如何學習物理概念和物理規律

如何學習物理概念和物理規律

             如何學習物理概念和物理規律
    物理概念和物理規律是中學的精髓。如果把中學物理這門科學比作高樓大廈，那么物理概念和物理規律就是構成這座大廈的磚石和鋼筋框架。有經驗的物理老師經常要求學生抓好基礎知識，指的就是抓好物理概念和物理規律。
　　然而，有些同學卻不這樣，他們不重視對概念規律的理解與掌握，把主要精力都用在盲目做題上，其結果不但在做題中遇到了很多障礙，白白浪費了很多時間，而且始終不能抓住系統的知識體系。他們總是有一種題目很多.頭緒很亂.忙得不可開交的感覺。最后得出一個物理難學的結論。一次，一位同學拿著一道物理題。題目是如圖（1）：木塊A和木塊B一起沿著傾角為a的斜面加速下滑，試對木塊A作受力分析。這位同學認為木塊B對木塊A的摩擦力應該平行于斜面向下，理由是木塊A的加速度是沿斜面向下的。（原答案給出這個摩擦力是水平向左的）他說完后我提出了兩個問題：1摩擦力的方向跟接觸面是什么關系？2加速度方向是跟合外力方向一致還是跟隨便的一個力一致？他低頭想了一會兒，說：“我明白了�！毕筮@樣由于概念不清，導致做錯題的例子舉不勝舉的。
  　什么是物理概念呢？物理概念是對物理現象的概括，是從個別的物理現象.具體過程和狀態中抽象出的具有相同本質的物理實體。在中學物理中主要有兩大類。一類是用詞語直接表達的概念。如力、重心、點電荷、理想氣體、干涉、靜電平衡、勻速直線運動、衰變等等。另一類是用數學語言表達的概念，常稱為物理量。如加速度a=△V/△t，動能Ek=mv2/2，動量P＝MV，電場強度E=F/q等等。
 對一個物理概念的認識，一般需經三個階段：一.感性的具體，二.理性的抽象，三.理性的具體。老師每講一個新的概念的時候，總是首先引入我們比較熟悉的一些具體物理現象，物理實例或做一些物理實驗，使我們產生具體的感性的認識；再經過去粗取精.去偽存真.由表及里的分析比較，抽象出本質屬性，上升到理性認識；再經過演繹的練習，使物理的抽象上升為理性的具體，實現應用所學概念有針對性的解決有關問題。
　　例如：學習靜電平衡這個概念時候，老師首先舉出把一個中性導體放在勻強電場中的例子。引導同學認識自由電子在電場力的作用下發生定向移動，產生感應電荷，發生靜電感應的現象。再透過這個現象認識感應電荷產生的附加電場與原來勻強電場的迭加，直到感應電荷的場強與原電場的場強大小相等時導體內部合場強為零，自由電子定向移動停止，導體達到了靜電平衡狀態。從而再總結出靜電平衡等體的一些性質：內部合場強為零，導體是個等勢體等等。在我們頭腦中形成一個反映靜電平衡本性的理性的抽象。進而應用到其它各種電場中，由此及彼，在具體運用中升華到理性具體，得心應用地解決多變的物理問題�！　　　　　　　　　�
    對于一些物理量，還要清楚以下內容：引入目的.定義式.單位.是標量學是矢量.由什么因素決定.測量方法等等。如加速度這個概念，引入的目的是為了描述物體速度變化的快慢，定義式a=△V/△t，國際制中的單位是米/秒　，是矢量，一個物體的加速度由它的質量和它所受的合外力事決定。測量方法很多，課本中專門安排了一個測定勻變速直線運動的物體的加速度的學生實驗。
　　這里還特別提出的是，有些物理概念不是只在一節課上，通過一兩個例子就是能夠認識清楚的。需要在長期的學習過程中不斷地認識，不斷地理解。如力這個概論，從初中二年級就開始學習，有了一個初步認識。升入高中后，第一章第一節又開始學習，并給予初步的概括：力是物體對物體的作用。第三章中學習了牛頓第一定律，又進一步認識了力作用的相互性。到此，也只是停留在機械力的范疇之內。到學習了電磁力后，才從不同領域，不同類型的力的作用情況，通過聯想和類比，形成比較深刻的認識。也就是說，認識一個物理概念有一個不斷發現，不斷提高的過程。這就要求我們在學習中多觀察，多擴大自己頭腦中的信息量，經過加工比較，實現對概念的深刻理解與掌握。
 同學們在學習物理概念中往往存在以下蔽病，應注意克服。
（一）只記結論.不注意引過程�，F舉兩道習題說明。
    例一：關于物體的加速度，下例說法正確是的：[ ]
加速度越大，物體運動的越快；B.加速度越大，物體速度變化越大；
C.加速度越大，物體速度變化越快；D.加速度為零時，物體的速度也為零。
　　該題正確答案是C。在初學階段，很容易選錯。原因何在？老師引入加速度概念時，一般都要舉出幾個變速運動的例子，分析比較，最后強調了描述物體速度變化快慢，引入加速度。如果聽課時，注意這些清楚的。之所以選錯是忽略了引入過程。
　　例二：如圖（2）。帶電量為q的正電荷A，與半徑為R的不帶電的金屬球的感應電荷在球內的電場強度的大小與方向是（　）
   A.kq/4R2 ;  B.kq/6R2   C.方向指向A； D.方向背向A
   答案為ABC，很多同學都不選B。只要我們回顧一下初學靜電平衡概念時，老師分析的靜電感應過程，注意到導體發生靜電感應時內部有原電場，還有一個感應電荷的電場，這兩個電場反向迭加，合場強為零時達到靜電平衡，意味著導體中任一點感應電荷場強都與原電場的場強等大反向。此題中原電荷q在金屬球中場強大小范圍為kq/9R——kq/R2，自然就含有kq/4R2和kq/6R2。
（二）只背公式，不理解其含義和條件。
    如靜電一章，給出三個場強公式,E=F/q、E=KQ/r2和E=U/d 。這三個公式都能計算場強，但各自含義和適用條件是不同的。
              E=F/q
    是定義式，對某點場強有一種量度功能，任何電場都適用，但它不能決定場強的大小。E=KQ/r2是真空中點電荷場強的決定式，只適用真空中點電荷產生的電場。而E=U/d反映是勻強電場中U，E，d三者的關系。如果不清楚這些，解題時就會出現張冠李戴的情況。
    有些物理量還受狀態.時空等因素的影響。如我們常常認為一個物體的重力是恒定的，只在高低及緯度變化不太大時才成立。一段導體的電阻跟它的長度成正比，跟它的橫截面積成反比，是在電阻率ρ不變時才成立，對于一般金屬，溫度變化 ρ發生顯著變化時，計算電阻時就得考慮 ρ的影響。
（三）只重視物理，不重視用詞語直接表達的概念。
    中學物理課本中用語言直接表達的物理概念比物理量還要多。如：重心.質點.平動.共振.內能.點電荷.電磁振蕩.光心.焦點光譜等等。這些概念不僅定義嚴謹，而且能與其它物理概念形成一個完整的系統。如果模糊不清不，不但直接影響解答習題，而且對于學習新知識，對于系統掌握物理知識都造成障礙。比如：重心概念不清楚，涉及重力勢能變化的一些題目就難以處理；光心.焦點的概念不清楚，焦距的概念就建不起來；衰變的意義不清楚，半衰期就無從談起。
   物理學本身就是研究物質最基本的運動及其規律的一門科學。物理規律反映了各物概念之間的相互制約關系，反映在一定條件下一定物理過程的必然性。
    中學物理規律主要有：1.物理定理：如動能定理，動量定理等。2.物理定律：如牛頓運動定律.動量守恒定律.法拉第電磁感應定律，光的折射定律等。3.物理定則：如平行四邊形法則等。4.物理方程：如理想氣體狀態方程等。5.物理學說：如分子運動論，原子核式結構學說等。
    對于這些課本中明確出來的規律，不但要記住它的內容表述和對應表達式。更重要的是透徹理解。一般應抓住以下幾個方面：
   （一）實驗基礎。驗證牛頓第二定律實驗，研究楞次定律實驗等。
   （二）導出方式。如根據動量定理和牛頓它三定律推導動量守恒定律；據玻－瑪定律和查理定律推導一定質量的理想氣體狀態方程等。
  （三）清楚規律揭示的內涵及公式中各字母的含義。如動量定理：Ft=       △P ,從整體上揭示物體所受合外力的沖量與它的動量變化的直接對應關系，即兩者大小相等，方向相同。如果題目中要求合外力沖量，就有了兩條思路：一是用合外力乘時間，二是先求其動量變化。分解看：式中F為合外力，解題時就需從受力分析入手，找出合外力，等號右邊為動量變化，特定要求末態動量減初態動量。該式為矢量式，中學大綱只要求一維情況，解題時一定規定正方向，列代數式方程。變形有：F＝△p/t，說明物體所受的合外力等于它的動量的變化率，等。
   （四）注意適用條件。如：庫侖定律F＝Kθ1θ2/r2 ，只適用于真空中點電荷。動量定守恒定律用于不受外力或合外力為零的系統。動量定理對一于不論直線還是曲線，恒力還是變力，物理過程是單一的還是多階段組合的，幾個力作用于物體上的時間是否相同都適用。在中學階段對處理打擊.碰撞一類問題尤為方便。
   （五）物理圖象。物理圖象是物理規律的更直觀.更形象的表達方式。如v－t圖象，波的圖象，P－V圖象，此外還有一些在題目中出現的圖象如F－t圖象，B－t圖象等。對圖象一般應抓住以下方面：1橫縱坐標.斜率.交點的含義；2對應規律煤數學表達式；3反映的物理情景。     以上所說，者是課本中明確出來的規律。物理學中還有許多規律，需在老師指導下發現和總結，實現知識系統化。
單元知識結構的概括和總結。
 現以磁場一章為例總結如下：
  （二）跨單元知識聯系規律。舉兩例：
              瞬時作用效果：F＝ma
              1.力的作用效果 對時間累積效果：Ft＝ △P
              對空間累積效果：W＝ △Ex
              2.功能關系：功是能量轉化的量度。
              1量度重力勢能變化： WG=△Ep
              2量度彈性勢能變化： W彈=△Ep
              3量度分子勢能變化：W分子=△Ep
              4量度電勢能變化： W電=△E
              5量度動能變化： W總=△Ek
              6量度機械能變化：W其它=△E
    前四式把整個中丌涉及到的勢能與之對應的功總結到一起，找到了共同規律：某種勢能的變化都對應著一種功，都是做正功時勢能減少，做負功時勢能增加，且所做功與對應勢能變化在數值上是相等的。五個式子綜合比較，使我們對功和能的關系理解的非常清楚了。
   （三）從課本內容中提煉規律。
如：力學中判斷物體做直線或曲線運動的方法；判斷物體做加速運動或減速運動的方法。熱學中分子力隨分子距離的變化規律。電學中根據電力線方向比較電勢高低的方法；直流電路中電壓分配規律。幾何光學中像距.像的虛實大小隨物距的變化規律等。這些方法或規律幾乎

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