騎行日志、育兒感悟鲫寄、影視博覽、熱點(diǎn)時(shí)評(píng)疯淫、社會(huì)思考-世界因你我的參與而“與眾不同”
本文以玩轉(zhuǎn)碰撞小球(牛頓擺)為列地来，說(shuō)明社團(tuán)活動(dòng)過(guò)程中激發(fā)學(xué)生興趣和引導(dǎo)探究方向的重要性。
1.玩具-不屑風(fēng)波
張老師拿來(lái)四盒balance balls(平衡球)讓大家組裝熙掺，我們姑且叫它碰撞小球吧未斑。
“你們小時(shí)候可能都玩過(guò)這個(gè)，夠簡(jiǎn)單吧币绩，給點(diǎn)時(shí)間蜡秽，看哪組能找到最多的小球碰撞方式？仔細(xì)觀察這些現(xiàn)象的特征缆镣⊙客唬”
“這還不簡(jiǎn)單《埃”同學(xué)們驚訝于中學(xué)生社團(tuán)活動(dòng)居然擺弄小朋友的玩具寞蚌。
你還別說(shuō)，他們開(kāi)始從無(wú)視逐漸轉(zhuǎn)變钠糊，各種玩法花樣百出：
有的小組弄出各種碰撞：1撞4,2撞3,3撞2,4撞1挟秤，最后一種難度不小，他們輪番上手嘗試抄伍，操作起來(lái)小心翼翼艘刚。
還有兩邊各1撞中間的3，各2撞1逝慧，包括小球開(kāi)始擺動(dòng)的高度相同或不等昔脯。
也有的還沒(méi)怎么玩啄糙，或者是嗨過(guò)頭了笛臣，懸掛小鐵球的細(xì)繩繞在一起，像無(wú)法破解的線團(tuán)糾纏不清隧饼。
但比較明確的一點(diǎn)沈堡，這幫高中生很快就感覺(jué)到無(wú)所事事，百無(wú)聊賴(lài)燕雁，有的直接抬頭眺望窗外的籃球場(chǎng)诞丽。
2.引導(dǎo)-頭腦風(fēng)暴
“大家玩得不錯(cuò)鲸拥，我們以其中一組碰撞為例，1撞4僧免，結(jié)果中間三顆基本不動(dòng)刑赶，最外面那顆等速?gòu)椘穑?幢3右二彈起，還有3幢2懂衩，4幢1……”
張老師巡視中看出他們有點(diǎn)不屑一顧的眼神撞叨，“這些碰撞有什么類(lèi)似的地方？”
有同學(xué)笑容詭異：“不就是速度等效傳遞嘛浊洞∏７螅”其他人連連點(diǎn)頭附和，異口同聲表示支持法希。
“說(shuō)得好枷餐，那推而廣之，如果不同的小球碰撞苫亦，速度傳遞需要滿(mǎn)足什么條件毛肋？”
這里黎明靜悄悄，沉默是金屋剑。
上圖視頻村生，在不影響和干擾真實(shí)效果的情況下，我們把碰撞過(guò)程慢放饼丘、快放混剪趁桃，以便捕捉更多細(xì)節(jié)。
稍晚有人打破境況肄鸽，開(kāi)始嘟囔：“當(dāng)然是沒(méi)有阻力的理想狀態(tài)卫病。”
兩個(gè)小球的碰撞動(dòng)圖效果如下：
“嗯典徘，他指出了物理學(xué)科非常重要的近似性蟀苛，1撞4，中間三顆基本不動(dòng)逮诲，實(shí)際上靜止嗎帜平？我們鼓勵(lì)表?yè)P(yáng)一下∶佛校”
人們贊許的掌聲剛落裆甩，張老師意猶未盡，“同學(xué)們想想齐唆，除此之外還有沒(méi)有別的條件嗤栓？理想狀態(tài)，實(shí)心鐵球，小撞大行么茉帅，側(cè)碰呢叨叙？”
大家由一片嘩然變得沉默起來(lái)，明白這種碰撞想要等速傳遞堪澎，需要質(zhì)量相等的前提之下擂错，對(duì)心正碰才行。
“都打過(guò)臺(tái)球吧—碰撞樱蛤÷黻迹”大多男生眼神閃亮，放出耀眼的光芒刹悴，她頓了頓行楞，
“小球擺動(dòng)過(guò)程以及碰撞前后，團(tuán)隊(duì)合作看能找到什么規(guī)律土匀？比如從我們學(xué)過(guò)的力學(xué)子房、能量，包括運(yùn)動(dòng)的角度入手就轧≈ず迹”
他們反復(fù)擺弄碰撞小球，像故地重游一樣妒御，只是再次開(kāi)始解愤，多了層探求未知的感悟。
同學(xué)們的獵奇心理還是很強(qiáng)的乎莉，后面活動(dòng)玩得更有方向送讲，或許這就是我們所說(shuō)的探索欲和求知欲吧。
物理社團(tuán)活動(dòng)-碰撞小球惋啃，學(xué)生自鄙夷無(wú)趣至玩轉(zhuǎn)碰撞哼鬓，從嗨翻全場(chǎng)到思考探究，一個(gè)小時(shí)的時(shí)間過(guò)得飛快边灭。
3.分享-展示成果
有小組總結(jié)：無(wú)阻力的情況下异希，小球擺動(dòng)是機(jī)械能守恒，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能绒瘦；撞擊過(guò)程實(shí)際有能量損失称簿。
還有的同學(xué)推廣碰撞過(guò)程，撞擊前后小球的運(yùn)動(dòng)情況與質(zhì)量有關(guān)惰帽，還和速度有關(guān)憨降。
王苠豪同學(xué)登臺(tái)演講，利用微積分理論推導(dǎo)有關(guān)能量守恒和動(dòng)量守恒善茎，贏得熱烈掌聲券册。
我們來(lái)看一下他在筆記中的推理過(guò)程。
小結(jié)：
老師首先提出問(wèn)題：碰撞有什么樣的形式垂涯？發(fā)動(dòng)學(xué)生尋找玩法烁焙；之后老師引導(dǎo)活動(dòng)方向并參與答疑討論；最后學(xué)生總結(jié)擺動(dòng)及碰撞規(guī)律耕赘，小組分享成果骄蝇。
插句題外話，記得某小組細(xì)繩糾纏在一起操骡，重新分組后九火，有個(gè)同學(xué)精通各種玩法，他自告奮勇册招，耐心破解岔激，終獲成功。
我們送給他一套牛頓擺作為獎(jiǎng)勵(lì)是掰，鼓勵(lì)他的耐心細(xì)致虑鼎，這是一種難能可貴的品質(zhì)。
4.啟發(fā)-守恒思想
(1)活動(dòng)探索
牛頓擺這個(gè)碰撞小球?qū)嶒?yàn)键痛，學(xué)生或許小學(xué)幼兒園就玩過(guò)了，我們?cè)趺赐诰蚱渑d趣內(nèi)涵呢？
從這樣幾個(gè)維度：力學(xué)啸蜜、能量喧锦、動(dòng)量。
但力學(xué)維度不能說(shuō)Ft=mv'-mv(動(dòng)量定理)丁频，能量維度不能說(shuō)機(jī)械能E守恒杉允，動(dòng)量維度不能說(shuō)碰撞前后動(dòng)量P守恒。
那這個(gè)實(shí)驗(yàn)到底要干什么席里？
從力的角度來(lái)說(shuō)夺颤，小球擺下來(lái)對(duì)另一靜止小球有瞬時(shí)的撞擊力(碰撞時(shí)間極短)，使其他小球運(yùn)動(dòng)情況發(fā)生改變胁勺，這是F=ma牛頓第二定律的外化世澜。
能量角度，小球從重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能署穗，通過(guò)撞擊這種形式把能量傳遞出去寥裂，當(dāng)然能量損耗(轉(zhuǎn)化為內(nèi)能)也容易理解。
也就是說(shuō)案疲，我們?cè)O(shè)定這個(gè)探究實(shí)驗(yàn)封恰，是基于他們沒(méi)有學(xué)習(xí)過(guò)高中的機(jī)械能守恒、動(dòng)量定理及動(dòng)量守恒這個(gè)前提褐啡。
有人說(shuō)诺舔，這不是拔苗助長(zhǎng)嗎？
學(xué)生合作玩轉(zhuǎn)這個(gè)碰撞小球(牛頓擺)的趣味活動(dòng)，目的是讓他們?cè)诨顒?dòng)過(guò)程中思考低飒，從而為總結(jié)和發(fā)現(xiàn)規(guī)律奠定基礎(chǔ)许昨，即便這個(gè)開(kāi)放式探究不成功也沒(méi)有關(guān)系。
因?yàn)樗麄儗W(xué)過(guò)力褥赊，可以從力學(xué)的角度提出問(wèn)題糕档，學(xué)過(guò)能量從能量角度思考，但需要點(diǎn)到為止拌喉，不能多說(shuō)速那。
如果總結(jié)規(guī)律，撞擊前后小球運(yùn)動(dòng)的情況或規(guī)律與m和v都有關(guān)尿背，至于是什么端仰，以后我們學(xué)到動(dòng)量再說(shuō)。
(2)守恒思想
我們回歸牛頓建立經(jīng)典力學(xué)體系的本源：力——是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因田藐。
也就是說(shuō)荔烧，物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(v)的改變是因?yàn)槭艿椒瞧胶饬Φ耐饬Φ慕Y(jié)果，描述運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的v改變就意味著產(chǎn)生了加速度a坞淮。
由此推理茴晋，不難理解F合=ma的因果關(guān)系，但這與能量回窘、動(dòng)量有什么關(guān)系呢诺擅？
如果把公式展開(kāi)，F(xiàn)合=ma=m(v'-v)/t啡直，不難得出F合t=mv'-mv的關(guān)系烁涌，說(shuō)明外力在時(shí)間上的積累效應(yīng)，但理解需要一個(gè)過(guò)程酒觅。
至于機(jī)械能守恒撮执，學(xué)生初中學(xué)過(guò)，但他們只是知道重力勢(shì)能和動(dòng)能轉(zhuǎn)化過(guò)程中總量不變舷丹，但未必清楚本質(zhì)原因抒钱，即除重力或彈力以外的力沒(méi)有做功。
因?yàn)橹亓ρ湛椓ψ龉?duì)應(yīng)重力勢(shì)能谋币、彈性勢(shì)能的改變，它們是機(jī)械能的組成部分症概。
除此以外的力做功就意味著能量發(fā)生轉(zhuǎn)化蕾额，轉(zhuǎn)化過(guò)程就會(huì)有機(jī)械能的增加或減少，學(xué)生最有感觸的就是摩擦生熱彼城。
當(dāng)然到機(jī)械能守恒章節(jié)可提出類(lèi)似“E守恒需要滿(mǎn)足什么條件”等問(wèn)題诅蝶，所以這里點(diǎn)到為止很重要退个，包括動(dòng)量概念。
這里不易引入新的概念和定量關(guān)系调炬，因?yàn)橹挥腥绱瞬拍芘囵B(yǎng)他們發(fā)現(xiàn)總結(jié)規(guī)律的探究精神语盈。
至于物理近似性的理想狀態(tài)或者模型，這是一種很重要的研究方法筐眷，學(xué)生會(huì)有所感悟黎烈。
(特別說(shuō)明：本文純屬個(gè)人觀點(diǎn)习柠，部分圖片源于網(wǎng)絡(luò)匀谣，僅供參考，謝謝觀賞资溃。精彩繼續(xù)武翎，敬請(qǐng)期待！)
