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高中物理中速度、速率、加速度的区别与关系探析

2018-11-06龙佶睿

山东青年 2018年7期
关键词:加速度高中物理速率

龙佶睿

摘 要:对于我们来说,高中物理知识的抽象性比较强,我们在理解知识时需要投入一定的时间和精力。在学习过程中,我们经常要面对思想上的斗争和心理上的抗拒,只有解决思想问题,转化消极情绪,才能正视物理学习,在解题过程中乘风破浪。速度、速率、加速度是高中物理的重要概念,在题目中经常出现。很多同学混淆了上述概念,致使卷面屡屡失分。本文将具体探讨高中物理中速度、速率、加速度的区别与关系,希望能为相关人士提供一些参考。

关键词:高中物理;速度;速率;加速度

引言:对理科偏向的同学而言,高中物理学科至为重要。在各门学科的学习中,物理学科的学习强度最大,一旦我们对物理概念出现理解偏差,就会出现意想不到的问题。班中同学的学习经历、学习特点不同,学习能力也呈现出较大的差异性。一些同学的学习能力比较强,可以迅速吸收物理知识,和老师达到思想上的同频;一些同学的学习能力比较弱,对物理知识的理解不够深入,无法跟进老师的授课速度。在无法跟进老师授课速度的情况下,我们必须寻找适合自己的学习方法,形成科学系统的学习计划,将高中物理概念知识和现实生活联系在一起。

一、高中物理速度与速率的辩证关系

在高中物理概念知识库中,速度与速率概念比较难区分。速度与速率是完全不同的两个概念,但是二者又存在潜在联系[1]。为了加深对速度速率概念的认识,我们经常要借助图像方法,将抽象知识具象化,体会速度、速率的不同之处。如图1所示,在图1中有一个质点,质点的运动轨迹为曲线,为了表示AB段的曲线轨迹,需要应用速度和速率进行表示。对图进行分析,发现质点的平均速度为V,V就是位移矢量和质点速度的比值。根据公式,得知质点的平均速度也是一个矢量,这个矢量除了有大小之外,还有其方向。对图像进行再次分析,发现质点的平均速率是曲线段长度与质点速度的比值,所谓的曲线段长度,就是质点经过曲线的长度。根据公式,得知质点的平均速率是一个标准量,只能计算大小,不能定义其方向。如图所示,质点的平均速度和平均速率完全不同,这主要是由以下几个原因导致的:第一,质点的初始速度比较大。第二,在某一瞬间,瞬时速度和平均速度相等。第三,瞬时速度是矢量,有大小和方向;瞬时速率是标量,只有大小。在上述条件的制约下,速度与速率相似,却存在本质上的区别。

在判断速度与速率的辩证关系时,还需要充分认识到速度与速率之间的关系。根据公式,在取极限时,直线长度可以和曲线长度达到一致,瞬时速度和瞬时速率的大小相等。质点在朝正方向做直线运动时,路程与位移距离相同,因此平均速度和平均速率仍然相等。除了上述情况之外,平均速率和平均速度是不等的。

二、速度与加速度的辩证关系

在对速度与加速度之间的关系进行探讨时,我们需要把握加速度的特点。加速度是一种自然现象,任何事物在运动过程中都可能出现加速度,因此我们不能绝对地看待加速度这一概念,而是要把它放在具体情况下进行具体分析。高中物理中的加速度一般都有大小和方向,且这一知识点经常和其他知识点存在联系。速度概念是我们认识加速度的基础,在认识加速度之后,我们可以计算位移,了解力的概念。加速度有其固定公式,我们在解题过程中可以应用公式进行计算。在运动过程中,客观物的运动速度会出现变化,加速度也会出现变化,且速度变化和加速度变化经常是一致的[2]。以直线运动为例,当加速度与速度同方向,加速度越大,速度越大;当加速度与速度不同方向,加速度越大,速度越小。在应用加速度公式进行解题的过程中,我们应该把握加速度的特点,注意以下几点:第一,在应用公式解答与匀速圆周运动相关的题目时,应该对向心加速度进行合理判断。第二,在应用公式计算加速度时,应该把握方向和大小之间的关系。第三,在应用公式计算加速度时,应该注意参照物的选择。第四,在应用公式计算加速度时,应该理解速度和加速度并无绝对关系。

三、速率与加速度的辩证关系

在认识速度与速率、速度与加速度的辩证关系后,可以对速率和加速度进行重新认识。某一时刻的速度大小即可抽象成速率的含义,速度的变化可以抽象成加速度的含义。从这个角度来看,速率和加速度都是从速度概念衍生而来的,如果没有速度,速率和加速度都会成为无本之末

[3]。假设某一物体正在做匀加速直线运动,1s时这一物体的速率是2,2s时这一物体的速率是4,那么这个物体的加速度就是2。

结论: 综上所述,在高中物理学科中,速度、速率和加速度是三个非常重要的概念,我们在解题过程中经常会出现概念区

分不明、概念判断失误等问题。对于我们而言,高中物理学习至为重要,只有提升物理学习能力,才能为高考奠定基础。为了实现最终的升学目标,我们必须着眼于知识点的小处,把握速度、速率和加速度的辩证关系。

[参考文献]

[1]張蕾.高中物理《探究功与速度变化的关系》实验教学设计改进[J].科学大众(科学教育),2016(03):29+126.

[2]仲扣庄,郭玉英,彭征.20世纪前期高中物理教科书中近代物理内容介绍与评析[J].课程.教材.教法,2014,34(05):98-104.

[3]范佳午,郭玉英,黄福,谭晓.高中物理教材“运动描述”内容难度定量分析[J].内蒙古师范大学学报(教育科学版),2012,25(06):115-117.

(作者单位:雅礼中学,湖南 长沙 410000)

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