對高中物理速度“反彈”概念的一點思考

摘要：速度是高中物理中引入的較難理解的矢量。學生在理解矢量方向時面臨較大困難，導致在練習以及考試甚至高考中頻頻出錯。速度反彈指的是在碰撞中速度的方向發生了180°的變化，從矢量角度出發，矢量發生了正負之變。本文引用例題說明物理概念學習中遇到的困難。

關鍵詞：速度；反彈；碰撞

高中物理在“速度”概念的引入有“相同位移比時間”和“相同時間比位移”兩種思路，兩種思路與學生而言后者更易接受。究其原因“相同時間”的情況下更能直觀地反映生活中的“快”“慢”。這樣導致了學生學習速度的時候對其“矢量性”的忽略，導致在后面的學習時會遇到一些困難。

一、 高一新課教學中遇到的速度反彈及其思考

《必修一》第一章第三節“運動快慢的描述——速度”這節內容本身有關速度的方向書上的描述是“速度是矢量，它既有大小，又有方向。速度的大小在數值上等于單位時間內物體位移的大小，速度的方向就是物體運動的方向。”本節內容不多，學生剛開始處理問題比較容易，但是高一、高二回頭復習本題時，卻困難重重，如下例題。

例題1如圖所示，皮球以速度8m/s向右運動，與墻相撞后以速度4m/s反彈回來，設皮球與墻相撞時間為0.1s，求皮球撞墻過程中的加速度。

高一的學生第一次接觸這類題目時，求解的正確率能達到80%，但是分科后的文科班第一次接觸這類題目的正確率只有50%，錯誤的同學都不由自主的v1-v2=4m/s-8m/s。

速度矢量性是高中物理的難點，學生能理解速度的“矢量性”，因為在速度的定義式中v=ΔxΔt，其中位移的變化量是矢量，所以速度的方向學生能考慮得到，可是“根深蒂固”的“快、慢”思想一直存在于學生的思維中，以至于遇到“反彈”之類的題目時，不由自主地會忽略掉“方向”，導致求解錯誤。

同樣的把“反彈”問題放到綜合性的題目中時，學生也會先錯幾次，而后反應過來這個“坑”，以后才會小心翼翼的越過去。

二、 高三復習課中遇到的速度反彈問題對比及其思考

分析與綜合是思維的基本過程，簡單地說，分析就是從整體到部分的思維過程，綜合就是從部分到整體的思維過程。分析與綜合思維能力是學生的關鍵能力，也是高校招生考試區分考生綜合素質和潛能的重要方面。在高三復習到速度時，遇到速度反彈問題時，不同類型的題目學生的處理結果也不一樣。

下題中沒有涉及速度“反彈”，學生的求解相當的漂亮，正確率能達到90%以上。

例題2（2017-2018蘇錫常鎮高三四市物理二模）一質量為m的蹦極運動員身系彈性蹦極繩，由水面上方的高臺自由下落，從開始下落到繩對人剛產生作用力前，人下落的高度為h，此后經歷時間t蹦極繩達到最大伸長量，人到水面還有數米距離，在此過程中蹦極繩對人的作用力始終豎直向上，重力加速度為g，不計空氣阻力，求該段時間內蹦極繩對人的平均作用力大小。

本題考點是動量定理的應用求解，學生求解時會寫：

動量定理：F合Δt=mΔv

速度的變化量：Δv=v2-v1

末速度：v2=0

初速度：v21=2ghv1=2gh

所以：F-mg=0-2gh

結果：F=mg+2gh

這題的考點與上一題考點差不多，都是動量定理F合Δt=mΔv的應用求解。可是對于學生這題的正確率能達到90%，而上一題的正確率只有50%，大部分學生的錯誤是“速度的反彈”沒有考慮到，導致Δv的求解有問題。

這題的考點、題目內容幾乎差不多，可是在稍微改變速度的變化量的基礎上，學生的正確率卻差這么多，這值得每一位老師的思考。

三、 總結

通過以上有關“反彈”速度中的一些問題，總結如下：

第一，“運動快慢的描述——速度”這節內容中速度方向所占篇幅，稍微少一點，教師在教授新內容時適當的讓學生來探究速度的方向，同時提出有關方向的一些問題，引導學生的思考。例如天氣預報中的“風”是怎么播報的；上學和回家中的“上”和“回”代表什么；口語中經常出現的“走過去”和“走過來”一樣嗎……

學生學習“速度的概念”時，教師要在學生的心中埋下一顆“方向的種子”，在以后的學習中，讓這顆種子發芽，通過訓練促使這顆種子長大，最后求解速度時學生首先考慮速度的方向，例如“汽車剎車時”會讓學生第一反應“車幾秒停下”。

第二，知識結構上，剛學習“位移”這個矢量，速度之后有“加速度”這個矢量，所以從學習的連貫性出發，學生思考“速度”的方向是很自然的。在剛學速度時遇到“反彈”問題，很多學生會很自然的考慮到速度方向怎么變，從而求解的正確率很高。但是學習了一段時間后，“動能”“機械能”等這些內容是標量，學生容易遺忘“速度方向”，導致復習中求解偏差。所以復習時注重幫助學生理順思路。

第三，物理思維的建立和完善。學習物理需要提高思維，通過理解，才能把有些概念掌握；通過運用，才能把這些概念吸收，消化；通過不斷的錯誤，才能不斷地總結提高；通過物理知識點的不斷整合，才能不斷地完善自己的物理思維。

四、 結束語

物理規律根源于物理現象，起源于物理概念。物理規律是建立在物理現象和物理概念基礎上的，速度是物理學中最基礎的概念之一，因此，學生學好速度，具有非常重要的意義，同樣也有利于后面內容的學習和整合。希望每位教師和學生都能深入探討速度的反彈問題。

參考文獻：

[1]鄭錄永.新課程改革下的高中物理概念教學研究[J].學周刊，2016（14）.

[2]岳燕寧.分析與綜合[M].合肥：中國科學技術大學出版社，2015：76.

作者簡介：呂娟，江蘇省南京市，南京市溧水區第二高級中學。