物理的相對(duì)運(yùn)動(dòng)教學(xué)反思小論
物理的相對(duì)運(yùn)動(dòng)教學(xué)反思小論
相對(duì)運(yùn)動(dòng)是普通高中的一個(gè)重點(diǎn)、難點(diǎn)，鑒于有的同學(xué)和老師認(rèn)為這部分內(nèi)容對(duì)高考來(lái)說(shuō)無(wú)關(guān)緊要，特撰文表達(dá)自己如何講解相對(duì)運(yùn)動(dòng)以及在教學(xué)中的體會(huì)。事實(shí)表明相對(duì)運(yùn)動(dòng)“常常出現(xiàn)”在高考題中，一些報(bào)刊資料把其講解的很抽象，分析時(shí)也沒(méi)有結(jié)合生活實(shí)際，給學(xué)生的感覺(jué)玄而又玄。高考試卷的抽樣調(diào)查表明，但凡涉及到相對(duì)運(yùn)動(dòng)的考察，一般的得分率很低、區(qū)分度也很大。教學(xué)中應(yīng)該注重概念與實(shí)際物理情景的聯(lián)系還要與初中知識(shí)進(jìn)行有效的銜接。介紹分析相對(duì)運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的一些方法,能幫助學(xué)生正確求解各種情況下的相對(duì)運(yùn)動(dòng)問(wèn)題。
相對(duì)運(yùn)動(dòng)的由來(lái)實(shí)際上就是我們研究的運(yùn)動(dòng)矢量的合成與分解問(wèn)題，下面以小船過(guò)河為例。小船的速度V（以地面為參考系）這是它同時(shí)參與兩種運(yùn)動(dòng)時(shí)的真實(shí)速度。即靜水速度V1，通常稱為“牽連速度”，小船的相對(duì)水的速度V3。這樣可以把矢量合成與相對(duì)運(yùn)動(dòng)聯(lián)系，即。看下面的例子。
在平靜的水面上，有一條載人的小船，船的質(zhì)量為M，人的質(zhì)量為m，人在船尾相對(duì)船靜止，船和人以速度vo前進(jìn)，當(dāng)人相對(duì)船以速度u向后跳出時(shí)，船的速度是多大？（水的阻力不計(jì)）這個(gè)題要求相對(duì)運(yùn)動(dòng)知識(shí)掌握較透徹。學(xué)生們的回答可能有下面幾種情況：
1.（M+m)Vo=Mv-mu 2.（M+m)Vo=MV+m(Vo-u)3.（M+m)Vo=MV+m(V-u)
第一種情況看來(lái)是弄錯(cuò)參考系，應(yīng)該都是地面參考系；第二種情況也是錯(cuò)的，相對(duì)跳出的時(shí)刻船的速度是v而不是vo；第三種情況看來(lái)是對(duì)的，在默認(rèn)向前為正方向的前提下實(shí)際速度(以地面為參考系）等于牽連速度加上相對(duì)速度（當(dāng)然要注意正負(fù)號(hào)表達(dá)方向）.
Vm=V+(-u) (a) （M+m)Vo=Mv+mVm (b) 由式（a）、（b）知3情況是正確的。
這是大家常用的處理方法，一定要注意動(dòng)量守恒表達(dá)必須是針對(duì)同一參考系（慣性系），相對(duì)運(yùn)動(dòng)問(wèn)題實(shí)際就是參考系的選取問(wèn)題。
一條直線相對(duì)運(yùn)動(dòng)也完全可以采取初中時(shí)的形式，初中階段沒(méi)有矢量的概念，完全與運(yùn)動(dòng)的具體情形聯(lián)系起來(lái)。以地面為參考系的話，相對(duì)運(yùn)動(dòng)可以分成兩種情況：一是兩個(gè)物體反向運(yùn)動(dòng)，另一個(gè)是同向運(yùn)動(dòng)。第一種情況相對(duì)速度大小等于兩個(gè)物體反向運(yùn)動(dòng)速度大小之和；另外一種速度大小之差。像上一題中這兩種情況都有可能，所以進(jìn)行討論。
（1）若人跳后速度與船同向，相對(duì)速度大小(V-u),方向向前，表達(dá)式（M+m)Vo=MV+m(V-u)。
（2）倘若人跳后速度與船反向，相對(duì)速度大小(u-V) 方向向后，表達(dá)式（M+m)Vo=MV-m(u-V)。
討論后發(fā)現(xiàn)結(jié)論一樣，過(guò)程復(fù)雜些，但與初中銜接很緊湊，都是地面參考系，學(xué)生易于接受。
在一些實(shí)際問(wèn)題的討論中，把相對(duì)運(yùn)動(dòng)分解為具體的情況來(lái)討論還是很有必要的。在功能關(guān)系的研究中，有a一句話“一對(duì)相互作用的靜摩擦力的總功為零，一對(duì)相互作用的滑動(dòng)摩擦力的總功為負(fù)功”。 以地面為參考系，對(duì)發(fā)生靜摩擦力作用的兩個(gè)物體，位移相同，力的大小相等方向相反，總功為零。
對(duì)兩個(gè)物體之間發(fā)生滑動(dòng)摩擦力作用時(shí)，把物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)可以分成兩種情況(都以地面為參考系)：一是兩個(gè)物體反向運(yùn)動(dòng)，二力均負(fù)功，總功為負(fù)功。另一個(gè)是同向運(yùn)動(dòng)，對(duì)速度快的物體做負(fù)功多，以為位移大，同理對(duì)速度慢的做正功少。
在一些實(shí)際問(wèn)題解決的過(guò)程中，會(huì)遇到多物體運(yùn)動(dòng)同時(shí)發(fā)生的問(wèn)題，如果相對(duì)運(yùn)動(dòng)掌握的很熟練的話，應(yīng)該注意啟發(fā)他們的去分析相對(duì)物理量，因?yàn)橛幸恍﹩?wèn)題的解決相對(duì)運(yùn)動(dòng)用起來(lái)有一定的簡(jiǎn)潔性，但思路必須是清晰的，以誰(shuí)為參考系誰(shuí)就是靜止的，每個(gè)運(yùn)動(dòng)量都必須統(tǒng)一到同一個(gè)參考系中。但是在教學(xué)中我發(fā)現(xiàn)未必每個(gè)孩子都適合，用不好時(shí)適得其反。鑒于高考命題時(shí)命制題目的出發(fā)點(diǎn)絕不是為了考察相對(duì)運(yùn)動(dòng)，個(gè)人認(rèn)為不要把思路著重朝這個(gè)方向去引導(dǎo)，適當(dāng)點(diǎn)撥，還是建立解決問(wèn)題的常規(guī)主題思路為要。
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