關于高中力學中定量功能關系的案例探索

許劍

摘 要： 高中物理學習注重的是學習方式、教學方法，并不是死記硬背便能學好高中物理。本文主要以理論加案例的形式闡述了針對高中物理力學中定量功能關系這一課題的教學方式及如何幫助學生更高效地學習物理。

關鍵詞： 高中力學 定量功能關系 案例探索

高中物理相對于其他高中學科來說難度較大，高中物理課程中力學與電磁學為物理教學難點。應引起教師和學校的高度重視，在提高學生學習興趣的同時，讓學生認識到物理學習的意義。

一、高中物理力學中定量功能關系定義

首先，外力對物體做功的代數和等于物體動能的變化量，也就是“動能定理”。

表達式：

W■=△E■=E■-E■=■mv■■-■mv■■

其次，重力對物體所做的功等于物體重力勢能變化量的相反數。

表達式：W■=-△E■=△E■-△E■=mgh■-mgh■

高中物理課程還有多個定量功能關系都對高中物理解題具有較大作用，通常情況下在解答物理題時都會用到一兩個關系對物理習題進行解答。

二、高中物理力學教學方法創新

力學自身便有較強的結構性，且力學知識都相互貫穿。在這樣的情況下，要求力學學生熟練掌握力學教學的知識結構，只有這樣才能學好每個章節的力學課程。高中物理力學教學規律性極強，需要整理一套適合學生的解題套路，加上熟練掌握力學概念才能更好地理解高中物理的重要性及解題技巧、學習技巧。

（一）以學生為主導，實踐教學。

高中物理之所以比較難懂、難記，主要是由于高中物理中存在較多公式、概念，且公式符號比較繁瑣。若非完全沉浸下來學習，則學生根本無法完全記住。其實，物理教學中的公式、概念、理論都是通過物理學家多年實驗總結出來的精華，不是憑空捏造，是按照科學邏輯推導出來的。如果讓學生了解物理公式、概念的來源，知道如何推導出來的，并且讓學生自己動手，切身體會物理公式的深刻意義，在這樣的基礎上提升學生的學習興趣，又讓學生了解物理的重要性，認識到物理力學課程中每個知識點的意義。

（二）關鍵詞記憶及多元化教學。

物理公式記憶是目前物理教學中學生需要克服的重點問題，據調查顯示80%的高中學生對物理學習中的公式記憶都較困難。因此，教師在教學時應幫助學生找到記憶公式的辦法，例如對于動能定理可以采用關鍵詞記憶法幫助學生記憶。筆者認為可以有這樣幾種方法：（1）教師可通過關鍵詞提問的方式加深學生對公式的記憶，比如上文“動能的變化量”和“做功的代數總和”便是概念的關鍵詞。（2）教師也可以請學生自行將公式轉化為文字敘述，評比表達合理性，從而加深理解和記憶。（3）隨著新課程理念的不斷創新，教學器材逐漸演變成多媒體教學，教師便可利用“動畫記憶法”，通過制作動畫短片將公式表達出來，還可鼓勵學生自己制作公式短片，將枯燥的物理學習動態化，渲染課堂氣氛的同時，方便學生記憶。

三、高中力學中定量功能關系的案例探索

筆者以功能關系這節課中一道例題的設計為基本案例，探索在新課程理念下如何開展以學生為主體的教學活動。

例題：如圖1所示，已知在傾角為θ的固定斜面低端處有一物體，質量為m，初速度為v■，現用沿斜面向上的拉力F使物體向上運動，假設滑動摩擦力大小為f。求：物體沿斜面向上運動了位移為L時的速度V■的大小。

（師）分析：解答此題時應首先分析物體的受力情況，確定運動的初末狀態，以及這一過程中各個力做功和能量轉化的情況，然后再選擇合適的功能原理解題。

（學生甲）方法一：選擇“除重力外，物體所受其他力做的功等于物體機械能的變化”這一功能關系列方程，即有：

W■=△E■

FL-fL=mgLsinθ+■mv■■-■mv■■

從上式中解出v■即可。

（師）問：能否換個角度研究這個過程中功和能量的關系？

（學生乙）方法二：本題也可以直接對上述已知條件使用動能定理列方程，即：

W■=△E■

FL-fL-mgLsinθ=■mv■■■mv■■

經數學變化可得：

FL-fL=mgLsinθ+■mv■■■mv■■

從上式中解出v■即可。

（師）仔細對比這兩個方法，同學們能得到什么啟示？

（學生討論……）

（師生總結）

如果仔細觀察我們就會發現，這個方程其實也就是方法一中利用“除重力外，物體所受其他力做的功等于物體機械能的變化”這一功能關系列出的方程。由此可見對于同一個物理過程我們可以用不同的物理視角看待，選擇不同的功能關系定量描述它。當然，這樣按照不同的功能關系列出的方程其物理意義各不相同，但是在數學上是等價的，都可以最終解出相同答案。

綜上所述，高中物理教學具有較強理論性，為了幫助學生構建知識體系，讓學生自主發現問題，將實踐與理論相結合解決問題，教師應結合新課標內容，教導學生勇于實踐，以學生為主，設計新穎的教學方式，真正幫助學生掌握物理知識。

參考文獻：

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