物理必修1知识讲解中存在的偏差与深化理解探讨汇编Word下载.docx
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物理必修1知识讲解中存在的偏差与深化理解探讨汇编Word下载.docx
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B.研究杂技演员在走钢丝表演时,杂技演员可以看做质点
C.研究地球绕太阳公转时,太阳可看做质点
D.从斜面上划下的木块,研究木块的运动
务必写明每个错误选向(项)错误的原因啊,谢谢了.
质点这东西还没怎么明白,就靠大家了啊
以上两题存在的问题仍然是没有说清研究什么问题,好在下面五个同学的回答还给出了答案,尽管给出了答案,但都不相同,存在“猜”的嫌疑,体现了题目本身的问题。
网友提供的“最佳答案”如下:
1.对,BD和ACD
刚开始学你会觉得有些搞,在以后你遇到的多了,自然就会马上判断什么能当质点了,而且在不同的题目中是不是质点都可能的,如果物体各点的运动要素都是相同的,不管大小或质量一般看做质点,如果要对这个物体各部分分开研究的那就不能看成质点了,花样溜冰就是研究他各肢体的动作,是分开看的,杂技演员也类似;
砂轮各点线速度可能不同(不知道有没有学线速度,在线速度角速度章节里都是这种题,根据半径来看线速度)。
像木块这类东西各点运动都是一模一样的,就看成质点了。
像船本身长度和海洋比起来微不足道,忽略的,所以在这里也是质点。
太阳么在学了万有引力后就知道了,天体与天体间的题都是看质点的,但天体自转不能看成质点,道理和砂轮一样。
回答者:
宝宝吃棒棒糖-见习魔法师三级
9-215:
19
网友提供的“其他回答
共4条”
1.B(溜冰运动员、砂轮有自身的旋转等运动的分析,显然不能看做质点,木块的分析也有要考虑其接触面造成摩擦力,也不能看做质点,人造卫星相对地球非常小,其形状可不考虑,在整个参照系中可看做质点)
A(理由类似,BCD项其研究对象的运动分析均需要可哦率(考虑)自身形状等因素,而大海中的船相对(谁?
)非常小,可在整个参照系中作为质点)
河蟹打酱油-举人四级
9-208:
43
2.给你看质点的定义
不考虑物体本身的形状和大小,并把质量看作集中在一点
写了半天还是删了
我发现还真是讲不清了``
怎么以前自己学的时候感觉很容易
西楚小樊-助理二级
9-209:
54
3.第一个选BD,第二个选ACD;
举例说,研究溜冰运动员,不能看作质点,因为要看其身体动作(这是学生对题目的推测),若看成质点则无法研究了。
zhen玉玲珑-见习魔法师二级
9-211:
25
4.BA
老师讲过,物体和比较物体要长度或者其他相差大些,木块不可能.
蓝5217_369-魔法学徒一级
9-219:
以上的题目和网友有讨论,足以看出一部分教师和学生对质点概念的理解的模糊。
虽然大家认为质点概念很容易,但讲清却很难。
问题的关键是没有抓住质点概念的本质,如何抓住本质,让学生透彻理解,便是一个非常值得探讨的问题。
同一物体在不同问题中,能否看成质点要视研究什么问题而定。
视为质点是对物体进行了科学合理的简化。
(1)一列火车长120m,以120m/s的速度行驶,求火车通过一根电线杆的时间.在求解时,火车的长度是否可以看成质点?
电线杆可否看成一个标志“点”?
(2)上例中,火车经过500m长的大桥需要多少时间?
火车和大桥能否看成一个点?
(3)上例中,求火车从北京到上海的时间,火车的长度对总时间的影响是否可以忽略?
说出你的科学根据。
(渗透“有效”的科学思想)
上面的三例告诉我们,应当视为质点而不把它当成质点处理,不是更准确,而是不科学。
象求火车从北京到上海的时间,如果将路程长加上火车长除以平均速度,则是多此一举、不科学的。
讲清质点概念,要抓住在什么情境中研究什么问题,同时要渗透“有效”的思想。
一个物体是否可以看作质点,只决定于在什么情境下研究什么问题,而不决定于物体的大小。
在诸多材料和课堂教学中,关于质点的选择题有很多说不清的问题,甚至归纳了一些不正确的结论,给学生造成的误解,加重了学生的记忆负担。
A.做平动的物体可以看作质点?
求火车过桥的时间怎么办?
B.在地球绕太阳的公转中,地球上任一点对太阳的位移、速度和加速度都略有差别,但地球半径远小于地球太阳间的距离,上述差别也远小于地心的位移、速度和加速度,可以忽略不计,仍可视地球为质点。
问题是,地球在公转中也有自转,上述研究的问题不清,怎么能说研究公转时就可视为质点?
要把问题说清,必须进一步明确研究公转过程中的哪个物理量才行。
如在地球公转中,研究哪个时刻太阳照在地球的哪些位置,则不能把地球视为质点了。
C.如果两个物体是球体,且质量均匀分布,那么不管尺寸如何,都可以看作位于球心的质点?
这里没有说明研究什么问题:
如果研究引力大小,则是可以的,如果知道两球原来的距离,研究什么时候相撞,则不能视为质点了。
所以,讲清质点,必须明确研究什么问题是重要的。
D.舞蹈演员可视为质点?
看上去,命题者可能自己心里清楚:
舞蹈演员是做花样的,做花样是不能看成质点的,但有一个问题,研究他表演的时间或轨迹时,不能看成质点吗?
总之,物体是否可以看成质点,首先抓住研究什么问题,然后看物体的大小对研究的问题是否有影响,这才是弄清质点概念的关键,教学中要使学生学会具体情况具体分析,才是新课标的要求和理念,也是弄清质点概念惟一正确的思路。
所以所谓质点运动学实际上就是几何点的运动学。
除去几何量以外,只要有时间这一个参量就足够了。
不过,在动力学引入以后,力和质量就变成重要的量了。
而动力学正是解释之所以如此运动的原因的,因而在物理学中也是不能不讨论的。
前面的“质点运动学”,可以看做是这一部分的预备知识。
(2)弹力、摩擦力的产生条件问题:
有些材料中归纳弹力产生的条件:
a.接触;
b.接触处产生了弹性形变。
其实,产生弹性形变时不接触行吗?
摩擦力产生条件:
a.相互接触;
b.相互挤压;
c.表面粗糙;
d.有相对运动或相对运动趋势。
其中a、b两条也是可以合并的。
有些材料或老师的讲解中还出现“正压力”一词,是为了强调?
还是理解不到位?
有“正压力”还有“斜压力”吗?
(3)物理量的正负号和公式中的正负号问题
与物理量有关的常见正负号有以下三种情况
①表示矢量方向的正负号:
一维矢量只有两个方向,若规定一个方向为正,另一方向则为负,此时的正负表示物理量的矢量性。
一维矢量表达式中的物理量在计算时要代入表示矢量性的正负号,但表达式本身自带加减号,一定要区分加减号与表示矢量性的正负号。
有一种说法很流行但却是不合适的:
当物体做直线运动时,用正负号表示矢量,矢量运算便转化为代数运算。
矢量运算怎么会转化为代数运算?
这句话告诉学生有什么意义?
矢量与标量是完全不同、毫不相关的两类量,它们分别遵循不同的运算法则:
矢量加法和代数加法。
所以,在研究矢量求和或运算时,矢量运算就是矢量运算,不要给学生误解。
只是在物体做直线运动时,用“正”或“负”表示物理量的矢量性而已,应该说仍然是矢量运算。
说到这里,我们还可举一个易混淆的例子:
为了让学生区分位移和路程,老师往往强调位移是矢量,路程是标量,同一运动,大多数情况下位移与路程不相等,只有当物体做方向不变的直线运动时,位移与路程相等。
听了这句话你有什么感觉?
位移与路程还是分不开!
其实,解决这一问题很简单:
当物体做方向不变的直线运动时,位移与路程“巧合”。
虽然变了两个字,但却使学生有了明确的区分。
②表示标量大小(或高低)意义的正负号:
此类物理量一定是标量,它们的正负表示比零值大或小。
如:
电场中的电势、电势能、重力势能、摄氏温标等都属于这种类型。
③表示特殊意义的正负号:
此类物理量的正负号是我们人为或习惯赋予的,用来表示相反的物理现象、性质、过程。
既不表示方向,也不表示大小的含义,常见的有下面几种:
1)正电荷、负电荷是表示两种性质相反的电荷。
2)力做正功,表示力对物体运动起推动作用;
力做负功表示力对物体运动起阻碍作用;
3)热力学第一定律△E=W+Q中,对于Q的正负意义,我们用“正”表示吸热,用“负”表示放热。
对于W的正负意义,如外界对气体做功,W取“正”;
气体对外界做功,W取“负”;
4)几何光学的成像公式,对v值规定为实正虚负,表示两种相反的成像现象;
对f值,规定为凸正凹负,表示当使用凸透镜时,f为正值,使用凹透镜时,f为负值(高考不要求)。
“增量”的正负号问题:
增量是物理量的变化,是末态量与初始量的差值。
它同样有正负问题。
矢量的增量为正时,表示物理量在正方向上增加,反之表示物理量在正方向上减小;
标量的增量为正时,表示该量在增加,为负时表示该量在减小。
(4)矢量和标量的概念问题:
新教材本着循序渐进的原则,不要求一步到位。
但作为教师,心中必须将问题弄清楚。
教材中“像位移这样的物理量叫矢量,它既有大小又有方向”,这句话倒过来是不对的:
既有大小又有方向的量叫做矢量!
诸多材料中也有这样的叙述。
其实,矢量一定既有大小又有方向,但有些标量为了叙述方便,也规定了一个方向。
如电流由于有流向的不同,人为规定了正电荷定向移动的方向为电流的方向,画i-t图时,我们也同时用了这个规定,但电流是标量。
在学完电流一章后,有的同学可能产生这样的疑问:
为什么电流是标量?
回答这个问题,我们可以根据矢量与标量的根本区别:
是否遵从平行四边形定则来作出回答:
如图所示,电流I=I1+I2,与α角有关吗?
无论α角怎么变,总有I=I1+I2,这是电荷守恒的必然结论――电流的求和不遵从平行四边形定则。
与矢量对比,向东的力F与向南的力F是不相同的,加深学生对矢量的理解。
(5)关于卫星的发射和圆周运动中的“供”、“需”、向心、离心问题:
①卫星的发射、发射速度和绕行速度。
在教学中,不少学生对发射速度、绕行速度,最大绕行速度、最小发射速度分不清。
a.卫星的发射过程先是垂直发射(减小空气能耗),到大气层外后,再喷气使卫星具有水平速度(称为入轨速度);
b.以离地高度300km处卫星速度变为水平,此时水平速度如果达到v0=
km/s=7.72km/s,火箭便在300km高度处做圆周运动,7.72km/s既是教材上所说的发射速度,只不过是在300km高空的发射速度,也是在这个高度处卫星的绕行速度,也称为入轨速度;
c.教材中所说地球卫星的最小发射速度7.9km/s,是无地球大气时近地卫星的最小入轨速度、近地圆周运动的最大绕行速度,也是所有绕地球做圆周运动的最大绕行速度(高度越高,绕行速度越小)。
另外,火箭提供卫星升空的动力,卫星脱离火箭后,自身仍然有动力或说除推动卫星上天的三级火箭外,卫星上还有小火箭,这些小火箭的作用是进一步变轨(调整轨道)。
像嫦娥一号,它的变轨是需要动力的,这些动力可理解为小火箭的作用(仅靠太阳能是达不到变轨目的的)。
②卫星向心、离心和轨道问题。
质量为m的卫星在距地心r处垂直于r的速率v(入轨速度)是任意的,这个速率大小由卫星上的发动机(火箭)控制。
由卫星质量m、速率v、离地心距离r三个量决定的
便不是惟一的,我们把由运动量决定的
理解为卫星做圆周运动“所需”的向心力,但在此处地球提供的引力
是惟一的,我们把
称为地球“提供”的向心力。
这样,一个卫星在距离地心r处以速度v垂直于r运动时,便有三种关系:
、
和
,这三种关系决定了卫星不同的轨迹。
只有当天体在离地r处,以速率v做匀速圆周运动时,
二者才是相等的,而
大于
时,卫星便会做离心运动(相对于地心越来越远),
小于
时,卫星便会做向心运动(相对地心越来越近)。
近地点(高度为0)发射卫星的轨道分析:
假设没有空气阻力,若卫星在近地点处入轨速度v=7.9km/s,则轨道是以地球半径为半径的圆周,此时卫星既不离心也不向心;
当11.2km/s>v>7.9km/s时,轨道是椭圆;
当v=11.2km/s时轨道是抛物线;
当v>11.2km/s时,轨道为双曲线。
椭圆、抛物线、双曲线轨道都说明卫星在近地点做离心运动。
需要说明的是,上述三个速度都是近地点(高度为0)的发射速度,且是无大气存在的理论数据。
如图所示。
这也就是教材中所说的第一、二宇宙速度,v>11.2km/s但小于16.7km/s时,虽然轨迹是双曲线,但不能逃逸,只有当v>16.7km/s时才能逃逸,这是第三宇宙速度。
远地点发射卫星的轨道分析:
在实际的发射中,入轨点在稀薄的大气外层,此处做圆周运动的入轨速度比7.9km/s小(如高度300km处的入轨速度是7.72km/s),如图所示,v1为在高处的圆周运动速度,若入轨速度v0=v1,则卫星做圆周运动,v0<v1,则卫星做内椭圆运动,v2>v0>v1,则卫星做外椭圆运动,v0=v2,则卫星做抛物线运动,v0>v2,则卫星做双曲线运动(此时的v1<7.9km/s,v2<11.2km/s)。
当然,在高度等于0处发射卫星,不存在速度小于7.9km/s的情况,因为速度小于7.9km/s,卫星会向心运动而落在地球上。
由此可见,天体运动的轨道有:
圆周、椭圆、抛物线、双曲线等
(6)在曲线运动中功的定义讲解问题
教材中明确指出,功是力与力的方向上位移的乘积。
但有些材料上却将功分成如下内容
a.恒力功:
用功的定义求;
b.大小不变力的功如用沿圆周方向、大小不变的拉力作用下物体沿圆周运动一周,拉力功不是零,而是F·
2πR,故此种情况下功是力与路程的乘积。
c.有些情况下,功可用动能定理来求,d.功可由W=Pt来求,等等,列举了一大堆。
还有的老师说,W=Flcosθ只能求恒力功,不能求变力功。
就像E=
只能求平均电动势、不能求瞬时电动势一样的错误。
上述的归纳既有“灌”的观念,又存在错误的理解:
功怎么会是力与路程的乘积?
W=Flcosθ怎么会只能求恒力功,不能求变力功?
这不是误导吗?
其实,功一定是力与力的方向上的位移的乘积,如图所示,恒力F作用的情况下,W=Flcosθ=F(l1+l2+…+ln)cosθ=W1+W2+…Wn,也就是说,长距离的功一定是短距离功的累积。
对于圆周运动时,力F大小不变,方向沿圆周切线使物体绕圆周运动一周,力F的功应该是短距离功的累积,累积的结果确实是F·
2πR,但仍然是力与位移的积,不是力与路程的积。
重视累积,也就抓住了功的特征,抓住了功的本质,使功的教学更准确、更简洁,这是微积分思想的再参透。
(7)关于图象描点、画线和求斜率问题
在一些材料、老师的讲解中,经常出现描点用“·
”或“×
”,有些人认为不是什么大问题,但却体现了科学与严谨的态度问题,暴露了讲实验还是做实验的问题。
①描点:
从真实的实验描点过程看,一个坐标点是纵横两条直线相交的点,橡掉多余的虚线,剩下的是“+”点,因此,坐标系中描点,应该是“+”,而不是“·
”。
“·
”是没法画出的,是荒唐的、没做过实验的人的所为。
②连线:
使图线通过尽量多的点,有点太相信自己了,但没通过的点尽量均匀分布在图线两侧是重要的,因为我们所测的点不一定恰好在图线上。
如何理解均匀分布两侧?
上下距离之和大致相等。
另外,要注意舍弃个别差错点。
实验中,由于不慎,或其它原因,可能出现一两个差错,点,这是正常的,但处理数据时,要分析出差错点,并把它舍弃。
描点后的连线画平滑的曲线还是折线,不少学生会犯将所有点都连在折线的的错误。
画平滑曲线还是折线要看研究的问题:
速度、加速度不能突变,要用平滑曲线,而研究经过每过30s布朗运动中花粉的位置,则用折线,此折线表示时间的先后。
③求斜率:
求图线的斜率不得用数据点,应该用图线上距离足够大的两个点,划的线必须起作用。
若用数据点,计算的结果可能相差不大,但在原理上是错误的。
这里,图象与图像是不同的。
“象”更多的是意象,“像”更多的是实像。
如x-y图象,是意义上的图象,不是图像。
照的像是图像,不是图象。
(8)对“只有弹力做功,机械能守恒”中“弹力”的理解。
教材中说:
“在只有重力或弹力做功的物体系统内,动能与势能可以相互转化,而总的机械能保持不变。
”
弹力是系统内包含弹簧时的弹力,这个弹力做功,是弹簧的弹性势能与跟它接触的物体之间动能或势能转化时,总的机械能才守恒,而有些弹力做功时,机械能不守恒,如电梯中地板对物体的弹力做功,物体的机械能是不守恒的等等,都要跟学生分析清楚。
(9)关于逐差法。
在不少的材料中,仍然讲逐差法,仍然要求用逐差法求加速度,而新教材中已删除了这些内容,只是提到用图象求加速度,原因是测量多个小距离的数据比测量两个长距离的数据带来的相对误差要大得多。
这种求法是有害的,除了增加误差和麻烦外,没有什么用处。
有些人认为,打了点不用可惜,但要明确,打点是为了计时的(看测量的长度内有几个时间间隔)。
从纸带上怎么求加速度?
按照逐差法,要在纸带上取6段,用a1=
、a2=
、a3=
,得
,实质上还是
,这是同一式子推出的结果,但后面的式子却是科学的,因为xII、xI是长距离的测量结果,它的相对误差要比x1、x2等小的多。
故从纸带上求加速度,只要取时间相同的两段,这两段越大越好,这样相对误差才更小。
当然,用图象法求加速度,需要多测几个点,用连线时取平均将较大的相对误差去掉,这也是一种科学思想。
(10)关于自由落体运动、平抛运动教学中的理想化问题
自由落体运动是无空气阻力的运动,是理想化的运动。
教学中,我们的重点不是推出自由落体运动的结论,而应把重点放在“为什么简化到没有空气阻力”的探究上。
在现实生活中,纸片比金属片下落慢,这是事实。
问题是怎么想到会拿出抽成真空的“牛顿管”?
突然拿出牛顿管,是不是没有什么依据?
我在一次测试时出了这样一个题:
从高为h的楼顶由静止释放一片树叶和一铁球,若当地重力加速度为g,则
A.树叶先落地B.铁球先落地
C.同时落地 D.不能确定
竟然有的同学还选了C两个答案,这不能不说明一个问题:
我们研究自由落体运动的意义在哪里?
是否是掌握了科学思想?
是否是掌握了科学思想就不与现实相联系了?
释放一个氢气球,还照样套用自由落体运动的结论吗?
有一个案例很受启发,他用一节课探究过渡引出自由落体运动,再用另一节课研究自由落体运动的规律,这对培养学生研究问题的能力是很有好处的:
课题自由落体运动
教学目标:
1、知识目标:
(1)理解自由落体运动的条件和性质,掌握重力加速度的概念;
(2)掌握自由落体运动的规律,能用匀变速直线运动的规律解决自由落体问题。
2、能力目标:
(1)培养学生的观察能力和逻辑推理能力;
(2)进行科学态度和科学方法教育,了解研究自然规律的科学方法,培养探求知识的能力;
(3)通过对自由落体运动规律的应用,提高学生的解题能力。
3、情感目标:
(1)充分利用多媒体辅助教学、演示实验和课本中的小实验,让学生积极参与课堂活动,设疑、解疑、探求规律,做到师生默契配合、情理交融,使学生始终处于积极探求知识的过程中,达到最佳的学习心理状态。
(2)利用课后的阅读材料,介绍伽利略上百次的对落体运动本质规律的探索研究,使学生体会到科学探索的艰辛,挖掘德育教育的素材。
教学重点:
仅受重力作用的不同物体,具有相同的重力加速度g。
教学难点:
物体下落的快慢与物体所受重力的大小无关。
教学方法:
多媒体辅助教学、实验探索与设问点拔相结合。
教具:
硬币1枚,与该硬币等大的纸片1张;
等大的厚大纸片(20cm×
20cm)2张;
轻与大纸片的小石子1颗;
钱羽管及抽气机1台;
米尺1把;
多媒体教学系统及自制课件等。
设计思路:
自由落体运动在教材中是作为初速度为零,加速度为g的匀变速直线运动来安排的,如果教材处理得当,对巩固所学知识,进行科学态度和科学方法教育,培养学生灵活运用已有知识解决实际问题,根据实验探求规律的能力等都是极为有利的,本节课在教学设计时突出以下几个特点:
1.重视实验:
整节课由6个演示实验、1个小实验组成,通过实验设疑、解疑、探求规律,又通过实验巩固所学的知识,充分体现了物理是以实验为基础的学科,体现科学实验是揭示自然规律的重要方法和手段。
2.重视多媒体辅助教学手段的运用:
运用多媒体展示直观的自由落体实例,再现伽利略对自由落体运动的研究过程,给出自由落体的最新科学证实等,多媒体手段的运用可提高课堂教学的效率。
3.注重对学生进行物理学研究方法的教育:
本节课从教学目标的制定,到教学内容的安排与讲述,都在这一方面进行了一些有益的尝试。
4.充分发挥学生的主体作用:
通过实验探索、设问点拔,创设问题情境,引导学生积极参与,激发学习兴趣,活跃课堂气氛,调动学生的学习积极性,使学生始终保持积极探索的学习心态。
5.层次分明:
这节课的程序是:
(1)通过对生活经验的分析及实验观察,说明实际的落体运动受多种因素的影响;
(2)正确地提出问题,研究在真空条件下的落体运动,以及在实际中如何近似地满足自由落体的条件;
(3)揭示自由落体运动的性质,研究在真空条件下落体运动的加速度,探求自由落体运动的规律。
一、复习提问
(屏幕显示要复习的问题,提问学生,回答正确后,屏幕再显示相关内容)
初速度等于零的匀加速直线运动:
规律:
速度变化规律vt=at
位移变化规律 x=at2/2
推论:
vt2=2as
=vt/2=vt中
特点:
v1∶v2∶v3…=1∶2∶3…
x1∶x2∶x3…=12∶22∶32…
xⅠ∶xⅡ∶xⅢ…=1∶3∶5…
Δx=xⅡ-xⅠ=xⅢ-xⅡ=…=aT2
二、新课教学
(展示目标,激起学生的求知欲)
关于落体运动,同学们都了解、知道些什么呢?
学生在小学课文《两个铁球同时落地》及其它各种途径中早已了解伽利略、比萨斜塔、伽利略的落体实验等。
(演示1)多种小物体的下落。
指出在地面附近的任何物体,脱离支持物后,竖直落向地面的运动叫做落体运动。
落体运动的快慢与哪些因
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