王博

【關鍵詞】 物理教學;向心加速度;設計

【中圖分類號】 G633.7 【文獻標識碼】 A

【文章編號】 1004—0463（2015）19—0106—01

高中物理“向心加速度”的教學對于高中物理的學習有著重要的意義。高中物理教材中，對于“向心加速度”一課的教學有效性一直未能令人滿意，但“向心加速度”的教學很好地體現(xiàn)了高中物理新課程教學的多方位立體目標。筆者認為，在教學過程中，教師應對教學方式不斷進行創(chuàng)新探究，努力將有效性與創(chuàng)新性相結合，讓學生對“向心加速度”有更透徹的理解。

一、加速度的設計創(chuàng)新

通過簡單的規(guī)律來分析復雜的事物是分析解決物理問題的一般方式。如若不按照學生的思維發(fā)展特點，直接從較難的問題開始，學生解決問題的熱情與積極性就很可能會被影響。例如，直接給出問題：已知質點做線速度大小為v的勻速圓周運動，半徑為r，經(jīng)過時間t，質點從A點運動到B點，求該過程中質點的加速度。學生看到問題后會覺得無從下手，失去了探索的興趣。但如果教師通過教材開頭的思考與討論，指導學生分析勻速圓周運動的實例，把運動和力的關系進行進一步的探討，再自然地引入“向心加速度”這一概念，學生就會對新引入的概念有個初步的知識，就會激發(fā)繼續(xù)深入學習的興趣。

二、教學過程中的初步指導

在引入問題之前，教師應帶領學生回顧之前所學的內(nèi)容，為引出“向心加速度”這個概念打好基礎。比如可以先對勻速圓周運動的部分進行回顧，勻速圓周運動是曲線運動，因此也是變速運動，存在加速度，那么勻速圓周運動的加速度有什么特點呢？

對于加速度的考慮，不外乎大小和方向，那么就可以分別從大小和方向這兩個方面單獨對“向心加速度”進行探究分析。初步分析不能要求結論的精確性，而是應該有整體性的認知。對于“向心加速度”的大小，教材中給出了兩種表達式a=和a=ω2 r，并附有“自行車的傳動”的生動例子。通過實例，教師可以給出相應的解釋，使學生對表達式的意義有正確理解。加速度是一個既有大小又有方向的矢量，那么“向心加速度”的方向又是如何呢？通過列舉地球圍繞太陽公轉的例子和細繩牽引小球在光滑水平面上進行圓周運動的例子，可以得出結論：物體的加速度指向圓心，并且點明“向心加速度”的含義就是指做勻速圓周運動物體的加速度。通過這樣簡單分析，學生會對“向心加速度”有整體認知。

三、理論教學過程中的深入分析

對物理的學習不能停留在整體認知的層面上，應該在對整體有把握的基礎之上深入而又精確地進行分析，用科學嚴謹?shù)膽B(tài)度來對待問題。因此，教師應該使學生對“向心加速度”的理解更加透徹。

首先從加速度的定義入手，加速度在直線運動中的定義公式a=.由于物理量定義是普遍適用的，所以在圓周運動中，這個公式依然成立，那么加速度的方向與速度的方向是一致的。

然后，根據(jù)在數(shù)學推導過程中曲與直的辯證關系，利用極限的思想對“向心加速度”的公式進行驗證。Δt在Δθ趨于0時也趨于0，這時表示物體的瞬時加速度。由于是圓周運動，運動軌跡為圓形，弧AB與弦AB的長度近似相等，根據(jù)三角形相似的原理得到下式：a==ων==rω2.

最后應該對“向心加速度”的物理意義進行更深一步探討。很多人對“向心加速度”的物理意義理解并不準確或有一定的偏差。“向心加速度”并不是一個衡量速度方向變化快與慢的物理量，不能將其與角速度的概念混為一談?！跋蛐募铀俣取痹谶\動學的觀點中，是物體的加速度沿半徑方向的分量。而在動力學的觀點中，“向心加速度”是向心力與物體本身質量之比。綜合上述的分析，“由于速度方向改變而引起的速度變化的快慢”才是“向心加速度”較為準確的物理意義。

將探究實驗與理論教學相結合看似耗時費力，但這對于學生學習“向心加速度”這部分內(nèi)容，甚至高中物理這一學科可以達到事半功倍的效果。理論與實踐結合的方式，可以讓學生在學習的過程中產(chǎn)生濃厚的學習興趣，并且能夠比較深刻地體會到科學探究的方法，比如利用數(shù)學中無窮的思想、幾何的概念對物理問題進行解決。這一過程培養(yǎng)了學生綜合運用知識的能力，提高了學生對抽象事物想象的能力，提升了學生的科學素養(yǎng)，可謂一舉多得，遠遠超越了學習“向心加速度”這一物理量概念本身。

編輯：謝穎麗