看,以上三道例题分析与解答都滴水不漏,可谓“天衣无缝”。但仔细一推敲就不难发现,平常教学中类似这样的引导才是造成2006年高考不少考生对全国卷Ⅰ理综第20道物理选择题错选的罪魁祸首。注意,这不是危言耸听!

理由一:物理学中所谓的机械功必须有两个不可缺少的条件就是作用在物体上的力和物体沿力的方向上发生了位移,这里的“位移”确切地说是指力的作用点沿力的方向对地的位移,在06全国卷Ⅰ理综第20题中运动员从下蹲状态向上起跳和例2中消防员弯曲双腿下蹲虽然重心的高度都发生了变化,但地面对人的作用力作用点对地并没有位移,所以,地面对人的作用力并没有做功。

理由二:运动员也好,消防员也罢,都是由肢体的各部分组成的有血有肉的人,本质上都是质点系。而牛顿第二定律告诉我们,对于一个确定的质点系来说,质心的加速度完全取决于质点系所受的合外力,与质点系的内力无关,所以,上面例1、例2中的动力学观点求解都是成立的。但是,功能观点告诉我们,对于一个确定的质点系来说,其机械能的变化不仅与重力、弹性力以外的其它外力做功有关,还跟其他内力做功有关。例1中运动员双脚陷入沙坑后机械能的减少的确是克服沙的阻力做功造成的,所以,方法二用功能关系求解也能成立;而06全国卷Ⅰ理综第20题中运动员从下蹲状态向上起跳机械能的增加和例2中消防员弯曲双腿下蹲机械能的减少都是肢体内力做功实现的(地面对人的作用力都没有做功),都是体能与机械能、内能之间的相互转化。显然,例2中方法二用功能关系求解是不能成立的。

理由三:一对相互作用的静摩擦力做功的代数和总为零,因为作用力与反作用力总是同时存在、等大反向,而且静摩擦力总是发生在相对静止的两物体接触面之间,要么两物体(对地)都静止,这一对相互作用的静摩擦力都不做功,总功为零;要么两物体(对地)在摩擦力的方向上有相同的(分)位移,这一对相互作用的静摩擦力其中一个做正功,另一个必做等值的负功,总功也为零。而一对相互作用的滑动摩擦力做功的代数和总为负值,共有三种可能情况,第一种可能是一个滑动摩擦力不做功,它的反作用力却做负功;第二种可能是一个滑动摩擦力做负功,它的反作用力也做负功;第三种可能是相对滑动的两个物体(对地)朝同一个方向运动,一个滑动摩擦力对落后者做正功,它的反作用力对超前者做更多的负功。难道这众所周知的结论有问题吗?如果没有的话,那么,例3中的分析与解答就一定是错误的。那么,错误的根本原因究竟在哪里呢?作者只关注人在车上向右加速跑动的过程中,人和车的机械能都增加了这一表象,就认为它是通过人脚与车面之间的相互作用的摩擦力都做正功造成的。所以笔者认为他的这种错误应该是被整个物理情景的表象所迷惑、未能看清问题的本质造成的。当人在车上向右加速跑动的过程中,即使人的重心在向右(前)加速移动,人的后脚向左(后)蹬车使车向左(后)加速运动,无论脚底与车面是否有相对滑动(通常情况下应是相对静止的),摩擦力在脚底上的作用点(对地)都是向左(后)移动的,这个移动方向与对脚的摩擦力方向相反,所以,人受到的摩擦力做负功,而车受到的摩擦力做正功。只是在过程中由于肢体的内力做功才实现了人的体能向人和车的机械能的转化。

3 引发的思考

通过对上述案例的探讨与分析,对物理概念规律的教学,可以引发一些思考:

第一、上述案例由于教师自身对一些概念规律的理解不到位,或是当学生对一些概念规律理解出现片面性甚至错误时不能及时给予指出纠正,日积月累势必出现像不少考生在2006年全国卷Ⅰ理综考试中痛失6分造成终身遗憾的尴尬局面。所以,在新课程背景下,我们在物理概念规律的教学中更要注重对概念规律的探究活动和建构过程,让学生在探究活动中逐渐了解概念引入的目的意义、规律的来龙去脉,在建构过程中更深刻地领会概念的内涵外延、规律的成立条件和适用范围。

第二、注重物理概念规律的建构过程。概念规律教学更要注重探究活动。要辩证地看待物理结论的“记忆性法则”。要重视学生质疑,开启学生的思维之门。即使教师对学生所提出的一些问题不甚明了,既不能敷衍了事,也不要轻易扼杀学生的求知欲,而应鼓励学生,老师愿意同他们继续探究,以进一步激发学生的探究欲望并培养学生的创新精神。

第三、教师是探究性教学的引导者、组织者和参与者。这里首先要当好引导者,要求我们每一位教师都要刻苦学习钻研,要有批判地汲取各种参考资料所介绍的知识内容和经验方法,切忌人云亦云,努力做到居高临下。否则,一旦指导错误,日久天长,就真的误人子弟。

己所不“济”,“怎”施于人?物理教学的科学品位又从何说起?

所以,要全面提升高中物理概念规律教学效益,首先要提升教师自身的专业素养,而教师专业发展离不开实践与反思、交流与合作、引领与创新这三个要素。

第四、做好教学反思,坚持与时俱进。反思被广泛地看作教师专业发展的决定性因素。叶澜教授说:一个教师写一辈子教案不一定成为名师,如果一个教师写三年的反思,有可能成为名师。

教学反思是一种有益的思维创造和再学习活动,反思的过程必然是内省的、隐含的研究过程,它离不开自主、理智的思考和批判性的态度,有时甚至需要其他老师的帮助与合作来探求改进教学。