浅谈加速度在中专物理课程中的概念理解与教学意见
摘要:动力学与运动学均是以加速度为核心的,加速度将这两部分紧密联系起来,因此,它是中专初学者物理的必要学习内容。加速度的概念较为抽象且不易掌握,为了加深学生对加速度这一概念的理解,本文就此展开深入的分析,并对中专物理课程的教与学进行了一定的探讨。
关键词:相信加速度匀速运动运动速度
前言:
中专物理教学主要是围绕加速度展开的,这一概念较为抽象且不易掌握,对加速度的深入准确理解,有利于加深学生对动力学及运动学的理解,推动学生日后的物理学习。因此,对于加速度这一概念“速度的改变跟发生这个改变所用时间的比值,叫做物体的加速度。”的理解,我们不应硬性的记忆,抓住关键点,进行深入的分析和理解。本文笔者从加速度的内容、含义展开分析,使学生在了解其内容概念的情况下,学好物理,促进其日后的发展。
1.加速度概念的理解
物理概念的不应死记硬背、生搬硬套、从表面意思上进行理解。加速度概念的理解应从以下四方面入手:
首先,我们要了解加速度所反映的内容。它反映的不是物体运动快慢,而是反映运动物体速度变化快慢的一种物理量。在这里我们应注意的是分清“运动速度”和“速度的变化”二者的差别。
其次,对“速度的改变跟发生这个改变所用时间的比值”这句话有个正确的理解,“时间”意指速度变化时间,加速度正是这种速度变化与变化时间的比值,通常也称其为“单位时间内速度的变化”或是“速度的变化率”。
再次,时间单位与速度单位决定了加速度的单位。国际单位制中,用m/s来表示速度,s表示时间,因此,加速度单位为m/s2。
最后,作为一个矢量单位,加速度不仅有大小而且有方向。虽然上述定义中并不能看出加速度方向问题,但实际却不是这样。例如,变速直线运动中,加速度的方向就体现在“直线”一词中,此时加速度方向就可以用正、负来反映。大多数教材上加速度是桂东如下:初速度(vo)方向为正、反方向(vt),我们就可以利用此方法来判断加速度的方向;vt>vo,a>0加速度为正,此时加速度与初速度方向相同,而vt<vo时,a<0加速度为负,此时加速度与初速度方向相反。
2. 加速度学习中应注意事项
2.1不能以偏盖全,错误的认为速度大,加速度一定大
在学习中,学生常会进入这样的误区,认为物体速度大加速度一定大,而实际并非如此,加速度大小与速度大小并无直接关系,单位时间速度变化大小是加速度大小变化的决定因素。某些物体运动速度较大,但是在单位时间内速度几乎没有变化或变化较小,那么这些物体的加速度为零或较小。
2.2理解加速度为零而速度不一定为零和速度为零加速度不为零的情况
还有一点是很多同学难以理解的:就是在某时刻运动物体的加速度为零,速度未必为零;某时刻运动物体的即时速度为零,加速度未必为零。这一错误认知主要是对运动物体单位时间内速度变化决定了加速度的大小未理解。
2.3确立明确的力与加速度联系观,力是物体产生加速度的根本原因
如果某物体的速度大小与方向改变或是二者其中之一发生变化,那么该运动物体运动状态也有所改变。就以出站列车为例,机车牵引力改变了列车的静止状态为运动状态,且速度逐渐加大;列车进站时,受阻力影响,机车速度逐渐减小,直至最终停止。从该现象可知,力是改变物体运动状态的主要因素,加速度就是在力的作用下产生的,所以“力是物体产生加速度的原因”。
2.4加深对牛顿第二定律中加速度物理含义的理解
在牛顿第二定律F=ma中明确体现出了加速度与合外力之间的同向性、依赖性和瞬时性等特性。我们可以这样去理解:加速度、合外力是同生同灭的,合外力变大时,加速度也逐渐变大;合外力变小,加速度也逐渐减小,加速度方向同合外力方向相同。此时应注意的是加速度方向同物体运动方向并不一致,不可表面的理解为物体运动方向是合外力做欧诺个方向。
2.5理解加速度数值
很多同学不能理解向心加速度的物理含义,同学们经常会陷入向心加速度数值是一定的,但其对物体运动数值又不构成影响的困惑当中?造成这样的学习理解误区,应是对加速度及速度这两个矢量理解不正确,数值变化与方向变化共同构成了速度变化。这样的状况在实际生活中时常发生,我们会发现当物体的转弯半径确定时,物体运动速度越快,此时不易转弯;而当物体发生匀速运动时,也就是运动速度一定,转弯半径越小,也不易转弯。经上分析所得,向心力大小通过向心力加速与物体质量乘积来反映,该力对物体运动状态造成了改变,却不对物体线速度数值构成影响,仅造成了物体运动方向的变化。
在中专物理教学中,加速度是课程中的重点、难点,因此,不要求学生在一开始就能够全面深刻的理解加速度的概念,让学生能够分章理解,逐步消化,学生能够在“直线运动”这一章节中了解加速度是由大小和方向的一种矢量;可以利用正负号来表示其速度方向。“牛顿运动定律”一章中理解合外力同加速度之间的瞬时性、相互依赖性及同向性的特性;从“曲线运动”这一章中使学生了解到向心加速度、向心力和物体运动线速度间的关系。让学生逐层了解加速度的物理意义,使学生层层深入、由浅入深,形成一个良好的学习氛围,这样不会造成学生在物理最开始的学习中就丧失兴趣,有利于培养学生独立思考能力,是学生物理学习兴趣。
结束语:
综上所述,加速度在中专物理学习中重要的一部分,它加深了动力学和运动学之间的联系,是一项重要的物理学概念。加速度概念较为抽象,学生理解起来有一定的困难,这时就需要教师的正确引导和答疑解惑,使学生能够深入物理学习的浩瀚海洋,为今后的物理学习奠定坚实的理论基础。本文笔者结合多年教学经验,从实际出发,提出中专加速度物理学习应从概念理解和学习误区入手对学生进行教育,加深学生对中专物理学习的认识,改变学生物理学习难问题。
参考文献:
[1]张大昌《物理》第一册,北京:人民教育出版社,2001.5。
[2]张大昌《物理》第一册,教师教学用书,北京:人民教育出版社,2001.6。
[3]阎金铎《中学物理教材教法》,北京:北京师范大学出版社,1984.5。
作者简介:陈雷,四川省南充市,毕业于喀什师范学院,物理专业,现就职于大连电子学校,中级讲师,主要研究方向:物理、数学。