高中物理的功如何引入(如何引入功这一概念)
导语:初中物理:如何更好地引入“做功”的概念?看完你就懂
一个力是否对物体“做功”,是初中物理的难点之一。为了使学生能够尽快地理解“做功”的概念,并把有关知识前后联系起来,本文介绍一种深入浅出的引导方法。
图一
在学生学完牛顿第一定律后,对“力和运动的关系”就有了一定的初步认识。在此基础上,教师若能带领学生从教材(人教版)图8.1-2(下图)所示的现象出发,对小车所受重力在斜面和水平面对物体运动状态改变效果不同的原因进行认真分析,就可以不失时机地引入“做功”的概念,将会收到事半功倍的结果。
图二
这种引入方法,不仅有助于学生进一步深刻理解“力和运动的关系”,而且能对学生理解“做功和物体动能改变的关系”起到铺垫的作用,对后续学生理解物体的动能跟哪些因素有关(下图所示)也有一定的帮助作用。
图三
首先教师展示下图:
图四
其次由浅入深分析如下:
1.物体从斜面顶端由静止沿光滑面加速运动到光滑水平面后,将在水平面上作匀速直线运动。
2.物体在光滑的斜面上加速运动过程中,它的运动状态发生了改变;而在光滑的水平面上作匀速直线运动过程中,它的运动状态没有发生改变。
3.物体在光滑的斜面上所受的重力和支持力不能平衡,所以物体的运动状态发生了改变;而在光滑的水平面上所受重力和支持力二力平衡,所以物体的运动状态不能改变。
4.由于物体所受支持力的方向在两光滑面上都与物体运动方向垂直,所受重力方向仅在水平光滑面上与物体运动方向垂直,而在光滑斜面上所受重力的方向与物体运动方向不垂直,所以我们完全有理由认为:
在本现象中,与物体运动方向不垂直的重力才是物体运动速度大小改变的原因!
5.大量事实证明,当一个力的方向与物体运动方向不垂直时,这个力就对物体运动速度大小的改变有效果,我们就说物体在这个力的方向上移动了距离,这个力就对物体做了功。
图五
反之,当一个力的方向与物体运动方向垂直时,这个力就对物体运动速度大小的改变没有效果,我们就说物体在这个力的方向上没有移动距离,这个力就对物体没有做功(如下图中甲所示)。
简而言之:垂直不做功!
图六
扩展:若在上述图四示例中,斜面和水平面都是粗糙的,那物体在运动过程中还要受到滑动摩擦力的作用(如下图所示)。
图七
显然,滑动摩擦力的方向与物体移动方向并不垂直,它在改变物体运动速度的大小上有效果,有“贡献”(尽管这个“贡献”是减小了物体运动的速度),所以滑动摩擦力必然要对物体做功。
总之,物理学毕竟不是“物感学”,它不是自然常识的简单积累。适时适度地把学生所学知识串联起来,由直观提升到抽象,由感性提升到理性,就是由生活到物理的过程。只有这样,才能真正提高学生的物理素养。无原则地降低学习的难度,拒绝对已有经验的抽象理性分析,就是在拒绝物理学!
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