動能和動能定理的教學(xué)設(shè)計與實(shí)踐(編輯修改稿)
2025-05-13 22:27 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 簧發(fā)生的形變量可以反映出物體拋出時動能的大小。從學(xué)生提出的想法中可以看出，實(shí)際上學(xué)生已經(jīng)初步認(rèn)識到：“物體的動能可表現(xiàn)為物體克服阻力運(yùn)動多遠(yuǎn)或者使其他物體運(yùn)動多遠(yuǎn)”，這一點(diǎn)是學(xué)生在前概念基礎(chǔ)上構(gòu)建的觀念，雖然不夠科學(xué)，卻是對動能進(jìn)行定量研究的重要環(huán)節(jié)，并且，還與物理學(xué)史上萊布尼茨當(dāng)年研究“活力”時提出的一些想法有著內(nèi)在的相似性。然后，筆者進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合原有所學(xué)知識進(jìn)行理論推導(dǎo)。“大家想得都不錯，那么能否在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步考慮一下，對于同一個物體，其動能和速度可能會存在什么關(guān)系呢？”，多數(shù)學(xué)生利用牛頓運(yùn)動定律從前面3個方案中推出以下結(jié)論：利用豎直上拋物體的運(yùn)動規(guī)律，所能達(dá)到的最大高度為h＝v2/2g；物體在光滑斜面上運(yùn)動的加速度為a＝gsinθ，所能達(dá)到的最大高度為h＝v2/2g；物體在粗糙水平面上運(yùn)動時的加速度為a＝μg，所能達(dá)到的最遠(yuǎn)距離為h＝v2/2μg。第4個方案中涉及到變力問題，學(xué)生推導(dǎo)時一般感到較困難。通過對前3個方案簡單的理論探究。雖然沒有得到最終的結(jié)論；但學(xué)生們已感受到一個物體的動能可能與速度的平方有正相關(guān)，這一點(diǎn)比最初的認(rèn)識就深入了一步。這也為下面量化的實(shí)驗研究作了一定的鋪墊工作。2．2．2實(shí)驗探究實(shí)驗設(shè)計階段是學(xué)生進(jìn)行定量化探究的主要階段，更加需要學(xué)生的創(chuàng)新性思維。當(dāng)然，在實(shí)驗設(shè)計的過程中，學(xué)生的想法可能會有所偏頗，教師應(yīng)當(dāng)加以鼓勵、引導(dǎo)，通過師生的互動、合作與討論，逐步加以改進(jìn)，使實(shí)驗方案合理化、科學(xué)性、最優(yōu)化。在這里，筆者先這樣設(shè)問：“前面，同學(xué)們已經(jīng)認(rèn)識到動能可以表現(xiàn)為能克服阻力運(yùn)動多遠(yuǎn)，大家已經(jīng)將運(yùn)動物體克服阻力運(yùn)動的最大距離來量度動能的大小。那么，能否設(shè)計一個實(shí)驗，以便研究相關(guān)因素與動能的定量關(guān)系。從而最終得到動能的表達(dá)式呢？”從實(shí)驗方案上，大家覺得前面的方案3比較容易操作，即讓物體在某一水平面以一定的初速水平拋出，測量其能維持多長的距離，這個距離可反映物體初始動能的大小。在實(shí)驗方法上，由于涉及到兩個相關(guān)因素——質(zhì)量和速度，不少學(xué)生根據(jù)以往的經(jīng)驗比較容易想到采用“控制變量法”，并作出了這樣的設(shè)想：“先
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