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高中物理牛顿其次定律教学浅谈
文/李辉
【摘要】
作为高中阶段物理学科中重要概念之一,牛顿其次定律在整体学问结构中有着重要的承上启下作用,是对高中阶段物理学问的有效连接。不少物理教育工作者将牛顿其次定律视为高中物理教学的核心。依据自身从事高中物理教学的多年阅历,笔者针对高中物理牛顿其次定律中的力学学问进行了学问框架的概括总结。
教育期刊网http://.;牛顿其次定律;教学;试验
作为高中阶段典型的验证性试验,牛顿其次定律相较于传统设计性试验和综合性试验而言,无论是试验过程还是试验手段都较为简洁,然而简洁的试验过程与试验手段不代表试验思想和试验方法也同样简洁。在简洁的试验关系面前,简洁的试验操作更加能够阐述其中的科学道理,这是试验教学探究性和启发性特征的体现。
一、关于牛顿其次定律
在牛顿其次定律中,物体加速度大小随着物体自身受到的作用力增大而随之增大,与此同时物体质量趋于减小,合外力方向与加速度方向相全都,即公式为F=ma。牛顿其次定律是对物理学中运动和力关系的一种概括,是较为经典的物理学定律。曾经在惯性定律中我们了解到并非是导致物体运动的缘由,明显这与生活阅历内容相违反,而在牛顿其次定律中我们生疏所谓的运动过程侧重是指物体运动过程中状态的变化,在力的作用下物体运动方向或是速度发生了转变。
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物理运动状态发生转变是受到力的作用的影响,我们经常在生活中遇到这样的例子,比如车辆在行使过程中的加速或是减速操作正是由于车辆自身运动速度受到摩擦力和牵引力的影响。加速运行时气缸中有大量汽油在燃烧,在传动装置作用下牵引力产生,加之滚动摩擦力的影响,使得车辆运动方向与合力方向相全都,进而形成加速运动的状态,这一过程中滚动摩擦力随之增大,直到与牵引力达到相互平衡的状态。
除了相互作用力和运动之间的关系问题外,牛顿其次定律在力学方面还涉及到重力场中力的应用问题。比如石子在斜上抛过程中初始的力一般都较为短暂,不易被察觉,在较大的加速度作用下飞速运动。需要留意的是,在初始力作用下石子运动速度削减再受到初始力作用影响,这其中不计与空气摩擦产生的作用力,因此重力是唯一对石子产生的作用力。在重力的影响下,石子对应的运动状态有了显著转变,这可从运动石子的大小及运动速度等方面得以体现。从运动合成及分解原理分析,这一运动作用力可被划分为垂直方向上的作用力与水平运动方向上的作用力两个方面。水平方向并不存在其余外力的影响,因此对应的石子运动速度并不会产生明显变化,至于垂直方向上的作用力则是受到重力的影响,并且在重力方向上还存在加速度的影响,这就使得垂直方向上的石子运动在具体速率方面呈现出先减小,而后在反方向快速加速运动的现象。
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二、牛顿其次定律试验操作
作为物理概念从理论演化为现实的必要基础,试验操作的重要性不行忽视,试验是关怀同学提升对物理概念感性认知的最直接手段。关于牛顿其次定律的试验操作过程可从教材中的试验获得教学灵感,以此加深同学对牛顿其次定律内容的本质理解。
如下图1所示,试验过程中的长木板需要在其中一端设计定滑轮,并将其设定为滑块A与B,二者材料相同,置于长木板后借助不行伸长的轻绳连接滑块A与B,并将右边连接与打点计时器纸带相穿。
缓慢抬起长木板后在滑块A置于长木板处时将其固定住,尽管老师能够理解这是平衡摩擦力作用,然而同学却可能存在不明白的地方,这就需要老师对其进行有效的引导,比如对同学提问若是模板抬起角度小则对应的滑块A会不会消逝下滑现象。能够沿着长木板下滑这一过程能够阐述怎样的道理,这能够关怀同学更好地理解和运用摩擦力的概念。
试验完成后老师可指导同学借助坐标纸上作图的方式来加深对牛顿其次定律相关概念的理解,牛顿其次定律关系图中的a-F或直线是过原点的,然而实际操作过程中同学能够计算得到的数据却并不愿定达到预期效果,经常消逝的状况是图像末端在原点处发生弯曲,进而导致图像不经过原点。同学可以分析若是摩擦力平衡状态下发生倾角过大或是过小的问题则对应的数据图像是怎样的,发生图像末端弯曲的主要缘由是什么。对待真实的试验结果,同学应当查找其中存在的缘由,切忌简洁化处理,并对其中的预期现象进行深化阐述,理清牛顿其次定律的概念,形成正确的试验认知,这是把握和应用物理学问的关键所在。
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作为物理问题情境设置的重要方式****题的评讲过程能够关怀同学更好地实现对内化规律的吸取,且促进同学试验技能与方法的完善,这既是试验延长的重要过程,更是对牛顿其次定律的有效应用****题评讲中能够再一次对试验过程进行受力分析,加深理解。
综上所述,除了物理思想外,牛顿其次定律中还包含了丰富的物理试验方法,是后续物理课程学****的重要基础,这就需要老师在讲授牛顿其次定律时融入该定律建立与推导的相关过程,引导同学了解牛顿其次定律的形成全过程,这不仅能够让同学更好地把握基本物理学问,且有利于同学对自然界运动定理的理解,这对于同学科学素养的提升和正的确验观的树立都有乐观影响。
教育期刊网http://.
[1]刘方,[J].长江高校学报(自然科学版),2004,(01)
[2][J].重庆工商高校学报(自然科学版),2008,(01)
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[3][J].科教文汇(上旬刊),2010,(02)
【作者简介】
李辉,男,,陕西渭南,工作单位:渭南市铁路独立中学,本科,中学二级,沪科版物理。
(作者单位:渭南市铁路独立中学)