邏輯推理讓物理更美

1、邏輯推理讓物理更美 對(duì)新教材中機(jī)械能守恒教學(xué)設(shè)計(jì)的商榷浙江省杭州第四中學(xué) 齊國元 310018浙江省桐廬中學(xué) 郭金華 311500 機(jī)械能守恒定律這一知識(shí)點(diǎn)是高中物理的重點(diǎn)，也是難點(diǎn)。筆者在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)學(xué)生之所以不能很好的掌握“機(jī)械能守恒定律”這一重要的知識(shí)點(diǎn)，其主要原因是不清楚機(jī)械能守恒定律的形成過程，對(duì)其適用條件不理解，只是盲目死記硬背，因此在作業(yè)中出現(xiàn)亂套公式、濫用機(jī)械能守恒定律等現(xiàn)象。所以筆者以為對(duì)于機(jī)械能守恒這堂課應(yīng)當(dāng)注重向?qū)W生展現(xiàn)規(guī)律的形成過程，這樣既避免了學(xué)生死記硬背公式，又加深了對(duì)規(guī)律的理解，有助于學(xué)生理解和靈活應(yīng)用知識(shí)，這正是新課標(biāo)的意圖所在。筆者對(duì)新課程的理解是教師應(yīng)當(dāng)作為一

2、個(gè)舞臺(tái)設(shè)計(jì)者努力去為學(xué)生創(chuàng)設(shè)出一個(gè)環(huán)境，一個(gè)能讓學(xué)生自己發(fā)揮才能的舞臺(tái)環(huán)境，去欣賞學(xué)生的“表演”，讓學(xué)生參與到教學(xué)中來，而不是教師一個(gè)人在唱獨(dú)角戲，這樣學(xué)生不僅體會(huì)到了物理規(guī)律的形成過程，體驗(yàn)到了探究知識(shí)的樂趣，一種學(xué)習(xí)的成就感油然而生，從而提高了對(duì)物理的學(xué)習(xí)興趣。 對(duì)照人教版老教材，新教材對(duì)機(jī)械能守恒定律這一節(jié)的編寫正是基于這一指導(dǎo)思想編而有所改動(dòng)。因此在教材編寫上有所改動(dòng)，比較符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，但是筆者在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)如果全然按照教材的安排去講課，學(xué)生對(duì)機(jī)械能守恒定律的理解還是不徹底和系統(tǒng)的。筆者結(jié)合自己的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)以及對(duì)新課程的理解，利用動(dòng)能定理的復(fù)習(xí)為引入，結(jié)合兩個(gè)題目和兩個(gè)拓展把機(jī)械能守

3、恒定律很好的展現(xiàn)在學(xué)生面前。設(shè)計(jì)意圖再現(xiàn)： 筆者之所以對(duì)機(jī)械能守恒定律教學(xué)作如下的設(shè)計(jì)基于三個(gè)原因, (1)、機(jī)械能包括動(dòng)能和勢能（重力勢能和彈性勢能），因此在講解機(jī)械能守恒定律之前必須對(duì)這一知識(shí)有所復(fù)習(xí)，特別是重力勢能的相對(duì)性，這涉及到為什么使用機(jī)械能守恒定律要選擇零勢能面。（2）、新教材把這一節(jié)安排在動(dòng)能定理后面，而動(dòng)能定理是高中物理一個(gè)很重要的知識(shí)點(diǎn)，必須加以重視，在教學(xué)中能否既復(fù)習(xí)動(dòng)能定理又能學(xué)習(xí)新的知識(shí)呢？（3）、基于新課程的宗旨，培養(yǎng)學(xué)生邏輯推理能力，向?qū)W生展現(xiàn)規(guī)律的形成過程，培養(yǎng)學(xué)生利用已有知識(shí)學(xué)習(xí)新知識(shí)的能力，減輕學(xué)生的負(fù)擔(dān)。筆者設(shè)計(jì)了兩個(gè)題目和兩個(gè)拓展。題一、 一個(gè)質(zhì)量為m物

4、體在光滑的斜面上，從A處運(yùn)動(dòng)到B，A點(diǎn)離斜面底端的高度為h1，B離斜面底端的高度為h2。運(yùn)動(dòng)到A位置時(shí)的速度為Va，運(yùn)動(dòng)到B位置時(shí)的速度為Vb， （1）、對(duì)A到B列'動(dòng)能定理？經(jīng)過變形得到：等式左邊是物體在是物體在B點(diǎn)的機(jī)械能（重力勢能+動(dòng)能），等式右邊是物體在是物體在A點(diǎn)的機(jī)械能（重力勢能+動(dòng)能）。說明A、B兩點(diǎn)的機(jī)械能保持不變（說明：重力勢能是選取地面為勢能零點(diǎn)，引出在使用機(jī)械能守恒定律時(shí)，必須選取勢能零點(diǎn)。）提問學(xué)生：現(xiàn)在在A、B之間任取一點(diǎn)C，在C點(diǎn)的瞬時(shí)速度為，高度為，你能得到相同的結(jié)論嗎？拓展：若物體以一定的初速度沿不光滑的斜面上滑，物體受到恒定的阻力f結(jié)果又怎么樣呢？（重

5、現(xiàn)上面的過程）1）、對(duì)A到B列'動(dòng)能定理？ 經(jīng)過變形得到：發(fā)現(xiàn)機(jī)械能不再守恒，分析原因時(shí)因?yàn)樽枇ψ龉?dǎo)致機(jī)械能發(fā)生變化。得到結(jié)論：只有重力做功機(jī)械能守恒繼續(xù)拓展：如果把斜面變成曲面會(huì)影響剛才所列的動(dòng)能定理嗎？（引導(dǎo)學(xué)生思考）學(xué)生體會(huì)：曲面是有無數(shù)的斜面構(gòu)成的，剛才的結(jié)論推廣到曲面水到渠成。結(jié)論一：只有重力做功機(jī)械能守恒題二：一個(gè)質(zhì)量為m的物體與輕彈簧相連，放在光滑的水平面上，A處為原長位置，然后壓縮到B位置，由靜止釋放，運(yùn)動(dòng)到C位置時(shí)的速度為Vc，此時(shí)彈簧的彈性勢能為，運(yùn)動(dòng)到D位置時(shí)的速度為Vd，此時(shí)彈簧的彈性勢能為，（1）對(duì)C到D列動(dòng)能定理，根據(jù)彈簧彈力做功等于彈性勢能的減少量即：,

6、所以，經(jīng)變形得到：，等式左邊是D點(diǎn)的動(dòng)能和彈性勢能之和即D位置的機(jī)械能，等式左邊是C點(diǎn)的動(dòng)能和彈性勢能之和即C位置的機(jī)械。得到結(jié)論：只有彈力做功機(jī)械能守恒拓展：如果水平地面不光滑，假設(shè)受到大小恒定的摩擦阻力f呢？對(duì)C到D列動(dòng)能定理可得：，變形得到：。發(fā)現(xiàn)機(jī)械能不再守恒，分析原因時(shí)因?yàn)樽枇ψ龉?dǎo)致機(jī)械能發(fā)生變化。得到結(jié)論：只有彈力做功機(jī)械能守恒通過以上兩個(gè)題目和拓展很好的向?qū)W生展現(xiàn)了在只有重力做功或者彈簧彈力做功的情況下機(jī)械能是守恒的。思考：學(xué)生經(jīng)過這樣的理論推導(dǎo)，在鞏固加深動(dòng)能定理的同時(shí)，又理解了機(jī)械能守恒定律的本質(zhì)，學(xué)生學(xué)習(xí)過程連貫流暢，不會(huì)有任何的困難，整個(gè)教學(xué)體系清晰明朗。，既加強(qiáng)了理論探究能力，又培養(yǎng)了邏輯推理能力，學(xué)生能充分的體會(huì)到機(jī)械能守恒定律建立的過程，從而強(qiáng)化了機(jī)械能守恒定律的適用條件。 筆者認(rèn)為優(yōu)秀