物理的相對運(yùn)動教學(xué)反思小論
物理的相對運(yùn)動教學(xué)反思小論
相對運(yùn)動是普通高中的一個重點(diǎn)、難點(diǎn)，鑒于有的同學(xué)和老師認(rèn)為這部分內(nèi)容對高考來說無關(guān)緊要，特撰文表達(dá)自己如何講解相對運(yùn)動以及在教學(xué)中的體會。事實(shí)表明相對運(yùn)動“常常出現(xiàn)”在高考題中，一些報(bào)刊資料把其講解的很抽象，分析時(shí)也沒有結(jié)合生活實(shí)際，給學(xué)生的感覺玄而又玄。高考試卷的抽樣調(diào)查表明，但凡涉及到相對運(yùn)動的考察，一般的得分率很低、區(qū)分度也很大。教學(xué)中應(yīng)該注重概念與實(shí)際物理情景的聯(lián)系還要與初中知識進(jìn)行有效的銜接。介紹分析相對運(yùn)動問題的一些方法,能幫助學(xué)生正確求解各種情況下的相對運(yùn)動問題。
相對運(yùn)動的由來實(shí)際上就是我們研究的運(yùn)動矢量的合成與分解問題，下面以小船過河為例。小船的速度V（以地面為參考系）這是它同時(shí)參與兩種運(yùn)動時(shí)的真實(shí)速度。即靜水速度V1，通常稱為“牽連速度”，小船的相對水的速度V3。這樣可以把矢量合成與相對運(yùn)動聯(lián)系，即。看下面的例子。
在平靜的水面上，有一條載人的小船，船的質(zhì)量為M，人的質(zhì)量為m，人在船尾相對船靜止，船和人以速度vo前進(jìn)，當(dāng)人相對船以速度u向后跳出時(shí)，船的速度是多大？（水的阻力不計(jì)）這個題要求相對運(yùn)動知識掌握較透徹。學(xué)生們的回答可能有下面幾種情況：
1.（M+m)Vo=Mv-mu 2.（M+m)Vo=MV+m(Vo-u)3.（M+m)Vo=MV+m(V-u)
第一種情況看來是弄錯參考系，應(yīng)該都是地面參考系；第二種情況也是錯的，相對跳出的時(shí)刻船的速度是v而不是vo；第三種情況看來是對的，在默認(rèn)向前為正方向的前提下實(shí)際速度(以地面為參考系）等于牽連速度加上相對速度（當(dāng)然要注意正負(fù)號表達(dá)方向）.
Vm=V+(-u) (a) （M+m)Vo=Mv+mVm (b) 由式（a）、（b）知3情況是正確的。
這是大家常用的處理方法，一定要注意動量守恒表達(dá)必須是針對同一參考系（慣性系），相對運(yùn)動問題實(shí)際就是參考系的選取問題。
一條直線相對運(yùn)動也完全可以采取初中時(shí)的形式，初中階段沒有矢量的概念，完全與運(yùn)動的具體情形聯(lián)系起來。以地面為參考系的話，相對運(yùn)動可以分成兩種情況：一是兩個物體反向運(yùn)動，另一個是同向運(yùn)動。第一種情況相對速度大小等于兩個物體反向運(yùn)動速度大小之和；另外一種速度大小之差。像上一題中這兩種情況都有可能，所以進(jìn)行討論。
（1）若人跳后速度與船同向，相對速度大小(V-u),方向向前，表達(dá)式（M+m)Vo=MV+m(V-u)。
（2）倘若人跳后速度與船反向，相對速度大小(u-V) 方向向后，表達(dá)式（M+m)Vo=MV-m(u-V)。
討論后發(fā)現(xiàn)結(jié)論一樣，過程復(fù)雜些，但與初中銜接很緊湊，都是地面參考系，學(xué)生易于接受。
在一些實(shí)際問題的討論中，把相對運(yùn)動分解為具體的情況來討論還是很有必要的。在功能關(guān)系的研究中，有a一句話“一對相互作用的靜摩擦力的總功為零，一對相互作用的滑動摩擦力的總功為負(fù)功”。 以地面為參考系，對發(fā)生靜摩擦力作用的兩個物體，位移相同，力的大小相等方向相反，總功為零。
對兩個物體之間發(fā)生滑動摩擦力作用時(shí)，把物體相對運(yùn)動可以分成兩種情況(都以地面為參考系)：一是兩個物體反向運(yùn)動，二力均負(fù)功，總功為負(fù)功。另一個是同向運(yùn)動，對速度快的物體做負(fù)功多，以為位移大，同理對速度慢的做正功少。
在一些實(shí)際問題解決的過程中，會遇到多物體運(yùn)動同時(shí)發(fā)生的問題，如果相對運(yùn)動掌握的很熟練的話，應(yīng)該注意啟發(fā)他們的去分析相對物理量，因?yàn)橛幸恍﹩栴}的解決相對運(yùn)動用起來有一定的簡潔性，但思路必須是清晰的，以誰為參考系誰就是靜止的，每個運(yùn)動量都必須統(tǒng)一到同一個參考系中。但是在教學(xué)中我發(fā)現(xiàn)未必每個孩子都適合，用不好時(shí)適得其反。鑒于高考命題時(shí)命制題目的出發(fā)點(diǎn)絕不是為了考察相對運(yùn)動，個人認(rèn)為不要把思路著重朝這個方向去引導(dǎo)，適當(dāng)點(diǎn)撥，還是建立解決問題的常規(guī)主題思路為要。
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