对高中物理速度“反弹”概念的一点思考

摘要：速度是高中物理中引入的较难理解的矢量。学生在理解矢量方向时面临较大困难，导致在练习以及考试甚至高考中频频出错。速度反弹指的是在碰撞中速度的方向发生了180°的变化，从矢量角度出发，矢量发生了正负之变。本文引用例题说明物理概念学习中遇到的困难。

关键词：速度；反弹；碰撞

高中物理在“速度”概念的引入有“相同位移比时间”和“相同时间比位移”两种思路，两种思路与学生而言后者更易接受。究其原因“相同时间”的情况下更能直观地反映生活中的“快”“慢”。这样导致了学生学习速度的时候对其“矢量性”的忽略，导致在后面的学习时会遇到一些困难。

一、 高一新课教学中遇到的速度反弹及其思考

《必修一》第一章第三节“运动快慢的描述——速度”这节内容本身有关速度的方向书上的描述是“速度是矢量，它既有大小，又有方向。速度的大小在数值上等于单位时间内物体位移的大小，速度的方向就是物体运动的方向。”本节内容不多，学生刚开始处理问题比较容易，但是高一、高二回头复习本题时，却困难重重，如下例题。

例题1如图所示，皮球以速度8m/s向右运动，与墙相撞后以速度4m/s反弹回来，设皮球与墙相撞时间为0.1s，求皮球撞墙过程中的加速度。

高一的学生第一次接触这类题目时，求解的正确率能达到80%，但是分科后的文科班第一次接触这类题目的正确率只有50%，错误的同学都不由自主的v1-v2=4m/s-8m/s。

速度矢量性是高中物理的难点，学生能理解速度的“矢量性”，因为在速度的定义式中v=ΔxΔt，其中位移的变化量是矢量，所以速度的方向学生能考虑得到，可是“根深蒂固”的“快、慢”思想一直存在于学生的思维中，以至于遇到“反弹”之类的题目时，不由自主地会忽略掉“方向”，导致求解错误。

同样的把“反弹”问题放到综合性的题目中时，学生也会先错几次，而后反应过来这个“坑”，以后才会小心翼翼的越过去。

二、 高三复习课中遇到的速度反弹问题对比及其思考

分析与综合是思维的基本过程，简单地说，分析就是从整体到部分的思维过程，综合就是从部分到整体的思维过程。分析与综合思维能力是学生的关键能力，也是高校招生考试区分考生综合素质和潜能的重要方面。在高三复习到速度时，遇到速度反弹问题时，不同类型的题目学生的处理结果也不一样。

下题中没有涉及速度“反弹”，学生的求解相当的漂亮，正确率能达到90%以上。

例题2（2017-2018苏锡常镇高三四市物理二模）一质量为m的蹦极运动员身系弹性蹦极绳，由水面上方的高台自由下落，从开始下落到绳对人刚产生作用力前，人下落的高度为h，此后经历时间t蹦极绳达到最大伸长量，人到水面还有数米距离，在此过程中蹦极绳对人的作用力始终竖直向上，重力加速度为g，不计空气阻力，求该段时间内蹦极绳对人的平均作用力大小。

本题考点是动量定理的应用求解，学生求解时会写：

动量定理：F合Δt=mΔv

速度的变化量：Δv=v2-v1

末速度：v2=0

初速度：v21=2ghv1=2gh

所以：F-mg=0-2gh

结果：F=mg+2gh

这题的考点与上一题考点差不多，都是动量定理F合Δt=mΔv的应用求解。可是对于学生这题的正确率能达到90%，而上一题的正确率只有50%，大部分学生的错误是“速度的反弹”没有考虑到，导致Δv的求解有问题。

这题的考点、题目内容几乎差不多，可是在稍微改变速度的变化量的基础上，学生的正确率却差这么多，这值得每一位老师的思考。

三、 总结

通过以上有关“反弹”速度中的一些问题，总结如下：

第一，“运动快慢的描述——速度”这节内容中速度方向所占篇幅，稍微少一点，教师在教授新内容时适当的让学生来探究速度的方向，同时提出有关方向的一些问题，引导学生的思考。例如天气预报中的“风”是怎么播报的；上学和回家中的“上”和“回”代表什么；口语中经常出现的“走过去”和“走过来”一样吗……

学生学习“速度的概念”时，教师要在学生的心中埋下一颗“方向的种子”，在以后的学习中，让这颗种子发芽，通过训练促使这颗种子长大，最后求解速度时学生首先考虑速度的方向，例如“汽车刹车时”会让学生第一反应“车几秒停下”。

第二，知识结构上，刚学习“位移”这个矢量，速度之后有“加速度”这个矢量，所以从学习的连贯性出发，学生思考“速度”的方向是很自然的。在刚学速度时遇到“反弹”问题，很多学生会很自然的考虑到速度方向怎么变，从而求解的正确率很高。但是学习了一段时间后，“动能”“机械能”等这些内容是标量，学生容易遗忘“速度方向”，導致复习中求解偏差。所以复习时注重帮助学生理顺思路。

第三，物理思维的建立和完善。学习物理需要提高思维，通过理解，才能把有些概念掌握；通过运用，才能把这些概念吸收，消化；通过不断的错误，才能不断地总结提高；通过物理知识点的不断整合，才能不断地完善自己的物理思维。

四、 结束语

物理规律根源于物理现象，起源于物理概念。物理规律是建立在物理现象和物理概念基础上的，速度是物理学中最基础的概念之一，因此，学生学好速度，具有非常重要的意义，同样也有利于后面内容的学习和整合。希望每位教师和学生都能深入探讨速度的反弹问题。

参考文献：

[1]郑录永.新课程改革下的高中物理概念教学研究[J].学周刊，2016（14）.

[2]岳燕宁.分析与综合[M].合肥：中国科学技术大学出版社，2015：76.

作者简介：吕娟，江苏省南京市，南京市溧水区第二高级中学。