所屬欄目:中學教育論文 發布日期:2016-04-13 15:21 熱度:
高中物理中學習到的知識點是很多的,其中動量和動能也是高中物理學習中的重點 ,很多物理教師在教學過程中也都針對這兩個知識點進行一些研究。本文是一篇中學論文范文,主要論述了對高中物理動量和動能的教學思考。
【摘 要】物理概念是用最簡潔的語言來描述某類事物(現象)本質特征的。從多年的教學發現學生對概念的理解不正確或不透徹是學不好物理的重要原因。所以教師應高度重視物理概念的教學。
【關鍵詞】動量,動能,運動傳遞,做功本領
一、概念介紹
動量和動能是高中物理的兩大核心概念。抽象、理解難度大、易混淆。高中物理教材雖然經歷了多次改編,但動量、沖量、動量定理、動能定理等內容一直存在。不同時期雖然要求有所不同,但一直是高考的必考考點。這是高中物理教師必須面對的不得不解決的難題。
動量概念是在思考怎樣量度物體運動量和尋找守恒量的過程中逐漸建立起來的。早在十七世紀初,意大利物理學家伽利略首先引入了“動量”這一詞。1687年英國物理學家牛頓在《自然哲學與數學原理》一書中定義了動量:“運動的量是用它的速度和質量一起來量度的”。
物體由于運動而具有的能,稱為物體的動能。它的大小定義為物體質量與速度平方乘積的二分之一。
二、動量是描述運動狀態的物理量,是機械運動傳遞的量度
我們把物體的質量和速度的乘積叫動量。用符號p表示(p=mv)單位為kg・m/s,動量是矢量,方向與速度方向相同。動量是狀態量,是用來描述質點運動狀態的物理量,即描述質點在某一時刻或某一瞬時狀態的物理量。質點的動量具有相對性,一般相對慣性參考系而言。質點組(或系統)的動量為組內各質點動量的矢量和。研究質點間相互作用過程中的運動傳遞時我們用動量來量度(如碰撞、反沖、爆炸等)。因為機械運動傳遞的是動量而非速度。當然動量也不一定能將某一過程完全描述清楚,如果有必要我們還可以從能的角度來描述運動。
力是運動狀態改變的原因,動量是描述運動狀態的物理量,它們有何關?
取一運動前景:在光滑水平桌面上有一質量為m的物塊,在力F作用下用t的時間加速前進了x,速度從v1加速到v2
對物體m加速運動的過程由牛頓第二定律有F=ma,又由加速度的定義式a=故有Ft=mvt-mv0。
從上式可以看出力與時間的乘積才是動量改變的原因,即力在時間上的積累效果是物體動量改變的原因。我們把力與時間的乘積叫做力的沖量,用字母I表示:I=Ft(t表示時間,Ft理解為合外力的沖量,F可以是恒力也可以還是變力),是表示過程的矢量。上式表示物體在一個過程始末的動量變化量等于它在這個過程中所受力的沖量。這個關系叫做動量定理。
三、動能是運動物體具有的能,是一種對外做功的本領
對上圖由F=ma和2ax=vt2-v02可推出Fx=mvt2-mv02,這說明力在空間上的積累是物體動能改變的原因,“力在一個過程中對物體做的功,等于物體在這個過程中動能的變化”。能是一種做功本領的體現,動能是指運動物體具有的對外做功的本領。物體的動能改不了,說明運動物體對外做功的本領改不了。
四、辨析動量與動能
我們引入動量與動能的目的是為了從不同的角度把物體的運動描述得更清楚。教學時要讓學生能辨析動量和動能及其變化。動量的變化與力和時間有關,動能的變化與力和空間位移有關,但力在作用時間內不一定有位移,所以我們應從來兩角度來理解運動。一個是從力在時間上的積累來描述物體運動狀態改變的,二是從力在空間距離上的積累來研究物體做功本領的。
為什么要從兩個領域描述同一個運動?這是因為有些物理現象從一個角度不是太好說清楚。例如,讓你右手水平伸出端著一杯水保持靜止,你能堅持多久?這種感覺是因為你對水杯做功導致的嗎?沒有做功吧,而是對水杯施加沖量來抵消水杯在相同時間里重力產生的沖量。正因為如此水杯的狀態才一直沒有改變。有些物理現象從兩個角度都好理解。在空氣中高速發射的子彈,空氣阻力做了負功,動能減少,做功的本領減弱,到最后可能還穿不過一張白紙。從動量的角度看,在飛行過程中阻力產生了負的沖量,使得子彈的運動狀態發生改變,動量不斷減少到最后掉在地上。
恩格斯在《運動的量度―功》一書中指出“在不發生機械運動和其他形式的運動的轉化的情況下,運動的專遞和變化可以用動量去量度,當發生了機械運動和其他形式運動轉化的情況下則應以動能去量度”。這說明了動量是從運動傳遞的角度來描述運動的,而動能是從能量轉化的角度來描述物體運動變化的。
所以動量和動能是分別反映運動物體在兩個不同本領的物理量。動量只表達了機械運動傳遞的本領,它是描述物體機械運動狀態的物理量。機械運動所傳遞的不是速度,而是物體的動量。動能描述的是物體做功的本領,從能量轉化的角度來描述運動的物理量。
物理規律本身就是為了解釋物理現象而建立的,如果發現一個物理現象用現有的物理規律都無法解釋,那我們應該建立一個新理論了。
五、在教學中應慎用案例
教師在上課時要注意實例應用,有些舉例不但不能幫助你說明問題,反而會更加混淆概念。在講《動量和動量定理》時有的老師會用“飛來的足球能用頭去頂,但飛來的鉛球沒人敢用頭去頂”這個例子來引入本節內容。這個例子會讓已經學了動能還沒學習動量的學生怎么想?自然會想到鉛球的質量大、動能大、對外做功的本領強,故不敢用頭去頂。如果老師還要說“這與我們本節將要學習的動量有關”,那可完了,從一開始就讓學生混淆了動量和動能的概念了。這用我們物理語言來講,這個引入在做負功。
對老教材上對“雞蛋下落到泡沫塑料墊上會不會破的實驗”:我認為蛋下落后在泡沫塑料墊上減速的距離大,地板上減速的距離小,即空間距離變化的大小顯現的,易理解。據動能定理有-Fx=0-mv02可知,蛋下落到泡沫墊上x大,動能的變化又是相同的,故平均作用力F的大小就小,故不宜碰破。但減速時間的長短這一信息是掩藏的,要經過推理才知道。增加了學生的理解難度。
以上是我在教學中對動量、動能兩個概念的一點思考,想說明對物理概念的理解在物理教學中的重要性。借此拋磚引玉,希望觸發讀者的思維……
中學論文發表期刊推薦《教育科學研究》由北京教育科學研究院和北京廣播電視大學共同主管主辦的綜合性教育學術刊物。國際刊號:ISSN:1009-718X,國內刊號:CN:11-4573/D ,郵發代號: 2-769 。
文章標題:中學論文范文對高中物理動量和動能的教學思考
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