对人教版《普通高中课程标准实验教科书物理必修1》
中的矢量教学的反思
市北高中 华颖
关键词:矢量教学 人教版教材的编排
主要内容:矢量知识是高中物理教与学的重点和难点。人教版《普通高 中课程标准实验教科书物理必修1》中对矢量概念及运算的编排遵循层层深 入、循序渐进的认知规律。教材的编排如下:
一、 小荷才露尖尖角 ----- 直线上矢量计算法则 二、 柳暗花明又一村一一互成角度矢量计算法则
三、 待到山花烂漫时 ---- 平行四边形定则和一直线上矢量计算的结 合:正交分解法
矢量知识是高中物理教与学的重点和难点。对高一学生来说,一进入 到高中的物理学习就接触到矢量概念及运算,如果教师处理不当,刚遇到 时就追求一步到位,那么就会适得其反,欲速则不达,反而使学生望而生 畏,从而敬而远之。实际上,人教版《普通高中课程标准实验教科书物理 必修1》中对矢量概念及运算的编排可谓用心良苦,遵循层层深入、循序渐 进的认知规律。笔者在连续两年的高一物理教学中仔细体会并领悟了教材 的编写意图,并以此指导自己的教学实践,体会到教材的编排真正是“润 物细无声”!本文就向大家展示教材中对矢量运算的精心设置,对矢量概念 认识的逐步渗透。
一、小荷才露尖尖角 ------ 直线上矢量计算法则
1、初步接触:教材第一章第一节“质点参考系和坐标系”中首先接
触到矢量:若某一物体运动到A点,此时它的位置坐标XA=3m,若它运动到
B点,则此刻它的坐标XB=-2mo
即在一维空间位置坐标系中会用“+”、“一”表示不同方向的位置,这是非 常自然的,所有学生都能毫无困难地理解并接受,教材不急着给出矢量这 个概念,但不知不觉中已为矢量的学习埋下伏笔。
2、初识矢量及一直线上矢量计算初步:在接下来的第一章第二节“时 间
和位移”中,通过位移提出矢量的概念:既有大小,又有方向的物理量, 并初步接触矢量运算方法:通过“思考与讨论”:一位同学从操场中心A出 发,向北走了 40m,到达C点,然后又向东走了 30m,到达B点。他第一次、 第二次的位移和两次行走的合位移各是多少?你能通过这个实例总结出矢 量相加的法则吗?
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图I.L4物体先后网个坐怵也和与&示物体的 位置.坐稣的变化量AY表示物体的位件.
KAU
图125 —个皆体从,4逐动到切位收的坐 标;是x4?3m.末位置的坐标是“?一2m.它 的坐标变化量At ?=?
个实例让学生体会矢量相加与标量相加的不同法则,至于矢量相加法则到 底是
什么,不宜马上给出,只需学生有这个意识:矢量与标量是不同的, 它们的运算法则也是不同的。事实上学生面对“思考与讨论”所提出的“矢 量相加的法则是什么”这个问题是茫然、懵懂的。接着,教材给出了学生 易于接受的一直线上的矢量计算:一维空间位置坐标系中位移等于末位置 坐标减初位置坐标。
3、一直线上矢量计算的进一步深化:第一章第五节“速度变化快慢的 描述
一一加速度”中一直线上矢量计算的难度达到了极致,一直线上末速 度减初速度(矢量相减):将初速度与末速度矢量的箭尾作于同一点作出初、 末速度矢量,以初速度VI的箭头端为起点,以末速度V2的箭头端为终点, 作出一个新的箭头,它就表示速度的变化量如图所示:
Vi Av V2 Av V2 Vi
v2 V\\ Av
4、一直上矢量计算的具体应用:教材第二章“匀变速直线运动的研究” 中
关于匀变速直线运动的计算涉及到的都是一直线上的矢量计算,学生在 此过程中基本能熟练掌握一直线上的矢量计算。至此,矢量及运算规则已 初现端倪,学生已初步具备对矢量概念的认识。
二、柳暗花明又一村一一互成角度矢量计算法则
1、 互成角度矢量计算法则:教材第三章第四节“力的合成”:通过实 验
“探究求合力的方法”得到力合成的平行四边形定则,对矢量的严格定 义及其运算有了认识上的重要飞跃:既有大小又有方向,计算时遵从平行 四边形定则(或三角形定则)的物理量叫做矢量。
2、 互成角度矢量计算的应用:教材第三章第五节“力的分解”练习运 用
平行四边形定则进行矢量相减,并且通过求合位移得到三角形定则与平 行四边形定则的实质是一样的。再通过“说一说”找出互成角度的末速度 减初速度的速度变化量(计算矢量相减),进一步深化矢量运算的三角 形定则。通过力、位移、速度的矢量相加或相减,明确了互成角度的矢量 计算法则一一平行四边形定则或三角形定则,同时也体现了矢量的合成与 分解是互为逆运算。
三、待到山花烂漫时一一平行四边形定则和一直线上矢量计算的结合: