在體驗(yàn)中認(rèn)知 在嘗試中理解

談科佼

[摘要]勻變速直線運(yùn)動的速度與位移的關(guān)系是運(yùn)動學(xué)中的重要公式。文章通過視頻引入公式，然后再讓學(xué)生推導(dǎo)出公式，最后通過三個由淺到深的例題的分析講解，幫助學(xué)生牢固掌握所學(xué)公式。

[關(guān)鍵詞]消t公式勻變速直線運(yùn)動速度與位移的關(guān)系教學(xué)設(shè)計

[中圖分類號]G633.7

[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A

[文章編號]1674-6058（2016）32-0073

《勻變速直線運(yùn)動的速度與位移的關(guān)系》是高中物理必修1第二章第四節(jié)內(nèi)容。這節(jié)內(nèi)容是勻變速直線運(yùn)動中的一個重要推論，也是實(shí)際生活中運(yùn)用較多的運(yùn)動學(xué)推論，彌補(bǔ)了v-t圖像的不足。

二、設(shè)計思想

本節(jié)課的主要設(shè)計思路有以下幾個方面：（1）以復(fù)習(xí)v-t圖像上的勻變速直線運(yùn)動為線索，引導(dǎo)學(xué)生通過v-t圖像找Vo、x、a、V1、t五者關(guān)系，不需要硬記公式。（2）通過車禍視頻，引入一個涉及Vt、a、x、Vo四者關(guān)系的實(shí)例，讓學(xué)生知道消t公式存在的必要性。（3）通過問題引導(dǎo)，使學(xué)生認(rèn)識到消t公式可以推導(dǎo)得出。（4）通過典型例題，讓學(xué)生學(xué)會從題目中提取信息，找尋適合的規(guī)律解題。其流程圖如圖1所示。

三、教學(xué)流程

環(huán)節(jié)一：復(fù)習(xí)v-t圖像引入。

教師：請同學(xué)們在v-t圖像上畫初速度為Vo，加速度為a的勻加速直線運(yùn)動圖線？

在v-t圖像上，我們可以找到勻加速直線運(yùn)動的幾個物理量？

學(xué)生：v、a、x、t。教師：很好，上節(jié)課我們剛剛學(xué)過勻變速直線運(yùn)動的兩個基本公式，是哪兩個？

教師：很好，這兩個基本公式能否從v-t圖像上找到？

學(xué)生：可以，這兩個公式本來就是從圖像上推導(dǎo)過來的。

問題設(shè)計意圖：v-t圖像是處理運(yùn)動學(xué)問題的有效方法之一，很多運(yùn)動學(xué)公式也可以從圖像上推導(dǎo)，為下面從v-t圖像上找不到消t公式埋下伏筆。

教師：在解決Vt、Vo、a、t或者Vo、x、a、t關(guān)系時，既可以選擇基本公式，又可以用v-t圖像來解決。下面請同學(xué)們來看一段視頻（播放一段汽車車禍視頻）。

問題設(shè)計意圖：汽車是生活中最重要的交通工具，它給人們帶來了方便，也帶來了危害。通過這個視頻可以使學(xué)生深刻體會車速與剎車距離的關(guān)系，從而為消t公式的引出做好鋪墊；以學(xué)生熟知的汽車運(yùn)動為例展開知識教學(xué)，將“安全駕駛，珍愛生命，低碳環(huán)保”滲透于知識教學(xué)中，這樣就使枯燥的物理知識變得鮮活，也讓學(xué)生深刻感受物理其實(shí)就在我們身邊，拉近了物理與學(xué)生的距離。

教師：在公路上經(jīng)?？梢钥吹揭恍┫匏倥?，規(guī)定了汽車通過該路段的最高時速，并要求駕駛員必須保持一定的行車距離。一旦發(fā)生交通事故，我們會看到交警測量有關(guān)距離。其中非常重要的是測量剎車距離。你知道測量剎車距離的目的嗎？

學(xué)生：看車子是否超速。

教師：剎車過程涉及運(yùn)動學(xué)幾個物理量，能從v-t圖像上找到它們的關(guān)系嗎？大家討論一下。

學(xué)生：有Vt、Vo、a、x，在圖像上不能找出它們的關(guān)系，圖像上一定涉及t這個物理量。

教師：很好。我們要通過Vt、Vo、a、x，算口來看是否超速，v-t圖像上又找不到它們四者的關(guān)系，所以我們必須要找尋它們四者的關(guān)系式。

教師：前面我們學(xué)的兩個基本公式里都含有我們所需的三個量，多了一個t，你是否能通過這兩個式子，化解一下，得出我們所需的Vt、Vo、a、x四者關(guān)系呢？（請學(xué)生板演）

問題設(shè)計意圖：在傳統(tǒng)的課堂中，為了節(jié)省課堂時間，提高課堂密度，教師往往會將這個推導(dǎo)過程直接在黑板上書寫出來，盡管這樣的方式有利于課堂教學(xué)的順利推進(jìn)，但該方式往往會隔斷學(xué)生與物理現(xiàn)象之間的相互作用，規(guī)避了學(xué)生在現(xiàn)象觀察中取舍信息、構(gòu)建模型的實(shí)際過程，從而使得學(xué)生處理問題的能力沒有得到有效提升。上述設(shè)計中，讓學(xué)生自行推導(dǎo)，實(shí)際上就是讓學(xué)生在嘗試中熟悉基本公式，在嘗試中進(jìn)一步強(qiáng)化對公式的理解。

教師：這位同學(xué)通過兩式把t消掉，得到了這四者的關(guān)系式，我們把這個式子稱為消t公式。請同學(xué)們完成下面的計算題。

[例1]在某城市的一條道路上，規(guī)定車輛行駛速度不得超過30km/h。在一次交通事故中，肇事車是一輛客車，量得這輛車緊急剎車（車輪被抱死）時留下的剎車痕跡長為7，6m，已知該客車剎車時的加速度大小為7m/S²，請問該車是否超速？

[例2]某型號的艦載飛機(jī)在航空母艦的跑道上加速時，發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的最大加速度為5m/S²，所需的起飛速度為50m/s，跑道長100m。通過計算判斷，飛機(jī)能否靠自身的發(fā)動機(jī)從艦上起飛？為了使飛機(jī)在開始滑行時就有一定的初速度，航空母艦裝有彈射裝置。對于該型號的艦載飛機(jī)，彈射系統(tǒng)必須使它具有多大的初速度？

[例3]長100m的列車通過長1000m的隧道，列車剛進(jìn)隧道時的速度是10m/s，完全出隧道時的速度是12m/s，求：（1）列車過隧道時的加速度；（2）通過隧道所用的時間。

問題設(shè)計意圖：三道例題，設(shè)計成遞進(jìn)關(guān)系。第一道例題是為了解決視頻引出的實(shí)際問題，使學(xué)生認(rèn)識到消t公式在實(shí)際生活中的應(yīng)用。第二道例題是為了讓學(xué)生熟練消t公式的應(yīng)用和應(yīng)用條件，同時在該題中還滲透了假設(shè)的思想方法。第三道例題是為了鍛煉學(xué)生根據(jù)題目條件合理選取公式的能力。

四、教學(xué)反思

物理公式教學(xué)，并不是簡單地把公式教給學(xué)生，讓學(xué)生死記硬背下來，然后做題。本節(jié)課先引入一段視頻，引發(fā)學(xué)生的興趣，使他們愿意探究勻變速直線運(yùn)動的速度與位移關(guān)系。在實(shí)際課堂中學(xué)生討論得非常激烈。接著引導(dǎo)學(xué)生試著利用兩個基本公式推導(dǎo)出消t公式，學(xué)生板演過程中遇到一些小困難，經(jīng)過提示也很快推導(dǎo)出結(jié)果。最后通過三道練習(xí)題使學(xué)生加深對公式的理解。整節(jié)課下來，學(xué)生基本能熟練掌握這個公式。值得反思的是：課堂上是要花時間讓學(xué)生思考、練習(xí)的，不能急。