物理知识生活化举隅

2024-06-04

物理知识生活化举隅(精选6篇)

物理知识生活化举隅 篇1

力学知识在高中物理知识体系中占据着重要地位, 它既是物理学的基础, 也是物理学及其他科学研究的典范, 从课程体系可以看出, 力学学习对其他部分知识学习具有很好的奠基作用。作为物理学科教学内容中的重要组成部分, 教师必须着重提高学生对该部分知识的掌握程度, 才能为提高学生物理学知识水平奠定坚实的基础。在高中物理力学知识实际教学过程中, 经常出现教学达不到预期效果, 学生学习积极性不高, 教学内容难度大, 教学活动难以开展, 或者教学活动难以深入内里, 无法让学生掌握全面、准确的力学知识, 这些现象的产生对实现力学教学目标形成了不利影响。所以, 现阶段高中物理力学教学中, 为了简化教学内容, 降低学生的理解难度, 营造出轻松、有趣、充满吸引力的课堂教学情景, 教师可以适当融入生活化知识, 实现学生生活实际与物理学知识的有效结合。

一、适当运用生活化教材, 将教学内容化难为易

力学是物理学科中比较抽象的内容, 它来自于学生的实际生活, 同时又高于学生的生活。力存在于自然界, 但如何将力这个概念量化就显得尤为抽象, 这在一定程度上增加了学生的理解难度。例如, 牛顿被苹果砸中, 提出了万有引力的物理概念, 万有引力直白来讲其实就是物体为什么会向下落而不是向上飘。但从物理学角度对万有引力进行定义就比较复杂, 这也是学生难以理解力学知识的重要原因。所以, 现阶段高中物理力学知识教学中, 为了让学生可以更加全面地理解教学内容, 教师可以适当运用生活化教材, 拓展教材内容, 并将教学内容化难为易, 不断提高学生的学习水平。

现以人教版高中物理“离心现象及其应用”为例, 本课的主要目的是让学生明白什么是离心运动, 并通过对离心运动的学习, 明白所有事物都是一分为二的, 学会用两面性看待事物。在教师引导学生对教学内容进行初步分析, 学生已经对教学内容形成初步认识之后, 教师为了检查学生对教学内容的理解情况, 提出问题:“洗衣机脱水蕴含了什么物理现象?”教师在离心运动教学中提出问题势必与教学内容有关, 所以学生异口同声回答:“离心现象。”在此基础上教师继续提问:“为什么洗衣机脱水功能会做离心运动?”在教师提出这个问题之后, 学生明显沉寂下来。这充分说明学生对教学内容的理解程度不够, 还无法灵活运用物理知识解决实际问题。为了让学生全面掌握物理力学知识, 教师根据这个生活性案例, 再次引导学生进行深入探究, 最终得出结论“在桶高速转动时衣服中的水所受附着力及摩擦力小于所需要的向心力, 所以做离心运动”。

由此可见, 在开展高中物理力学教学活动中, 教师适当运用生活化案例, 拓展教材内容, 简化教学内容, 就可以确保学生真正理解和掌握教学内容。

二、融入生活化的情景, 营造轻松、有趣的物理课堂

课堂教学中创设生活化情景, 更能引起学生的共鸣感和归属感。由于高中物理力学知识理解难度比较大, 大部分学生可能对物理课堂存在抵触心理, 不愿意积极参与课堂教学活动。所以, 现阶段高中物理力学教学过程中, 教师可以结合教学内容的要求, 为学生创设生活化的情景, 营造轻松、有趣的物理课堂, 增强物理课堂对学生的吸引力, 让学生积极参与课堂教学活动, 加深对教学内容的理解。

现以“动量、冲量定理”为例, 在开展课堂教学活动前, 教师以4人一组的方式将全班学生进行分组, 要求学生用纸、鸡蛋和双面胶做一个小实验, 即学生用纸包住鸡蛋, 扔向高空, 如果鸡蛋没有摔碎, 则实验成功。在学生的认知中鸡蛋落地肯定会碎, 所以对于这个小实验, 每一个学生都显得兴致盎然。按照教师的要求, 学生积极投入到讨论中, 有学生用双面胶将包住鸡蛋的纸裹了很多层, 结果鸡蛋依然摔碎, 也有学生将纸变为圆柱, 鸡蛋放在圆柱的中间部位, 鸡蛋依然摔碎。在实验接二连三失败的情况下, 学生对教师的结论提出质疑, 而有一组学生则根据三角形的原理, 将纸折成三面体包住鸡蛋, 鸡蛋居然完好无损。在实验成功的基础上, 教师引入向量、冲量定理, 使得学生将注意力集中在课堂教学活动中。

由此可见, 生动有趣的教学课堂可以对学生形成巨大的吸引力, 在高中物理力学教学中, 为了提高学生的课堂参与度, 教师必须为学生创设具有吸引力的教学情景。

三、实现物理实验和学生生活实际的有效结合

物理实验是决定学生能否真正理解物理知识的关键因素, 学生理解力学知识困难, 在开展力学实验活动中, 教师可以将学生的生活实际融入进去, 让学生可以更加直观地观察和感受实验现象, 加深学生对教学内容的理解和掌握。

例如在学习“超重和失重”的时候, 教师为了让学生能够更加真切地感受到超重和失重现象, 要求学生在电梯上升的过程中站在电子秤中记录下自己的体重数据, 学生在实验结束之后, 发现数据发生变化明显, 而学生的体重是恒定不变的, 为什么在电梯上升下降中结果不一样, 在学生对这一现象感到疑惑的时候, 教师引入本章主题, 并引导性提问学生是否在电梯, 尤其是封闭式电梯升降过程中感受到变化, 大部分学生表示会有眩晕感。在学生对实验现象有直观的感受之后, 再引入教学内容, 这样更能激发学生的共鸣, 有利于学生真正理解和掌握教学内容。

所以, 在进行高中物理力学知识教学的时候, 为了让学生可以更加清晰、直观地观察和感受物理现象, 教师可以适当融入学生生活实际, 让学生感受到参与物理实验的乐趣。

物理知识生活化举隅 篇2

一、厨房中的物理知识

1.电学方面

电饭煲煮饭、电炒锅烧菜、电水壶烧水是将电能转化为内能。

排气扇(抽油烟机)将电能转化为机械能,利用空气对流进行空气变换。

电饭煲、电炒锅、电水壶的三脚插头,插入三孔插座,防止用电器漏电和触电事故的发生。

微波炉加热均匀,热效率高,卫生无污染。加热原理是利用电能转化为电磁能,再将电磁能转化为内能。

厨房中的电灯,利用电流的热效应工作,将电能转化为内能和光能。

厨房的炉灶(蜂窝煤灶,液化气灶,煤灶,柴灶)是将化学能转化为内能,即燃料燃烧放出热量。

2.力学方面

电水壶的壶嘴与壶肚构成连通器,水面总是相平的。

菜刀的刀刃薄是为了减小受力面积,增大压强。

菜刀的刀刃抹油,为的是在切菜时,使接触面光滑,减小摩擦。

菜刀柄、锅铲柄、电水壶把手有凸凹花纹,使接触面粗糙,增大摩擦。

火铲送煤时,是利用煤的惯性将煤送入火炉。

3.热学方面

(1)与热学中的热膨胀和热传递有关的现象

使用炉灶烧水或炒菜,要使锅底放在火苗的外焰,不要让锅底压住火

头,可使锅的温度升高快,是因为火苗的外焰温度高。

锅铲、汤勺、漏勺、铝锅等炊具的柄用木料制成,是因为木料是热的不良导体,以便在烹任过程中不烫手。

炉灶上方安装排风扇,是为了加快空气对流,使厨房油烟及时排出去,避免污染空间。

滚烫的砂锅放在湿地上易破裂。这是因为砂锅是热的不良导体,烫砂锅放在湿地上时,砂锅外壁迅速放热收缩而内壁温度降低慢,砂锅内外收缩不均匀,故易破裂。

往保温瓶灌开水时,不灌满能更好地保温。因为未灌满时,瓶口有一层空气,是热的不良导体,能更好地防止热量散失。

炒菜主要是利用热传导方式传热,煮饭、烧水等主要是利用对流方式传热的。

冬季从保温瓶里倒出一些开水,盖紧瓶塞时,常会看到瓶塞马上跳一下。这是因为随着开水倒出,进入一些冷空气,瓶塞塞紧后,进入的冷空气受热很快膨胀,压强增大,从而推开瓶塞。

冬季刚出锅的热汤,看到汤面没有热气,好像汤不烫,但喝起来却很烫,是因为汤面上有一层油阻碍了汤内热量散失(水分蒸发)。

冬天或气温很低时,往玻璃杯中倒入沸水,应当先用少量的沸水预热一下杯子,以防止玻璃杯内外温差过大,内壁热膨胀受到外壁阻碍产生力,致使杯破裂。

煮熟后滚烫的鸡蛋放入冷水中浸一会儿,容易剥壳。因为滚烫的鸡蛋壳与蛋白遇冷会收缩,但它们收缩的程度不一样,从而使两者脱离。

⑪磨菜刀时要不断浇水,是因为菜刀与石头摩擦做功产生热量使刀的内能增加,温度升高,刀口硬度变小,刀口不利;浇水是利用热传递使菜刀内能减小,温度降低。

(2)与物体状态变化有关的现象

液化气是在常温下用压缩体积的方法使气体液化再装入钢罐中的;使用时,通过减压阀,液化气的压强降低,由液态变为气态,进入灶中燃烧。

用焊锡的铁壶烧水,壶烧不坏,若不装水,把它放在火上一会儿就烧坏了。这是因为水的沸点在1标准大气压下是100℃,锡的熔点是232℃,装水烧时,只要水不干,壶的温度不会明显超过100℃,达不到锡的熔点,更达不到铁的熔点,故壶烧不坏。若不装水在火上烧,不一会儿壶的温度就会达到锡的熔点,焊锡熔化,壶就烧坏了。

烧水或煮食物时,喷出的水蒸气比热水、热汤烫伤更严重。因为水蒸气变成同温度的热水、热汤时要放出大量的热量(液化热)。

用砂锅煮食物,食物煮好后,让砂锅离开火炉,食物将在锅内继续沸腾一会儿。这是因为砂锅离开火炉时,砂锅底的温度高于100℃,而锅内食物为100℃,离开火炉后,锅内食物能从锅底吸收热量,继续沸腾,直到锅底的温度降为100℃为止。

用高压锅煮食物熟得快些。主要是增大了锅内气压,提高了水的沸点,即提高了煮食物的温度。

夏天自来水管壁大量“出汗”,常是下雨的征兆。自来水管“出汗”并不是管内的水渗漏,而是自来水管大都埋在地下,水的温度较低,空气中的水蒸气接触水管,就会放出热量液化成小水滴附在外壁上。如果管壁大量

“出汗”,说明空气中水蒸气含量较高,湿度较大,这正是下雨的前兆。

煮食物并不是火越旺越快。因为水沸腾后温度不变,即使再加大火力,也不能提高水温,结果只能加快水的汽化,使锅内水蒸发变干,浪费燃料。正确方法是用大火把锅内水烧开后,用小火保持水沸腾就行了。

冬天水壶里的水烧开后,在离壶嘴一定距离才能看见“白气”,而紧靠壶嘴的地方看不见“白气”。这是因为紧靠壶嘴的地方温度高,壶嘴出来的水蒸气不能液化,而距壶嘴一定距离的地方温度低;壶嘴出来的水蒸气放热液化成小水滴,即“白气”。

油炸食物时,溅入水滴会听到“叭、叭”的响声,并溅出油来。这是因为水的沸点比油低,水的密度比油大,溅到油中的水滴沉到油底迅速升温沸腾,产生的气泡上升到油面破裂而发出响声。

当锅烧得温度较高时,洒点水在锅内,就发出“吱、吱”的声音,并冒出大量的“白气”。这是因为水先迅速汽化后又液化,并发出“吱、吱”的响声。当汤煮沸要溢出锅时,迅速向锅内加冷水或扬(舀)起汤,可使汤的温度降至沸点以下。加冷水,冷水温度低于沸腾的汤的温度,混合后,冷水吸热,汤放热。把汤扬起的过程中,由于空气比汤温度低,汤放出热,温度降低,倒入锅内后,它又从沸汤中吸热,使锅中汤温度降低。

(3)与热学中的分子热运动有关的现象

腌菜往往要半月才会变咸,而炒菜时加盐几分钟就变咸了,这是因为温度越高,盐的离子运动越快的缘故。

长期堆煤的墙角处,若用小刀从墙上刮去一薄层,可看见里面呈黑色,这是因为分子永不停息地做无规则的运动,在长期堆煤的墙角处,由于煤分

子扩散到墙内,所以刮去一层,仍可看到里面呈黑色。

除此之外,我们在厨房里,若留心看一下其中的炉灶、器皿以及做饭、炒菜中出现的一些现象,定会发现很多处要用到物理知识。

1.热凉粥或冷饭时,锅内发出”扑嘟、扑嘟”的声音,并不断冒出气泡来,但一尝,粥或饭并不热,这是为什么?

把凉粥或饭烧热与烧开水是不一样的。虽然水是热的不良身体,对热的传导速度很慢,但水具有很好的流动性。当锅底的水受热时,它就要膨胀,密度减小就上浮,周围的凉水就流过来填补,通过这种对流,就把锅底的热不断地传递到水的各部分而使水变热。而凉粥或饭,既流动性差又不易传导热。所以,当锅底的粥或饭吸热后,温度就很快上升,但却不能很快地向上或四周流动,大量的热就集中在锅底而将锅底的粥烧焦。因热很难传到粥的上面,所以上面的粥依然是凉的。加热凉粥或饭时,要在锅里多加一些水,使粥变稀,增强它的流动性。此外,还要勤搅拌,强制进行对流,这样可将粥进行均匀加热。

2.炒肉中的“见面熟”。逢年过节,人们总要炒上几个肉菜,那么怎样爆炒肉片呢?

若将肉片直接放入热油锅里去爆炒,则瘦肉纤维中所含的水分就要急剧蒸发,致使肉片变得干硬,甚至于会将肉炒焦炒糊,大大失去鲜味。为把肉片爆炒得好吃,师傅们往往预先将肉片拌入适量的淀粉,则肉片放到热油锅里后,附着在肉片外的淀粉糊中的水分蒸发,而肉片里的水分难以蒸发,仍保持了原来肉的鲜嫩,还减少了营养的损失,肉又熟得快即“见面熟”。用这种方法炒的肉片,既鲜嫩味美,又营养丰富。

3.冻肉解冻用什么方法最好?从冰箱里取出冻肉、冻鸡,如何将其解冻呢?

用接近0℃的冷水最好。因为冻肉温度是在0℃以下,若放在热水里解冻,冻肉从热水中吸收热量,其外层迅速解冻而使温度很快升到0℃以上,使得肉层之间便有了空隙,传递热的本领也就下降,使内部的冻肉不易再吸热解冻而形成硬核。若将冻肉放在冷水中,则因冻肉、冻鸡吸热而使冷水温度很快降到0℃且部分水还会结冰。因1克水结成冰可放出80卡热量(而1克水降低1℃只放出1卡热量),放出的如此之多的热量被冻肉吸收后,使肉外层的温度较快升高,而内层又容易吸收热量,这样,整块肉的温度也就较快升到0℃。如此反复几次,冻肉就可解冻。从营养角度分析,这种均匀缓慢升温的方法也是科学的二、汽车上的物理知识

1.力学方面

汽车的底盘质量都较大,这样可以降低汽车的重心,增加汽车行驶时的稳度。

汽车的车身设计成流线型,是为了减小汽车行驶时受到的阻力。

汽车前进的动力——地面对主动轮的摩擦力(主动轮与从动轮与地面的摩擦力的方向相反)。

汽车在平直路面匀速前进时——牵引力与阻力互相平衡,汽车所受重力与地面的支持力平衡。

汽车拐弯时:

a.司机要打方向盘——力是改变物体运动状态的原因;

b.乘客会向拐弯的反方向倾倒——由于乘客具有惯性。

汽车急刹车(减速)时,a.司机踩刹车——力是改变物体运动状态的原因;

b.乘客会向车行方向倾倒――惯性;

c.司机用较小的力就能刹住车――杠杆原理;

d.用力踩刹车——增大压力来增大摩擦;

e.急刹车时,车轮与地面的摩擦由滚动摩擦变成滑动摩擦。

不同用途的汽车的车轮还存在大小和个数的差异——这与汽车对路面的压强大小相关。

汽车的座椅都设计得既宽且大,这样就减小了对坐车人的压强,使人乘坐舒服。

汽车快速行驶时,车的尾部会形成一个低气压区,这是我们常常能在运动的汽车尾部看到卷扬的尘土形成原因。

交通管理部门要求:

a.小汽车的司机和前排乘客必须系好安全带——这样可以防止惯性的危害;

b.严禁车辆超载——不仅仅减小车辆对路面的破坏,还有减小摩擦、惯性等;

c.严禁车辆超速——防止急刹车时,因反应距离和制动距离过长而造成车祸。

简单机械的应用:

a.方向盘、车轮、开窗摇柄等都是轮轴;

b.调速杆,自动开关门装置是杠杆。

汽车爬坡时要调为低速:由P=Fv,功率一定时,降低速度,可增大牵引力。

2.声学方面

汽车喇叭发声要响,发动机的声音要尽量消除(发动机上装配消音器)——这是在声源处减弱噪声。

为减轻车辆行驶时的噪声对道旁居民的影响,在道旁设置屏障或植树——可以在传播过程中减弱噪声。

3.热学方面

汽车发动机常用柴油机或汽油机——它们是内燃机——利用内能来做功。

发动机外装有水箱,用循环流动的水帮助发动机散热——水的比热容大。

冬天,为防冻坏水箱,入夜时要排尽水箱中的水——防止热胀冷缩的危害。

小汽车的后窗玻璃板中嵌有一道道的电热丝——它可以防止车内形成的雾气附着于玻璃上并凝结。

刚坐进汽车或有汽车从你身旁驶过时,会闻到浓浓的汽油味——扩散现象。

空调车车窗玻璃设计成双层的——防止传热。

环保汽车使用气体燃料,可减小对大气的污染。

4.电学方面

汽车的发动机常用低压电动机起动:电动机是根据磁场对电流的作用的原理制成的,工作时把电能转化为机械能。

汽车电动机(汽车电机)常用车载电瓶(蓄电池)供电,汽车运行过程中可以利用的车轮带动车载发电机发电,给蓄电池充电。给蓄电池充电时,电能转化为化学能储存起来,此时蓄电池是用电器;用蓄电池给电动机供电时,化学能转化为电能,此时蓄电池才是电源。

车载蓄电池还被用来为汽车上配装的空调、电扇、收录机、CD机及各种用途的电灯供电,方便地将电能转化为机械能、声能、光能等等。

油罐车的尾部通常要挂一条铁链直达路面,这样做有利于使运输过程中因颠簸而产生的电荷迅速传到大地上,避免因静电放电而带来灾难。

车灯发光:电能――光能。

5.光学方面

汽车旁的观后镜,交叉路口的观察镜用的都是凸面镜,可以开阔视野。

汽车在夜间行驶时,车内一般不开灯,这样可防止车内乘客在司机前的挡风玻璃上成像,干扰司机正确判断。

汽车前的挡风玻璃通常都不直立(底盘高大的车除外),这是因为挡风玻璃。相当于平面镜车内物体易通过它成像于司机面前,影响司机的判断。

汽车尾灯灯罩:角反射器可将射来的光线反回,保证后面车辆安全。

汽车头灯:凹面镜反射原理,近距光灯丝在焦点附近,远距光灯丝在焦点上。

三、自行车上的物理知识

1.自行车上的摩擦知识

自行车外胎为什么要有凸凹不平的花纹

摩擦力的大小跟两个因素有关:压力的大小、接触面的粗糙程度。压力越大,摩擦力越大;接触面越粗糙,摩擦力越大。自行车外胎有凸凹不平的花纹,这是通过增大自行车与地面间的粗糙程度,来增大摩擦力的,其目的是为了防止自行车打滑。

自行车为什么能前进?

当我们骑在自行车上时,由于人和自行车对地面有压力,轮胎和地面之间不光滑,因此自行车与路面之间有摩擦,不过,要问自行车为何能前进?这还是依靠后轮与地面之间的摩擦而产生的,这个摩擦力的方向是向前的。那前轮的摩擦力是干什么的?阻碍车的运动!其方向与自行车前进方向相反。正是这两个力大小相等,方向相反,所以自行车作匀速运动。不过,当人们在地上推自行车前进时,前轮和后轮的摩擦力方向都向后。

刹车以后,自行车为何能停止?

刹车时,刹皮与车圈间的摩擦力,会阻碍后轮的转动。手的压力越大,刹皮对车圈的压力就越大,产生的摩擦力也就越大,后轮就转动的越慢。如果完全刹死,这时后轮与地面之间的摩擦就变为滑动摩擦力(原来为滚动摩擦,方向向前),方向向后,阻碍了自行车的运动,因此就停下来了。

自行车哪些地方安有钢珠?为什么安钢珠?

在自行车的前轴、中轴、后轴、车把转动处,脚蹬转动处等地方,都安有钢珠。

人们骑自行车总是希望轻松、灵活、省力。而用滚动代替滑动就可以大大减小摩擦力,因此要在自行车转动的地方安装钢珠,我们可以经常加润滑

油,使接触面彼此离开,这样就可以使摩擦力变得更小。

2.自行车上的杠杆、轮轴知识

自行车上的杠杆

a.控制前轮转向的杠杆:自行车的车把,是省力杠杆,人们用很小的力就能转动自行车前轮,来控制自行车的运动方向和自行车的平衡。

b.控制刹车闸的杠杆:车把上的闸把是省力杠杆,人们用很小的力就能使车闸以较大的压力压到车轮的钢圈上。

自行车上的轮轴

a.脚蹬和花盘齿轮:组成省力轮轴(脚蹬半径大于花盘齿轮半径)。

b.自行车手把与前叉轴:组成省力轮轴(手把转动的半径大于前叉轴的半径)。

c.后轴上的齿轮和后轮:组成费力轮轴(齿轮半径小于后轮半径)。

3.自行车上的气压知识

自行车内胎充气:早期的各种轮子都是木轮、铁轮,颠簸不已。现代自行车使用充气内胎主要是使胎内的压强增大,可以起到缓冲的作用,同时可以减小自行车前进的阻力。

气门芯的作用:充气内胎上的气门芯,起着单向阀门的作用,只让气体进入,不让气体外漏,方便进气,保证充气内胎的密封。

4.自行车上的光学知识

自行车上的红色尾灯,不能自行发光,但是到了晚上却可以提醒司机注意,因为自行车的尾灯是由很多蜂窝状的“小室”构成的,而每一个“小室”是由三个约成90度的反射面组成的。这样在晚上时,当后面汽车的灯光射到

自行车尾灯上,就会产生反射光,由于红色醒目,就可以引起司机的注意。

四、民谚俗语中的物理知识

在日常生活中,我们经常会接触到一些民谚、俗语,这些民谚、俗语蕴含着丰富的物理知识,我们平时如果注意分析、了解一些民谚、俗语,就可以在实际生活中深化知识,活化知识,这对培养我们分析问题、解决问题的能力是大有帮助的。下面列举几例:

1.小小称砣压千斤——根据杠杆平衡原理,如果动力臂是阻力臂的几分之一,则动力就是阻力的几倍。如果称砣的力臂很大,那么“一两拨千斤“是完全可能的。

2.破镜不能重圆——当分子间的距离较大时(大于几百埃),分子间的引力很小,几乎为零,所以破镜很难重圆。

3.摘不着的是镜中月,捞不着的是水中花——平面镜成的像为虚像。

4.人心齐,泰山移——如果各个分力的方向一致,则合力的大小等于各个分力的大小之和。

5.麻绳提豆腐,提不起来——在压力一定时,如果受力面积小,则压强就大。

6.真金不怕火炼,真理不怕争辩——从金的熔点来看,虽不是最高的,但也有1068℃,而一般火焰的温度为800℃左右,由于火焰的温度小于金的熔点,所以金不能熔化。

7.月晕而风,础润而雨——大风来临时,高空中气温迅速下降,水蒸气凝结成小水滴,这些小水滴相当于许多三棱镜,月光通过这些“三棱镜“发生色散,形成彩色的月晕,故有

“月晕而风“之说。础润即地面反潮,大雨来临

之前,空气湿度较大,地面温度较低,靠近地面的水汽遇冷凝聚为小水珠,另外,地面含有的盐分容易吸附潮湿的水汽,故地面反潮预示大雨将至。

8.长啸一声,山鸣谷应——人在崇山峻岭中长啸一声,声音通过多次反射,可以形成洪亮的回音,经久不息,似乎山在狂呼,谷在回音。

9.但闻其声,不见其人——波在传播的过程中,当障碍物的尺寸小于波长时,可以发生明显的衍射。一般围墙的高度为几米,声波的波长比围墙的高度要大,所以,它能绕地高墙,使墙外的人听到;而光波的波长较短,远小于高墙尺寸,所以人身上发出的光线不能衍射到墙外,墙外的人就无法看到墙内人。

10.开水不响,响水不开——水沸腾之前,由于对流,水内气泡一边上升,一边上下振动,大部分气泡在水内压力下破裂,其破裂声和振动声又与容器产生共鸣,所以声音很大。水沸腾后,上下等温,气泡体积增大,在浮力作用下一直升到水面才破裂开来,因而响声比较小。

11.猪八戒照镜子,里外不是人——根据平面镜成像的规律,平面镜所成的像大小相等,物像对称,因此猪八戒看到的像和自已“一模一样“,仍然是个猪像,自然就“里外不是人了“。

12.水火不相容——物质燃烧,必须达到着火点,由于水的比热大,水与火接触可大量吸

收热量,至使着火物温度降低;同时汽化后的水蒸气包围在燃烧的物体外面,使得物体不可能和空气接触,而没有了空气,燃烧就不能进行。

13.洞中方一日,世上已千年——根据爱因斯坦的相对论,在接近光速的宇宙飞船中航行,时间的流逝会比地球上慢得多,在这个“洞中“生活几天,则地球上已渡过了几年,几十年,甚至几百年,几千年。

14.千里眼,顺风耳——人们利用电磁波传送声音和图像信号,使古代神话中的“千里眼,顺风耳“变为现实。并且人类的视野已远远超过了“千里“。

15.坐地日行八万里——由于地球的半径为6370千米,地球每转一圈,其表面上的物体“走“的路程约为40003.6千米,约8万里。这是毛泽东吟出的诗词,它还科学的揭示了运动和静止关系——运动是绝对的,静止总是相对参照物而言的。

16.釜底抽薪——液体沸腾有两个条件:一是达到沸点,二是继续吸热。如果“抽薪“以后,便能制止液体沸腾。

17.墙内开花墙外香——由于分了在不停的做无规则的运动,墙内的花香就会扩散到墙外。

18.坐井观天,所见甚少——由于光沿直线传播,由几何作图知识可知,青蛙的视野将很小。

19.如坐针毡——由压强公式可知,当压力一定时,如果受力面积越小,则压强越大。人坐在这样的毡子上就会感觉极不舒服。

20.瑞雪照丰年——下到地上的雪有许多松散的空隙,里面充满着不流动的空气,是热的不良导体,当它覆盖在农作物上时,可以很好的防止热传导和空气对流,因此能起到保温作用。

21.霜前冷,雪后寒——在深秋的夜晚,地面附近的空气温度骤然变冷(温度低于0℃以下),空气中的水蒸气凝华成小冰晶,附着在地面上形成霜,所以有“霜前冷“的感觉。雪熔化时要需吸收热量,使空气的温度降低,所以我们有“雪后寒“的感觉。

22.一滴水可见太阳,一件事可见精神——一滴水相当于一个凸透镜,根据凸透镜成像的规律,透过一滴水可以有太阳的像,小中见大。

23.大船漏水——有进无出——液体内部存在压强,船破后,船外的水被压进船内,直到船内外水面相平,此刻船内的水也不会向外流。

24.纸里包不住火——纸达到燃点就会燃烧。

25.有麝自然香,何须迎风扬——气体的扩散现象。

26.玉不琢不成器——玉石没有研磨之前,其表面凸凹不平,光线发生漫反射,玉石研磨以后,其表面平滑,光线发生镜面反射。

27.扇子有凉风,宜夏不宜冬——夏天扇扇子时,加快了空气的流动,使人体表面的汗液蒸发加快,由于蒸发吸热,所以人感到凉快。

28.人往高处走,水往低处流——水往低处流是自然界中的一条客观规律,原因是水受重力影响由高处流向低处

29.水缸出汗,不用挑担——水缸中的水由于蒸发,水面以下部分温度比空气温度低,空气中的水蒸气遇到温度较低的外表面就产生了液化现象,水珠附在水缸外面.晴天时由于空气中水蒸气含量少,虽然也会在水缸外表面液化,但微量的液化很快又蒸发了,不能形成水珠.而如果空气潮湿,水蒸发就很慢,水缸外表面的液化大于汽化,就有水珠出现了.空气中水蒸气含量大,降雨的可能性大,当然不需要挑水浇地了。

30.下雪不寒化雪寒——雪是高空中的水蒸气凝华或水滴凝固形成的,凝华、凝固都是放热过程,化雪是融化过程,要吸热。

31.雪落高山,霜降平原——下雪天,高山气温低于山下平地气温,下到高山的雪不易融化,而下到平地的雪易及时融化.所以下同样的雪,高山上

比平地多.霜是地面上的水蒸气遇冷凝华的结果,山下平地表面上的水蒸气比高山上多,故平地易摻禂霜,而高山不易形成霜。

32.冰冻三尽,非一日之寒——水的温度在0℃~4℃之间是热缩冷胀,4℃时水的密度最大.当整个水温都降到4℃时,水的对流停止.气温继续下降时,上层水温降到

4℃以下,密度减小不再下沉,底层水温仍保持4℃,上层水温降到0℃并继续放热时,水面开始结冰.由于水和冰是热的不良导体,光滑明亮的冰面又能防止幅射,因此,热传递的三种方式都不易进行,冰下的水放热极为缓慢,结成厚厚的冰,当然需要很长时间的天寒。

33.火场之旁,必有风生——火场附近的空气受热膨胀上升,远处的冷空气必将来填充,冷热空气的流动形成风。

34.一石击破水中天——平静的水面如一块平面镜,可看到天的像,石块投入水中破坏了平静的水面,形成层层水波,水中天的像也就被击破了。

35.瞎子点灯白费蜡——人们能看到世上万事万物,是因为太阳光或用来照明的光照射在物体上被物体反射后的光线进入人眼,反射光线进入不了瞎子眼中,所以瞎子看不见物体。

36.早虹雨滴滴,晚虹晒脸皮——我国的降雨云大都是由西向东移动的,早晨看到的虹,是东方射来的太阳光照在西方的天空降雨层的水滴上形成的西虹,显然,西虹是本地天气将要降雨的预示.相反,傍晚看到的虹是西方射来的阳光照在东方天空降雨层的水滴上而形成的东虹,它预示着西方天空已没有降雨云了,天气必然是晴朗的。

37.朝霞不出门,晚霞走千里——(参考上则)

38.虹高日头低,早晚披蓑衣——当“日头低”时,太阳光线和地平线

是非常接近的,这时出现虹,虹心必然亦接近地平线,在地面上可以看到虹的半个圆弧.若此时空气中水滴很多,分布的空间很广,那么除了可以看到虹外,还可以看到霓,霓顶的半圆弧比虹高且接近天顶,也预示着降雨云已经移近天顶,本地很快就有暴雨下降。

39.照相的底片——颠倒黑白——照相机是应用物体放在凸透镜两倍焦距以外,成倒立缩小的实像原理制成的,故照相底片上的像与人是颠倒的。底片上涂有感光剂,人照相时,由于浅色部位反射光的能力强,反射光进入相机的暗箱与底片上的感光剂发生了光化作用,而深色部位由于吸收光的能力强,只有很少的反射光射入底片.这样浅色部位在胶片上感光强,深色部位感光弱.胶片冲洗时,感光弱的部位的感光剂基本冲洗掉,所以呈浅色,而感光强的部位由于发生了光化反应冲不掉,所以呈深色。

40.磨刀不误砍柴工——减小受压面积增大压强。

41.鸡蛋碰石头——自不量力——鸡蛋碰石头,虽然力的大小相同,但每个物体所能承受的压强一定,超过这个限度,物体就可能被损坏。鸡蛋能承受的压强小,所以鸡蛋将破裂。

42.一只巴掌拍不响——力是物体对物体的作用,一只巴掌要么拍另一只巴掌,要么拍在其它物体上才能产生力的作用,才能拍响。

43.四两拨千斤——杠杆的平衡条件,增大动力臂与阻力臂的比,只需用较小的动力就能撬起很重的物体。

生活中物理知识的利用 篇3

●力学知识在生活中的利用

刮风时, 为了防止晾晒在铁丝上的衣服叠加或掉下来, 可以先用塑料绳子结一环套, 然后把这一绳环套套在铁丝上, 再把衣架挂在环套上, 这样衣架就不会轻易滑动。做的目的是, 增加绳环套与铁丝之间的受力面积, 以加大阻力。

磨菜刀时要不断浇水, 是因为菜刀与石头摩擦做功产生热使刀的内能增加, 温度升高, 刀口硬度变小, 对刀口不利。浇水是利用热传递使菜刀内能减小, 温度降低, 不会升至过高。

●热学知识在生活中的利用

烧开水时, 为了节省时间和用电量, 可以先加一点热水。这样做的目的是加快分子运动, 使分子扩散加快。

在炒瘦肉片时, 若将肉片直接防入热油锅里爆炒, 则瘦肉纤维中所含的水分就要急剧蒸发, 致使肉片变的干硬。为把肉片爆炒得好吃, 师傅们往往预先将肉片拌入适量的淀粉, 待肉片放到热油锅里后, 附着在肉片外的淀粉糊中的水分蒸发, 而肉片里的水分难以蒸发, 仍保持了肉的鲜嫩。

●声学知识在生活中的利用

现在的居民楼一般都装有防盗网, 网的上方有一块很大的薄铁片做成的挡雨板, 这样, 在防盗网内的东西就不会淋湿。可是, 每当在下雨的时候, 雨点打在挡雨板上, 发出很响的嗒嗒声, 在夜里, 这个噪声更是影响人的睡眠, 如果在铁片上放一块海绵, 那么这个噪音就可以减小了。

我们去商店买碗、瓷器时, 我们用手或其他物品轻敲瓷器, 通过声音就能判断瓷器的好坏, 声音越清脆、响亮、悦耳的品质就越好。

●光学知识在生活中的利用

在烈日下洗车, 水滴所形成的凸透镜效果会使车漆的最上层产生局部高温现象。时间久了车漆便会失去光泽。若是在此时打蜡, 也容易造成车身色泽不均匀。一般在傍晚或阴凉处洗车。

对着电视画面拍照, 应关闭照相机闪光灯和室内照明灯, 这样照出的照片画面更清晰。因为闪光灯和照明灯在电视屏上的反射光会干扰电视画面的透射光。

●电学知识在生活中的利用

充分利用电饭锅的余热。煮饭时, 当锅内沸腾后, 将键抬起即切断电源, 利用电热盘的余热, 待几分钟后再按下键, 饭熟后电饭锅会自动断开电源。

家用电器不要处在待机状态, 如果家用电器处在待机状态, 既耗电又伤机器。看电视时, 将音量和亮度尽量调低, 这样也可省电, 而且眼睛也不容易疲劳。关机后由于遥控接收部分仍带电, 且指示灯亮, 将消耗部分电能, 所以关机后应拔下电源插头。

物理知识生活化举隅 篇4

磁》知识点总结

1我国的照明电路采用220伏特电压供电。动力用380伏特电压供电。这些电压都是低压电。一般认为高于1000伏的电压为高压电。

2照明电路采用一火一零两线制

3电能表的作用是:测量用户在一定时间内消耗多少千瓦时的电能。

4保险丝材料:是用电阻率较大熔点较低的铅锑合金制成的。

保险丝的选用原则:保险丝的额定电流要等于或稍大于电路中的最大电流,不允许用粗保险丝当细保险丝用,绝不允许用铁丝或铜丝代替保险丝。

磁性能够吸引铁、钴、镍等物质的性质。

2磁体:具有磁性的物体。

3磁极:磁体上磁性最强的部分。南极:指南的磁极北极:指北的磁极

4磁体的分类:按形式分:天然磁体和人造磁体;按形状分:蹄形磁体、条形磁体和磁针。

5天然磁铁就是天然铁矿石。永磁铁:能长期保持磁性的磁体。如天然磁体和人造磁体。

6磁极的作用规律:同名磁极互相排斥,异名磁极相互吸引。

7磁化:使原来没有磁性的物体获得磁性的过程。

8软磁体:被磁化后磁性很容易消失的物体。硬磁体:被磁化后磁性能长期保持的磁体。它也叫永磁体。

9磁性材料:具有软磁性、硬磁性或其它电磁特性的材料统称∽。它们大多数是含铁、钴、镍的合金或铁和其他金属的氧化物。

0磁场及其基本性质。

1磁场方向、磁感线及磁感线方向。磁体在磁场中受力方向

2磁场的方向:把磁场中的某一点,小磁针静止时,北极所指的方向规定为磁场方向。

3磁感线:在磁场中画一些有方向的曲线,任何一点的曲线方向都跟该点的磁针北极所指的方向一致,这样的曲线叫磁感线。

4磁体周围的磁感线都是从磁体北极出来,回到磁体的南极。

5磁体受力方向:在磁场中的某点,北极所受磁力的方向跟该点的磁场方向一致,南极所受磁力的方向跟该点的磁场方向相反。

6地磁场:在地球周围存在的磁场。地磁南极在地理北极附近,地磁北极在地理南极附近。

7我国宋代的沈括第一个发现了磁偏角。比哥仑布早400多年。

8奥斯特实验:将一根导线平行拉在静止小磁针的上方,通电时,小磁针发生偏转。这现象说明:通电导体周围存在着磁场。

9安培定则:用右手握住螺线管,让四指弯向螺线管中电流的方向,则大拇指所指的那端就是螺线管的北极。

20电磁铁:把螺线管紧密地套在一个铁心上,这就构成了一个电磁铁。

电磁铁与普通磁铁相比,有以下几个优点:

磁性的强弱可用电流的大小和螺线管的匝数来控制。

2磁极的方向可用电流的方向来改变。

3磁性的有无可以方便地用开关的通断来控制。

螺线管是否放有铁心,其磁性强弱会大不一样。

21影响电磁铁磁性强弱的因素:1螺线管中电流的大小。2螺线管中线圈的匝数。

22电磁继电器的结构:电磁铁、衔铁、电键和复位弹簧等。

实质:利用电磁铁控制工作电路中开关的通断。

作用:实现远程操作或进行自动化控制。

23电话机的工作原理:人对话筒说话,话筒把声音振动信号转变成强弱变化的电流,电流经听筒,听筒又把它转化成振动,使人听到声音。即:振动─→变化的电流─→振动

1英国法拉第1831年发现了电磁感应现象。

2电磁感应:闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线运动时,导体中就有感生电流产生,这种现象就叫

3产生电流的方向与a,导体的运动方向b.磁感线的方向有关。

4在电磁感应中能量的转化是:机械能转化为电能

5在物理学上垂直方向电流的画法:垂直纸面向里圆中画叉向外圆中画点

物理知识生活化举隅 篇5

目前新课程改革的背景下, 通过学科教学培养学生的创造性已成为当今基础教育所追求的重要目标;而创造性思维又是创造性的核心要素之一, 培养学生的创造性主要从培养学生的创造性思维着手展开。高中物理作为普通高中科学课程领域下的科目之一, 教学实施过程中同样担负着培养学生创造性思维的职责。《普通高中物理课程标准 (实验) 》明确要求培养学生良好的思维习惯、认知能力、问题解决能力、自我发展能力;《标准》中明确界定的行为动词如“理解”“应用”, 也强调了课程总目标的要求。

聚合性思维作为创造性思维品质的重要维度之一, 与发散性思维是对立的统一, 两者具有互补性, 不可失之偏颇。实践证明:在教学中, 既重视培养学生发散思维, 又重视聚合思维的培养, 才能较好地促进学生思维发展, 提高自我学习能力。

就高中物理而言, 在物理问题解决过程中, 相对于颇受倡导的发散思维理论以及以此为理论指导的“一题多解”, 聚合思维模式以及以此为理论指导的“多题归一” 在实践中颇有些门庭冷落。其实, 聚合思维如果运用得当, 同样是解决高中物理问题中结构良好但相对较为复杂的物理问题的有效策略。从问题解决的角度寻找不同问题结构上的内在相似性, 并运用恰当的方式如数学工具对其进行重组, 甚至通过归纳构建起同类物理问题解决的策略模式, 既有利于实现问题解决过程的心理优势资源的集中定向, 形成自动化反应, 降低问题解决过程的资源占用, 提高解题效果, 又有助于实现学生学习过程中的知识整合和技能迁移, 实现知识组块化, 提高学生解决物理问题的基本技能, 促进形成裨益于未来发展的基本能力。

以人教版高中物理教材必修一第四单元第二节“探究加速度与力、质量的关系”实验为例:本探究实验的教学目标是:1.明确用“比较”的方法测量加速度;2.探究加速度和力、质量的关系;3.做出a-F、undefined图像。学生明确了实验探究内容之后, 设计探究实验的思路, 在完成实验操作的基础上, 对于实验数据处理, 通过分析比较, 学生也能够理解并掌握undefined图像在规律探究中的独特优势, 明确“在外力F一定的条件, 物体的加速度a和物体的质量m之间的定量关系, 通常是通过作出undefined图像而不是a-m图像来探究的”;并最终通过探究得到:外力F一定, 物体的加速度a和物体的质量m成反比。

二、聚焦梳理

依照课程标准, 教学目标至此可以说已经达成。但有经验的教师决不会止步于此, 否则将错失一次策略教学和思维培养的良机。

通过分析可以看出, 由于相关变量a-m存在反比关系, 直接作出a-m图像所得到的图像形式, 理论上是双曲线的一支, 不便于观察和确定二者的定量关系;而利用图像确定undefined的正比关系从而间接确定a-m的反比关系, 则较好地兼顾了直观与准确两方面的要求, 使得问题得到圆满地解决。

这就给我们提供了一个有效的解决此类问题的一般策略:对于可能存在反比关系的两个变量x和y, 通常可以采用检验undefined正比关系成立与否来间接检验x-y反比关系是否成立;

三、“聚”而后“散”

比较一般的情况是:如果两个变量x和y可能存在如下关系:x· (y+a) =C (常数) , 则可令y+a=y′, 原式变为x·y′=C (常数) , 在这里, 考虑到学生的数学知识储备, 建议作出undefined (或者undefined图像, 在undefined (或者undefined图像的基础上通过坐标平移最终得到undefined (或者undefined图像, 从而检验x与 (y+a) 的反比关系是否成立。

四、归类建模

更为一般的情况是, 两个变量x、y如果存在如下关系: (x+a) · (y+b) =C (常数) , 根据所要解决的问题实际需要, 可以令x+a=x′, 从而做出undefined图像 (或者令y+b=y′, 做出undefined图像) 。至此, 通过梳理, 我们便利用数学工具建立了表征该类问题的一般模型, 获得了解决相关问题的一般策略。

五、策略迁移

以选修3-3“探究气体等温变化的规律”部分内容的学习为例:“气体等温变化的规律”是学生在学习了分子动理论的基础上, 第一次通过实验应用分子动理论和统计的观点来系统、深入分析具体的物理问题, 第一次通过实验研究大量分子的行为所遵循的统计规律。探究过程中, 理应让学生在自主解决问题的过程中构建知识, 形成学生的探究意识, 发展学生的探究能力。在“探究气体等温变化的规律”内容学习过程中, 学生将经历诸如提出问题、猜想和假设、实验设计、实验数据采集和处理、实验结论的分析和评估等环节。每个环节学生都要经历策略选择与决策的过程。

数据处理的策略决策将决定对猜想和假设做出检验, 也是顺利完成本实验的重要环节和步骤。

常规的数据处理方法有公式法和图像法。学生采用图像法处理, 通常可以做出P-V图像。平台处理过的图像所示的曲线不能说明压强和体积之间的函数关系, 它可能是抛物线或者椭圆或者双曲线的一部分, 也完全可以是其他函数关系曲线的一部分。学生依据已有的知识积累, 进而可以进行策略搜索并决策:对于一定质量的理想气体, 气体温度T一定, 气体压强P和气体体积V关系图像如果是双曲线的一部分, 则P与V成反比。满足特征:对于可能存在反比关系的两个变量x和y, 通常可以采用检验undefined正比关系成立与否来间接检验x-y反比关系是否成立;

接下来, 学生可以尝试做出undefined图像来探究P-V的反比关系是否成立:

undefined图像较好地兼顾了直观与准确两方面的要求, 使得问题得到很好地解决。

本探究实验中, 上述模型的确定和策略的选择与应用还是比较恰当的。

六、实战演练

该模型及策略在对相关实际问题解决过程中也有着较为广泛的迁移价值。

例1 测一节旧电池的电动势和内阻, 实验器材仅有一个电流表, 一个电阻箱, 一个开关和导线若干。该同学进行实验, 测得的数据如下表所示:

试确定该电池的电动势E=____V, 内阻r=____Ω

七、解题思路

本题是采用“一表一箱”法求解电源电动势和内阻的典型题目。尽管题目中待求的两个未知量分别是电池电动势E和内阻r, 但该实验中两个可测量变量分别是电流I和可变电阻R;根据闭合电路欧姆定律 知, 电流I和电阻R关系满足:x · (y+a) =C (常数) , 公式变形后可得:undefined, 可采用undefined图像对实验数据进行处理, 可知:该图像的纵轴截距值即为电池内阻r, 该图像的斜率值即为电池电动势E;也可以采用undefined图像对实验数据进行处理:该图像的横轴截距值即为电池内阻r, 该图像的斜率值的倒数即为电池电动势E;

八、解题过程

在坐标纸上做出如图所示图像, undefined, 由纵轴截距读出电池的内阻为r=2Ω。

参考答案

E=6.0 V, (5.8V-6.2V) ; r=2.0Ω, (1.8Ω-2.2Ω) ]

九、结语

类比法在物理教学中的应用举隅 篇6

类比法又可以分成很多种,常用的有直接类比法、象征类比法、因果类比法、对称类比法、综合类比法等。下面谈几种在教学中运用类比法的例子。

一、直接类比法

直接类比法是指从自然界或者人为成果中直接寻找出与未知事物或理论相关的东西,进行类比,得到新的事物或理论。

在物理研究中,利用直接类比法产生的理论随处可见。例如,在光学领域,惠更斯提出的光的波动说,就是与水的波动、声的波动类比而发现的;在电学领域,欧姆将其对电的研究和傅立叶关于热的研究加以类比,建立了欧姆定律;还有库仑定律是通过与万有引力定律类比发现的;我们知道,通电螺线管的外部磁场与条形磁铁的磁场十分相似,通过类比,安培提出了著名的分子电流假说。科学家类比太阳系中九大行星“绕日”运行,提出了原子结构的早期模型———原子的行星模型。现代物理领域,德布罗意从光的波粒二象性类比得出微观粒子的二象性原理,基本粒子学的弦模型、袋模型等也是类比推理结果。在教学中我们需要把这种用直接类比法产生的理论的过程展现在课堂中。在物理教学中,利用类比法获取新知识或使知识系统化更是应用广泛。我们可以通过“电压”与“水压”类比来说明电压的作用:抽水机使水管产生水压,于是水管中产生水流;类比得出电源使电路中产生电压,于是产生电流。可以通过“抽水机抽水”与“电源移动电荷”类比来理解电动势。电源移动电荷,增加电荷的电势能,这与抽水机抽水增加水的重力势能相似。不同的抽水机工作时,水能够被举起的高度有所不同。即单位质量的水所增加的重力势能不同。与此类比,在不同的电源中,非静电力做功的本领也不同:有些电源,它的两极间的电势差比较大,那是因为它把一定数量的正电荷在电源内部从负极搬到正极时,非静电力做较多的功,电荷的电势能增加得比较多;而在另一些电源中,非静电力对同样多的电荷只做较少的功,电势能增加得较少,电源两极间电势差也就比较小。物理学中用电动势来表明电源的这种特性。我们可以通过“柱状容器”与“电容器”类比来说明电容的定义:柱状容器用来装水,电容器可以容纳电荷;柱状容器用横截面积(S)表示容器储水的能力,电容器用电容(C)表示电容器储电的能力;C=Q/U该式表示,电容器的电容在数值上等于使两极板间的电势差为1V时电容器需要带的电荷量,需要电荷量多,表示电容器要使容器的电容大。这类似于不同的容器装水,要使容器中的水深都为1cm,横截面积大的容器需要的水多。可见,电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量。

二、因果类比法

各种各样的事物之间可能存在着同一种因果关系,因此,我们可根据一种事物的因果关系,推测出另一事物的因果关系。

物理是一门严谨的科学,逻辑性很强,各个物理概念和物理理论之间必然存在大量的因果关系。例如,运动的物体受到阻力的作用越大,运动的速度就会减慢;类似的,在导体中运动的电荷受到阻碍的作用越大,电流就会减小。通过这样的比较,电阻的作用就显得更加容易理解了。又如,每一种力做功总会引起相应的一种能量的变化。物体所受的合外力做功将引起物体动能的变化,重力做功将引起物体重力势能的变化,除重力(或弹力)以外的力做功将引起物体机械能的变化,摩擦力做功将引起物体的内能变化,那么,在电学中,电场力做功也将引起相对应的一种能量的变化,这种能量是什么呢?原来是电势能。同样道理,在热学中也存在类似的分子力做功引起的能量变化问题。动力学的三种观点:力的瞬时作用效果会使物体产生加速度;力对空间的累积效果会使物体的动能变化;力对时间的累积效果会使物体的动量变化,可以通过因果类比法来理解和记忆。

三、对称类比法

自然界和人造物中有许多事物或东西都有对称的特点,因此,我们可以通过从事物的对称性进行思考,获得新的东西。

物理学中类似的对称性也屡见不鲜。例如,从奥斯特实验中,我们可以得出“电”生“磁”的结论。那么,“磁”是否也可以生“电”呢?法拉第通过研究终于得到了肯定的答案,而麦克斯韦又进一步丰富了这种对称的理论。他经过精确的数学推导认为,变化的电场可以产生磁场,而变化的磁场可以产生电场。正是由于他这一对称理论的提出,才导致电磁波的发现。又如,物理学家狄拉克从描述自由电子运动的方程中,得出正负对称的两个能量解。一个能量解对应着电子,那么另一个能量解对应着的是什么呢?人们都知道电荷正负的对称性,狄拉克从对称类比中,提出了存在正电子的对称解,后来实践证实:正电子是存在的。又如机械能守恒定律和动量守恒定律的内容可以通过对称类比法记忆。电势能与重力势能也可以通过对称类比法来理解和记忆。

四、拟人类比法

拟人类比法就是使研究的对象“拟人化”,赋予其感情色彩。也称亲身类比、自身类比或人格类比。这种类比就是把自己融入所考虑的问题中,自我进入“角色”,产生共鸣,以获得富有创意的想法。

我们虽然不能用拟人这种主观的方法来推导物理定律,但是当拟人类比用于开拓物理思维的时候却可以达到出其不意的效果,尤其是应用在教学实践中的时候可以使学习过程变得更加生动有趣。在研究并联电路分流作用时,我们可以设想自己就是电路中流动的电荷,当遇到电阻不同的两条支路时自己会怎样前进。理解分子运动时,将自己比作一个分子,将固体分子比作坐在座位上的学生,都是运用了拟人类比法。一位教师为了将液体内部的压强描述得更加形象生动,曾经对一袋子大米进行拟人类比。他提问:“假如你是其中的一粒大米,你会有什么样的感受?”大家展开讨论,充分发展学生的思维,又加深了对液体内部压力的理解。另外,当讲完原子核物理后,我们也可以尝试让学生以《原子核的自述》为题目写一篇短文,让学生模拟原子核身份,描述它周围的情况,充分发挥学生的想像能力和创新精神。

五、幻想类比法

幻想类比法是用超现实的理想、梦幻或完美的事物类比研究对象的一种思维方法。幻想类比法在物理中不能直接解决问题,然而,当问题得不到解决的时候,幻想类比却常常可以为解决问题找到突破口,创造一个崭新的思路。

爱因斯坦年轻时构思相对论时曾幻想:如果以光速追随一条光线运动,会发生什么情况呢?这条光线就好像一个在空间中振荡着而停滞不前的电磁场。正是这一类比幻想,打开了“相对论”的大门,用想象力编织完美的理论,体现了人类的无与伦比的超越能力,把物理学家引入了一个神奇的、激动人心的时空。还有物理学中的“理想实验”,都包含着许多幻想类比因素,为结论的得出提供了切入点。教师还可以提出一些幻想类比,假如地球的质量比现实的地球更大,学生会得到类似的结论,这时候会巨变,可能十五也看不到月亮了,飞机也飞不起来了,你每天就拖着二百公斤的身体生活。假如地球的转速变慢,地球上我们的一天会被拉长,最明显的变化当然是所有的东西都会变得很重,现在的时间是不能再用了,温度也升高,我们的每个季节也会变长,人类面临了空前的灾难,从最开始的白昼和夜晚变长而失眠难熬,到后面的白昼过长导致赤道地区温度过高,大气稀薄而无法居住,这些结论中都包含着许多幻想类比因素。

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