中專物理課程中加速度概念的理解及教學(xué)建議

1、中專物理課程中加速度概念的理解及教學(xué)建議 摘要：加速度是運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的核心概念，是聯(lián)系這兩部分內(nèi)容的橋梁，中專初學(xué)者必須弄懂、學(xué)透。本文深入分析了如何理解加速度這一概念，探討了教師如何教、學(xué)生如何學(xué)的問(wèn)題。 關(guān)鍵詞：加速度運(yùn)動(dòng)物體變化力 加速度是中專物理課程的重要概念之一，也是一個(gè)比較抽象和較難掌握的概念，是運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的核心概念，是聯(lián)系這兩部分內(nèi)容的橋梁，初學(xué)者必須弄懂、學(xué)透，否則就會(huì)影響今后的物理學(xué)習(xí)。 “速度的改變跟發(fā)生這個(gè)改變所用時(shí)間的比值，叫做物體的加速度。”對(duì)這個(gè)概念的理解，不能死記硬背，要找出其中的關(guān)鍵部分深入理解。 1、加速度是反映運(yùn)動(dòng)物體速度變化快慢的物理量，而不是反映物

2、體運(yùn)動(dòng)快慢的，要把“速度的變化”和“運(yùn)動(dòng)速度”嚴(yán)格分清，要特別注意“變化”二字。 2、要理解“速度的改變跟發(fā)生這個(gè)改變所用時(shí)間的比值”，這里的時(shí)間是指速度變化所用的時(shí)間，速度的這種變化和這種變化所用的時(shí)間的比值，正是加速度的數(shù)值，習(xí)慣上也叫“單位時(shí)間內(nèi)速度的變化”，或叫“速度的變化率”，通常表示為：a=。 3、加速度的單位由速度的單位和時(shí)間的單位決定。在國(guó)際單位制中，速度的單位是m/s，時(shí)間的單位是s，則加速度的單位是m/s2。 4、加速度是矢量，它既有大小又有方向。在上面的定義中，方向問(wèn)題似乎看不出來(lái)，但事實(shí)并非如此，在變速直線運(yùn)動(dòng)中，“直線”一詞就反映了加速度的方向只能在直線方向上，這樣只

3、用加速度的正、負(fù)就能反映其方向了。教材上是這樣規(guī)定的：以初速度vo的方向?yàn)檎较颍瑒t加速度正、負(fù)的判斷方法為：若vtvo，加速度a0為正值，表示a和vo方向相同；若vtvo，加速度a0為負(fù)值，表示a和vo方向相反。 在明確上述內(nèi)容的基礎(chǔ)上，我們還須注意以下幾個(gè)問(wèn)題： 1、不能錯(cuò)誤地認(rèn)為速度大的物體加速度一定大。實(shí)際上加速度的大小和速度的大小沒(méi)有直接的關(guān)系，加速度的大小決定于單位時(shí)間內(nèi)速度的變化，有的物體盡管運(yùn)動(dòng)速度很大，如果其速度在單位時(shí)間內(nèi)變化很小或不變化，則它的加速度就很小或?yàn)榱恪?這就是說(shuō)，速度大的物體，加速度不一定就大。例如勻速飛行的高空偵察機(jī)，盡管它的速度接近1000m/s，但它的加

4、速度為零。 2、有的同學(xué)容易理解運(yùn)動(dòng)物體在某點(diǎn)的加速度為零，它的速度不一定為零，但不容易理解運(yùn)動(dòng)物體在某點(diǎn)即時(shí)速度為零，其加速度卻不一定為零。這里的錯(cuò)誤還是因?yàn)闆](méi)有理解加速度決定于運(yùn)動(dòng)物體單位時(shí)間內(nèi)速度的變化。盡管運(yùn)動(dòng)物體在某點(diǎn)的即時(shí)速度為零，但只要稍離開(kāi)這一點(diǎn)，其速度就有了變化，故加速度不為零。 3、要牢固建立力和加速度相聯(lián)系的觀點(diǎn)，明確力是使物體產(chǎn)生加速度的原因。一個(gè)物體，如果它的速度的大小和方向發(fā)生了改變，或者僅大小和方向中的一項(xiàng)發(fā)生了改變，我們就說(shuō)這個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了改變。例如列車出站時(shí)，在機(jī)車牽引力的作用下，由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，并且速度不斷增大；列車進(jìn)站時(shí)，由于受阻力的作用，速度不斷

5、減小，最后停下來(lái)?，F(xiàn)象表明，物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變，是由于受到了力的作用，物體具有了加速度，因而我們可以說(shuō)“力是物體產(chǎn)生加速度的原因”。 4、要理解牛頓第二定律F=ma中加速度a的物理意義。牛頓第二定律F=ma公式中的加速度a與合外力F有相互依賴性、瞬時(shí)性、同向性。意思是：合外力與加速度同時(shí)存在，同時(shí)消失；合外力增大，加速度也隨之增大；合外力減小，加速度也隨之減??；合外力的方向與加速度的方向始終是一致的。但是要注意加速度的方向不一定與物體運(yùn)動(dòng)的方向（即速度的方向）一致，也就是說(shuō)，不能認(rèn)為物體一受到合外力作用，就一定都是沿著合外力的方向運(yùn)動(dòng)。 5、有的同學(xué)對(duì)于向心加速度的物理意義不理解，認(rèn)為向心加速

6、度a=是有一定數(shù)值的，但它又不改變物體運(yùn)動(dòng)的線速度數(shù)值，這是否矛盾？同學(xué)們之所以對(duì)此發(fā)生誤解，主要是沒(méi)有真正理解速度和加速度都是矢量，速度的變化包括數(shù)值和方向的變化。實(shí)際生活中都有這樣的體會(huì)，物體轉(zhuǎn)彎半徑r一定時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)越快（v大），轉(zhuǎn)彎越困難；物體運(yùn)動(dòng)速度v一定時(shí)，轉(zhuǎn)彎半徑r越小，轉(zhuǎn)彎也越困難。根據(jù)上面的分析，向心加速度和物體質(zhì)量的乘積（m）反映了向心力的大小，這個(gè)力改變了物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，但它不改變物體線速度的數(shù)值，只改變物體的運(yùn)動(dòng)方向。 加速度是中專物理課程中較難理解和較難掌握的一個(gè)概念，建議在“直線運(yùn)動(dòng)”一章中只要求學(xué)生知道：加速度既有大小又有方向，是矢量；加速度的正負(fù)號(hào)可以表示加速度的方向。在“牛頓運(yùn)動(dòng)定律”一章中，則要求學(xué)生理解加速度與合外力的相互依賴性、瞬時(shí)性、同向性。在“曲線運(yùn)動(dòng)”一章中，則要求學(xué)生理解向心力、向心加速度、物體運(yùn)動(dòng)的線速度之間的關(guān)系。 參考文獻(xiàn)