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有效突破“惯性大小与速度无关”的教学

2016-04-07王建民

中学物理·高中 2016年3期

王建民

1 问题提出

下面是两个关于“惯性大小与速度无关”的教学片段.

(1)师:为什么校运会跳远比赛时,助跑后运动员能跳得更远?

生:速度大惯性大.

师:运动物体速度越大,惯性越大,那速度越小,惯性如何变化?

生:惯性越小.

师:若物体的运动速度为零,惯性大小怎样?

部分学生:惯性为零.部分学生:不对,静止物体也有惯性.

紧接着教师设计了将相同体积的铁球和乒乓球分别从两个相向的卡槽不同高度滚下相撞的实验,如图1所示,乒乓[TP3GW46.TIF,Y#]球从更高处滚下,到达水平面的速度大,但相撞后乒乓球的速度反向.因质量远小于铁球,运动状态更易改变.

(2)师:一个物体惯性大小与什么因素有关?

甲:与质量、速度有关.

乙:若与速度有关,那静止的物体不是没有惯性了吗?

师:乙同学回答的非常棒,他用逻辑推理反驳了甲同学的观点.关于惯性与速度的关系可以打个比方,我们使一个物体的速度由3 m/s变为0 m/s需10 N,使同一个物体的速度由6 m/s变为0 m/s需20 N,从这个变化中我们是很难看出改变运动状态的难易程度的.但使同一个物体速度3 m/s变为0 m/s与6 m/s变为3 m/s的难易程度应该是相同的.

两位教师都从逻辑推理的方法说明惯性与速度是无关的.第一位老师还用实验的方法告诉乒乓球即使速度大,但它撞上比自己速度小的铁球时还是要反向,故它的惯性小.第二位老师利用举例的方式告诉我们改变运动状态的难易程度看当他们速度变化相同时的难易程度.两位老师都定性地说明了惯性与速度无关,但都没有解决根本问题:难易程度是什么?……

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