筆者以為k的取值要尊重歷史發(fā)展,讓學生了解k不是簡單的就是取1.F=kma這個關系式應該是給出一種定義單位力的方法,比如在工程力學中有“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k=1/9.8.而我們取k=1是規(guī)定在力F、質量m、加速度a都取國際單位制的基本單位時的結果.為了加深理解,我們可采用非基本單位進一步說明,比如力F的單位為牛頓N,質量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.讓學生了解這個過程是必要的,這也是一種科學思維的培養(yǎng),所以筆者以為教師甲的處理更加科學.
3牛頓第二定律的理解
在對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“太空中如何測量質量?”,進而提出“當物體受到幾個力作用時,上述規(guī)律又將如何表述?”,通過如圖1所示的實驗裝置進行探究,將牛頓第二定律表達式擴展為F合=ma.教師乙是通過已學過的自由落體運動提出問題“為什么自由落體運動中的加速度都為重力加速度g,保持不變呢?”,引導學生得出“因果性”,再通過對課本教材的閱讀,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?”的簡單例題進行變化,歸納出一系列性質,如“將物體的質量改為2 kg”得出“同體性”,“若在3 s末,再給物體施加一個大小是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合學生的解答得出“獨立性”、“同向性”和“瞬時性”.
在牛頓第二定律的新課教學中,筆者認為不適宜將很多的性質羅列出來,我們確實需要對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用實踐才能逐步接受,或者是在應用中感悟到牛頓第二定律的豐富的內涵.對牛頓第二定律的理解重點應該放在F合=ma上,這是牛頓第二定律應用的基礎.教師甲通過簡單的實驗探究讓學生深刻體會到表達式中F為物體受到的合力F合,并且對力和加速度方向具有同向性有了清晰的認識,接著立刻轉到簡單應用上,恰到好處;教師乙在利用了教材的表述,直接點出F為物體受到的合力F合,雖然簡潔,但是可能在學生腦海中印象不夠深刻,學習效率上可能有所欠缺;教師丙的處理個人覺得有值得商榷的地方,但是該教師在教學過程中所展示的教學手段是高超的,在下面簡單應用中再敘述.
4牛頓第二定律的簡單應用
教師甲在簡單應用中考慮到計算的簡便度,只將課本教材中例1中的數(shù)據(jù)重新設置,在例1講解結束后,歸納總結了牛頓運動定律解題的一般步驟,對例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學生做出解答.教師乙選用的例1也是“汽車啟動和剎車”情境,但是做了重新編排,在例2中,通過如圖2所示的實驗情境,求解加速度.教師丙沒有單獨的針對簡單應用的例題,但是在教學過程中,教師丙將例題和牛頓第二定律的各種性質理解結合起來,在處理問題的過程中,通過上述中開放性問題的設置,讓學生合作探究,得出結果,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,火箭一級分離,火箭二級分離?”