巧用“一題多問”掌握動能定理的應(yīng)用

李春明

(江蘇省儀征市第二中學(xué)，江蘇　儀征　211400)

巧用“一題多問”掌握動能定理的應(yīng)用

李春明

(江蘇省儀征市第二中學(xué)，江蘇儀征211400)

摘要：動能定理是高中物理解決動力學(xué)問題的基本方法之一，教師往往要舉大量的例題引領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)，學(xué)生在反復(fù)的讀題過程中耗費了大量的時間，也使學(xué)生對知識理解容易出現(xiàn)混淆，不利于提高學(xué)生綜合思維能力.本文舉例說明如何采用“一題多問”來減輕學(xué)生的負(fù)擔(dān)，提高學(xué)習(xí)效率，取得好的效果.

關(guān)鍵詞：動能定理；一題多問；擴(kuò)展

動能定理在解決動力學(xué)問題時與牛頓運動定律相比更簡潔，更廣泛.但在涉及動能定理的問題中，往往題型多樣，綜合面廣，靈活性強(qiáng)，從而對學(xué)生的能力提出了較高的要求.此時，巧用“一題多問”，不僅可以節(jié)約學(xué)生的讀題時間，還能幫助學(xué)生將很多個知識點用同一道題目有機(jī)地結(jié)合起來，溝通多個知識點的內(nèi)在聯(lián)系，系統(tǒng)掌握動能定理的應(yīng)用思路及各類問題處理方法，提高學(xué)生綜合應(yīng)用能力.

圖1

例題：如圖1所示，過山車是一種驚險的游樂工具，其運動軌道可視為如圖1所示的物理模型.已知軌道最高點A離地面高為h，圓環(huán)軌道半徑為5m，過山車質(zhì)量為50kg，g=10m/s2，不計一切阻力，求：

(1) 若該車從A點靜止釋放后，h=20m,經(jīng)過最低點B時的速度為多大？對軌道壓力是多少？

此問將動能定理和圓周運動的模型有機(jī)結(jié)合.通過此問，教師可以幫助學(xué)生進(jìn)一步理解動能定理的基本解題思路，掌握處理動能定理與圓周運動結(jié)合的基本方法.

(2) 若該車從A點靜止釋放后，當(dāng)過山車經(jīng)過圓形軌道最高點C時，軌道對車的作用力恰好等于重力,A點的高度是多少？

此問與第(1)問過程相逆，有助于學(xué)生進(jìn)一步鞏固處理動能定理與圓周運動結(jié)合的基本方法.

(3) 該車從A點靜止釋放后，車要能夠到達(dá)C點，h至少是多少？

此問是動能定理涉及的臨界極值問題.通過此問，教師可以幫助學(xué)生進(jìn)一步鞏固圓周運動桿球模型的臨界條件，掌握好臨界極值問題處理的基本方法.

(4) 隨著從A點靜止釋放高度h的變化，車運動到C點時軌道對車的彈力N也發(fā)生變化，試畫出圖像.

圖2

此問是涉及動能定理的圖像問題.通過此問，教師可以幫助學(xué)生理解動能定理在圖像問題中基本的處理思路，進(jìn)一步掌握好高中物理圖像問題處理方法.

(5) 若考慮阻力的影響，該車從A點靜止釋放后，h=20m,當(dāng)過山車經(jīng)過C點時對軌道恰好無壓力，則在過山車從A點運動至C點的過程中，克服阻力做的功為多大？

此問是利用動能定理解決變力做功的問題.通過此問，教師可以幫助學(xué)生進(jìn)一步明確動能定理是解決變力做功問題的優(yōu)先選擇，學(xué)會如何利用動能定理解決變力做功問題.

當(dāng)然，上例教師還可以結(jié)合平拋等其它模型進(jìn)行研究.通過此題，教師可以幫助學(xué)生掌握動能定理應(yīng)用的基本思路，進(jìn)一步明確動能定理是變力做功問題的優(yōu)先選擇，還能夠幫助學(xué)生理解、掌握動能定理涉及的曲線運動、臨界極值、圖像等問題的基本處理方法.利用此題教師不僅完成了動能定理應(yīng)用涉及的各類問題討論，節(jié)省了學(xué)生的時間，還成功將高中物理前后知識、方法有機(jī)結(jié)合，活躍學(xué)生的解題思路，開闊視野，提高學(xué)生的思維能力和靈活運用各種知識解決問題的能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而在復(fù)習(xí)過程中達(dá)到事半功倍的效果.

參考文獻(xiàn)：

江蘇省教育科學(xué)研究院課程教材研究中心，江蘇省中小學(xué)教學(xué)研究室.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)教學(xué)要求(物理)[M].南京：江蘇教育出版社，2007.