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惯性”教学中应注意讲清的几个问题

时间:2008-8-8栏目:物理论文

惯性”教学中应注意讲清的几个问题
湖南隆回县教研室  李社元
“惯性”一节的教学历来是初二物理的难点,学生把概念背得滚瓜烂熟,一接触到实际问题,就犯经验性错误,为使学生正确理解惯性概念,在教学中必须讲清下面几点.

1.“惯性”的本质.惯性是物体的固有属性,不论宏大物体,还是微小粒子,不论固体、液体、气体,不论静止物体,还是运动物体,不论物体在地球上,还是在月球上.一切物体在任何时刻,任何情况下都具有惯性.这一点应讲深讲透,教师应抓住概念中的关键字“一切物体都有……的性质”,反复讲授,引导学生讨论,理解概念本身含义.教师应在下列方面讲清其内涵.惯性是物体的固有属性,既然是固有性质,就不能说物体处于匀速直线运动状态或静止状态时有惯性,而运动状态改变或所受合外力不为零时就没有惯性,也不能说惯性“仅在物体处于匀速直线运动状态或静止状态时起作用”,而“在物体运动状态改变或所受合外力不为零时不起作用”.再结合“行驶中的汽车或火车,由于惯性,不能立刻停止,即使紧急刹车,也要向前运动一段距离才能停下来”这一实例,指出“对运动物体即使加上很大的阻力,要使它停下来仍需一段时间”,正是运动物体要保持匀速直线运动状态(因而力图反抗速度减小)的性质表现;再以汽车出发时即使加大油门使牵引力很大,也不可能立刻开得很快为例阐明“对静止物体即使加上很大的推动力,要使它达到某一速度仍需一段时间”也正是静止的物体要保持静止状态(因而力图反抗速度增大)的性质表现.然后根据这两方面的表现,对照概念,使学生明确惯性是物体具有保持原有运动状态不变的一种“惰性”,即使物体受到外力作用,运动状态改变了,但它的“惰性”还是存在,因此惯性不会消灭,是物体本身具有的.

2.“惯性”与“第一定律”的区别.学生往往把牛顿第一定律的内容当做惯性概念,即“惯性”与“惯性定律”混为一谈.这也正是他们认为物体只有在不受外力作用时才有惯性.为了纠正这种错误,除了使学生能准确地叙述惯性和牛顿第一定律的内容,还应该使学生知道它们的区别:惯性是一切物体固有的属性,是不依外界(作用力)条件而改变,它始终伴随物体而存在.牛顿第一定律则是研究物体在不受外力作用时如何运动的问题,是一条运动定律,它指出了“物体保持匀速直线运动状态或静止状态”的原因.而惯性是“物体具有保持原来的匀速直线运动状态或静止状态”的特性;两者完全不同.为何牛顿第一定律又叫惯性定律,是因为定律中所描述的现象是物体的惯性的一个方面的表现,当物体受到外力作用(合外力不为零)时,物体不可能保持匀速直线运动状态或静止状态,但物体力图保持原有运动状态不变的性质(惯性)仍顽强地表现出来.

3.“惯性”与“力”的区别.学生往往把“惯性”当做力,认为“子弹离开枪口后还会继续向前运动”,“水平道路上运动着的汽车关闭发动机后还要向前运动”这些都是“惯性”这个力作用的结果等.为了纠正这种错误,可结合力的概念,要求学生去寻找施力物体,让他们碰壁,再引导学生分析惯性与力的区别:①物理意义不同;惯性是指物体具有保持静止状态或匀速直线运动状态的性质;而力是指物体对物体的作用.惯性是物体本身的属性,始终具有这种性质,它与外界条件无关;力则只有物体与物体发生相互作用时才有,离开了物体就无所谓力.②构成的要素不同:惯性只有大小,没有方向和作用点,而大小也没有具体数值,无单位;力是由大孝方向和作用点三要素构成,它的大小有具体的数值,单位是牛.③惯性是保持物体运动状态不变的性质;力作用则是改变物体的运动状态.

4.“物体惯性”与“外力作用”的辨证关系.物体原来具有某个速度,物体惯性则力图使其继续保持这一速度,但力图保持与能否保持则是不同的.当物体受到合外力为零时,物体可保持这个速度,当物体所受合外力不为零时,物体便不能再保持原来的速度,运动状态就发生了变化.物体的惯性和外力作用这一对矛盾的对立统一,形成了宏观物体的形形色色的各种复杂的运动.如果没有外力,物体也就没有复杂多样的运动形式;如果没有惯性,物体的运动状态改变不需要力的作用.只有当我们理解了惯性与外力作用的辨证关系,就不难解释惯性现象.例如“锤子松了,把锤把的一端在物体上撞几下,锤头就能紧套在锤柄上”这是因为锤与柄原来都向下运动,柄撞在物体上受到阻力作用,改变了它的运动状态,就停止了运动,锤头没受阻力仍保持原来运动状态,继续向下运动,这样锤头就紧套在锤柄上了.

5.“惯性”与“速度”的区别.学生往往把惯性大小跟速度大小混为一谈,他们往往根据“汽车行驶得越快,刹车越困难”一类现象认为:“汽车行驶越快,其惯性越大”.对于初中学生,惯性的大小与物体速度大小的区别,限于知识面,很难讲深讲透,但要提醒学生注意,惯性大小与物体运动的快慢无关.运动快的汽车难刹车是因阻力大小有限,如果增大阻力,它也会很快停下来.

综上所述,教师只有在讲清了以上几个问题,学生才能真正理解惯性的内函,应用惯性解题才不会误入歧途.


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