1、在困惑中思考 在活动中探索 关于“惯性”教学重点和难点的突破 “惯性”一节的教学中,课的重点和难点都是对惯性的理解。因为学生对“惯性”感到非常的抽象,不象有的物理量,看得着,摸得到。学生能把惯性的概念背得滚瓜烂熟,但一接触到实际问题,就犯经验性错误。为使学生正确理解惯性概念,在教学中应多做几个实验和多举几个生活中的有关“惯性”的实例来突破本课的重点和难点。一、“惯性小实验”帮助学生学习实验验证方法,并有助于学生对“物理与生活”的认知。 (一)用新奇实验引起学生兴趣 演示实验 1在装有水的杯子上放一硬纸板,纸板上放一鸡蛋。迅速击打鸡蛋下的硬纸板,鸡蛋竖直落入杯中,并没有沿水平方向运动。 结论:
2、原来静止的物体,具有保持静止状态的性质。 2匀速运动的电动车上面铁球落下,恰好进入下面的球篮。该实验反映了:原来运动的物体,具有保持匀速运动状态的性质。 通过两个演示实验,引出惯性的概念。(二)用学生可操作实验调动学生积极性学生实验指导学生自己完成下例实验: 1用尺迅速打出下面的棋子,下面的棋子被打出,但上面的棋子未倒。2用铅笔猛击钢笔帽下的纸条时,纸条离开桌面,而钢笔帽依然竖在桌上未倒。上面的棋子为什么不会倒?钢笔帽为什么能留在原处?因为原来静止的物体有保持原来的静止状态的性质,人们叫它惯性。3把透明胶带竖立在书本上,随书一起运动,当书突然停止时,透明胶带继续向前滚动。透明胶带为什么没随下面
3、的物体停下来呢?这是因为运动的物体有保持原来的运动状态的性质,人们也叫它惯性。从牛顿第一定律知道,任何物体都具有保持静止状态或保持匀速直线运动状态的性质,这种性质叫做惯性。也可以说,物体保持运动状态不变的性质叫惯性。(三)通过演示实验引导学生分析惯性现象惯性是物体本身的一种属性,那么物体表现出的惯性现象很多很多,下面做几个表现物体具有惯性的有趣实验来解释惯性现象。1木块向后倒与向前倾。 甲 乙甲:木块和小车原来都处于静止状态。突然拉动小车时,木块底部和小车一起运动,由于惯性,木块上部还要保持静止状态,所以木块向后倾倒。乙:刹车前木块和小车一起运动。刹车时,木块底部和小车都停住了,但是由于惯性,
4、木块上部还要保持向前运动,所以木块向前倾倒。这个实验再现了汽车启动和紧急刹车时的惯性现象。2快速抽出物体下纸条。 纸条在外力的作用下,很快由静止状态变成速度很快的运动状态,而纸条上的物体由于惯性,还要保持它原来的静止状态,所以没有同纸条一起发生运动。3冲击摆当重锤下落撞击金属片时,金属片受到外力的作用,由静止状态变成运动状态,而金属片上的金属球由于惯性,它还要保持原来的静止状态,所以金属球竖直下落。4.绣花绷上的笔当突然弹开绣花绷时,由于惯性,笔仍然保持原来的运动状态,停留在原来的位置,并在重力的作用下落入下方的雪花瓶中。二、例举生活中的一些惯性实例,在教学中必须讲清以下几点,以突破“惯性”教
5、学的难点,使学生攻固对惯性概念的理解。(一)“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。例洒水枪的水离开枪后还能继续向前是由于水具有惯性,(下落是由于受重力改变了运动状态)该实验表明液体也具有惯性。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
6、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性质。(二)惯性与惯性定律的区别惯性是自然界中的物体所具有的一种性质,这种性质表现为物体总要保持原来的运动状态,即静止或匀速直线运动状态。而惯性定律是一条客观规律,这一规律说明了正是由于物体具有惯性这种性质,所以当没有外力改变
7、物体运动状态时,物体将保持原来的运动状态,即静止或匀速直线运动状态。因此,惯性和惯性定律是完全不同的两回事,前者是物体具有的一种性质,后者是物体在不受力时遵循的一条客观规律。(三)惯性不是力惯性是物体具有的保持匀速直线运动或静止状态的性质,惯性和力是两个不同的概念。力是物体间的相互作用,一个物体受到力的作用,必定有另一个物体对它施加了这个力,也就是说一定有施力物体。而惯性是物体具有的性质,不是外界施加给它的。惯性和力是两个本质上完全不同的概念。因此,把惯性说成“惯性力”或者说成“受到惯性的作用”都是错误的,都是混淆了惯性和力的区别。例“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
8、关闭发动机后还要向前运动”,这些都是由于子弹和汽车具有惯性还要保持原来的运动状态继续向前运动。惯性与是否受力无关。(四)惯性大小只与物体质量有关物体惯性大小就是指改变物体运动状态的难易程度。学生往往把惯性大小跟速度大小混为一谈,他们往往认为“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。例:比如货车启动时,由静止到运动得需要一段时间,空车易启动,满载时不易启动;再比如骑自行车,单人时和带人时的感觉相比不一样等,从实例分析,运动
9、状态变化的难易程度与质量有关。物体惯性的大小只与物体的质量有关,质量越大,惯性越大,质量越小,惯性越小,物体的质量是惯性大小的唯一量度。(五)“物体惯性”与“外力作用”的辨证关系物体原来具有某个速度,物体的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。例:人走路时,被石头绊住会向前倒。这是因为人走路被石头绊住之前,人是向前运动的,被石头绊住时脚受到阻力的作用,改变了它的运动状态,就停止了运动,而上身仍保持原来的运动状态,继续向前运动,所以,被石头绊住会向前倒。例拍打衣服上的尘土;套紧松动了的锤把;甩干洗手后水份;用扬场机优选种子;“空中飞人”柯受良用摩托车飞越长城等都利用了物体的惯性。本课针对学生学习中的难点和重点问题,在新课教学的开始先设计了几个有趣的实验,以突出本堂课的重点。利用惯性实验的新奇性,激发学生学习兴趣,提高学以致用的能力。然后通过实例分析突破难点,从具体事例中抽象出惯性概念,发展了学生抽象思维的能力,分析问题和解决问题的能力,促进学生的思维活动,从感性认识上升到理性认识,为应用惯性知识解释实际问题的铺垫了基础。