筆者以為k的取值要尊重歷史發(fā)展,讓學(xué)生了解k不是簡單的就是取1.F=kma這個(gè)關(guān)系式應(yīng)該是給出一種定義單位力的方法,比如在工程力學(xué)中有“公斤力”的概念,1公斤力指的是1kg的物體所受的重力,即1公斤力=9.8 N,此時(shí)k=1/9.8.而我們?nèi)=1是規(guī)定在力F、質(zhì)量m、加速度a都取國際單位制的基本單位時(shí)的結(jié)果.為了加深理解,我們可采用非基本單位進(jìn)一步說明,比如力F的單位為牛頓N,質(zhì)量m的單位為克g,加速度a的單位為米每二次方秒m/s2,這樣k=1000.讓學(xué)生了解這個(gè)過程是必要的,這也是一種科學(xué)思維的培養(yǎng),所以筆者以為教師甲的處理更加科學(xué).
3牛頓第二定律的理解
在對(duì)牛頓第二定律的初步理解中,三位教師的處理方式各不相同.值得一提是教師甲在得出牛頓第二定律的一般表達(dá)式后,再次播放“太空授課”的剪輯視頻,解決了課前提出的問題“太空中如何測(cè)量質(zhì)量?”,進(jìn)而提出“當(dāng)物體受到幾個(gè)力作用時(shí),上述規(guī)律又將如何表述?”,通過如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行探究,將牛頓第二定律表達(dá)式擴(kuò)展為F合=ma.教師乙是通過已學(xué)過的自由落體運(yùn)動(dòng)提出問題“為什么自由落體運(yùn)動(dòng)中的加速度都為重力加速度g,保持不變呢?”,引導(dǎo)學(xué)生得出“因果性”,再通過對(duì)課本教材的閱讀,直接提出F合=ma.教師丙則是通過“光滑水平面上質(zhì)量為4 kg的物體受到8 N的力作用,求物體加速度?”的簡單例題進(jìn)行變化,歸納出一系列性質(zhì),如“將物體的質(zhì)量改為2 kg”得出“同體性”,“若在3 s末,再給物體施加一個(gè)大小是N水平向(方向)的拉力,求物體的加速度?”這一開放性的題目結(jié)合學(xué)生的解答得出“獨(dú)立性”、“同向性”和“瞬時(shí)性”.
在牛頓第二定律的新課教學(xué)中,筆者認(rèn)為不適宜將很多的性質(zhì)羅列出來,我們確實(shí)需要對(duì)牛頓第二定律有這么深的理解,但是這不是一節(jié)課就能解決的問題,它需要通過大量的應(yīng)用實(shí)踐才能逐步接受,或者是在應(yīng)用中感悟到牛頓第二定律的豐富的內(nèi)涵.對(duì)牛頓第二定律的理解重點(diǎn)應(yīng)該放在F合=ma上,這是牛頓第二定律應(yīng)用的基礎(chǔ).教師甲通過簡單的實(shí)驗(yàn)探究讓學(xué)生深刻體會(huì)到表達(dá)式中F為物體受到的合力F合,并且對(duì)力和加速度方向具有同向性有了清晰的認(rèn)識(shí),接著立刻轉(zhuǎn)到簡單應(yīng)用上,恰到好處;教師乙在利用了教材的表述,直接點(diǎn)出F為物體受到的合力F合,雖然簡潔,但是可能在學(xué)生腦海中印象不夠深刻,學(xué)習(xí)效率上可能有所欠缺;教師丙的處理個(gè)人覺得有值得商榷的地方,但是該教師在教學(xué)過程中所展示的教學(xué)手段是高超的,在下面簡單應(yīng)用中再敘述.
4牛頓第二定律的簡單應(yīng)用
教師甲在簡單應(yīng)用中考慮到計(jì)算的簡便度,只將課本教材中例1中的數(shù)據(jù)重新設(shè)置,在例1講解結(jié)束后,歸納總結(jié)了牛頓運(yùn)動(dòng)定律解題的一般步驟,對(duì)例2采取了兩種方法即力的合成和正交分解法從不同角度引導(dǎo)學(xué)生做出解答.教師乙選用的例1也是“汽車啟動(dòng)和剎車”情境,但是做了重新編排,在例2中,通過如圖2所示的實(shí)驗(yàn)情境,求解加速度.教師丙沒有單獨(dú)的針對(duì)簡單應(yīng)用的例題,但是在教學(xué)過程中,教師丙將例題和牛頓第二定律的各種性質(zhì)理解結(jié)合起來,在處理問題的過程中,通過上述中開放性問題的設(shè)置,讓學(xué)生合作探究,得出結(jié)果,并在最后解釋了課前提出的問題二“為什么要逃逸塔、助推器分離,火箭一級(jí)分離,火箭二級(jí)分離?”