《高中物理教学论文 怎样学习物理规律》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理教学论文 怎样学习物理规律（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、用心 爱心 专心1怎样学习物理规律之一：以自由落体运动规律为例怎样学习物理规律之一：以自由落体运动规律为例对于物理规律,要理解其： 规律的内容(文字表达)；规律的公式(数学表达)；图象表达；适用范围；各 物理量间关系；各物理量单位；公式的变换；规律的证明或实验验证；类似定律 的区别与联系。其中要特别注意物理规律的适用范围.并且要通过训练,培养运用物理规律的 能力。 本文以自由落体运动自由落体运动为例加以说明. 1.什么是自由落体运动自由落体运动?(定义) 物体只在重力作用下从静止开始下落的运动,叫做自由落体运动自由落体运动. 2.自由落体运动自由落体运动是什么运动?(运动性质) 自由落体运动自
2、由落体运动是初速度为零、加速度为 g 的匀加速直线运动. 3.自由落体运动自由落体运动的规律(公式): 自由落体运动自由落体运动的规律是意大利伟大的物理学家、天文学家伽利略(Galilei 1564-1642)经 过巧妙的逻辑推理、提出假说、数学推理、实验验证及合理外推等艰苦的科学研究而 得出的,本文重点不作探究,而是用演绎法从匀变速直线运动的规律得出.匀变速直线运动的规律是:速度时间关系(速度公式):atvv0(1)位移时间关系(位移公式):2 021attvx (2)速度位移关系公式:axvv22 02 (3)以00v及ga 代入以上 3 式得(以 h 换 x 以表示高度):gtv (4)
3、2 21gth 从而ght2 (5)ghv22从而ghv2 (6)以上 3 式便是自由落体运动自由落体运动的规律公式.其中各个物理量的意义是: g: 自由落体自由落体加速度,也叫重力加速度(acceleration gravity),一般为 g=9.8m/s2,也可取 g=10m/s2. t:从开始下落到某时刻或某位置经历的时间,单位:s. v: 在某时刻或某位置的速度,单位:m/s. h: 从开始下落到某时刻或某位置下落的高度,单位:m. 用图象表示速度时间关系(v-t 图象,取 g=10m/s2)如图 1. (h-t 图象和 v-h 图象不做要求)v/ms-1用心 爱心 专心230 20
4、100 1 2 3 t/s图 1 特别要注意规律的应用范围是:必须是自由落体运动自由落体运动:物体只受重力,没有空气阻力或其它阻 力或阻力可忽略不计;时间和高度都是从最高点(初速度为零的点)算起. 例 1.某人在室内以窗户为背景摄影时,恰好把窗外从高处落下的一小石子摄在照片中,已 知本次摄影的暴光时间是 0.02s，量得照片中石子运动痕迹的长度为 1.6cm，实际长 度为 100 cm 的窗框在照片中的长度为 4.0 cm凭以上数据，你知道这个石子是从多 高的地方落下的吗？计算时，石子在照片中 0.02s 内速度的变化比起它此时的瞬时 速度来说可以忽略不计，因而可把这极短时间内石子的运动当成匀
5、速运动来处理. （g 取 10m/s2）有的同学用公式(5)将 t=0.02s 代入得:mmh002. 002. 010212.显然是错误的,从结果的数值太小便可看出,错误的原因在于这个 0.02s 不是从最高点计时的. 解法解法 1.公式法公式法: 先用比例法求出 0.02s 下落的高度 x:1000 . 46 . 1x,解出mcmx4 . 040再求出 0.02s 内的速度(当成匀速运动来处理):smsmtxv/20/02. 04 . 0.最后根据公式(6)变形求出石子是从多高的地方落下的:.2010220 222 mmgvh解法解法 2. 图象法图象法. 做自由落体运动的 v-t 图象如
6、图 2.其中方框的”面积”(表示位移)为 0.4m(如上求出).v/ms-10t/s0.02s则方框的”高度”(表示速度)为:smsm/20/02. 04 . 0.这个”高度”可看作三角形的”高”.因三角形的斜边的斜率为自由落体加速度 g,所以三角形的底边为ss21020.最后求出三角形的”面积”为:.2022021mm 即为所求的高度.用心 爱心 专心3例 2.一个物体从塔顶上下落,在到达地面前最后 1s 内的位移是整个位移的259.求塔高.解法 1：设物体从塔顶下落整个的时间为 t，整个的高度为 h，则有：h=21gt2到达地面前最后 1s 之前的位移 h1为：h1=21g(t-1)2据题
7、意有： hh1=12516 259解得： 54 25161 tt得： t=5s.代入得： h=211052m=125m.解法 2：到达地面前最后 1s 的位移 h2为：22 2) 1(21 21tggth据题意有： 2592hh解得： 259) 1(222 ttt259122 tt0255092tt解出： st5或sst195不符合题意,舍去.代入得： h=211052m=125m.错解：到达地面前最后 1s 的位移 h2为：mgth511021 2122 2因为 2592hh， 所以 mmh1491252595.错误原因在于最后 1s 的初速度不为零，不能直接套用自由落体运动公式(5)求 h
8、2. 本题的物理情景示意图如图 3.v-t 图象如图 4.其中,t=4s5s 间的梯形的”面积”等于 t=05s 间的三角形的”面积”的 9/25.用心 爱心 专心4v/ms-1h1 50h 40 h2 0 4 5 t/s图 3怎样学习物理规律之二：怎样学习物理规律之二：以匀变速直线运动规律为例以匀变速直线运动规律为例怎样学好物理规律呢?要重视物理规律的导出过程，克服代公式、套公式的倾向. 物理规律,包括定律、法则、定理、公式,有的来源于前辈物理学家的实验,有的来源于 已学过知识的推导（就课本而言）,学生要理解并应用规律,须知道规律的来龙去脉,能做实 验的要尽量做实验,重视物理学家创设的物理背
9、景；不能做实验的也要搞清推导过程.通过探 究式学习,体验获得规律的过程,学习前辈物理学家探索物理规律的方法.同时,才能弄清规律 的适用范围、公式的物理意义而不致于乱代公式、乱套公式,盲目地计算结果、对答案. 下面以高中物理中很重要的规律匀变速直线运动的规律匀变速直线运动的规律为例加以说明. 匀变速直线运动的基本规律匀变速直线运动的基本规律有三个:速度时间关系(速度公式):atvv0(1)位移时间关系(位移公式):2 021attvx (2)速度位移关系公式:axvv22 02 (3)(1)式在原来的课本上是从加速度的定义式:tvva0通过数学变换得来的.新课标教材通过实验探究而得到.探究方法是
10、:用打点计时器或电火花计时器打出做 匀速直线运动(如用钩码拉着小车在水平桌面上的运动)的一系列点,然后求出一 系列计数点的速度,列出表格,再在tv 座标系中描出一系列的点,再连这些点画 出直线.这条直线说明运动物体的速度随时间均匀变化,是匀变速直线运动匀变速直线运动.而加 速度 a 是直线的斜率,从而得出(1)式.通过探究式学习,不仅得到速度时间关系 (速度公式),而且学习计时器的使用,描点画图的方法,总结规律的途径. (2)式是通过图象的变化而得到,这在新旧课本是相同的.不同的是旧课本把它作为 阅读材料,新课标课本作为正文,并且是通过师生对话引入的.在对话中,以学生的 语言提出解决求位移的问
11、题的办法:要求如图 1 所示的匀变速运动的位移,可把 每一段时间都看做匀速运动,分别求出每一段匀速运动的位移长方形的面积,用心 爱心 专心5各个面积之和就接近总的位移,如图 2 所示,如每一段时间越短,则总面积越接近 总位移,如图 3 所示;每一段时间足够短(看要求的准确度)短,则总面积足够接近 总位移;那么,每一段时间无限短,则总面积等于总位移(微积分的思想):如图 4 所 示:位移 x 用 v-t 图象下面的梯形面积表示为:2 000021)(21)(21attvtatvvtvvx.v v00 t 图 1图 2图 3 vvv00 t图 4 有条件的学校或学生,可以用电脑的 Excel 通过
12、列表画图.用心 爱心 专心6(3)式是由(1)、(2)两式通过解方程组消去时间 t 而得到的.过程如下:由(1)得:avvt0 代入(2)式,得:avv avvaavvvx2)(212 02 200 0, 整理后得(3)式.由于(3)式是从(1)、(2)两式推导而出的,所以又叫推论.由于(3)式是推论, 所以这 3 个公式实际上只有两个是独立的,只能求出 2 个未知量.以上 3 个公式的推导过程,特别是前两个公式的探究过程,同学们要一步一步地认 真做,不要把它当作老师的讲解过程,自己只是听听而已.只有自己去做,才能体验探索规 律的过程乐趣, 才能体会探索规律的成功的快乐,也才能深刻地理解规律,
13、不由自主地就 记住了公式.有的同学抱怨公式难背,我说,公式不要象背语文课文和英语单词那样去背, 经过探究过程,你自然就记住了.例 1.（2010 年高考福建卷第 16 题） 质量为 2kg 的物体静止在足够大的水平面上，物体与地面间的动摩擦因数为 02，最大静摩擦力和滑动摩擦力大小视为相等。从 t=0 时刻开始，物体受到方向不变、大小呈周期性变化的水平拉力 F 的作用，F 随时间 t 的变化规律如图所示。重力加速度 g 取 10m/s2，则物体在 t=0 到 t=12s 这段时间内的位移大小为A18m B54m C72m D198m5.（福建卷）16 【解析】拉力只有大于最大静摩擦力时，物体才
14、会由静止开始运动0-3s 时：F=fmax，物体保持静止，s1=0；3-6s 时：Ffmax，物体由静止开始做匀加速直线运动2/2248smmfFav=at=6m/smats93221 2122 26-9s 时：F=f，物体做匀速直线运动s3=vt=63=18m9-12s 时：Ff，物体以 6m/s 为初速度，以 2m/s2为加速度继续做匀加速直线运动用心 爱心 专心7matvts273221362122 4所以 0-12s 内物体的位移为：s=s1+s2+s3+s4=54m，B 正确【答案】B例 2、 （2009 年高考江苏物理第 7 题） 如图所示，以 8m/s 匀速行 驶的汽车即将通过路
15、口，绿灯还有 2 s 将熄灭，此时汽车距离停车 线 18m。该车加速时最大时速度大小为 2m/s2，减速时最大加速度 大小为 5m/s2。此路段允许行驶的最大速度为 12.5m/s，下列说法中 正确的有 A如果立即做匀加速运动，在绿灯熄灭前汽车可能通过停车 线 B如果立即做匀加速运动，在绿灯熄灭前通过停车线汽车一定超速 C如果立即做匀减速运动，在绿灯熄灭前汽车一定不能通过停车线D如果距停车线5m处减速，汽车能停在停车线处 答案：AC 【解析】熟练应用匀变速直线运动的公式，是处理问题的关键，对汽车运动的问题一定要 注意所求解的问题是否与实际情况相符。如果立即做匀加速直线运动，t1=2s 内的位移2 0 11 11 2xv tat=20m18m，此时汽车的速度为101 1vvat12m/s12.5m/s，汽车没有超速，A 项正确；如果立即做匀减速运动，速度减为零需要时间0 2 21.6vtas，此过程通过的位移为2 22 21 2xa t6.4m，C 项正确、
