在體驗中認知 在嘗試中理解

談科佼

[摘要]勻變速直線運動的速度與位移的關系是運動學中的重要公式。文章通過視頻引入公式，然后再讓學生推導出公式，最后通過三個由淺到深的例題的分析講解，幫助學生牢固掌握所學公式。

[關鍵詞]消t公式勻變速直線運動速度與位移的關系教學設計

[中圖分類號]G633.7

[文獻標識碼]A

[文章編號]1674-6058（2016）32-0073

《勻變速直線運動的速度與位移的關系》是高中物理必修1第二章第四節內容。這節內容是勻變速直線運動中的一個重要推論，也是實際生活中運用較多的運動學推論，彌補了v-t圖像的不足。

二、設計思想

本節課的主要設計思路有以下幾個方面：（1）以復習v-t圖像上的勻變速直線運動為線索，引導學生通過v-t圖像找Vo、x、a、V1、t五者關系，不需要硬記公式。（2）通過車禍視頻，引入一個涉及Vt、a、x、Vo四者關系的實例，讓學生知道消t公式存在的必要性。（3）通過問題引導，使學生認識到消t公式可以推導得出。（4）通過典型例題，讓學生學會從題目中提取信息，找尋適合的規律解題。其流程圖如圖1所示。

三、教學流程

環節一：復習v-t圖像引入。

教師：請同學們在v-t圖像上畫初速度為Vo，加速度為a的勻加速直線運動圖線？

在v-t圖像上，我們可以找到勻加速直線運動的幾個物理量？

學生：v、a、x、t。教師：很好，上節課我們剛剛學過勻變速直線運動的兩個基本公式，是哪兩個？

教師：很好，這兩個基本公式能否從v-t圖像上找到？

學生：可以，這兩個公式本來就是從圖像上推導過來的。

問題設計意圖：v-t圖像是處理運動學問題的有效方法之一，很多運動學公式也可以從圖像上推導，為下面從v-t圖像上找不到消t公式埋下伏筆。

教師：在解決Vt、Vo、a、t或者Vo、x、a、t關系時，既可以選擇基本公式，又可以用v-t圖像來解決。下面請同學們來看一段視頻（播放一段汽車車禍視頻）。

問題設計意圖：汽車是生活中最重要的交通工具，它給人們帶來了方便，也帶來了危害。通過這個視頻可以使學生深刻體會車速與剎車距離的關系，從而為消t公式的引出做好鋪墊；以學生熟知的汽車運動為例展開知識教學，將“安全駕駛，珍愛生命，低碳環?！睗B透于知識教學中，這樣就使枯燥的物理知識變得鮮活，也讓學生深刻感受物理其實就在我們身邊，拉近了物理與學生的距離。

教師：在公路上經?？梢钥吹揭恍┫匏倥疲幎似囃ㄟ^該路段的最高時速，并要求駕駛員必須保持一定的行車距離。一旦發生交通事故，我們會看到交警測量有關距離。其中非常重要的是測量剎車距離。你知道測量剎車距離的目的嗎？

學生：看車子是否超速。

教師：剎車過程涉及運動學幾個物理量，能從v-t圖像上找到它們的關系嗎？大家討論一下。

學生：有Vt、Vo、a、x，在圖像上不能找出它們的關系，圖像上一定涉及t這個物理量。

教師：很好。我們要通過Vt、Vo、a、x，算口來看是否超速，v-t圖像上又找不到它們四者的關系，所以我們必須要找尋它們四者的關系式。

教師：前面我們學的兩個基本公式里都含有我們所需的三個量，多了一個t，你是否能通過這兩個式子，化解一下，得出我們所需的Vt、Vo、a、x四者關系呢？（請學生板演）

問題設計意圖：在傳統的課堂中，為了節省課堂時間，提高課堂密度，教師往往會將這個推導過程直接在黑板上書寫出來，盡管這樣的方式有利于課堂教學的順利推進，但該方式往往會隔斷學生與物理現象之間的相互作用，規避了學生在現象觀察中取舍信息、構建模型的實際過程，從而使得學生處理問題的能力沒有得到有效提升。上述設計中，讓學生自行推導，實際上就是讓學生在嘗試中熟悉基本公式，在嘗試中進一步強化對公式的理解。

教師：這位同學通過兩式把t消掉，得到了這四者的關系式，我們把這個式子稱為消t公式。請同學們完成下面的計算題。

[例1]在某城市的一條道路上，規定車輛行駛速度不得超過30km/h。在一次交通事故中，肇事車是一輛客車，量得這輛車緊急剎車（車輪被抱死）時留下的剎車痕跡長為7，6m，已知該客車剎車時的加速度大小為7m/S²，請問該車是否超速？

[例2]某型號的艦載飛機在航空母艦的跑道上加速時，發動機產生的最大加速度為5m/S²，所需的起飛速度為50m/s，跑道長100m。通過計算判斷，飛機能否靠自身的發動機從艦上起飛？為了使飛機在開始滑行時就有一定的初速度，航空母艦裝有彈射裝置。對于該型號的艦載飛機，彈射系統必須使它具有多大的初速度？

[例3]長100m的列車通過長1000m的隧道，列車剛進隧道時的速度是10m/s，完全出隧道時的速度是12m/s，求：（1）列車過隧道時的加速度；（2）通過隧道所用的時間。

問題設計意圖：三道例題，設計成遞進關系。第一道例題是為了解決視頻引出的實際問題，使學生認識到消t公式在實際生活中的應用。第二道例題是為了讓學生熟練消t公式的應用和應用條件，同時在該題中還滲透了假設的思想方法。第三道例題是為了鍛煉學生根據題目條件合理選取公式的能力。

四、教學反思

物理公式教學，并不是簡單地把公式教給學生，讓學生死記硬背下來，然后做題。本節課先引入一段視頻，引發學生的興趣，使他們愿意探究勻變速直線運動的速度與位移關系。在實際課堂中學生討論得非常激烈。接著引導學生試著利用兩個基本公式推導出消t公式，學生板演過程中遇到一些小困難，經過提示也很快推導出結果。最后通過三道練習題使學生加深對公式的理解。整節課下來，學生基本能熟練掌握這個公式。值得反思的是：課堂上是要花時間讓學生思考、練習的，不能急。