中专物理课程中加速度概念的理解及教学建议

中专物理课程中加速度概念的理解及教学建议

刘世东

刘世东（潍坊市经济学校山东潍坊262200）

摘要：加速度是运动学和动力学的核心概念，是联系这两部分内容的桥梁，中专初学者必须弄懂、学透。本文深入分析了如何理解加速度这一概念，探讨了教师如何教、学生如何学的问题。

关键词：加速度运动物体变化力

加速度是中专物理课程的重要概念之一，也是一个比较抽象和较难掌握的概念，是运动学和动力学的核心概念，是联系这两部分内容的桥梁，初学者必须弄懂、学透，否则就会影响今后的物理学习。

“速度的改变跟发生这个改变所用时间的比值，叫做物体的加速度。”对这个概念的理解，不能死记硬背，要找出其中的关键部分深入理解。

1、加速度是反映运动物体速度变化快慢的物理量，而不是反映物体运动快慢的，要把“速度的变化”和“运动速度”严格分清，要特别注意“变化”二字。

2、要理解“速度的改变跟发生这个改变所用时间的比值”，这里的时间是指速度变化所用的时间，速度的这种变化和这种变化所用的时间的比值，正是加速度的数值，习惯上也叫“单位时间内速度的变化”，或叫“速度的变化率”，通常表示为：a==。

3、加速度的单位由速度的单位和时间的单位决定。在国际单位制中，速度的单位是m/s，时间的单位是s，则加速度的单位是m/s2。

4、加速度是矢量，它既有大小又有方向。在上面的定义中，方向问题似乎看不出来，但事实并非如此，在变速直线运动中，“直线”一词就反映了加速度的方向只能在直线方向上，这样只用加速度的正、负就能反映其方向了。教材上是这样规定的：以初速度vo的方向为正方向，则加速度正、负的判断方法为：若vt＞vo，加速度a＞0为正值，表示a和vo方向相同；若vt＜vo，加速度a＜0为负值，表示a和vo方向相反。

在明确上述内容的基础上，我们还须注意以下几个问题：

1、不能错误地认为速度大的物体加速度一定大。实际上加速度的大小和速度的大小没有直接的关系，加速度的大小决定于单位时间内速度的变化，有的物体尽管运动速度很大，如果其速度在单位时间内变化很小或不变化，则它的加速度就很小或为零。这就是说，速度大的物体，加速度不一定就大。例如匀速飞行的高空侦察机，尽管它的速度接近1000m/s，但它的加速度为零。

2、有的同学容易理解运动物体在某点的加速度为零，它的速度不一定为零，但不容易理解运动物体在某点即时速度为零，其加速度却不一定为零。这里的错误还是因为没有理解加速度决定于运动物体单位时间内速度的变化。尽管运动物体在某点的即时速度为零，但只要稍离开这一点，其速度就有了变化，故加速度不为零。

3、要牢固建立力和加速度相联系的观点，明确力是使物体产生加速度的原因。一个物体，如果它的速度的大小和方向发生了改变，或者仅大小和方向中的一项发生了改变，我们就说这个物体的运动状态发生了改变。例如列车出站时，在机车牵引力的作用下，由静止开始运动，并且速度不断增大；列车进站时，由于受阻力的作用，速度不断减小，最后停下来。现象表明，物体运动状态的改变，是由于受到了力的作用，物体具有了加速度，因而我们可以说“力是物体产生加速度的原因”。

4、要理解牛顿第二定律F=ma中加速度a的物理意义。牛顿第二定律F=ma公式中的加速度a与合外力F有相互依赖性、瞬时性、同向性。意思是：合外力与加速度同时存在，同时消失；合外力增大，加速度也随之增大；合外力减小，加速度也随之减小；合外力的方向与加速度的方向始终是一致的。但是要注意加速度的方向不一定与物体运动的方向（即速度的方向）一致，也就是说，不能认为物体一受到合外力作用，就一定都是沿着合外力的方向运动。

5、有的同学对于向心加速度的物理意义不理解，认为向心加速度a=是有一定数值的，但它又不改变物体运动的线速度数值，这是否矛盾？同学们之所以对此发生误解，主要是没有真正理解速度和加速度都是矢量，速度的变化包括数值和方向的变化。实际生活中都有这样的体会，物体转弯半径r一定时，物体运动越快（v大），转弯越困难；物体运动速度v一定时，转弯半径r越小，转弯也越困难。根据上面的分析，向心加速度和物体质量的乘积（m）反映了向心力的大小，这个力改变了物体的运动状态，但它不改变物体线速度的数值，只改变物体的运动方向。

加速度是中专物理课程中较难理解和较难掌握的一个概念，建议在“直线运动”一章中只要求学生知道：加速度既有大小又有方向，是矢量；加速度的正负号可以表示加速度的方向。在“牛顿运动定律”一章中，则要求学生理解加速度与合外力的相互依赖性、瞬时性、同向性。在“曲线运动”一章中，则要求学生理解向心力、向心加速度、物体运动的线速度之间的关系。

参考文献

[1]张大昌《物理》第一册，北京：人民教育出版社，2001.5。

[2]张大昌《物理》第一册，教师教学用书，北京：人民教育出版社，2001.6。

[3]阎金铎《中学物理教材教法》，北京：北京师范大学出版社，1984.5。