張金發(fā)
(甘肅省武威市涼州區(qū)洪祥鎮(zhèn)中學(xué))
在初中物理知識中,有許多抽象的概念。它們對教師來說可能是“司空見慣”,而對于思路幾乎是“直來直去”的學(xué)生來說,要理解這些概念不是件易事。如果強(qiáng)行將一些抽象物理概念灌輸給學(xué)生,將影響學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣,阻礙學(xué)生的思維活動。如何讓學(xué)生正確理解物理概念的含義及其與相關(guān)概念之間的區(qū)別和聯(lián)系,是應(yīng)用物理規(guī)律分析、解決有關(guān)物理問題的基礎(chǔ)。本文針對如何讓初中生理解“靜止”和“速度為零”概念含義作一淺析。
初中物理課本中對于運(yùn)動是這樣定義的:一個物體相對于另一個物體位置的變化。而對靜止卻并沒有給出嚴(yán)格的定義。靜止是相對的,不是永恒的,是運(yùn)動的一種特殊狀態(tài),表述時必須指明它相對的參照物。
物體速度為零,且加速度也為零時,才是靜止?fàn)顟B(tài),否則就不是靜止?fàn)顟B(tài)。例如,將一物體豎直上拋,當(dāng)物體達(dá)到最高點(diǎn)時,物體是否處于靜止?fàn)顟B(tài)?大多數(shù)學(xué)生錯誤地以為,物體到達(dá)最高點(diǎn)時,速度為零,當(dāng)然是靜止?fàn)顟B(tài)。其實(shí),速度為零,不一定就是靜止?fàn)顟B(tài)。
物體速度為零,還得看它是否是處于受力平衡狀態(tài)。當(dāng)物體被上拋到最高點(diǎn)時,雖然速度為零,但是它此時受到重力的作用,合力不為零,屬非平衡狀態(tài),當(dāng)然不是靜止?fàn)顟B(tài),此時有向下的加速度g。但初中學(xué)生未涉及加速度,所以很難理解,那么,如何讓初中生理解呢?
速度為零,不代表速度不變化。如果速度為零并且不變化,那么它會一直處于靜止?fàn)顟B(tài);而對于當(dāng)時速度為零但正在發(fā)生變化的情況,物體就不是處于平衡狀態(tài)。初中階段學(xué)生對靜止的比較好的定義是純運(yùn)動學(xué)上的,就是說如果存在某個時間段,這個時間段內(nèi)物體的速度為零,則稱這個物體在這段時間內(nèi)靜止?;蛘邔W(xué)生應(yīng)該這樣理解比較容易搞清楚“靜止”與“速度為零”的關(guān)系:速度是表示物體運(yùn)動的快慢的一個物理量,它不單有方向,還有平均速度和瞬時速度之分。相對于同一參照物,靜止物體的速度肯定等于零,但速度等于零的物體并非表示沒運(yùn)動。如某物體運(yùn)動了一段時間后回到了原來位置(如圓周運(yùn)動),這段時間內(nèi)它的平均速度為零,但它實(shí)運(yùn)動了,并沒靜止。一個運(yùn)動物體的速度大小可以從零到很大。一個靜止物體,就是(相對于參照物)不動的物體。因此,靜止的物體速度一定為零;速度為零的物體,不一定靜止。
對于靜止的物體,學(xué)生可以從物體的受力情況和參照物的選取兩個方面表述:物體不受力或者所受力合外力為零,并且相對于參照物在某一時刻或者某一段時間內(nèi)位置也不發(fā)生變化,即速度為零。因此,可以說靜止是速度為零的特殊情況。所以像豎直上拋的物體到達(dá)最高點(diǎn)時,只能說它速度為零,不能說它靜止,因?yàn)槭艿街亓?,合力不為零?/p>
學(xué)生所存在的困惑一定程度上是由于中學(xué)物理教材對有些物理概念的定義及含義的闡述不深入。但這是正常的、不可避免的現(xiàn)象。因?yàn)槭苤袑W(xué)生知識基礎(chǔ)和認(rèn)知水平的限制,所以教師在學(xué)生可接受范圍內(nèi)要準(zhǔn)確表述,通過實(shí)例作適當(dāng)?shù)摹把a(bǔ)充說明”,以期達(dá)到正確理解和應(yīng)用的目的。
范增.我國高中物理核心概念及其學(xué)習(xí)進(jìn)階研究[D].西南大學(xué),2013.