矛盾激发思维火花*
——追及相撞问题的教学

朱蕾蕾

(秀全中学 广东 广州 510800)



矛盾激发思维火花*
——追及相撞问题的教学

朱蕾蕾

(秀全中学 广东 广州 510800)

在相撞问题教学中，学生往往不能理解为什么是以两者速度相等为关键来解决这类问题.本文通过创设一个矛盾情境，引发学生积极思考，从而解决追及相遇专题中相撞问题的教学难点.

矛盾情境 追及相遇 相撞

1 引言

两个物体在同一直线上运动，通常会涉及追及、相遇、相撞3类问题.其中，相撞问题是学生最难理解和掌握的.教学中，相撞问题通常以此类题为典例：匀减速直线运动的物体追同一方向匀速运动的物体，问两者最后是否会撞上.想解决这类相撞题，学生必须从根本上掌握为什么两者速度相等是这类题的临界条件. 但高一学生往往因思维惯性认为当后者停止时才是判断相撞的时机.再加上学生不具备此类生活经验，无法在头脑里建立清晰正确的物理情境，从而无法真正掌握两者速度相等这一临界条件.

如何突破这个教学难点呢？笔者在教学中采取了以下方法，取得了非常不错的效果.

2 教学过程

2.1 典型题引入 创设矛盾情境

【例题】汽车以v汽=30 m/s的速度行驶，司机突然发现同一车道前方40 m处有一辆货车正以v货=9 m/s的速度同向行驶，于是客车紧急刹车，以a=5 m/s2的加速度匀减速运动，问两车是否会相碰.

设计意图:匀减速直线运动的汽车追匀速运动的货车，是相撞问题的典型题.在这里，教师不需要任何提示，让学生自己做，让学生充分暴露他们的思维误区.

绝大部分学生由于思维惯性认为： 后车速度减为零后，再来判断撞或不撞.于是这样解答：

设汽车速度减到零时运动的时间为t,由运动学公式得

0=v汽-at

代入数据得

t=6 s

在6 s内，汽车的位移s汽，货车的位移s货分别是

s货=v货t=54 m

因为s汽

这个解答是错误的，但绝大部分的学生就是这样写的.在这里，笔者不告知他们到底有没有撞上，而是让他们带着问题继续算下一题.

追问:汽车刚刹车t′=4 s后，汽车的位移、货车的位移分别是多少？此时发生了什么？

设计意图:给学生具体的时间4 s，是为了降低此题难度.时间设计成4 s是因为此刻的汽车与货车已撞上.这样就与之前算出来的不撞的结果形成强烈的矛盾，学生的思维火花就被碰撞出来了.

绝大部分学生可以轻松解答得出这样的结果：

不用多说，学生就发现了这是两个相互矛盾的结果.第一个问题汽车刹车6 s后两车未相撞，第二个问题实际上在汽车刹车4 s后两车就撞上了. 这是为什么？到底发生了什么事情？两车究竟有没有撞上？这样的矛盾情境在学生心里激起了火花，自然能引发学生的积极思考和热烈的讨论.

2.2 学生讨论思考 突破教学难点

在前面矛盾情境的刺激下，经过思考与讨论,学生往往能得出这些结论：

(1)汽车早已撞上货车，不能在汽车速度减为零时，计算两车有无撞上.

(2)匀减速运动的物体追匀速运动的物体，在两者速度一样时，距离最近，要想相撞，就必须在速度相等之前撞上.否则此后距离越拉越远，两者将永远不可能撞上.

(3)临界条件:两者同向运动时避免相撞的临界状态是两者处于相同位置，且速度相等.

在这里，为了让学生在脑海中建立清晰的物理情境，教师可以带着学生一起画两车运动的情境示意图.帮助学生建立更具体的情境图.

2.3 归纳小结 练习巩固

通过练习巩固所学，并进行归纳小结.

3 结束语

教学有法，但创意无限.新的教育理念往往强调要让学生在生动具体的情境中学习.在教学中，教师应努力创设出能引发学生积极思考的问题情境.矛盾情境就是这样一个非常好的问题情境，它往往因其矛盾，容易引发学生的认知冲突，思维碰撞，激发学生的学习兴趣与学习欲望，从而不但能让学生获得知识，加深对知识的理解与应用，更能让学生得到良好的积极的学习体验.

1 薛金星．怎样解题——高中物理解题方法与技巧．北京：北京教育出版社，2014.30～31

2 周怀明．合理创设矛盾情境 有效促进物理学习．物理之友，2014 (1)：27

*广州市教育局青年课题“结合STS谈高中物理习题的情境化设计——动力学篇”，项目编号：10B139

2015-09-07)