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全面准确理解物理概念与规律,变革新课堂学习

时间:2023-08-07 理论教育 版权反馈
【摘要】:要在更广泛的知识和更普遍的背景材料上把握物理概念、物理规律。应该知道,物理概念、物理规律揭露物理现象的本质,物理规律建立了有关物理量间的联系,它们之间是紧密联系的。如果把它们隔离开来,脱离物理规律、死背概念定义或脱离概念、形式上对待规律内容,是不可能很好理解和掌握物理概念、规律的。比较容易混淆的物理概念、规律的异同、区别和联系有利于准确理解概念、规律的准确含义。解题是物理概念、规律的一种应用。

全面准确理解物理概念与规律,变革新课堂学习

(1)要在更广泛的知识和更普遍的背景材料上把握物理概念、物理规律。

理解和掌握物理概念、物理规律就需要对概念、规律的提出、建立有一定的了解,对概念、规律内容的各种表达形式(文字的和数字的)有清楚的认识,能理解它们的确切含义,理解它们的成立条件和适用范围,理解它们在物理理论大厦中的位置,会应用它们分析解决问题。在复习前考生对此已经有一定的认识、理解,但是应该知道,基本物理概念、物理规律揭露了客观事物的本质,是人类经过长期曲折的历史过程的结晶,具有深刻的、丰富的意义,对它们的实质和意义的理解是分层次的,在高中一、二年级学习时的理解是低层次的,在复习过程中要努力提高一个层次。

例如对力的概念的理解包括对具体的力(重力、弹力、摩擦力、电场力、安培力、洛仑兹力等)的概念的理解,也包括对一般、抽象的力的概念的理解,还包括力作用于物体产生不同的效果的理解等。我们需要从不同的角度来理解力的概念,我们在繁杂的力学问题中,在带电粒子在电场和磁场运动问题中,遇到各种各样的力,通过这些问题不断加深对不同性质的力的理解,也不断加深对抽象的普遍的力的概念的理解。如:

物体沿斜面下滑支持力不做功(斜面不动),这是常见的情况,但不能得出支持力总不做功的错误结论。支持力的特点是方向垂直斜面,如斜面可动,支持力可以做正功,也可以做负功;

静摩擦力可以使物体加速,也可以使物体减速,可以做正功、做负功、不做功,但一对静摩擦力总不做功(做功代数和为零);

滑动摩擦力可以使物体减速,也可以使物体加速,可以做正功、做负功,但一对滑动摩擦力总做负功,系统克服一对滑动磨擦力做的功等于系统内能的增加量;

洛仑兹力的方向总跟速度垂直,总不做功,它只改变速度方向不改变速度大小,这是洛仑兹力的最大特点,其它的力都不具有这一特点;

力产生加速度,反之如果发现物体有加速度就判定一定是力产生的等等。

类似的问题很多,我们应该不断总结、归纳。

例如,电场强度的定义是。应该清楚有两种电场;静止电荷产生的电场和随时间变化的磁场产生的电场。定义对这两种电场都适用,它是电场强度的普遍定义。这两种电场的性质不同,静止电荷产生的静电场,其电场线起于正电荷终止于负电荷,不可能闭合。变化磁场产生的涡旋电场,其电场线没有起点、终点,是闭合的。电动势的本质是非静电力移动电荷做的功,电感线圈中的自感电动势、变压器副线圈中的感应电动势都是涡旋电场力产生的。

应该注意,对基本物理概念、物理规律的深刻理解不可能一次完成,它需要一个反复加深认识的过程。遇到新的现象、新的问题、新的领域,我们都需要重新认识、体会有关概念、规律的准确含义。这样我们就不断在越来越广泛的知识和背景上来把握概念、规律,从而对它们的理解就更全面、深入和准确。

(2)概念与规律紧密联系。

应该知道,物理概念、物理规律揭露物理现象的本质,物理规律建立了有关物理量间的联系,它们之间是紧密联系的。如果把它们隔离开来,脱离物理规律、死背概念定义或脱离概念、形式上对待规律内容,是不可能很好理解和掌握物理概念、规律的。我们应该主要通过规律来理解概念,通过概念来掌握规律。例如:(www.xing528.com)

功的概念除抓住功的定义式外,应该着重从动能定理、功能关系、热力学第一定律、普遍的能量守恒与转化定律等角度来理解,即从能量变化、转化的角度来理解。在电学中、光学中,我们越来越着重从能量转化来理解功,如光电效应电子脱离金属的逸出功是从能量转化来理解的;

动量概念应联系动量定理、特别是动量守恒定律来理解;

电阻概念应联系欧姆定律焦耳定律等来理解。电阻的定义是,按欧姆定律,我们来体会电阻的阻碍作用。串联电阻、并联电阻的等效电阻也由U与I的比来理解。从焦耳定律来体会电阻是消耗电能转化为内能的元件;

法拉第电磁感应定律的掌握不能离开磁通量概念和感应电动势概念等等。

(3)比较易混的物理概念、规律。

比较容易混淆的物理概念、规律的异同、区别和联系有利于准确理解概念、规律的准确含义。例如:动量和动能都是描述物体运动状态的,都与物体的质量、速度有关。但动量是矢量,与动量有关的规律是动量定理和动量守恒定律,动能是标量,与动能有关的规律是动能定理、机械能守恒定律、功能关系等。动量的大小与动能间存在关系:或;做功与传热都是改变物体内能的两种方式,在使物体内能变化上功与热量是等效的,功、热量、能量的单位也相同。但传热发生在存在温度差的两物体之间,是物理间内能传递的一种方式。做功与两物体间的温度差无关,是物体间其他形式能与内能转化的一种方式;

导线切割磁场线公式与法拉第电磁感应定律的区别、联系:是适用于各种电磁感应现象的普遍规律,是它的一个特例。但求出的是整个闭合回路在△t时间内的平均感应电动势 求出的是该段导线某一时刻的感应电动势。与 的成立条件和适用范围各不相同等等。

(4)灵活应用物理概念、规律。

只有通过实践、通过应用才能检查出我们对物理概念、规律是否真正理解,哪些内容理解了,哪些内容还没有理解。

解题是物理概念、规律的一种应用。我们根据概念、规律对题意进行具体分析、确定研究对象,分析对象所处的物理状态和发生的物理过程,弄清楚题目的物理情景、现象产生的原因、条件,然后确定具体的物理量,建立解题方程、关系,求出最后答案,必要时进行讨论。

根据物理规律的内容、特点,我们得出应用规律的一些基本步骤,但我们不应该死套基本步骤,而应该理解基本步骤来源于物理规律本身,对具体问题要具体分析并灵活应用。那种把物理题形式分成许多“类型”,对某一“类型”的题套用“解题步骤”的做法,不能很好培养自己独立地、灵活地分析解决问题的能力。例如:牛顿定律是对质点的某一时刻说的,根据定律和有关力、质量、加速度的概念应该理解,应用牛顿定律首先要明确研究对象是哪一物体或一组物体,它们要能看成一个质点。研究的质点明确了,质量m才能定下来,加速度a和受力才能够分析明确。质点的受力分析和加速度分析除了根据力是物体间相互作用、重力、弹力、摩擦力、电场力、安培力、洛仑兹力公式和加速度定义、运动学公式外,在许多问题中还需要把力和加速度结合起来分析,应灵活运用;

动力学有5个重要规律:牛顿定律;动量定理;动能定理;动量守恒定律;机械能守恒定律。这些规律在研究对象、内容、适用条件、受力分析等方面各有特点。对一个具体的力学问题研究应该选用哪个或哪几个规律求解要根据规律特点和题意的具体分析确定。大致说来,如求某一时刻(位置)物体受力或加速度可考虑用牛顿定律,如果问题只涉及力、时间而与位移无明显关系可考虑用动量定理,如果问题只涉及力、位移而与时间无明显关系可考虑用动能定理,如果能判定系统符合动量守恒或机械能守恒条件可考虑用守恒定律。在理解概念、规律的基础上,只有不断通过解题实践提高分析解决问题的能力,不断总结解题经验教训,才能灵活运用规律解决问题。

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