淺談物理力學(xué)的教學(xué)

1、淺談物理力學(xué)的教學(xué)中學(xué)生物理力學(xué)問題的分類及表征研究內(nèi)容摘要:中學(xué)物理知識內(nèi)容是物理學(xué)的初級層次.嚴(yán)格地講,它的科學(xué)性、系統(tǒng)性都受到了一定的限制.它只是闡述了物理學(xué)中最根本、最根底的知識,并不管文聯(lián)盟.Ll.是非常嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奈锢砝碚?其主要內(nèi)容是經(jīng)典物理學(xué)的根底知識,而以力學(xué)、電學(xué)為重點(diǎn)。關(guān)鍵詞:力學(xué)知識思維一、力學(xué)教材的根本知識構(gòu)造牛頓運(yùn)動定律是經(jīng)典力學(xué)的根底,也是經(jīng)典物理的根底之一.動能定理和動量定理及其守恒定律為經(jīng)典力學(xué)的棟梁.現(xiàn)行教材的體系是先講靜力學(xué),后講運(yùn)動學(xué),最后講動力學(xué).把牛頓三定律按三、一、二的順序安排,第三定律放在靜力學(xué)中講授.這種安排符合由易到難、循序漸進(jìn)的原那么.即學(xué)習(xí)靜力

2、學(xué)時,有牛頓第三定律作準(zhǔn)備知識,學(xué)習(xí)牛頓第二定律時,有力的合成與分解作先行.通過靜力學(xué)的教學(xué),要求學(xué)生正確理解力的概念。二、物理思維方式思維是人腦對客觀事物進(jìn)展加工的過程,是人腦的功能,通過表象、概念判斷和推理以及其它過程來反映客觀現(xiàn)象的能動過程.物理思維就是運(yùn)用思維的一般規(guī)律于物理學(xué)習(xí)、研究中所表達(dá)的詳細(xì)的一種思維方式。第一章力要重點(diǎn)講清三種力產(chǎn)生的條件及力的大小和方向,為物體受力分析做好準(zhǔn)備.力的三要素,在初中已經(jīng)講過,對質(zhì)點(diǎn)來說不會發(fā)生關(guān)于力的作用點(diǎn)的問題,而對剛體來說,力的作用效果除了跟力的大小和方向有關(guān)外,還跟力的作用點(diǎn)的位置有關(guān).教材中雖然沒有明確提出剛體概念,但所說的物體都是指剛

3、體.力的作用點(diǎn)可以沿力的作用線移到剛體內(nèi)任一點(diǎn)而不改變力的作用效果.因此,與其說力的作用點(diǎn)是一個要素,還不如說力的作用線是一個要素.物體的平衡,用了平衡和固定轉(zhuǎn)動軸的物體等理想模型方法;力的分解和合成用了分析、綜合、等效的方法。第二章物體的運(yùn)動用了理想模型(過程模型)的方法.高中教材以初中教材為根底,先提出質(zhì)點(diǎn)這個理想化模型,在研究物體在一直線上的運(yùn)動以后,立即研究物體在一個平面內(nèi)運(yùn)動的有關(guān)概念、規(guī)律和描繪方法.運(yùn)動學(xué)是力學(xué)的重要組成部分,是學(xué)習(xí)其它各章的必備知識.對平面運(yùn)動的速度的合成與分解運(yùn)用了分析、綜合、等效的方法。第三章牛頓運(yùn)動定律用了經(jīng)歷歸納方法論.雖然第一定律不能用實(shí)驗(yàn)直接證明,但

4、由第一定律推導(dǎo)出的一切結(jié)論都與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符合,這就間接地證明了牛頓第一定律的正確性.當(dāng)今的實(shí)驗(yàn)已能近似地驗(yàn)證這個定律,例如用氣墊導(dǎo)軌實(shí)驗(yàn),運(yùn)動物體滑塊在程度方向可以近似地認(rèn)為不受力,因此它近似地做程度勻速直線運(yùn)動.隨著科學(xué)技術(shù)的日益開展,牛頓第一定律有可能得到更加嚴(yán)密的證明.牛頓第二定律是通過實(shí)驗(yàn)歸納得出的.在功和能,機(jī)械能守恒定律,動量、動量守恒這幾章中,主要是用了推理的方法.如教材中機(jī)械能守恒定律是借助于運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)的知識推導(dǎo)出來的.但應(yīng)當(dāng)明確一點(diǎn),這是一條實(shí)驗(yàn)規(guī)律,是理論經(jīng)歷的總結(jié),是客觀規(guī)律的反映.這此規(guī)律可以互相推導(dǎo),這說明它們之間存在著內(nèi)在聯(lián)絡(luò).動量定理出自于牛頓第二定律,又異于

5、牛頓第二定律。三、數(shù)學(xué)是表達(dá)物理學(xué)規(guī)律最準(zhǔn)確的語言在教學(xué)過程中,只有將教材的教學(xué)方法、構(gòu)造搞清楚,才能到達(dá)運(yùn)用數(shù)學(xué)方法解決物理問題的目的.在力這一章中,重點(diǎn)解決什么是矢量和矢量的運(yùn)算方法問題.對物理矢量必須透徹理解,掌握其數(shù)學(xué)運(yùn)算法那么矢量的平行四邊形法那么.引導(dǎo)學(xué)生對代數(shù)和與矢量和進(jìn)展比照,體會矢量的質(zhì)的差異,從而自覺地運(yùn)用矢量運(yùn)算法那么.在物體的運(yùn)動這一章中,先提出質(zhì)點(diǎn)這個理想化模型,并研究質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)中的幾個根本概念、位移、速度、加速度等.從數(shù)學(xué)角度分析這些量之間的函數(shù)關(guān)系(包括文字表達(dá)、數(shù)學(xué)公式、函數(shù)圖象等),再進(jìn)展運(yùn)動的合成與分解的矢量運(yùn)算。在牛頓運(yùn)動定律這一章中,牛頓運(yùn)動定律起著承上

6、啟下的作用,即能進(jìn)一步加深對靜力學(xué)、運(yùn)動學(xué)知識的理解,又能為順利學(xué)習(xí)機(jī)械能和動量鋪平道路.牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式,只有以地球和相對地球靜止或做勻速直線運(yùn)動的物體為參照系才是適用的.教材由分析物體只受一個力產(chǎn)生加速度與力的關(guān)系,過渡到分析物體受幾個力產(chǎn)生加速度,以及加速度與力的關(guān)系,從而概括出能適宜各種情況的牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式F=a.在公式中,力與加速度都是矢量,故此式是一個矢量式.牛頓第二定律概括了力的獨(dú)立性原理(或力的疊加原理論文聯(lián)盟.Ll.),即幾個力同時作用在一個物體上所產(chǎn)生的加速度,應(yīng)等于每個力單獨(dú)作用時所產(chǎn)生的加速度的疊加矢量和.在解題中,運(yùn)用了正交分解法等根底知識。機(jī)械能和動量這兩章是在運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)的根底上,討論力的空間和時間積累效應(yīng),從而引出功和能、沖量和動量等概念.功和能將矢量運(yùn)算變成了代數(shù)運(yùn)算.教材從力對物體做功引出動能和動量定理,研究了重力、彈力做功的特點(diǎn),引出勢能的概念,得出在只有重力、彈力做功時,機(jī)械能守恒.最后,從一般的功能原理說明功的本質(zhì)是能量變化的量度作為本章的總結(jié).能的轉(zhuǎn)換和守恒提醒了物理學(xué)各部分的內(nèi)在聯(lián)絡(luò).在討論動量定理時,應(yīng)強(qiáng)調(diào)牛頓第二定律的關(guān)系式是一個瞬時關(guān)系,而動