看提高自己,轉幫助同學
超重與失重問題是牛頓第二定理應用的重點,我們應當怎樣引導中學生用牛頓第二定理的相關知識,解釋生活中的超失重現象,進而提高學生理論聯系實際與矢量運算的能力呢?本文將通過幾個方面的剖析和具體的教學案例給出一些建議。
中學生常見的問題表現
1.難以分辨生活中所說的“超重”與數學學中的“超重”。
2.不曉得可以通過受力剖析來對運動現象進行剖析。
3.習慣用平衡多項式來錯誤的解決超失重現象。不曉得應用牛頓第二定理時,規定正方向的意義和作用。
難點形成的誘因
中學生在日常生活中,是會接觸到“超重”一詞的,它是指人的真實體重超過了標準體重,或則所攜帶物體的重量超過了規定重量的現象,而數學學中的“超重”概念與此不同,為此,在學習時,生活中的經驗反倒會妨礙中學生的學習。其次,她們也還未能自覺地從動力學角度,去剖析物體運動和受力之間的關系。最后,因為比較熟悉平衡多項式,故而不太習慣用牛頓第二定理來研究勻變速直線運動,在列多項式時,中學生也還不太熟悉通過正負號來描述化學量的方向。
難點突破策略與案例
1.讓中學生敘述生活中的“超重”現象,并讓她們意識到,生活中的“超”是指人或物體的實際重力超過了某一規定的標準。
2.讓中學生討論體重秤顯示物體重力的原理,指明“視重”的概念,并思索物體處于“超重”狀態時,物體的實際重力是否發生了變化,化學學中的“超重”,是指哪些超過了哪些?
3.培養中學生結合受力來剖析物體運動狀態的方式和習慣。描述物體的運動狀態,再對物體進行受力剖析,最后通過牛頓第二定理把物體的加速度和受力聯系上去,是熱學研究和剖析問題的基本技巧。在《牛頓運動定理》這一章的教學中,班主任應有意識的,一以貫之的培養中學生這樣的剖析問題的方式和習慣。可以先從簡單的問題入手。例如,為何桌面上的蘋果能靜止,而煮熟的蘋果會落地?中學生應當會很自然的從受力剖析尋求答案。在她們有了用受力去剖析物體的運動狀態以后,讓她們自己去剖析,為何加速度向下時,物體處于超重狀態,為何加速度向上時,物體處于失重狀態。
4.備考一維矢量方向的描述方式,并指出求合力應當是求物體所有受力之和,且是矢量和。
教學片斷:
首先,當人隨扶梯一起加速上升時牛頓定律在生活中的應用,結合右圖,請朋友們按照牛頓第二定理,寫出G、N與a的關系。
我們很可能會發覺,有中學生寫成N+ma=mg,要明晰告訴中學生,根據牛頓第二定理的方式書寫,也有中學生寫成N-G=ma。于是,要提醒中學生,合力,應是求各個力之和,只不過這兒是矢量求和。
接著,可以提問,怎樣把矢量求和轉換成我們熟悉的數字運算呢?這就要備考怎樣用代數中的正負號表示矢量的方向了。
在有了上述的鋪墊后,若以豎直向下為正方向,可以得到下邊的表達式:N+(-G)=ma,這兒提醒中學生,字母表示對應的力的大小,“+”是求和的運算符號,“-”是“負號”,而不是運算符號加號,它表示力的方向。
學習測量
1.以下說法正確的是:
A.民航公司要求乘客不得攜帶超過5kg的隨身物品,而小明帶了一個6kg的袋子,則袋子處于超重狀態;
B.某人體重60kg,一年后他體重為70kg,此時他處于超重狀態;
C.用彈簧秤把靜止的勾碼向下拉起牛頓定律在生活中的應用,若彈簧秤的示數小于勾碼的重力,則勾碼處于超重狀態;
D.處于超重狀態的物體,其真實的重力減小了。
2.若某田徑運動員在正常訓練時能抬起60kg的重物,則在加速上升的扶梯里,他能夠抬起60kg的重物嗎?為何?
3.如圖,2008年9月27日16時41分00秒,我國航天員翟志剛打開神舟七號載人飛船軌道艙艙蓋,首度施行空間出艙活動,皚皚太空第一次留下中國人的足跡。已知航天員追隨飛船一起繞月球做圓周運動,航天員處于一種“漂浮”狀態,請問他是否處于失重狀態?為何?
4.如圖所示,一傾斜的滑竿上套有一小環,小環通過一根細繩與一物體相連,當小環和物體一起下降,并保持相對靜止時,發覺細繩沿豎直方向,請問滑竿可能光滑嗎?為何?
本文選自南京師范學院出版社《基于核心素質的中學數學教學重難點突破》一書。
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