何萬齡
學(xué)習(xí)運(yùn)動的描述,不僅要理解質(zhì)點(diǎn)、時間、位移、速度和加速度等基本概念,而且要感悟體會這些基本概念得出的重要的思維方法。下面結(jié)合例子作一討論。
一、質(zhì)點(diǎn)模型建立的思維方法
例1關(guān)于質(zhì)點(diǎn)的下列說法正確的是()。
A.如果考慮物體的大小和形狀,即使描述很簡單的運(yùn)動也很復(fù)雜
B.當(dāng)物體的大小、形狀對運(yùn)動無影響或影響可以忽略,物體可以簡化為質(zhì)點(diǎn)
C.在研究乒乓球的運(yùn)動時,可以將乒乓球簡化為質(zhì)點(diǎn)
D.一個物體能否看成質(zhì)點(diǎn)是由問題的性質(zhì)決定的
準(zhǔn)確描述物體的實(shí)際運(yùn)動是很困難的,為了簡化問題,突出主要因素,將物體看成只有質(zhì)量、沒有大小的“點(diǎn)”,問題就簡單了。而一個物體能否看成質(zhì)點(diǎn)是由問題的性質(zhì)決定的。例如,做直線運(yùn)動的物體,各點(diǎn)的運(yùn)動是相同的,可以看作質(zhì)點(diǎn)。而研究乒乓球的運(yùn)動時,不能將乒乓球簡化為質(zhì)點(diǎn)。故選項(xiàng)ABD正確。
點(diǎn)撥:質(zhì)點(diǎn)的概念,是從如何處理實(shí)際物體運(yùn)動的復(fù)雜性而提出的。質(zhì)點(diǎn)概念的建立,突出了問題的主要方面,忽略了次要因素,是一種理想化模型。同學(xué)們要通過質(zhì)點(diǎn)模型的建立體會這種科學(xué)的思維方法。
二、準(zhǔn)確描述時間和位移的基本方法
點(diǎn)撥:質(zhì)點(diǎn)位置隨時間的變化規(guī)律是運(yùn)動學(xué)的核心問題。建立坐標(biāo)系,可以定量地描述質(zhì)點(diǎn)的位置。位移是有大小和方向的物理量,即用初位置指向末位置的有向線段來表示位移。要明確質(zhì)點(diǎn)位置的變化量l=x2-x1是位移。在質(zhì)點(diǎn)沿直線運(yùn)動中,用x表示位置,用Δx表示位移。在時間軸上可表示時刻和時間間隔。
三、平均速度向瞬時速度趨近的極限思想
四、用比值(變化率)定義物理量的方法
點(diǎn)撥:物體運(yùn)動時,位置是不斷變化的,速度也可能是變化的。通常用比值來表示這個變化量的變化率。即速度v=ΔxΔt是質(zhì)點(diǎn)位置的變化率,加速度a=ΔvΔt是速度的變化率,比值越大,變化越快。這種用比值定義物理量的方法是一種重要的方法。
五、用圖像描述物體運(yùn)動的方法
點(diǎn)撥:運(yùn)動圖像有位移圖像和速度圖像,位移圖像描述質(zhì)點(diǎn)位移隨時間變化的規(guī)律,圖像上的點(diǎn)代表運(yùn)動時間和相應(yīng)的位移,各點(diǎn)的斜率代表質(zhì)點(diǎn)的瞬時速度。速度圖像描述質(zhì)點(diǎn)速度隨時間的變化規(guī)律,圖像上的點(diǎn)代表瞬時速度,圖像的斜率代表質(zhì)點(diǎn)的加速度,圖像與橫坐標(biāo)軸圍成的圖形的面積代表位移。
(責(zé)任編輯趙平)