范三同

大部分學(xué)生認(rèn)為高中物理理論枯燥乏味，物理規(guī)律難以掌握。究其原因是沒(méi)有抓住其特點(diǎn)，沒(méi)有弄清其實(shí)質(zhì)。其實(shí)只要我們稍加注意就會(huì)體會(huì)到物理這門(mén)學(xué)科美的所在。我們知道高中的內(nèi)容主要包括力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)、原子物理學(xué)。其中力學(xué)、電磁學(xué)是高中物理的核心、主干內(nèi)容。下面我們僅就其中的對(duì)稱美、相似美欣賞一下：

一、從整體內(nèi)容安排上看

二、從具體的內(nèi)容上看

力學(xué)是基礎(chǔ)，電學(xué)與熱學(xué)中的許多問(wèn)題都是與力學(xué)相結(jié)合的。力學(xué)又可以分為靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)以及機(jī)械振動(dòng)機(jī)械波。靜力學(xué)的核心是質(zhì)點(diǎn)的平衡，只要選擇恰當(dāng)?shù)难芯繉?duì)象，認(rèn)真分析其受力，再用合成或正交分解法來(lái)解決即可。

運(yùn)動(dòng)學(xué)的核心是運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律。這里主要研究幾種較典型的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，其中較簡(jiǎn)單的是勻變速直線運(yùn)動(dòng)，用其基本規(guī)律即可直接解決。

動(dòng)力學(xué)是力學(xué)中最復(fù)雜的部分。我們只要弄清它主要解決的三對(duì)矛盾：即力與加速度、沖量與動(dòng)量變化；功與能量的變化，并在解決問(wèn)題時(shí)選擇恰當(dāng)途徑，許多問(wèn)題較為快捷的解決。振動(dòng)和波這一部分是建立在運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)之上的，只不過(guò)加入了振動(dòng)和波的特性。

電磁學(xué)是物理學(xué)中的另一大部分，可分為：靜電場(chǎng)、恒定電流、電磁感應(yīng)、交流電和電磁振蕩、電磁波。靜電場(chǎng)部分包括庫(kù)侖定律、電場(chǎng)、場(chǎng)中物以及電容等。電場(chǎng)這一概念比較抽象，但是電荷在電場(chǎng)中受力和能量變化是比較具體的。因此引入電場(chǎng)強(qiáng)度（從電荷受力角度）和電勢(shì)（從能量的角度）描寫(xiě)電場(chǎng)，這樣電場(chǎng)就可以和力學(xué)中的重力場(chǎng)（引力場(chǎng)）來(lái)類比學(xué)習(xí)掌握了。電與磁的核心是三件事：電生磁、磁生電和電磁生力，只要掌握這三件事的產(chǎn)生條件、大小、方向，這一部分的主要矛盾就抓住了。這部分的難點(diǎn)在于因果變化是互動(dòng)的，甲物理量的變化引起乙物理量的變化，而乙反過(guò)來(lái)又影響甲，這一變化了的甲又影響乙——這樣周而復(fù)始。

電磁振蕩、電磁波部分可以說(shuō)主要應(yīng)用電磁感應(yīng)的理論知識(shí)，是電磁學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用。從以上內(nèi)容上看，靜力場(chǎng)、運(yùn)動(dòng)學(xué)與靜電場(chǎng)、靜磁場(chǎng)，非常相似，它們分別為動(dòng)力學(xué)和電磁感應(yīng)打下基礎(chǔ)。動(dòng)力學(xué)研究了力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，電磁感應(yīng)研究了電與磁的關(guān)系重點(diǎn)研究了由磁如何產(chǎn)生電。機(jī)械振動(dòng)是在力學(xué)知識(shí)的掌握基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系如：位移、速度、加速度隨時(shí)間的變化而不斷改變，動(dòng)能與勢(shì)能之間的轉(zhuǎn)化；而電磁振蕩又是在電磁感應(yīng)知識(shí)的掌握的基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究電與磁之間的關(guān)系如：電流，電容的兩極板的電量在隨時(shí)間的變化而不斷改變，電場(chǎng)能與磁場(chǎng)能之間不斷相互轉(zhuǎn)化。從這可以體會(huì)物理中的相似美。

三、從研究方法上看

在力學(xué)中研究問(wèn)題時(shí)常常用到分析法、綜合法、理想化法、比值法、模擬法、對(duì)比法等等。在電磁學(xué)中同樣要用到上述方法。如力學(xué)中質(zhì)點(diǎn)是從實(shí)際物體抽象出來(lái)的理想化模型，它不考慮物體的大小和形狀，只考慮其質(zhì)量而用一個(gè)沒(méi)有大小和形狀的點(diǎn)代表有質(zhì)量的物體。而在電磁學(xué)中是從實(shí)際帶電體抽象出來(lái)的模型不考慮帶電體的大小和形狀只考慮其帶電這中特征。即只抓住事物的主要矛盾而忽略其次要因素。物理中的理想模型舍棄了實(shí)際事物的非本質(zhì)特征或無(wú)關(guān)特征，提取了其本質(zhì)特征和相關(guān)特征，諸如質(zhì)點(diǎn)、彈簧振子、單擺、理想氣體、點(diǎn)電荷、電力線理想變壓器、光線等等這些優(yōu)美的理想模型概括了物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律，變復(fù)雜為簡(jiǎn)單，既抽象有形象，既簡(jiǎn)潔又合理，因而十分美好。在教學(xué)中突出物理模型的建立過(guò)程，充分展示物體模型的內(nèi)在美。

力學(xué)中用到的比值法定義一些物理量如：速度加速度等等。電磁學(xué)中同樣有電場(chǎng)強(qiáng)度、磁感強(qiáng)度、電勢(shì)等用比值法來(lái)定義的。以加速度為例，加速度表示物體單位時(shí)間內(nèi)速度的變化，反映了速度變化的快慢；而感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)表示穿過(guò)某一回路中單位時(shí)間內(nèi)的磁通量的變化，反映了磁通量變化的快慢。

以上幾點(diǎn)我們欣賞了物理中的相似美和對(duì)稱美，學(xué)習(xí)過(guò)程中我們要不斷從中發(fā)現(xiàn)美、欣賞美，這樣不僅提高了我們的審美能力，也增加了學(xué)習(xí)物理的興趣，何樂(lè)而不為呢？