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怎么學懂物理中的力學部分?

更新:2020年07月13日 08:58 大學路
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  力學教學是中學物理教學的入門和基礎,因而作為動力學基礎的牛頓定律,在中學物理教學中的基礎地位是明確的

  力學教學是中學物理教學的入門和基礎,因而作為動力學基礎的牛頓定律,在中學物理教學中的基礎地位是明確的。牛頓運動定律在中學物理教學中的地位和作用不僅表現為知識結構中的基礎要性,更突出地表現在對學生科學思維素質的培養和分析問題、解決問題的能力培養方面。   物體保持原有勻速直線運動狀態或靜止狀態的這種性質稱為慣性。牛頓第一律也稱為慣性定律。質量是慣性大小的量度。質量越大的物體,運動狀態越難以改變,則慣性越小。如停一部貨車難于停一部出租車。我們就說貨車的慣性大于出租車的慣性。   再做一個趣味的演示實驗,使學生更加明確關于慣性的概念:分別讓生的、熟的、空的三只雞蛋旋轉,再迅速按住,使蛋停下,又立即松手,兩只不動,另一只卻能繼續轉動分別讓松手后不動的兩只蛋重新旋轉,再用紙片壓著其停下,一只難以停下,一只易停。

   可以判斷:①分別讓三只雞蛋旋轉,迅速按住使蛋停下,又立即松手,仍在轉的為生雞蛋。②分別讓松手后不動的兩只蛋重新旋轉,再用紙片壓其停下,難停的為熟雞蛋,易停的可能是空蛋殼。生雞蛋蛋殼停下時蛋清和蛋黃由于慣性要繼續轉。故松手后又帶動蛋殼轉;熟雞蛋由于質量大,所以慣性大,難以停下;空蛋殼由于質量小,所以慣性小,易于停下。   由于牛頓第一運動定律,學生很容易就可以接受“力是物體產生加速度的原因”這一結論。這既是進一步明確力的概念,又為牛頓第二定律的學習做好準備。   我們要解決的問題是力與加速度之間確定的數量關系。而日常事例也告訴我們:當物體質量不變時,加速度的大小與外力成正比;當外力一定時,加速度的大小與物體的質量成反比。如:我們用不同的力去踢足球,力大時球運動的遠一些,力小時球運動的近一些;用相同的力推鉛球,大的鉛球推得近一些,小的鉛球則推得遠一些。

   這些實例使我們準確地理解了牛頓第二運動定律。在這個基礎上,再通過利用牛頓第二運動演示器或氣墊導軌演示,得出牛頓第二運動定律,即“物體受到外力作用時,物體所獲得的加速度的大小與合外力的大小成正比,并與物體的質量成正比,加速度的方向與合外力的方向相同。”這一定律及其數學表達式F=ma。   在牛頓三個運動定律中,表面分級最簡單,最容易接受牛頓第三運動定律。力是存在于兩物體間的相互作用,甲物體對乙物體有作用力,乙物體也必對甲物體有作用力。它們相互以對方作為自已存在的前提,不能獨立地存在。我們把其中的任意一個力叫做作用力,另一個力叫做反作用力。根據牛頓第三運動定律:“物體間的作用力和反作用力總是大小相等,方向相反,作用在一條直線上。”但在實際應用中最容易出現問題的也是它。   如在熟悉的“雞蛋碰石頭”這個問題中,對牛頓第三運動定律理解不深刻的同學認為“雞蛋碎了,雞蛋受的力大”;又如在“用手打人”問題中,總認為打人者占了便宜,被打者受的作用力大;在撥河比賽時,勝利方給對方的拉力大等錯誤的觀念。力的大小雖是從力對物體的作用效果―物體運動速度的變化或形變來估量的。但是其效果的差異程度則除了與力的大小和力的作用時間有關,還與受力物體自身的因素(內因)有關。

   為能形象直觀地讓學生深刻地理解,掌握牛頓第三定律,教學中我們可采用課堂利用彈簧秤做演示實驗,課后學生利用特制的“彈簧秤”做拔河比賽實驗,驗證牛頓第三運動定律,加深對定律的理解,正確地分析和解決有關的現象和問題。

   還有日常生活的例子,使學生能進一步理解這一定律。如人走路時,后腳總要向后蹬地,對地面有一個作用力;同時,地面對人也有一個作用力,正是這個作用力使人向前移動。游泳時,手臂用力向后劃水,水對人也有力的作用,推動人向前游去。又如當你用手掌向下打擊桌面時,用力越大,你的手就感到越疼。

   從牛頓三個運動定律的教學我們可以看出,經過這類趣味的實驗及典型事例可以促進學生積極思維,提高學生的興趣,激勵學生對知識的渴求,培養學生的動手能力,應用所學知識分析問題和解決問題的能力。

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