杨建
【摘 要】初中物理是正式系统学习物理的开始,只有打好基础,正确掌握物理学习方法,培养物理思想,认识物理精髓,才能在以后的学习中稳步提升物理成绩。本文深入浅出,从力学角度论述物理学习的方法。
【关键词】物理学习 思想 方法
中图分类号:G4 文献标识码:A DOI:10.3969/j.issn.1672-0407.2015.09.151
物理是和生活息息相关的学科,在很早的时候大家就在生活中接触到许多的物理现象和物理常识。比如说大家从小就喜欢的玩具——磁铁、风车、遥控飞机、风筝等等物品,其中都包含着许多的物理原理。对教师来说,这是一个极大的便利。物理的生动有趣之处,引人入胜之处,其妙变化之处,都非常的富有科学魅力,在教学伊始就相当容易让学生们接受。
但是,物理并不是那么简单的一门学科,其科学性、逻辑性、思想性、严密性从来就不是能通过常理可以完全解释的。著名的古希腊科学家亚里士多德的关于落体运动的著名实验得出的结论:“力是维持物体运动的原因”一直延续到近代都被人们推崇备至,这正是基于自然常识所产生的论断。然而伽利略更为著名的斜槽实验一举推翻了这个结论。这正说明了一个问题:物理问题不能想当然,更不能仅仅根据生活常识而武断定论。连著名的大科学家尚会犯错,更何况刚刚接触物理的学生们呢?物理学习总是充满“陷进”,容易存在认识性错误,所以说,培养物理学意识锻炼物理学思维是相当重要的一件事。
作为从事初中物理教学的老师,必须从一开始就注意这个问题,在教授物理知识的时候,更重要的是养成学生的物理思维和认识。力学、热学、电磁学是物理研究的三大主要方向,以下以力学为例,具体讲解物理的学习思维和方式。
一、力的认识
什么是力呢?学生们在很早的时候就会有所体验,水流、风吹、物重、车驰等力学现象在生活中很常见。总结来说,力是一个物体对另一个物体的一种作用——这是课本上对于力的解释。或许这么说太宽泛了。它的作用机制呢?它的作用前提呢?它的作用结果呢?平时我们见惯了接触力,推车举重搬东西,好像寻常而随意,有什么好研究的呢?细心一点,就可以发现有些不太寻常的现象存在生活中,神秘谷中逆流的水,工厂车间中悬空而立的金属配件,能在荷叶上凝聚成珠子而不摊散的水滴,车厢内稳立在光滑的桌面上的光滑小球并不会在车行动的时候和车同一方向前进……这些现象好像和我们的日常认知并不相符。不过,这些现象靠物理原理都能解释。
要对力学原理有一个正确的认识。力不能脱离物体而独立存在,只要有力发生,就一定会涉及到两个物体,施力物和受力物。并且力的作用是相互的,力是成对出现的。如果学生在心里有了这样的主观认识,那么对物理现象的认识就可以更加理性客观。可以知道上述的问题涉及到磁力、重力、张力、惯性之类,而力的效果涉及到动静变化,形状变化,状态变化等等,不一而足,都是可以用理论来解释的。以上可以看出,物理学习中首要的便是养成一个好习惯——不能想当然。不能因为生活中的经验犯常识性错误,凡事要以物理理论为依据,学会科学客观的认识问题、分析问题、解决问题。对理论要正确的掌握和理解,并且在生活中以事实佐证,学以致用。学习物理,要摈弃以前养成的认识事物的习惯,学习理论是基本的。
二、不同的力
在力学中,主要有这样几种基础的力:弹力 重力 摩擦力 电磁力。不同的力有不同的特性和作用机理。
(一)重力
就拿重力来说,这是地球附近无处不在的,任何物品都受其影响。生活中,我们更习惯于用重量来衡量重力,力的大小和物体本身质量有关。而在称重的时候,又有一个关键因素——重心。在观看杂技表演的时候,有一个节目是用一根细长的签子顶着一个飞速转动的盘子。那接触的一点便是重心所在。简单来说就是重力在物体上的作用点,诸如盘子之类的形状规则的物体,中心便在它的几何中心上。力是均匀分散的,然而只有在中心这一点处才能让那个盘子不掉落,这是重力的特殊之处。
(二)摩擦力
然而摩擦力又有不同之处。就定义而言,一个物体相对于另一个物体发生相对滑动或者有相对滑动趋势的话,在两个物体接触面之间会产生阻碍物体相对运动的力,这就是摩擦力。摩擦力并不同于重力,随时都是存在的。对于摩擦力而言,产生前提就是两个物体相接触并且接触面是粗糙的。力的大小取决于接触面正压力和接触面粗糙程度,呈正相关。对于摩擦力而言,可谓“有好有坏”,我们有时候需要摩擦力,比如走路的时候鞋底和路面的摩擦力可以为我们前进提供动力,再如使用砂纸的时候就需要摩擦力把粗糙的地方摩擦平整,或者飞机初落地的时候需要摩擦力来停止……摩擦力的有用之处遍布我们的生活。然而很多时候我们又希望摩擦力越来越小,最好没有。比如我们需要在轴承处抹上机油来减小摩擦,避免部件由于摩擦而产生热量损耗零件减损机器寿命,再如磁悬浮列车需要铁轨和车底之间隔着空气以减小摩擦力,提高列车的运行速度……这些摩擦对我们来说都是不利的,要尽量的减小摩擦力。
(三)弹力
弹力是很有意思的一种力,学生们会对这种力心生亲切之感。小时候玩弹弓就是利用弹力。弹力也是接触力,和摩擦力不同的是弹力是自身发生形变,在恢复形变时产生的力就是弹力。弹力基于弹性形变,在形变范围内,形变越大弹力越大,总的来说取决于施力物。弹力还有一个特性是能够将力分散到各处,这在建筑中运用广泛。我们可以看见弧形的薄壳建筑,不仅形状优美,而且非常结实。这种结实的理论来源就是弹性力的分散性,弹力有自己的特殊之处并且在生活中可以广泛运用。
总结来说,就在力学范畴中,又细分出性质,条件,作用机制,作用效果完全迥异的不同的力的类型。因此我们可以看出,在物理学习中,哪怕是一点点的区别,都会在本质上产生非常大的不同。哪怕是同出一源的理论,有着众多的相似点,依旧在它们本身的领域有着巨大的特异性。在物理学习过程中,注意仔细区别理论的不同之处和关联之处是物理学习中的又一重点。物理学习过程是相当严密的,既要有良好的物理素养,又要有正确的物理学习方法,还要有严正的物理论证精神。凡事都要用科学的眼光来论证分析,用严密的逻辑来反复确认,不能想当然。
在教学过程中,我们要做的就是教会学生养成良好的物理思考习惯,尤其是初中物理教学,物理思维的培养尤其重要。取其本质,究其根源,这不仅是一种物理精神,更是一种科学精神,对学生日后的学习生活都是极有好处的。所以老师要在最初的学习中培养学生的良好学习习惯,这在他们日后的生活中将受用不尽。