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姚铎俟教育

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几何画板画带电粒子摆线运动  

2014-02-12 13:21:43|  分类: 教育随笔 |  标签: |举报 |字号 订阅

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      带电粒子在复合场(一定包含磁场的情况下)中的运动,一般有三种运动:

       1、匀速直线运动,条件是合外力为零。

       2、匀速圆周运动,条件是除洛伦兹力外的其他性质力合力为零,即洛伦兹力提供向心力。一般的,重力与电场力的大小相等、方向相反。

       3、摆线运动,条件是不满足上述条件。一般地,大多数辅导书籍并没有提出“摆线运动”概念,而称之为复杂的曲线运动,既然是复杂的曲线运动,求解的办法只能是功能关系(例如动能定理等)了。

       近年来,只有福建省分别于2011年、2013年以“摆线运动”情景为背景考查了创新思维、类比思维、迁移思维、简化思维、学以致用思维等高级思维。从考题来看,命题者直接给出了摆线运动轨迹,而且给出相关规律。在这个基础上,结合核心物理知识,运用前述思维进行演绎推导,得出结论。

       然而,为什么会是命题人所给出的运动(即摆线运动)轨迹?又为什么具有命题人给出的规律?学生对此毫无知识、思维及经验上的准备,做题时总是带着“质疑”的心态,因此只有智力素质和心理素质超强的考生才能顺利解答试题,而仅有较高智力素质,心理素质较弱的考生,在这里就要栽跟头。第二轮复习备考时,帮助后者弥补这一准备之不足,有利于提高这部分考生的应试成绩。

       对于智力素质较高的学生,补充(运动和力)独立性原理,运用运动的合成与分解物理方法,从逻辑演绎,即理论推导上,他们是可以接受命题人所给的规律的。但是,为什么会是这样的运动轨迹,还是很难过形象思维这道坎。

       习惯于传统教学的教师,面对学生这道坎,是无能为力的,因为语言和静态的符号帮助不了学生迈过这道坎。

       然而,借助多媒体技术,特别是现在的电脑软件技术,就能够从形象思维上帮助学生突破形象思维这道坎,从而抵达抽象结论这一彼岸。其中,博主运用几何画板,做出了带电粒子的运动动画。学生带着理论分析去观察这些动画,将非常“信服”地接受命题人给出运动轨迹和相关结论了。

几何画板画带电粒子摆线运动 - 姚铎俟 - 姚铎俟教育
 

 

几何画板画带电粒子摆线运动 - 姚铎俟 - 姚铎俟教育

 附考题:


几何画板画带电粒子摆线运动 - 姚铎俟 - 姚铎俟教育
 
几何画板画带电粒子摆线运动 - 姚铎俟 - 姚铎俟教育
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