加速度教学中值得注意的四个问题

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   加速度是高中物理中一个重要的物理量,也是运动学知识的重点和难点之一。笔者发现,学生对加速度的概念、大小以及方向的理解,都存在一些误区。下面,笔者就加速度的教学要点,谈谈个人的四点看法:
   一、注意概念的引入和形成
   引入加速度的概念,可以从生活实际着手。例如两辆汽车从静止状态均匀加速后,达到10m/s的速度,A车花了10s,而B车只用了5s。它们的速度都从0m/s变为10m/s,速度改变了10m/s,所以它们的速度变化量是一样的。但是,B车明显变化得更快一些。我们用加速度来描述这个现象,即B车的加速度大于A车的加速度。显然,当速度变化量一样的时候,花时间较少的B车的加速度更大,也就是说B车的启动性能比A车好。
   在学习加速度的概念时,学生很容易望词生义,误认为加速度就是加出来的速度。因此在教学的过程中,教师先要澄清加速度的生活概念,然后还要强化加速度的科学概念,即速度的变化与发生这一变化所用时间的比值。
   二、注意区分加速度和速度的概念
   速度是表示物体运动快慢的物理量,它等于位移和所用时间的比值;而加速度是表示物体运动速度变化快慢的物理量,它等于速度的变化量与时间的比值,即速度的变化率。我们不能根据加速度的大小,来判断物体运动的快慢;也不能根据速度的大小,来判断速度改变的快慢。例如物体的加速度越大,它表示:A.物体的速度越大;B.物体的速度变化越大;C.物体的速度变化越快;D.表示物体速度的变化率也越大。经过分析,得出正确的答案是C、D。
   没有清楚地理解概念,就很容易出现下面的理解误差:①物体有加速度,则物体的速度一定增加。由加速度的定义式可知,设速度方向为正方向,当a与速度v方向一致时,速度变化量v为正,即a>0,表示物体的速度增加,物体做匀加速直线运动;当a与速度v反向时,速度变化量v为负,即a<0,表示物体的速度减小,物体做匀减速直线运动。所以,加速度不一定会增加物体的速度,也可能减小物体的速度;②速度v越大,则加速度a越大;反之a越小,v也越小。由加速度定义可知,a的大小等于速度变化量v与时间t的比值。当v相等时,t越小,v与t的比值就越大,a就大;t越大,v与t的比值就越小,a就小。如果物体的速度变化量v很大,但用的时间也很多,即t也很大,那么a就不一定大了,反而有可能小了。因此,速度的大小与加速度的大小没有直接的联系。
   三、注意速度的方向和加速度的方向的联系
   加速度的定义式既定义了加速度a与速度变化量大小的关系,也定义了加速度的方向,即加速度a的方向就是速度变化量的方向,与速度v的方向没有必然的关系。所以,加速度a的方向有可能与v的方向相同,即物体做匀加速直线运动;加速度a也可能与v的方向相反,即物体做匀减速直线运动。所以,我们不能根据加速度方向判断物体的运动方向,也不能根据速度方向判断物体速度改变的方向。
   四、注意加速度变化与速度变化的联系
   判断物体的速度是增加还是减小,不必去考虑物体加速度的大小,只需要判断加速度和速度的方向是相同还是相反就可以了。当a和v的方向相同时,无论a增大还是减小,v均增大;当a和v的方向相反时,无论a增大还是减小,v均减小。速度v恒定,表示物体做匀速运动,加速度a为零;加速度a恒定,表示物体做匀变速运动,速度一定变化。
   以上提出的几个问题,都是学生在学习加速度的过程中很容易出现理解错误和困难的地方,在教学的过程中,教师要注重讲解清楚和多举些例子,再通过适当的练习,加强学生对加速度概念的认识,为以后的学习打下良好的基础。
   (作者单位:江西省余干县第三中学)
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