張佳琦
物理學(xué)是研究物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)、基本運(yùn)動(dòng)形式以及相互作用規(guī)律的科學(xué).物理的核心是定律,高中物理學(xué)習(xí)的關(guān)鍵是掌握定律并靈活運(yùn)用.物理定律(包括公式、定理、原理和法則等)反映了物理現(xiàn)象、物理過(guò)程發(fā)生和變化的規(guī)律.本文闡述了在物理定律的學(xué)習(xí)、應(yīng)用等方面的心得體會(huì).
一、高中物理定律的學(xué)習(xí)探究
高中物理由力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)等部分組成,它們互相聯(lián)系,相輔相成,構(gòu)成一個(gè)統(tǒng)一的整體.要想學(xué)好物理定律,以下幾個(gè)方面是關(guān)鍵.
1.深入理解定律的概念及內(nèi)涵.傳統(tǒng)物理學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)物理概念、規(guī)律的結(jié)論及其利用規(guī)律進(jìn)行推演解題,對(duì)物理概念的內(nèi)涵、規(guī)律形成的過(guò)程重視不夠.這使得對(duì)物理定律的學(xué)習(xí)停留在表面.解題時(shí)只記住了物理定律的表達(dá)式,卻無(wú)法靈活運(yùn)用公式來(lái)解決多變的物理問(wèn)題.其實(shí),一個(gè)物理定律的建立本身就是物理學(xué)取得很大進(jìn)展的標(biāo)志,物理定律具有豐富、深刻的內(nèi)涵和外延.物理的學(xué)習(xí),重要的是了解物理規(guī)律的內(nèi)涵和本質(zhì),并逐漸形成分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的思想方法和獨(dú)立創(chuàng)新的綜合素質(zhì).
2.運(yùn)用聯(lián)想,促進(jìn)物理定律的學(xué)習(xí).物理定律固然離不開(kāi)文字的闡述與說(shuō)明,這種教科書(shū)上的文字的闡述與說(shuō)明往往比較抽象.以“力”的概念為例,教科書(shū)中描述為“力是物體對(duì)物體的作用”,這一定義相對(duì)于初學(xué)者而言難以理解,尤其是“作用”一詞.初學(xué)者會(huì)產(chǎn)生這樣的疑惑:“力”怎么會(huì)是“作用”呢?要想更好地理解物理定律及概念,可運(yùn)用聯(lián)想法使之形象化、具體化.例如,在學(xué)習(xí)“力”的概念時(shí),筆者大腦中同步想象手拉彈簧、球拍擊球等情形,“作用”一詞就有了“拉”、“擊”等物理場(chǎng)景的支撐,通過(guò)聯(lián)想,理解概念,便有了形象的感知結(jié)果.
3.通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析,總結(jié)物理定律.物理是一門(mén)實(shí)驗(yàn)科學(xué),許多物理規(guī)律都是從實(shí)驗(yàn)事實(shí)中總結(jié)概括出來(lái)的.獨(dú)立實(shí)踐、實(shí)驗(yàn),能夠掌握物理實(shí)驗(yàn)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)原理,了解實(shí)驗(yàn)方法、步驟和過(guò)程,掌握實(shí)驗(yàn)器材的選擇和使用方法.通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)分析,總結(jié)物理定律,不僅能再現(xiàn)前人做過(guò)的研究和生活中的物理現(xiàn)象,而且能使抽象的定律形象、生動(dòng)和具體化,加深對(duì)物理定律的理解.
4.理論聯(lián)系生活,成為生活中的小老師.物理與實(shí)際生活聯(lián)系非常密切,很多生活現(xiàn)象中都蘊(yùn)涵著豐富的物理知識(shí).在物理定律學(xué)習(xí)過(guò)程中,要聯(lián)系生活,體會(huì)物理的奧妙.
二、解題應(yīng)用心得
1.理解物理定律中各物理量的物理意義.物理定律通常是用公式表示的,掌握公式中各物理量的物理意義是物理定律應(yīng)用的基礎(chǔ).在應(yīng)用物理定律進(jìn)行解題時(shí),要從物理含義上深刻理解各物理量的物理意義,而不是從數(shù)學(xué)角度來(lái)解釋公式本身所反映的物理量之間的數(shù)量關(guān)系.
2.理解物理定律中各物理量的單位.在物理定律中,每個(gè)物理量都是有單位的,任何物理公式都表達(dá)了物理量之間的數(shù)量關(guān)系和單位關(guān)系,在理解各物理量物理意義的同時(shí)還應(yīng)掌握各物理量的單位.在運(yùn)用物理定律解題時(shí),要求將各物理量的單位先進(jìn)行統(tǒng)一,才能代入數(shù)據(jù)時(shí)行計(jì)算.只有這樣,才能保證運(yùn)用物理定律計(jì)算結(jié)果的正確性.
3.注意定律的應(yīng)用范圍和條件.物理定律一般是在一定的理想化模型下建立或推導(dǎo)出來(lái)的.只有在一定條件下和范圍內(nèi)才適用,例如,歐姆定律只適用于金屬導(dǎo)體,而在氣體導(dǎo)電的情況下不適用;彈簧的伸長(zhǎng)只有在其彈性限度內(nèi),其形變量才與所受的拉力成正比,超出這個(gè)限度,兩者之間的正比關(guān)系打破.因此,應(yīng)用物理定律分析、解決實(shí)際問(wèn)題時(shí), 必須注意其適用條件和應(yīng)用范圍.
4.一題多解,尋求縱橫聯(lián)系.各物理定律之間常存在內(nèi)在聯(lián)系,可采用不同的物理定律,一題多解,尋求縱橫聯(lián)系.以“力學(xué)”為例,力的作用效果可以從瞬時(shí)作用效果、空間累積效應(yīng)和時(shí)間累積效應(yīng)等三個(gè)角度研究,分別總結(jié)出牛頓第二定律、動(dòng)能定理和機(jī)械能守恒定律、動(dòng)量定理和動(dòng)量守恒定律.從牛頓第二定律和勻變速直線運(yùn)動(dòng)的有關(guān)知識(shí),可推導(dǎo)出動(dòng)能定理和動(dòng)量定理,如在恒力作用下FH=ma和v12-v02=2as可推導(dǎo)出動(dòng)能定理,若FH僅是重力、彈力做功條件下mg(h2-h1)=mv22-mvv12則又可推導(dǎo)出機(jī)械能守恒定律mvv22+mgh1=mvv12+2mgh2;另外,運(yùn)用FH=ma和vt=v0+at可推導(dǎo)出動(dòng)量定理及動(dòng)量守恒定理.因而牛頓第二定律能解決的物理問(wèn)題,用動(dòng)能定理和動(dòng)量定理均能得以解決.根據(jù)物理定律之間的內(nèi)在聯(lián)系,一題多解,尋求縱橫聯(lián)系,可根據(jù)實(shí)際情況簡(jiǎn)化解題過(guò)程,也有助于對(duì)相關(guān)物理定律的理解.