高一物理渡河困惑

如题所述

第1个回答  2013-04-15
 一、按照研究物理问题的方法,先从简单的情况入手

  在小船渡河问题中,我们若选地面为参考系,小船将会涉及到两个分运动:一个是与小船的动力装置有关、与船头同向的小船在静水中的速度 方向的运动(如图1所示);另一个是受水流作用使得小船具有速度 方向的运动(如图2所示)。而实际上小船的实际运动是这两个运动的合成。但是在现实中由于船头方向的不确定性(如图1所示),使得小船渡河时所具有的两个分运动方向就不能确定(如图3所示),从而导致小船渡河问题的复杂化,加深了学生理解的难度。根据研究物理问题的方法,我们从简单的情况入手,先研究船头垂直河岸渡河的问题,如图4所示。

  二、借助小蜡块实验,从学生已知的实例入手

  小蜡块的实验是新人教版物理必修2课本上关于运动的合成与分解的演示实验,学生已经掌握,借助它来研究小船渡河问题无疑又给学生铺设了一级台阶。如下图所示。

  我们根据研究小蜡块的方法与步骤,取地面为参考系,以小船为研究对象来研究小船渡河问题。第一步:如图5(乙)所示,小船在静水中,由动力装置提供速度 ,垂直河岸做匀速直线运动。第二步:如图6(乙)所示,小船在关闭动力装置的前提下,垂直河岸停靠由于水流作用而具有了速度 ,从而沿河岸做匀速直线运动。第三步:如图7(乙)所示,我们让小船同时参与上面两个运动,也就是让小船既具有垂直河岸的速度 又具有沿河岸的速度 。而小船的实际运动是这两个运动的合运动。根据运动的合成与分解,小船的实际运动是以速度 做匀速直线运动,从而到达河对岸O点。在这一步教学中,我们还可以借助小蜡块实验的可操作性,类比性地给学生展示小船渡河的各个环节。

  在教学中,像这样的类比不仅能促进学生对知识本身的理解,而且也有利于学生沟通新旧知识,深化所学内容,建立知识网络,使知识条理化,从而提高学生的综合能力。总之,不论在物理学发展史上,还是在物理教学中,类比方法被经常应用。

  三、利用平面直角坐标系,先从学生易接受的情况入手

  对于平面直角坐标系的建立及应用,在前面教学中多处地方都已经给学生提到,学生已经熟悉。所以说对于刚接触矢量学习不久的高一学生来说,利用平行四边形法则去求解相关问题,就不如利用平面直角坐标系直观、简单。下面我们就利用平面直角坐标系来解决船头不朝河对岸的小船渡河问题。从而让看似学生没有接触过的问题简化成学生已知的问题。

  (1)小船船头朝向上游与河岸成 夹角,如图8(甲)所示。沿着河岸和垂直河岸方向建立平面坐标系,把速度 分解到坐标轴上,如图8(乙)所示。经过标量计算后,小船在X轴上具有速度 ,在Y轴上具有速度 。而小船的实际运动是以速度 做匀速直线运动到达对岸O点。

 注: =

  (2)小船船头朝向下游与河岸成 夹角,如图9(甲)所示。同样的沿着河岸和垂直河岸方向建立平面坐标系,把速度 分解到坐标轴上,如图9(乙)所示。经过标量计算后,小船在X轴上具有速度 ,在Y轴上具有速度 。而小船的实际运动是以 做匀速直线运动到达对岸O点。

  注:

  总之,万变不离其宗,一切教学活动都应该从学生角度去考虑。让学生从现象去认识本质,又从本质去发现现象。

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