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怎么學(xué)懂物理中的力學(xué)部分?

更新:2020年07月13日 08:58 大學(xué)路
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  力學(xué)教學(xué)是中學(xué)物理教學(xué)的入門和基礎(chǔ),因而作為動力學(xué)基礎(chǔ)的牛頓定律,在中學(xué)物理教學(xué)中的基礎(chǔ)地位是明確的

  力學(xué)教學(xué)是中學(xué)物理教學(xué)的入門和基礎(chǔ),因而作為動力學(xué)基礎(chǔ)的牛頓定律,在中學(xué)物理教學(xué)中的基礎(chǔ)地位是明確的。牛頓運(yùn)動定律在中學(xué)物理教學(xué)中的地位和作用不僅表現(xiàn)為知識結(jié)構(gòu)中的基礎(chǔ)要性,更突出地表現(xiàn)在對學(xué)生科學(xué)思維素質(zhì)的培養(yǎng)和分析問題、解決問題的能力培養(yǎng)方面。   物體保持原有勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的這種性質(zhì)稱為慣性。牛頓第一律也稱為慣性定律。質(zhì)量是慣性大小的量度。質(zhì)量越大的物體,運(yùn)動狀態(tài)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(shí)驗(yàn),使學(xué)生更加明確關(guān)于慣性的概念:分別讓生的、熟的、空的三只雞蛋旋轉(zhuǎn),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(xù)轉(zhuǎn)動分別讓松手后不動的兩只蛋重新旋轉(zhuǎn),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(zhuǎn),迅速按住使蛋停下,又立即松手,仍在轉(zhuǎn)的為生雞蛋。②分別讓松手后不動的兩只蛋重新旋轉(zhuǎn),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(shí)蛋清和蛋黃由于慣性要繼續(xù)轉(zhuǎn)。故松手后又帶動蛋殼轉(zhuǎn);熟雞蛋由于質(zhì)量大,所以慣性大,難以停下;空蛋殼由于質(zhì)量小,所以慣性小,易于停下。   由于牛頓第一運(yùn)動定律,學(xué)生很容易就可以接受“力是物體產(chǎn)生加速度的原因”這一結(jié)論。這既是進(jìn)一步明確力的概念,又為牛頓第二定律的學(xué)習(xí)做好準(zhǔn)備。   我們要解決的問題是力與加速度之間確定的數(shù)量關(guān)系。而日常事例也告訴我們:當(dāng)物體質(zhì)量不變時(shí),加速度的大小與外力成正比;當(dāng)外力一定時(shí),加速度的大小與物體的質(zhì)量成反比。如:我們用不同的力去踢足球,力大時(shí)球運(yùn)動的遠(yuǎn)一些,力小時(shí)球運(yùn)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(yuǎn)一些。

   這些實(shí)例使我們準(zhǔn)確地理解了牛頓第二運(yùn)動定律。在這個基礎(chǔ)上,再通過利用牛頓第二運(yùn)動演示器或氣墊導(dǎo)軌演示,得出牛頓第二運(yùn)動定律,即“物體受到外力作用時(shí),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(zhì)量成正比,加速度的方向與合外力的方向相同?!边@一定律及其數(shù)學(xué)表達(dá)式F=ma。   在牛頓三個運(yùn)動定律中,表面分級最簡單,最容易接受牛頓第三運(yùn)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(dú)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(jù)牛頓第三運(yùn)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?!钡趯?shí)際應(yīng)用中最容易出現(xiàn)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(yùn)動定律理解不深刻的同學(xué)認(rèn)為“雞蛋碎了,雞蛋受的力大”;又如在“用手打人”問題中,總認(rèn)為打人者占了便宜,被打者受的作用力大;在撥河比賽時(shí),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(yùn)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(shí)間有關(guān),還與受力物體自身的因素(內(nèi)因)有關(guān)。

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

   還有日常生活的例子,使學(xué)生能進(jìn)一步理解這一定律。如人走路時(shí),后腳總要向后蹬地,對地面有一個作用力;同時(shí),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(shí),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(dāng)你用手掌向下打擊桌面時(shí),用力越大,你的手就感到越疼。

   從牛頓三個運(yùn)動定律的教學(xué)我們可以看出,經(jīng)過這類趣味的實(shí)驗(yàn)及典型事例可以促進(jìn)學(xué)生積極思維,提高學(xué)生的興趣,激勵學(xué)生對知識的渴求,培養(yǎng)學(xué)生的動手能力,應(yīng)用所學(xué)知識分析問題和解決問題的能力。

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