突破高中物理教學難點之加速度

劉華偉

物體的勻變速直線運動是高中物理教學的重中之重，是聯結運動學與動力學的紐帶和橋梁，是學生學好力學的基礎，也是電磁學中研究帶電粒子運動的關鍵。這一難點的突破是學習高中物理的關鍵。

一、巧妙創設物理情境，建立加速度概念

首先，教師應指導學生認識加速度。教師可以讓學生先觀察小車在摩擦力作用下的運動，以及小車在鉤碼拉車作用下的運動。這樣，學生就能直觀體會到小車速度的變化。在學生有了直觀認識后，教師再引導學生進行實驗測定，讓小車在鉤碼拉車作用下運動，并用打點計時器記錄，得出小車的運動速度，建立v-t圖像，同時分析物理速度變化特點，得出加速度，從而引導學生認識加速度。

其次，教師應幫助學生建立加速度的概念，這是本節內容的難點。教師可巧設物理情境，讓學生形成直觀印象。如上課時，教師可以先給出兩個事例：①火箭發射時，10秒內速度能增加到約100米/秒；②萬噸貨輪起航，10秒內速度增加到0.2米/秒。然后提出問題：“火箭與貨輪誰的速度變化更大？誰的速度變化快？”引導學生得出“速度變化量相同，用時短者速度變化快”的結論。

接著，教師可以再給出兩個事例：③蜻蜓起飛時，在0.8秒內可達到8米/秒；④劉翔起跑時，在0.16秒內達到8米/秒。然后提出問題：“蜻蜓與劉翔誰的速度變化更大？誰的速度變化快？”引導學生得出“時間相同，速度變化量大者，速度變化更快”的結論。

經過以上比較，學生逐漸在頭腦中構建起速度變化快慢的基本概念，并在比較中掌握了控制變量法。然后，教師可以一步步把學生引入加速度情境中，引領學生思考，使學生清晰地認識重力加速度。

二、多種方法并用，確定直線運動中加速度方向與速度方向的關系

“直線運動中，加速度方向與速度方向的關系”是學習加速度的另一個難點。為了突破這個難點，筆者準備了三種方法。

第一種方法是通過情境，體會兩者方向的關系。這可以讓學生回想起自己坐車時，在起動和剎車的過程中，加速度方向與速度方向的關系，使學生在頭腦中對運動方向與加速度方向形成形象思維，對于兩者間的關系產生直觀感受。

第二種方法是由公式進行分析。物體做直線運動，選取物體初速度的方向為正方向，用含有“+”“-”號的數值來表示各個矢量，將矢量運算轉化為代數運算。①當物體做加速運動時，v1取正值，v2也取正值，但v2>v1，因Δv=v2-v1，故為正值；

所以加速度a與初速度v1同向；②當物體做減速運動時，v1取正值，v2也取正值，但v2

以加速度a與初速度v1反向。③總結：若物體做加速直線運動，則加速度與初速度同向；若物體做減速直線運動，則加速度與初速度反向。

第三種方法是用擬人的方法來理解。將a與v看作兩個人，當a與v同向時，a起推動作用；當a與v反向時，a起阻礙作用（與后面的牛頓第二定律相呼應）。

三、利用物理圖像，加深學生對加速度概念的理解

物理圖像能直觀反映出某一物理量變化函數的關系。在引導學生進行抽象思維時，教師不妨利用物理圖像，幫助學生加深理解，記憶物理知識，把握物理量之間的關系，深刻地理解其物理意義。

教學時，教師可以設計以下問題：圖1是甲、乙兩物體的速度-時間圖像，請思考甲、乙兩物體的速度如何變化？它們在做什么運動？0～6秒內初、末速度各是多少？速度的變化各是多少？誰的速度變化大？誰的速度變化快？它們的加速度各是多少？甲、乙物體的v-t圖像誰的傾斜程度大？v-t圖像的傾斜程度與加速度有何關系？

在以上問題的引入中，學生可以一步步地走進加速度的情境中。這樣一來，學生既理解了加速度的概念，又能運用加速度的概念解決實際問題。

四、結合實際，靈活運用

為了加深學生對加速度這一概念的理解，教師可以讓學生分析運動的加速度。如讓學生設計實驗，測量自由下落物體的加速度；讓學生估算高速路上，兩輛汽車以36 千米/時的速度相向運動而發生碰撞，碰撞時間為2×10-3秒，汽車加速度多大？這樣的問題非常貼近生活實際，可以加深學生對加速度這一概念的理解。

《新課程標準》指出，學生要由生活走向物理，再從物理回歸生活。只有知識與生活實際相結合，才能達到學以致用的目的，才能加深學生對知識的理解，引導學生將概念與實際相聯系，解決實際問題。

（作者單位：江西省贛州市第一中學）