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【关键词】课堂教学优势;课堂教学资源;课堂教学管理;课堂教学评价;创新教学
“创新是不断进步的灵魂”。在新技术革命的严峻挑战面前,教育要创新机制,教师要创新教学。而如何将创新精神贯彻落实到日常教学实践中去,增强素质教育的可操作性,发挥课堂教学的资源优势,提高教育教学质量,结合《电工基础》教学,我认为可以从以下两个方面入手。
1.从整体上全面把握教材,教会学生轻松学习
《电工基础》是职业中等专业学校许多专业必修的一门专业基础课。《电工基础》的主要内容是分析直流电路、磁与电磁、正弦交流电路、三相正弦交流电路、非正弦周期电路等。由于电路和现象种类繁多,结构各异,解题方法也各不相同,教师应该结合专业要求、企业需要和学生实际整合教学内容,教会学生轻松学习。我总结了四个方面的知识包。
1.1 掌握电路的两个定律及三个元件的电压电流关系。
电路的两个定律是指欧姆定律和基尔霍夫定律,三个定律是指电阻元件、电容元件和电感元件。两个定律和三个元件的电压电流关系是分析计算各种电路的基本依据,所以要熟练掌握欧姆定律、基尔霍夫定律以及电阻、电容、电感这三个元件的电压电流定律。掌握欧姆定律,不仅要掌握部分电路的,还要掌握全电路的。掌握基尔霍夫定律,不仅要掌握电压定律,还要掌握电流定律。在正弦交流电路中,要注意掌握电阻、电感、电容这三个元件的电压电流相量之间、有效值之间、相位之间的关系。
1.2 掌握磁与电磁的两手定则及三个定律。
磁与电磁的两手定则,是指左手定则和右手定则,三个定律是指磁路欧姆定律、楞次定律和电磁感应定律。两手定则及三个定律是学习电磁学的基础,也是学习交流电路的基本条件,所以必须掌握运用左手定则、右手定则、磁路的欧姆定律、楞次定律和电磁感应定律。明确左手定则是判断通电导体在磁场中受力方向的依据,右手定则是判断导体产生感应电流方向的依据,磁路欧姆定律是定性分析磁路的依据,楞次定律是判断线圈产生感应电流方向的依据,电磁感应定律是确定感应电动势大小的依据。
1.3 掌握分析线性电阻电路的三大类方法。
由线性电阻、独立电源组成的电路叫线性电阻电路。分析线性电阻电路有三大类方法:等效变换法、网络方程法、网络定理法,这三大类方法同样适用于正弦交流电路、三相正弦交流电路、非正弦周期电路。所以,掌握分析线性电阻电路的三大类方法是至关重要的。
等效变换法就是利用等效网络的互换,将电路简化来分析计算。要重点掌握电流源和电压源的定义、串联和并联的概念以及等效条件。在解题时要正确画出等效电路图,可先把电路中尚未进行等效变换的部分按照原样画出,再找出等效网络所接的端纽,然后在端纽间换上等效网络,进行分析计算。
网络方程法就是选择一些未知量为未知数,列出方程组进行求解,它包括节点法、网孔法和支路法。要重点掌握它们分别以什么为未知数,需要列几个方程,怎样列方程,列出的方程有何规律可循。
网络定理法就是应用叠加定理和戴维宁定理来解题。用叠加定理分析线性电阻电路时,首先要画出每一独立电源单独作用下的电路图,然后求出每一独立电源单独作用下的结果,最后叠加。用戴维宁定理解题时,首先将电路分为待求支路和有源二端网络两部分,然后求出有源二端网络的开路电压和等效电阻,画出等效电路,最后根据等效电路求解。
1.4 掌握各种类型电路的定义,选用正确的解题方法。
《电工基础》分析的电路有直流电路、正弦交流电路、三相正弦交流电路、非正弦周期电路。
直流电路是电流和电压的大小和方向都不随时间变化的电路,它分为简单直流电路和复杂直流电路两种。简单直流电路用欧姆定律和电阻串联、并联、混联的知识来进行分析计算。复杂直流电路用基尔霍夫定律和等效变换法、网络方程法和网络定理法来计算。正弦交流电路是电流和电压的大小和方向都随时间接正弦规律变化的电路。分析和计算正弦交流电路,主要是确定电阻、电容、电感电路中电压与电流之间的数值关系、相位关系及功率。三相正弦交流电路是由三相电源供电的正弦交流电路。要掌握线电压和相电压的关系,线电流和相电流的关系,特别是负载作星形联结和三角形联结时电压和电流的关系。非正弦周期电路是电流和电压的大小和方向随时间不按正弦规律做周期性变化的电路。分析非正弦周期电路,要应用正弦交流电路的基本定律,把非正弦周期电路转化为正弦交流电路和线性电阻电路来分析计算。
2.从层次上进行教学创新,努力提高教学效果
《电工基础》是一门实践性较强的专业技术基础课程,它的目的和任务是使学生获得电工技术方面的基本理论,基本知识和基本功技能,为学习后续课程以及今后的工作打下必要的基础。如何使学生获得这些理论、知识和技能,培养他的分析能力、运算能力和创新能力,我认为应从以下四个层次进行教学创新。
2.1 进行教学方法创新,以思维训练为主线,引导学生在主体活动中发展创新个性。
教师是创新教育的操作者,必须树立教学就是引导学生学会学习、提高自主探索学习能力的教学观念,注重开发学生的智力因素与非智力因素,促进学生素质的持续协调全面发展。在《电工基础》教学实践中,我体会到教师在作教学设计时,对教学内容安排既要源于教材,又要不囿于教材,强化教学内容的可研究性,注重充实教学内容的信息量,增强教学内容与实际生活的联系,丰富学生的直观感受。要改变现有教材中对知识点的陈述性排列结构为小课题探索研究性矩阵结构,强化知识点的建立过程教学,将平铺直叙、权威定论式描述方法改变为论证求解、层层剥笋、曲径通幽、引人入胜的问题研讨方法。把教学的着重点放在启发、引导学生寻找发现问题并加以探究解决问题的思路、方法上来,变学生被动接受教材权威论断性知识点的继承性学习为学生主动探索、发现现象、总结规律的开拓性学习。
如我在设计“电磁感应现象”定性研究磁场产生电流的教案时,积极引导学生进行发散思维,充分发挥空间想象力并通过猜想提出自己的观点,创新设计导体运动、磁场不动的实验和磁场运动、导体不动的实验,独自进行验证并评价观点。把操作研究和理论研究结合起来,自主探索发现变化的磁场产生感应电流的规律,让学生分享创新发现的成功乐趣,培养了学生的创新意识和创新精神。
在“感应电流的方向”这一节课的教学设计中,我没有直接给学生介绍陈述性的知识答案,而是努力创设“望梅止渴”的情境教学,把“梅子”(知识点)打扮得引人注目一些,激发学生的学习心理需求,吸引学生主动进入教学环境,启发引导学生在列举磁铁插入线圈或拔出线圈时会遇到几种情况,分析比较各种情况下产生的感应电流方向的异同,从而加深对所学理论的理解。
2.2 进行教学手段创新,将多媒体计算机引进课堂,提高学生的学习兴趣和创新认识。
教学手段是多种多样的,原有的教学手段诸如挂图、幻灯片、录像带等曾经在课堂教学中发挥了重大的作用。现在随着计算机的普及,我把多媒体技术引进课堂,更便于创设情景,促进学生的认识活动。由于它能够实现文字、图像、声音、动画的结合,使原来抽象、乏味的知识变得形象、生动起来,从而引导学生运用创造性思维和想象力去理解事物的本来面貌,培养其创新认识,特别在认知微观世界方面,它能发挥非常巨大的作用,激发学生的求知欲望和学习兴趣。
比如在“电动势,闭合电路欧姆定律”这一节教学中,电动势的形成是学生最难接受的知识点。仅仅依靠教师的口头叙述和传统挂图,学生普遍感到难以理解。非静电力移动正电荷这一难点,通过一个程序控制正电荷在电源两极间移动的速度和数目,运用电路动画的手段,逼真地模仿出电源两极建立电场的全过程。正电荷运动的立体动画,形象生动地展现在学生面前,加深了学生对微观世界的创新认识和真实理解。
通过多媒体教学,化解了教学难点。既节省了板书和画图时间,又使得抽象的概念具体化,微观的物质宏观化,静态的效果动态化,平面的图形立体化,从而激发了学生的学习兴趣,培养了学生的创新认识,提高了课堂的教学质量。
2.3 进行教学管理创新,满足学生个性化的学习需求,引导学生在自主活动中激活创新思维。
在《电工基础》教学中,我充分调动学生在学习中的主体作用。不仅在教学过程中穿插企业对职专生的要求和当前就业形势的分析,让学生重分认识到随着就业形势的严峻,社会对职业的挑战将更加复杂多变,职专生要有关注自身未来前途命运发展的危机感,从而增强进取意识和开拓精神;教育学生要胸怀爱国之志,增强勤奋学习,努力成才的紧迫感。并且列举本校优秀毕业生的自主成才的具体事例,从而激励学生增强创业成才的自信心。
我在课堂上保证学生有 10分钟左右的自主探索学习时间,做到启发引导学生在活动中自主学习,在师生、生生互动交流中相互学习,与课本中的教学内容建立直接的联系,从思维辨别中感悟学习。以思维训练为目的,采用分组合作学习,让学生能够通过多种学习方式激活自己的创新思维。积极鼓励学生大胆暴露自己的思维过程,及时对学生的创新观点及合理想法进行评价。允许学生采取逆向学习法,从质疑中学习,从体验中学习,从论辩中学习。
通过上述方式组织课堂教学,平时言谈上唯唯诺诺、精神上恍恍惚惚、思想上闭门造车的学生少了,教师与学生间的相互信任增加了,课堂气氛活跃了,教学效率提高了。
2.4 进行教学评价创新,重视学习过程评价与非智力因素的评价,走出单一以分数评价的误区,用发展的眼光多角度评价学生。
更新传统的以掌握知识量的多少及考试成绩作为唯一的学生学习质量好差的绝对静态评价标准,代之以学生的学习态度、进取精神、课堂协作、学习行为表现、自主探索能力、成绩上升幅度等发展过程的多角度、多层次的相对动态评价标准。力求全面地、客观地、科学地评价学生的学习。
我在《电工基础》课教学中,以课堂教学在多大程度上给学生提供了个发展和思维能力发展为评估依据,发挥评价的正确导向作用。在做学科成绩评价时,将课堂上学生主动参与协作学习时的行为表现、自主探索的学习习惯、是否积极完成作业等作出定性评价,按照 20-30 %的比例纳入考试总成绩,作为平时学生学习行为表现成绩分数,以解除一部分学习基础较差的学生在心理上的后顾之忧,改变原来的“辛勤耕耘者未必有好收获”为“辛勤耕耘者一定有好回报”。让理论基础较差、学习态度端正的学生获得一定的发展潜力分或教师的心理期待发展分,从而保护一部分学生的学习上进心,通过优化学生的非智力因素促进学生智力因素的发展。
“教学有法,教无定法”,时代呼唤创新人才,教育担负着培养创新人才的重任,在《电工基础》课教学中我努力给学生营造一个平等、民主、活泼的学习氛围,用自己的语言教会学生轻松学习,取得了较好的教学效果。
参考文献
一、重视实验教学
物理学科涉及实验较多,学生应该亲自动手操作实验,在实验中掌握物理知识的要点,日常教学过程中,虽然多媒体在演示实验过程中,有很多好处,易于控制和验证规律.但是,为了锻炼学生的动手动脑能力,让学生体验做实验的成功与失败,实际教学过程中,能让学生动手做的实验,一定要尽量让学生亲自做.如在上闭合电路欧姆定律一节时,可以采用实验教学的方式.课前准备好实验用具:学生电源、干电池、蓄电池,小灯泡(2.5 V,0.3 W)先用实验让学生直观认识电源有电动势,然后讲解,在认识电源内阻时,用学生电源稳压6 V和干电池6 V对同一小灯泡供电,给果不一样,用学生电源的不发光,干电池的发光;又用它们对6 V的收录机进行供电,都可用.学生利用初中知识对这一现象是无法解释的,可以给学生提出问题,然后找出具体的原因是,存在电源的内阻这一缘故.接下来,测得学生电源的内阻为100欧,电池的内阻为0.08欧.这样让学生确实承认电源也有内阻.在学习电容器的电容相关知识时:也可以采用实验教学的方法,电容器的充电、放电、储能用电解电容(1000 μf)即可完成,效果明显,学生看到了电容器确实有这些特点,印象深刻.
二、采取教学措施以提高学生学习物理的兴趣
1利用实验激发学生对物理学习的兴趣
教学中发现,成功的实验是激发学生学习物理的最好武器之一.如在讲授闭合电路欧姆定律时,证明电源内阻的实验,实验一做,学生的兴趣大增.又如在学习静电屏蔽一节时,将一个小收音机和屏蔽罩展现在学生面前.先让学生课前猜测这个现象,然后再做实验,当打开收音机,收到电台,然后放进屏蔽罩时,后面的学生站了起来,声音没有了.学生信了,情绪高涨了.
2.充分利用实验室的仪器和器材开展科技创新活动
只有将学的东西变成现实,才能体会到所学所用的乐趣,兴趣才会大增.实际教学过程中,应该多结合实际,如,学完电阻定律一节后,组织学生自制滑动变阻器;上完日光灯原理,准备让学生自己实验.在学习完交流电一章后,组织部分学生自制电风扇.
3.充分利用现代多媒体技术,提高学生学习物理的兴趣
物理学也有自己的发展史,在磁场这一章的学习时,课前收集整理了安培、法拉第的一些资料,在多媒体上放映,让学生对人物有个基本了解;在讲授用电安全常识时,搜集一些触电事故的图片通过多媒体进行放映,收到了很好的效果.
4.举办专题讲座,扩展学生的视野
定期举办专题讲座,对部分上课有余力的学生大有帮助.如在讲电势差和电势能一节,由于学生手上的参考书多,对知识了解的比较全面,此时可以举办专题讲座.在学习完楞次定律一节后,可以利用专题讲座,从磁通量的变化角度、相对运动的角度、线圈面积的角度、能量守恒的角度去分析楞次定律的正确性.在学习完交流电的产生这一节后,可以举办专题讲座,分析正弦交流电公式的得来.
三、灵活处理教材的难度
物理这门学科,是让学生最头疼的一门高中课程,如何变难为易,让学生尽量掌握每节的重点难点,并能加以运用,是一个难题,下面简要介绍一下经验:
1.精简每节课的知识点,并用简单的文字表达出知识点
如,在学习完库仑定律及电荷定恒一节.可以把安培归结为“三个一”:一个重点(库仑定律),一个补充(电荷守恒是库仑定律的补充),一个知道(要知道元电荷的电量);在学习完电场强度一节,重点是电强度概念的建立,难建立、难董,易混乱,可以把它归结为三个无关一个牢记:电场强度与是否有检验电荷无关;电场强度与检验电荷的正、负无关;电场强度与检验电荷受电场力无关.牢记电场强度的方向规定.
2.降低入门难度,变难为易
从多年的高中物理教学中,每届都有不同的心得,每届都在探索.如讲授电势差与电势能,这一节难度大,又是重点内容,学生手头的参考书也很多,在处理教材时,只要求学生记住“两个”关系:电场线与电势之间的关系:沿着电场线的方向,电势越来越低;电场力做功和电势能的关系:电场力做正功,电势能减少,电场力做负功,电势能增加.如,在学习日光灯原理一节时,要求学生“记住一张图,知道两个元件”.这样处理可以大大降低难度,减少学生的心里负担,使物理学习更加轻松一些.
3.改变问题的提法,有时也会收到降低难度的作用
如,在学习法拉第电磁感应定律——感应电动势大小的知识时,在讲解e=bvl的公式时,讲课的时候可以换个方式讲解,换成,揭迷e=bvl?主要讲解两点:这个公式是不是法拉第的实验总结,可以通过实验——分析——结合历史(以实验说历史),证明此式不是法拉第的实验总结——不是实验定律而是通过数学推导出来的公式.
参考文献:
[1] 卢西宁.浅谈初中物理电学知识的教学策略 [J].广西师范学院学报(自然科学版),2010(S1).
[2] 魏正宏.见物说理:物理教学中学生思维能力的训练方法 [J].科教新报(教育科研),2010(27).
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高考物理必考知识点总结Ⅰ、复习要点
一、整理知识体系
现行高中物理教材主要分:力、热、电、光、原子五个部分.综合复习中,既可以根据各部分的内容特点,分别整理出各自的体系或主要线索,也可以不受传统的五部分限制,重新归纳、整理。例如,高中物理主要内容可概括为四大单元(物理实验与物理学史单元除外)。
(一)力和运动
物体的运动变化(包括带电粒子在电场、磁场中的运动)与受力作用有关。其中力的种类计有:重力(包括万有引力)、弹力、摩擦力、浮力、电场力、磁场力(分安培力和洛舍兹力)以及分子力(包括表面张力),核力等。每种力有不同的产生原因及其特征。物体的运动形式又可分为:平衡(包括静止、匀速直线运动、匀速转动)、匀变速运动(包括匀变速直线运动、平抛、斜抛)、匀速圆周运动、振动、波动等。每一种运动形式有不同的物理条件及基本规律(或特征)。力和运动的关系以五条重要规律为纽带联系起来。
(二)功和能
1.功重力功、弹力功、摩擦力功、浮力功、电场力功、磁场力功、分子力功、核力功。
2.能注意不同形式的能及能的转换与守恒。
3.功能关系做功的过程就是能从一种形式转化为另一种形式的过程。
功是能的转化的量度。
(三)物质结构
(四)应用技术的基础知识现行高中物理有关应用技术的基础知识有:声现象(乐音、噪声、共鸣等多、静电技术(静电平衡、静电屏蔽、电容储电等)、交流电应用(交流电产生、特征、规律、简单交流电路、三相交流电及其连接、变压器,远距离送电等)、无线电技术初步(电磁振荡产生、调制、发送、电谐振、检波、放大、整流等)、光路控制与成像(光的反射与折射定律、基本光学元件特性及常用光学仪器)、光谱与光谱分析、放射性及同位素、核反应堆等。经过这样的归纳、整理,全部高中物理知识可浓缩在几张小卡片纸上,便于领会和应用。
Ⅱ、归纳思维方式
分析问题最基本的思维方式有两种:综合法和分析法.
综合法是从已知量着手,根据题中给定的物理状态或物理过程。“顺流而下”,直到把待求量跟已知量的关系全部找出来为止。
分析法则“逆流上朔”。从题中所要求解的未知量开始。首先找出直接回答题目所求的定律或公式。在这些关系式电。除了待求的未知量外,还会包含着某些过渡性的未知量。然后再根据这些过渡性来知量与题中已知条件之间的关系,引用新的关系式,逐步上朔,直到把所有的未知量都能用已知量表示出来为止。有些问题(如静力平衡问题等),它的物理过程并不能很明确地分成几个互相衔接的阶段或者各个过程中的未知量互相交织,互有牵连,此时常可以不分先后。只根据问题所描述的物理状态(或物理过程)的相互联系。列出用某个状态(或过程)有关的独立方程式,联立求解。原则上,任何一个题目都可以从这两种思维方式着手求解。值得注意的是,解决具体问题时,不必拘泥于刻板的程式,而是应该侧重于对问用中所描述的状态(或过程)的分析推理,着力找出解题的关键所在,并以此为突破口下手.同时应联合运用其他的思维技巧,如等效变换,对称性、反证法、假设法、类比、逻辑推理等。
Ⅲ、综合数学技巧
运用数学技巧,包含着极其丰富的内容。总体上要求能运用数学工具和语言,表述物理概念和规律;对物理问题进行推理、论证和变换;处理实验数据;导出球验证物理规律;进行准确的演算等。就解决某帧体的物理问回而言,要求能灵活地运用多种数学工具(如方程、此例、函数、图象、不等式、指数和对数、数列、极限、极值、数学归纳、三角、平面解析几何等)。综合复习中可全面概述其在物理中的典型应用,并侧重于比例、函数及其图象(包括识图、用图、作图)、以及运用数学递推方法从特解导出通解等。必须注意,运用数学仅是研究物理问题的一种有力的工具,侧重点还是应放在对问题中物理内容的分析上.对大多数能从物理本质上着手解决的问题,一般不必要求作严格的数学论证。
Ⅳ、检查知识缺陷
整理体系、抓住主线索后,还需做好检查知识缺陷的工作。应注意自觉看书,尤其不能疏忽那些应用性强、包含(或隐含)着物理内容的“知识角落”。如对某些实验的装置、原理的理解;某些自然现象的解释;物理原理在生产技术上的应用以及与高中物理有关的科技新动态和重要的物理学史实等.不少学生由于缺乏良好的学习习惯戏迷恋于复习资料中,往往会在这些方面失分。如以往考试中解释太阳光谱中暗线的形成);分光镜的结构;低压汞蒸汽光谱;三相变压器及超导现象;直线加速器;日光灯接法;电磁感应现象的发现者等。在综合复习中应予以足够的重视。
热学辅导
热学包括分子动理论、热和功、气体的性质几部分。
一、重要概念和规律
1.分子动理论
物质是由大量分子组成的;分子永不停息的做无规则运动;分子间存在相互作用的引力和斥力。说明:(1)阿伏伽德罗常量NA=6.02X1023摩-1。它是联系宏观量和微观量的桥梁,有很重要的意义;(2)布朗运动是指悬浮在液体(或气体)里的固体微粒的无规则运动,不是分子本身的运动。它是由于液体(或气体)分子无规则运动对固体微粒碰撞的不均匀所造成的。因此它间接反映了液体(或气体)分子的无序运动。
2.温度
温度是物体分子热运动的平均动能的标志。它是大量分子热运动的平均效果的反映,具有统计的意义,对个别分子而言,温度是没有意义的。任何物体,当它们的温度相同时,物体内分子的平均动能都相同。由于不同物体的分子质量不同,因而温度相同时不同物体分子的平均速度并不一定相同。
3.内能
定义物体里所有分子的动能和势能的总和。决定因素:物质数量(m).温度(T)、体积(V)。改变方式做功――通过宏观机械运动实现机械能与内能的转换;热传递――通过微观的分子运动实现物体与物体间或同一物体各部分间内能的转移。这两种方式对改变内能是等效的。定量关系E=W+Q(热力学第一定律)。
4.能量守恒定律
能量既不会凭空产生,也不会凭空消旯它产能从一种形式转化为别的形式,或者从一个物体转移到别的物体。必须注意:不消耗任何能量,不断对外做功的机器(永动机)是不可能的。利用热机,要把从燃料的化学能转化成的内能,全部转化为机械能也是不可能的。
5.理想气体状态参量
理想气体始终遵循三个实验定律(玻意耳定律、查理定律、盖?吕萨克定律)的气体。描述一定质量理想气体在平衡态的状态参量为:温度气体分子平均动能的标志。体积气体分子所占据的空间。许多情况下等于容器的容积。压强大量气体分子无规则运动碰撞器壁所产生的。其大小等于单位时间内、器壁单位面积上所受气体分子碰撞的总冲量。内能气体分子无规则运动的动能.理想气体的内能仅与温度有关。
6.一定质量理想气体的实验定律
玻意耳定律:PV=恒量;查理定律:P/T=恒量;盖?吕萨克定律:V/T=恒量。
7.一定质量理想气体状态方程
PV/T=恒量
说明(1)一定质量理想气体的某个状态,对应于P一V(或P-T、V-T)图上的一个点,从一个状态变化到另一个状态,相当于从图上一个点过渡到另一个点,可以有许多种不同的方法。如从状态A变化到B,可以经过的过程许多不同的过程。为推导状态方程,可结合图象选用任意两个等值过程较为方便。(2)当气体质量发生变化或互有迁移(混合)时,可采用把变质量问题转化为定质量问题,利用密度公式、气态方程分态式等方法求解。
二、重要研究方法
1、微观统计平均
热学的研究对象是由大量分子组成的.其宏观特性都是大量分子集体行为的反映。不可能同时也无必要像力学中那样根据每个物体(每个分子)的受力情况,写出运动方程。热学中的状态参量和各种现象具有统计平均的意义。因此,当大量分子处于无序运动状态或作无序排列时,所表现出来的宏观特性――如气体分子对器壁的压强、非晶体的物理属性等都显示出均匀性。当大量分子作有序排列时,必显示出不均匀性,如晶体的各自异性等。研究热学现象时,必须充分领会这种统计平均观点。
2.物理图象
气体性质部分对图象的应用既是一特点,也是一个重要的方法。利用图象常可使物理过程得到直观、形象的反映,往往使对问题的求解更为简便。对物理图象的要求,不仅是识图、用图,而且还应变图一即作图象变换。如图P-V图变换成p-T图或V-T图等。
3.能的转化和守恒
各种不同形式的能可以互相转化,在转化过程中总量保持不变。这是自然界中的一条重要规律。也是指导我们分析研究各种物理现象时的一种极为重要的思想方法。在本讲中各部分都有广泛的渗透,应牢固把握。
三、基本解题思路
热学部分的习题主要集中在热功转换和气体性质两部分,基本解题思路可概括为四句话:
1.选取研究对象.它可以是由两个或几个物体组成的系统或全部气体和某一部分气体。
(状态变化时质量必须一定。)
2.确定状态参量.对功热转换问题,即找出相互作用前后的状态量,对气体即找出状态变化前后的p、V、T数值或表达式。
3、认识变化过程.除题设条件已指明外,常需通过究对象跟周围环境的相互关系中确定。
4.列出相关方程.
光学辅导
光学包括两大部分内容:几何光学和物理光学.几何光学(又称光线光学)是以光的直线传播性质为基础,研究光在煤质中的传播规律及其应用的学科;物理光学是研究光的本性、光和物质的相互作用规律的学科.
一、重要概念和规律
(一)、几何光学基本概念和规律
1、基本规律
光源发光的物体.分两大类:点光源和扩展光源.点光源是一种理想模型,扩展光源可看成无数点光源的集合.光线――表示光传播方向的几何线.光束通过一定面积的一束光线.它是温过一定截面光线的集合.光速――光传播的速度。光在真空中速度最大。恒为C=3×108m/s。丹麦天文学家罗默第一次利用天体间的大距离测出了光速。法国人裴索第一次在地面上用旋转齿轮法测出了光这。实像――光源发出的光线经光学器件后,由实际光线形成的.虚像――光源发出的光线经光学器件后,由发实际光线的延长线形成的。本影――光直线传播时,物体后完全照射不到光的暗区.半影――光直线传播时,物体后有部分光可以照射到的半明半暗区域.
2.基本规律
(1)光的直线传播规律先在同一种均匀介质中沿直线传播。小孔成像、影的形成、日食、月食等都是光沿直线传播的例证。
(2)光的独立传播规律光在传播时虽屡屡相交,但互不扰乱,保持各自的规律继续传播。
(3)光的反射定律反射线、人射线、法线共面;反射线与人射线分布于法线两侧;反射角等于入射角。
(4)光的折射定律折射线、人射线、法织共面,折射线和入射线分居法线两侧;对确定的两种介质,入射
角(i)的正弦和折射角(r)的正弦之比是一个常数.介质的折射串n=sini/sinr=c/v。全反射条件①光从光密介质射向光疏介质;②入射角大于临界角A,sinA=1/n。
(5)光路可逆原理光线逆着反射线或折射线方向入射,将沿着原来的入射线方向反射或折射.
3.常用光学器件及其光学特性
(1)平面镜点光源发出的同心发散光束,经平面镜反射后,得到的也是同心发散光束.能在镜后形成等大的、正立的虚出,像与物对镜面对称。
(2)球面镜凹面镜有会聚光的作用,凸面镜有发散光的作用.
(3)棱镜光密煤质的棱镜放在光疏煤质的环境中,入射到棱镜侧面的光经棱镜后向底面偏折。隔着棱镜看到物体的像向项角偏移。棱镜的色散作用复色光通过三棱镜被分解成单色光的现象。
(4)透镜在光疏介质的环境中放置有光密介质的透镜时,凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散作用.透镜成像作图利用三条特殊光线。成像规律1/u+1/v=1/f。线放大率m=像长/物长=|v|/u。说明①成像公式的符号法则――凸透镜焦距f取正,凹透镜焦距f取负;实像像距v取正,虚像像距v取负。②线放大率与焦距和物距有关.
(5)平行透明板光线经平行透明板时发生平行移动(侧移).侧移的大小与入射角、透明板厚度、折射率有关。
4.简单光学仪器的成像原理和眼睛
(1)放大镜是凸透镜成像在。u
(2)照相机是凸透镜成像在u>2f时的应用.得到的是倒立缩小施实像。
(3)幻灯机是凸透镜成像在f
(4)显微镜由短焦距的凸透镜作物镜,长焦距的透镜作目镜所组成。物于物镜焦点外很靠近焦点处,经物镜成实像于目镜焦点内很靠近焦点处。再经物镜在同侧形成一放大虚像(通常位于明视距离处)。
(5)望远镜由长焦距的凸透镜作物镜,辕焦距的〕透镜作目镜所组成。极远处至物镜的光可看成平行光,经物镜成中间像(倒立、缩小、实像)于物镜焦点外很靠近焦点处,恰位于目镜焦点内,再经目镜成虚像于极远处(或明视距离处)。
(6)眼睛等效于一变焦距照相机,正常人明视距约25厘米。明视距离小子25厘米的近视眼患者需配戴凹透镜做镜片的眼镜;明视距离大于25厘米的远视25者需配戴凸透镜做镜片的眼镜。
(二)物理光学――人类对光本性的认识发展过程
(1)微粒说(牛顿)基本观点认为光像一群弹性小球的微粒。实验基础光的直线传播、光的反射现象。困难问题无法解释两种媒质界面同时发生的反射、折射现象以及光的独立传播规律等。
(2)波动说(惠更斯)基本观点认为光是某种振动激起的波(机械波)。实验基础光的干涉和衍射现象。
①个的干涉现象――杨氏双缝干涉实验
条件两束光频率相同、相差恒定。装置(略)。现象出现中央明条,两边等距分布的明暗相间条纹。解释屏上某处到双孔(双缝)的路程差是波长的整数倍(半个波长的偶数倍)时,两波同相叠加,振动加强,产生明条;两波反相叠加,振动相消,产生暗条。应用检查平面、测量厚度、增强光学镜头透射光强度(增透膜).
②光的衍射现象――单缝衍射(或圆孔衍射)
条件缝宽(或孔径)可与波长相比拟。装置(略)。现象出现中央最亮最宽的明条,两边不等距发表的明暗条纹(或明暗乡间的圆环)。困难问题难以解释光的直进、寻找不到传播介质。
(3)电磁说(麦克斯韦)基本观点认为光是一种电磁波。实验基础赫兹实验(证明电磁波具有跟光同样的性质和波速)。各种电磁波的产生机理无线电波自由电子的运动;红外线、可见光、紫外线原子外层电子受激发;x射线原子内层电子受激发;γ射线原子核受激发。可见光的光谱发射光谱――连续光谱、明线光谱;吸收光谱(特征光谱。困难问题无法解释光电效应现象。
(4)光子说(爱因斯坦)基本观点认为光由一份一份不连续的光子组成每份光子的能量E=hν。实验基础光电效应现象。装置(略)。现象①入射光照到光电子发射几乎是瞬时的;②入射光频率必须大于光阴极金属的极限频率ν。;
③当ν>v。时,光电流强度与入射光强度成正比;④光电子的最大初动能与入射光强无关,只随着人射光灯中的增大而增大。解释①光子能量可以被电子全部吸收.不需能量积累过程;②表面电子克服金属原子核引力逸出至少需做功(逸出功)hν。;③入射光强。单位时间内入射光子多,产生光电子多;④入射光子能量只与其频率有关,入射至金属表,除用于逸出功外。其余转化为光电子初动能。困难问题无法解释光的波动性。
(5)光的波粒二象性基本观点认为光是一种具有电磁本性的物质,既有波动性。又有粒子性。大量光子的运动规律显示波动性,个别光子的行为显示粒子性。实验基础微弱光线的干涉,X射线衍射.
二、重要研究方法
1.作图锋几何光学离不开光路图。
利用作图法可以直观地反映光线的传播,方便地确定像的位置、大小、倒正、虚实以及成像区域或观察范围等.把它与公式法结合起来,可以互相补充、互相验证。
2.光路追踪法用作图法研究光的传播和成像问题时,抓住物点上发出的某条光线为研究对象。
不断追踪下去的方法.尤其适合于研究组合光具成多重保的情况。
3.光路可逆法在几何光学中,一所有的光路都是可逆的,利用光路可逆原理在作图和计算上往在都会带来方便。
实验辅导
物理学是一门以实验为基础的科学。近年来对学生物理知识的各种全面测试中(如高考等)也非常重视对学生实验能力的考查。因此,物理实验的`复习是整个总复习中不可缺少的一个重要组成部分.
一、实验的基本类型和要求
中学物理学生实验大体可以分为四范其要求如下:
1.基本仪器的使用除了初中已接触过的常用仪器(如天平秤、弹簧秤、压强计、气压计、温度计、安培计、伏特计等)外.高中又学习了打点计时器、螺旋测微器、游标卡尺、万用电表等,要求了解仪器的基本结构,熟悉各主要部件的名称,懂得工作(测量)原理,掌握合理的操作方法,会正确读数,明确使用注意事项等.
2.基本物理量的测量初中物理中巴学过长度、时间、质量、力、温度、电流强度、电压等物理量的测量,高中物理进一步学习了对微小长度和极短时间、加速度(包括g)、速度、电阻和电阻率、电动势、折射率、焦距等物理量的测量。
要求明确被测物理量的含义,懂得具体的测量原理。掌握正确的实验方法(包括了解实验仪器、器材的规格性能、会安装和调试实验装置、能选择合理的实验步骤,正确进行数据测量以及能分析和排除实验中出现的常见故障等),妥善处理实验数据并得出结果。
3.验证物理规律计有验证共点力合成的平行四边形定则、有固定转动轴物体的平衡条件、牛顿第二定律、机械能守恒定律、玻意耳定律等。
其要求与物理量的测量相同,着重注意分析实验误差,并能有效地采取相应措施尽量减少实验误差,提高准确度。
4.观察、研究物理现象,组装仪器如研究平抛运动、弹性碰撞、描绘等势线、研究电磁感应现象、变压器的作用、观察光的衍射现象。
把电流计改装为伏特计等.其中,对观察型实验,只要求会正确使用仪器,显示出(或观察到)物理现象,并通过直觉的观察定性了解影响该现象的有关因素。对研究型实验(包括组装仪器),要求不仅能使用仪器,掌握正确的实验研究方法,把有关现象的物理内客反映出来;或把有关参数测量出来,还能够通过具体的测量作进一步的定量研一究或实验设计。
二、实验的设计思想
在中学物理实验中涉及的主要设计思想为:
1.垒积放大法把某些物理量(有时往在是难以直接测量的测量的微小量)累积后测量,或把它们放大后显示出来的一种方法。
如通过若干次全振动的时间测出单摆的振动周期;把员杨螺杆的微小进退.通过周长较大的可动到度盘显示出来(螺旋测微器)等。
2.平衡法根据物理系统内普遍存在的对立的、矛盾的双方使系统偏离平衡的物理因素,列出对应的平衡方程式,从而找出影响平衡的一种方法如用天平测质量、验证有固定转动因乎衔条件、验证玻意耳定律等。
3.控制法在多因素的物理现象中,可以先控制某些量不变,依次研究某一个因素对现象产生影响的一种方法。
如牛顿第二定律实验。可以先保持质量一定,研究加速度与力的关系等。
4.转换法用某些容易直接测量,(或显示)的量(或现象)代替不容易直接测(或显示)的量(或现象)。
或者根据研究对象在一定条件下可以有相同的效果作间接的观察、测量。如把流逝的时间转换成振针周期性的振动;把对电流、电压、电阻的测量转换成对指针偏角的测量;用从等高处抛出的两球的水平位移代替它们的速度等。
5.留迹法把瞬息即逝的(位置、轨迹、图象等)记录下来的一种方法。
如通过纸带上打出的小点记录小车的位置Z用描述法画出平抛物体的运动轨迹;用示波器显示变化的波形等。
三、实验验数据处理
数据处理是对原始实验记录的科学加工。通过数据处理,往往可以从一堆表面上难以觉察的、似乎毫无联系的数据中找出内在的规律,在中学物现中只要求掌握数据处理的最简单的方法.
1.列表法把被测物理量分类列表表示出来。
通常需说明记录表的要求(或称为标题)、主要内容等。表中对各物理量的排列月惯上先原始记录数据,后计算果。列表法可大体反映某些因素对结果的影响效果或变化趋势,常用作其他数据处理方法的一种辅助手段。
2.算术平均值法把待测物理量的若干次测且值相加后除以测量次数。
必须注意,求取算术平均值时,应按原测量仪器的准确度决定保留有效数字的位数。通常可先计算比直接测量值多一位,然后再四会五入。
3.图象法把实验测得的量按自变量和应变量的函数关系在坐标平面上用图象直观地显示出来.根据实验数据在坐标纸上画出图象时。
最基本的要求是:
(1)两坐标轴要选取恰当的分度
(2)要有足够多的描点数目
(3)画出的图象应尽是穿过较多的描点在图象呈曲线的情况下,可先根据大多数描点的分布位置(个别特殊位置的奇异点可舍去),画出穿过尽可能多的点的草图,然后连成光滑的曲线,避免画成拆线形状。
四、实验误差分析
测量值与待测量真实值之差,称为测量误差。主要来源于仪器(如性能和结构的不完善)、环境(如温度、湿度、外磁场的影响等)、实验方法(如实验方法粗糙、实验理论不完善等)、人为因素(如观测者个人的生理、心理习惯、不同观察者的反应快慢不一等)四方面。在中学物理中只要求定性分析实验误差的主要原因,了解绝对误差和相对误差的概念。
高考物理必须掌握的16种题型技巧01.直线运动问题
题型概述:直线运动问题是高考的热点,可以单独考查,也可以与其他知识综合考查。单独考查若出现在选择题中,则重在考查基本概念,且常与图像结合;在计算题中常出现在第一个小题,难度为中等,常见形式为单体多过程问题和追及相遇问题。
思维模板
解图像类问题关键在于将图像与物理过程对应起来,通过图像的坐标轴、关键点、斜率、面积等信息,对运动过程进行分析,从而解决问题;对单体多过程问题和追及相遇问题应按顺序逐步分析,再根据前后过程之间、两个物体之间的联系列出相应的方程,从而分析求解,前后过程的联系主要是速度关系,两个物体间的联系主要是位移关系。
02.物体的动态平衡问题
题型概述:物体的动态平衡问题是指物体始终处于平衡状态,但受力不断发生变化的问题。物体的动态平衡问题一般是三个力作用下的平衡问题,但有时也可将分析三力平衡的方法推广到四个力作用下的动态平衡问题。
思维模板
(1) 解析法:解决此类问题可以根据平衡条件列出方程,由所列方程分析受力变化;
(2) 图解法:根据平衡条件画出力的合成或分解图,根据图像分析力的变化。
03.运动的合成与分解问题
题型概述:运动的合成与分解问题常见的模型有两类。一是绳(杆)末端速度分解的问题,二是小船过河的问题,两类问题的关键都在于速度的合成与分解。
思维模板
(1)在绳(杆)末端速度分解问题中,要注意物体的实际速度一定是合速度,分解时两个分速度的方向应取绳(杆)的方向和垂直绳(杆)的方向;如果有两个物体通过绳(杆)相连,则两个物体沿绳(杆)方向速度相等。
(2)小船过河时,同时参与两个运动,一是小船相对于水的运动,二是小船随着水一起运动,分析时可以用平行四边形定则,也可以用正交分解法,有些问题可以用解析法分析,有些问题则需要用图解法分析。
04.抛体运动问题
题型概述:抛体运动包括平抛运动和斜抛运动,不管是平抛运动还是斜抛运动,研究方法都是采用正交分解法,一般是将速度分解到水平和竖直两个方向上.
思维模板
(1)平抛运动物体在水平方向做匀速直线运动,在竖直方向做匀加速直线运动,其位移满足x=v0t,y=gt2/2,速度满足vx=v0,vy=gt;
(2)斜抛运动物体在竖直方向上做上抛(或下抛)运动,在水平方向做匀速直线运动,在两个方向上分别列相应的运动方程求解。
05.圆周运动问题
题型概述:圆周运动问题按照受力情况可分为水平面内的圆周运动和竖直面内的圆周运动,按其运动性质可分为匀速圆周运动和变速圆周运动。水平面内的圆周运动多为匀速圆周运动,竖直面内的圆周运动一般为变速圆周运动.对水平面内的圆周运动重在考查向心力的供求关系及临界问题,而竖直面内的圆周运动则重在考查最高点的受力情况。
思维模板
(1)对圆周运动,应先分析物体是否做匀速圆周运动,若是,则物体所受的合外力等于向心力,由F合=mv2/r=mrω2列方程求解即可;若物体的运动不是匀速圆周运动,则应将物体所受的力进行正交分解,物体在指向圆心方向上的合力等于向心力。
(2)竖直面内的圆周运动可以分为三个模型:
①绳模型:只能对物体提供指向圆心的弹力,能通过最高点的临界态为重力等于向心力;
②杆模型:可以提供指向圆心或背离圆心的力,能通过最高点的临界态是速度为零;
③外轨模型:只能提供背离圆心方向的力,物体在最高点时,若v
06.牛顿运动定律综合应用问题
题型概述:牛顿运动定律是高考重点考查的内容,每年在高考中都会出现,牛顿运动定律可将力学与运动学结合起来,与直线运动的综合应用问题常见的模型有连接体、传送带等,一般为多过程问题,也可以考查临界问题、周期性问题等内容,综合性较强.天体运动类题目是牛顿运动定律与万有引力定律及圆周运动的综合性题目,近几年来考查频率极高。
思维模板
以牛顿第二定律为桥梁,将力和运动联系起来,可以根据力来分析运动情况,也可以根据运动情况来分析力.对于多过程问题一般应根据物体的受力一步一步分析物体的运动情况,直到求出结果或找出规律。对天体运动类问题,应紧抓两个公式:
GMm/r2=mv2/r=mrω2=mr4π2/T2 ①
GMm/R2=mg ②
对于做圆周运动的星体(包括双星、三星系统),可根据公式①分析;对于变轨类问题,则应根据向心力的供求关系分析轨道的变化,再根据轨道的变化分析其他各物理量的变化。
07.机车的启动问题
题型概述:机车的启动方式常考查的有两种情况,一种是以恒定功率启动,一种是以恒定加速度启动,不管是哪一种启动方式,都是采用瞬时功率的公式P=Fv和牛顿第二定律的公式F-f=ma来分析。
思维模板
机车以额定功率启动.机车的启动过程如图所示,由于功率P=Fv恒定,由公式P=Fv和F-f=ma知,随着速度v的增大,牵引力F必将减小,因此加速度a也必将减小,机车做加速度不断减小的加速运动,直到F=f,a=0,这时速度v达到最大值vm=P额定/F=P额定/f。
这种加速过程发动机做的功只能用W=Pt计算,不能用W=Fs计算(因为F为变力)。
08.以能量为核心综合应用问题
题型概述:以能量为核心的综合应用问题一般分四类:
第一类为单体机械能守恒问题,
第二类为多体系统机械能守恒问题,
第三类为单体动能定理问题,
第四类为多体系统功能关系(能量守恒)问题。
多体系统的组成模式:
两个或多个叠放在一起的物体,用细线或轻杆等相连的两个或多个物体,直接接触的两个或多个物体。
思维模板
能量问题的解题工具一般有动能定理,能量守恒定律,机械能守恒定律。
(1)动能定理使用方法简单,只要选定物体和过程,直接列出方程即可,动能定理适用于所有过程;
(2)能量守恒定律同样适用于所有过程,分析时只要分析出哪些能量减少,哪些能量增加,根据减少的能量等于增加的能量列方程即可;
(3)机械能守恒定律只是能量守恒定律的一种特殊形式,但在力学中也非常重要.很多题目都可以用两种甚至三种方法求解,可根据题目情况灵活选取。
09.力学实验中速度的测量问题
题型概述:速度的测量是很多力学实验的基础,通过速度的测量可研究加速度、动能等物理量的变化规律,因此在研究匀变速直线运动、验证牛顿运动定律、探究动能定理、验证机械能守恒等实验中都要进行速度的测量。
速度的测量一般有两种方法:
一种是通过打点计时器、频闪照片等方式获得几段连续相等时间内的位移从而研究速度;另一种是通过光电门等工具来测量速度。
思维模板
用第一种方法求速度和加速度通常要用到匀变速直线运动中的两个重要推论:
①vt/2=v平均=(v0+v)/2,
②Δx=aT2,为了尽量减小误差,求加速度时还要用到逐差法.用光电门测速度时测出挡光片通过光电门所用的时间,求出该段时间内的平均速度,则认为等于该点的瞬时速度,即:v=d/Δt。
10.电容器问题
题型概述:电容器是一种重要的电学元件,在实际中有着广泛的应用,是历年高考常考的知识点之一,常以选择题形式出现,难度不大,主要考查电容器的电容概念的理解、平行板电容器电容的决定因素及电容器的动态分析三个方面。
思维模板
(1)电容的概念:电容是用比值(C=Q/U)定义的一个物理量,表示电容器容纳电荷的多少,对任何电容器都适用.对于一个确定的电容器,其电容也是确定的(由电容器本身的介质特性及几何尺寸决定),与电容器是否带电、带电荷量的多少、板间电势差的大小等均无关。
(2)平行板电容器的电容:平行板电容器的电容由两极板正对面积、两极板间距离、介质的相对介电常数决定,满足C=εS/(4πkd)
(3)电容器的动态分析:关键在于弄清哪些是变量,哪些是不变量,抓住三个公式[C=Q/U、C=εS/(4πkd)及E=U/d]并分析清楚两种情况:一是电容器所带电荷量Q保持不变(充电后断开电源),二是两极板间的电压U保持不变(始终与电源相连)。
11.带电粒子在电场中的运动问题
题型概述:带电粒子在电场中的运动问题本质上是一个综合了电场力、电势能的力学问题,研究方法与质点动力学一样,同样遵循运动的合成与分解、牛顿运动定律、功能关系等力学规律,高考中既有选择题,也有综合性较强的计算题。
思维模板(1)处理带电粒子在电场中的运动问题应从两种思路着手
①动力学思路:重视带电粒子的受力分析和运动过程分析,然后运用牛顿第二定律并结合运动学规律求出位移、速度等物理量。
②功能思路:根据电场力及其他作用力对带电粒子做功引起的能量变化或根据全过程的功能关系,确定粒子的运动情况(使用中优先选择)。
(2)处理带电粒子在电场中的运动问题应注意是否考虑粒子的重力
①质子、α粒子、电子、离子等微观粒子一般不计重力;
②液滴、尘埃、小球等宏观带电粒子一般考虑重力;
③特殊情况要视具体情况,根据题中的隐含条件判断。
(3)处理带电粒子在电场中的运动问题应注意画好粒子运动轨迹示意图,在画图的基础上运用几何知识寻找关系往往是解题的突破口。
12.带电粒子在磁场中的运动问题
题型概述:带电粒子在磁场中的运动问题在历年高考试题中考查较多,命题形式有较简单的选择题,也有综合性较强的计算题且难度较大,常见的命题形式有三种:
(1)突出对在洛伦兹力作用下带电粒子做圆周运动的运动学量(半径、速度、时间、周期等)的考查;
(2)突出对概念的深层次理解及与力学问题综合方法的考查,以对思维能力和综合能力的考查为主;
(3)突出本部分知识在实际生活中的应用的考查,以对思维能力和理论联系实际能力的考查为主.
思维模板
在处理此类运动问题时,着重把握“一找圆心,二找半径(R=mv/Bq),三找周期(T=2πm/Bq)或时间”的分析方法。
(1)圆心的确定:因为洛伦兹力f指向圆心,根据fv,画出粒子运动轨迹中任意两点(一般是射入和射出磁场的两点)的f的方向,沿两个洛伦兹力f作出其延长线的交点即为圆心.另外,圆心位置必定在圆中任一根弦的中垂线上(如图所示)。
(2)半径的确定和计算:利用平面几何关系,求出该圆的半径(或运动圆弧对应的圆心角),并注意利用一个重要的几何特点,即粒子速度的偏向角(φ)等于圆心角(α),并等于弦AB与切线的夹角(弦切角θ)的2倍(如图所示),即?φ=α=2θ
(3)运动时间的确定:t=φT/2π或t=s/v,其中φ为偏向角,T为周期,s为轨迹的弧长,v为线速度。
13.带电粒子在复合场中的运动问题
题型概述:带电粒子在复合场中的运动是高考的热点和重点之一,主要有下面所述的三种情况:
(1)带电粒子在组合场中的运动:在匀强电场中,若初速度与电场线平行,做匀变速直线运动;若初速度与电场线垂直,则做类平抛运动;带电粒子垂直进入匀强磁场中,在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动。
(2)带电粒子在叠加场中的运动:在叠加场中所受合力为0时做匀速直线运动或静止;当合外力与运动方向在一直线上时做变速直线运动;当合外力充当向心力时做匀速圆周运动。
(3)带电粒子在变化电场或磁场中的运动:变化的电场或磁场往往具有周期性,同时受力也有其特殊性,常常其中两个力平衡,如电场力与重力平衡,粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动。
思维模板
分析带电粒子在复合场中的运动,应仔细分析物体的运动过程、受力情况,注意电场力、重力与洛伦兹力间大小和方向的关系及它们的特点(重力、电场力做功与路径无关,洛伦兹力永远不做功),然后运用规律求解,主要有两条思路:
(1)力和运动的关系:根据带电粒子的受力情况,运用牛顿第二定律并结合运动学规律求解。
(2)功能关系:根据场力及其他外力对带电粒子做功的能量变化或全过程中的功能关系解决问题。
14.以电路为核心的综合应用问题
题型概述:该题型是高考的重点和热点,高考对本题型的考查主要体现在闭合电路欧姆定律、部分电路欧姆定律、电学实验等方面.主要涉及电路动态问题、电源功率问题、用电器的伏安特性曲线或电源的U-I图像、电源电动势和内阻的测量、电表的读数、滑动变阻器的分压和限流接法选择、电流表的内外接法选择等。
思维模板
(1)电路的动态分析是根据闭合电路欧姆定律、部分电路欧姆定律及串并联电路的性质,分析电路中某一电阻变化而引起整个电路中各部分电流、电压和功率的变化情况,即有R分R总I总U端I分、U分
(2)电路故障分析是指对短路和断路故障的分析,短路的特点是有电流通过,但电压为零,而断路的特点是电压不为零,但电流为零,常根据短路及断路特点用仪器进行检测,也可将整个电路分成若干部分,逐一假设某部分电路发生某种故障,运用闭合电路或部分电路欧姆定律进行推理。
(3)导体的伏安特性曲线反映的是导体的电压U与电流I的变化规律,若电阻不变,电流与电压成线性关系,若电阻随温度发生变化,电流与电压成非线性关系,此时曲线某点的切线斜率与该点对应的电阻值一般不相等。
电源的外特性曲线(由闭合电路欧姆定律得U=E-Ir,画出的路端电压U与干路电流I的关系图线)的纵截距表示电源的电动势,斜率的绝对值表示电源的内阻。
15.以电磁感应为核心的综合应用问题
题型概述:此题型主要涉及四种综合问题
(1)动力学问题:力和运动的关系问题,其联系桥梁是磁场对感应电流的安培力。
(2)电路问题:电磁感应中切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势,该导体或回路就相当于电源,这样,电磁感应的电路问题就涉及电路的分析与计算。
(3)图像问题:一般可分为两类:
一是由给定的电磁感应过程选出或画出相应的物理量的函数图像;
二是由给定的有关物理图像分析电磁感应过程,确定相关物理量。
(4)能量问题:电磁感应的过程是能量的转化与守恒的过程,产生感应电流的过程是外力做功,把机械能或其他形式的能转化为电能的过程;感应电流在电路中受到安培力作用或通过电阻发热把电能转化为机械能或电阻的内能等。
思维模板
解决这四种问题的基本思路如下:
(1)动力学问题:根据法拉第电磁感应定律求出感应电动势,然后由闭合电路欧姆定律求出感应电流,根据楞次定律或右手定则判断感应电流的方向,进而求出安培力的大小和方向,再分析研究导体的受力情况,最后根据牛顿第二定律或运动学公式列出动力学方程或平衡方程求解。
(2)电路问题:明确电磁感应中的等效电路,根据法拉第电磁感应定律和楞次定律求出感应电动势的大小和方向,最后运用闭合电路欧姆定律、部分电路欧姆定律、串并联电路的规律求解路端电压、电功率等。
(3)图像问题:综合运用法拉第电磁感应定律、楞次定律、左手定则、右手定则、安培定则等规律来分析相关物理量间的函数关系,确定其大小和方向及在坐标系中的范围,同时注意斜率的物理意义。
(4)能量问题:应抓住能量守恒这一基本规律,分析清楚有哪些力做功,明确有哪些形式的能量参与了相互转化,然后借助于动能定理、能量守恒定律等规律求解。
16.电学实验中电阻的测量问题
题型概述:该题型是高考实验的重中之重,每年必有命题,可以说高考每年所考的电学实验都会涉及电阻的测量.针对此部分的高考命题可以是测量某一定值电阻,也可以是测量电流表或电压表的内阻,还可以是测量电源的内阻等。
思维模板
测量的原理是部分电路欧姆定律、闭合电路欧姆定律;常用方法有欧姆表法、伏安法、等效替代法、半偏法等。
高三物理必背知识点整理1.动量和冲量
(1)动量:运动物体的质量和速度的乘积叫做动量,即p=mv.是矢量,方向与v的方向相同.两个动量相同必须是大小相等,方向一致.
(2)冲量:力和力的作用时间的乘积叫做该力的冲量,即I=Ft.冲量也是矢量,它的方向由力的方向决定.
2.动量定理:物体所受合外力的冲量等于它的动量的变化.表达式:Ft=p′-p或Ft=mv′-mv
(1)上述公式是一矢量式,运用它分析问题时要特别注意冲量、动量及动量变化量的方向.
(2)公式中的F是研究对象所受的包括重力在内的所有外力的合力.
(3)动量定理的研究对象可以是单个物体,也可以是物体系统.对物体系统,只需分析系统受的外力,不必考虑系统内力.系统内力的作用不改变整个系统的总动量.
(4)动量定理不仅适用于恒定的力,也适用于随时间变化的力.对于变力,动量定理中的力F应当理解为变力在作用时间内的平均值.
3.动量守恒定律:一个系统不受外力或者所受外力之和为零,这个系统的总动量保持不变.
表达式:m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′
(1)动量守恒定律成立的条件
①系统不受外力或系统所受外力的合力为零.
②系统所受的外力的合力虽不为零,但系统外力比内力小得多,如碰撞问题中的摩擦力,爆炸过程中的重力等外力比起相互作用的内力来小得多,可以忽略不计.
③系统所受外力的合力虽不为零,但在某个方向上的分量为零,则在该方向上系统的总动量的分量保持不变.
(2)动量守恒的速度具有“四性”:①矢量性;②瞬时性;③相对性;④普适性.
4.爆炸与碰撞
(1)爆炸、碰撞类问题的共同特点是物体间的相互作用突然发生,作用时间很短,作用力很大,且远大于系统受的外力,故可用动量守恒定律来处理.
(2)在爆炸过程中,有其他形式的能转化为动能,系统的动能爆炸后会增加,在碰撞过程中,系统的总动能不可能增加,一般有所减少而转化为内能.
(3)由于爆炸、碰撞类问题作用时间很短,作用过程中物体的位移很小,一般可忽略不计,可以把作用过程作为一个理想化过程简化处理.即作用后还从作用前瞬间的位置以新的动量开始运动.
在高中物理教学中,直流电的教学和解题一直是一个难点.给广大的学生造成了一定的困扰.学生们普遍认为交直流电路比较抽象,难以理解,更难掌握.而实验室又没有现成的仪器,这就增加了学生掌握本节内容的难度.首先,我们应该清楚掌握直流电的定义—直流电:是指大小和方向都不随时间而变化的电流.例如,许多用电器,如收音机,扬声器等许多不含电感元件的电器都用直流电驱动.分正、负极,无法利用变压器改变电压,用在低电压电器里.
直流电路学习的重点是电路分析,内容是以串并联电路规律和闭合电路欧姆定律的运用为核心、对电路中的电流、电压和电功率进行讨论或定量计算.在近几年的高考命题中,不但一如既往地突出了对这一部分基础知识的考查,同时还出现了不少以这些知识为基础,赋予新颖的、结合现代科技和生活生产实际应用的中档题,与电磁场、交流电路等知识相结合,所构成的分值较大的学科内综合压轴题.
一、高中物理直流电习题的提出,其考察形式主要有电路的动态分析和电路故障分析
我用以下习题加以说明.
解题分析:通过此题我们可以清晰的看到,直流电电路的分析是解题的关键所在,在本题中,开关S的两种形态,对于R1和R2的串并联状态起决定性的因素.对于C1和C2两端电压的判断也是解题的主要点.明确这些内容后,此题就迎刃而解了.
二、直流电问题的规律和总结
直流电问题有一个使用的基本结论:电路中任何一个电阻增大(或减小),导致电路的总电阻增大(或减小).掌握这个规律,对于电路的变化也就得心应手.在这节内容中,还有另外一个基本定律:任一电阻阻值增大,则与之串联(或间接并联)的电阻的电流和电压减小,与之并联(或间接并联)的电阻的电流和电压增大.掌握并理解这些定律,对于学生学好这节内容有很大的帮助,只有通过大量的习题训练以及习题解法的指导,才能帮助学生达到这个目的,熟练掌握直流电电路问题.
图2例2如图2所示是一种悬球式加速度仪,它可以用来测定沿水平轨道运动的列车的加速度,金属球的质量为m,它系在金属球的下端,金属丝的上端悬挂在O点,AB是一根长为L的均匀电阻丝,其阻值为R,金属丝与电阻丝接触良好,摩擦不计.电阻丝的中点C焊接一根导线,从O点也引出一根导线,两线之间接入一个电压表V(金属丝和导线电阻不计).图中虚线OC与AB垂直,且OC=h.电阻丝AB接在电压为U的直流稳压电源上,整个装置固定在列车中且AB沿着车前进的方向,列车静止时金属丝呈坚直状态,当列车加速或前进时,金属丝将偏离竖直方向,从电压表V的读数变化可以测出加速度的大小.
(2)由于加速度a与电压表的示数U′成正比,可将电压表对应的刻度对应地改成加速度a的刻度,所以加速度的刻度与电压表的刻度一样是均匀的.
参考文献:
[1]赵娟芬.中学物理教学中的电动机问题.中国科技教育·理论版,2012(3).
农村初中生留守儿童居多,他们的学习行为习惯是最需要加强塑造的。因为他们长期缺少父母关心和家庭教育,放学或放假离开学校后的这些时间里,他们的学习行为习惯处于一种断点时期,所以在课堂教学中,教师应该注意学生良好学习行为习惯的培养,并要求学生长期保持。道家有云:授人以鱼,不如授之以渔,授人以鱼只救一时之急,授人以渔则可解一生之需。初中物理教学中,教师要从物理学习方法入手来培养学生的学习行为习惯,在开学的第一节课,教师不要急于上新课,首先要做的是对学生在学习过程中提出可行性的要求,比如必须做到课前预习,课后认真复习,按时完成作业,让学生明白上课注意力集中、积极参与教学胜过课后自己钻研多遍等,这些是学好任何一门学科的通用方法,一旦形成了这样一种良好的学习习惯,物理学科的学习自然就轻松了。另外,物理学科中要认真观察实验、记录实验数据、善于归纳总结、创新思维,在熟记一些必要的理论公式、规律和定律等知识要点的基础上多加实例练习,才能提高学习效果。
二、晓之以理,注意区别与联系
初中物理知识的理解既有举一反三之联系,又有形式上的相同而意义上不同之区别。如,欧姆定律公式I=U/R表示的意义是“在同一电路中,导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比”,其变形公式R=U/I在书写格式上与I=U/R是相同的,那么它是否也可以理解为“在同一电路中,导体中的电阻跟导体两端的电压成正比,跟导体中的电流成反比”呢?初学者可能会不假思索地认为可以这样理解,但教师如果注意引导学生认真回顾“影响导体电阻的因素”后,学生一定会能得出正确的理解。又如,滑动变阻器的正确连接,在正确连接滑动变阻器时,必须接“一上一下”两个接线柱,上接线柱任意接一个都可以,但在接不同下接线柱时向同一方向滑动滑片产生的效果是不一样的,所以,教师应当特别引导学生理解滑动变阻器在使用过程中是怎样改变连入电路中电阻丝长度的。
三、培养学生的主体意识,让学生在课堂上“动”起来
初中物理课堂教学中,教师切忌以“我”为中心,夸夸其谈地讲个没完没了,应当注重培养学生在课堂上的主体意识,调动学生积极地参与到课堂中来,对于一些处于被动学习状态的潜能生,教师应当把学习能力不同的学生进行分组,让学生在小组中发挥“搭把手”和“一帮一”的互助学习作用。在解决问题方面,教师应当在教学中起引导作用,鼓励学生自己动手完成任务,教师只在学生确实不能完成的情况下进行启发式引导即可。
四、培养学生持之以恒、迎难而上的精神
农村初中生虽说在生活上自立能力强,但在学习能力上大部分学生的学习能力还有待加强。在教学过程中经常发现,很多学生在学习上处于一种时学时不认真学和一遇到困难就容易放弃的情况。所以,在农村初中物理课堂教学过程中,教师要经常注意加强教学引导和教学监督,对布置的学习任务要不停地对每位学生进行不定时的检查,一旦发现有偷懒现象,应及时给予指正和鼓励,使其在学习上能持之以恒。另外,在教学检测中还发现很多学生只青睐于完成选择题和填空题,而对于字数多、动手能力强的实验与探究题、作图题以及计算题,就容易放弃不做,然后等待老师的讲解,把答案抄好就算完成任务了。对于这类情况,教师一定要保持冷静,不要在课堂上大发雷霆,应当从一些简单的案例入手,耐心引导学生进入学习情景中去,实行逐个突破的方法,培养学生对待困难问题迎难而上的精神。
五、结语
高中物理,是在初中物理知识基础上的深化和拓展。在高中阶段,我们将进一步学习物理学的基础知识,领悟物理学的研究方法,掌握物理学的基本规律,拓展科学思维和想象,领略物理学的“万物之理”,体会物理学对社会发展和科技进步的“神奇”,了解物理学知识应用对社会进步和物质文明的“催化”和促进。如何才能学好高中物理呢?
一、要搞好初、高中物理知识衔接
初中物理和高中物理处在两个不同的学段,联系紧密且螺旋式上升。作为义务教育阶段的初中物理,主要任务是让同学们了解一些物理现象,提高同学们的科学素养。初中物理可以概括为“广”和“博”。初中物理涉及声学、光学、电磁学、力学、热学和原子核知识等,可谓“广”。初中物理从声音的产生和传播,超声波的应用,到光现象、透镜的应用,从热现象到热量及其计算、热能的应用,从电流、电压到电功率,从电和磁到信息的传递、互联网、移动通信,从多彩的物质世界到简单机械、压强、浮力,从电能、光能到机械能、内能、原子能,从宇宙到分子、电子,可谓“博”。在这“广”和“博”中,充满好奇心的同学们了解了物理学的博大。
进入高中,物理就要在这“广”和“博”中进一步深化和拓展了。例如,我们通常说的速度,它都有哪些含义?作为物理量,它的物理意义是什么?如何定义?如何测量?又如,如何描述我们常见的物体的运动?描述运动需要引入哪些物理量?描述物体运动有哪些方法?
初中物理只介绍了最简单的匀速直线运动,升人高中后,我们要在匀速直线运动的基础上研究变速直线运动,通过引入新的物理量一加速度,建立模型,分析探究变速直线运动的规律。我们还要在直线运动的基础上,研究曲线运动,研究经常遇到的抛体运动和圆周运动等。
初中物理我们研究了简单电路,知道了部分电路的欧姆定律。进入高中,我们要进一步理解电源的作用,理解描述电源的物理量——电动势和内阻,研究全电路的欧姆定律。在初中,我们的电源是恒压源(电源电压一定),而高中的电源具有内阻,电动势恒定而电压随输出电流的增大而减小。初中物理中的电阻都是恒定电阻,进入高中,我们将研究灯丝的电阻、光敏电阻、热敏电阻等随外界条件变化的电阻,要研究电路的动态变化。在初中物理中我们知道家庭用电是电压为220V的交变电流,进入高中,我们要研究交变电流是如何产生的,怎样描述交变电流,我们使用的电是如何从发电厂输送过来的,在输电过程中,哪些因素导致电能损失,采取哪些措施能够降低这些损失。
在初中物理中,我们知道了磁场,知道了电磁感应现象,了解了电磁感应的一些简单应用。到高中后,我们要引入描述磁场的物理量,要探究得出磁场力,知道磁场在生产、生活和科学技术中的应用。要探究得出电磁感应中产生的感应电动势大小的计算公式和判断感应电流方向的楞次定律等,了解自感现象及其应用,了解电磁驱动、电磁阻尼、涡流及其应用等。
在初中物理中,我们知道声音的产生是由于振动。进入高中后,我们要研究怎样描述振动。振动有哪些规律,振动如何在介质中传播,如何用图像描述振动,如何用图像描述波动,振动有哪些特征,波动有哪些特征等。
总之,开始进行高中学习的同学们,一定要拓展自己的思维空间,从初中物理的“了解”“知道”的学习模式中,逐渐转变为理解、分析和探究式学习。在初中物理知识的基础上,掌握高中物理的基本概念和基本规律,掌握用数学工具解决物理问题的方法,才能适应高中物理的学习和将来的进一步深造。
二、要领悟物理学的研究方法
物理学是自然科学和技术的基础。对于实际物体,根据研究的目的我们要考虑如何将其抽象,突出主要点,引入一个理想化的模型(质点)描述它;对于一个实际发生的物理过程,我们要考虑如何忽略次要因素,突出主要因素,引人过程模型(例如匀变速直线运动、自由落体运动、平抛运动、匀速圆周运动等)来研究它;对于实际物理过程所处的外界环境,要考虑如何引入理想化的条件模型(例如光滑面、等温变化、等压变化等)来研究它;对于不容易看到的物理现象,我们要考虑如何“放大”,使其能够被观察到;对于不能感受的物质存在形式,例如电场和磁场,我们要考虑采用什么方法,使其能被感受到,如何形象化地描述(如电场线、磁感线等),使其能够被“看到”。
在初中物理中,大多数情况下,我们采用定性分析的方法来研究物理问题。少量的定量计算问题也都是采用算术方法。进入高中后,研究物理问题,我们要引入图像,引入几何方法和代数方法、函数方法等。解答物理问题,一般都要应用物理规律。列出若干方程,联立解得。有些问题还要借助于图像、几何关系、三角函数等数学工具。
总之,物理学博大精深,研究范围很广。对不同的问题,需要采用不同的研究方法;对同一问题,站在不同的侧面研究,研究不同的层次,也需要采用不同的研究方法。我们要通过高中物理的学习,领悟物理学的研究方法,丰富对物质世界的认识,为实现自己的梦想打下坚实的基础。
三、要掌握科学的学习方法
要想学好物理,我们需要掌握科学的学习方法。
第一,要对物理充满兴趣。兴趣是最好的老师。丰富多彩的物理世界。大到广袤的字宙。小到微观粒子,它们由什么组成,它们是如何运动的?这些都值得我们去探索。我们周围的大干世界。物理无处不在,我们的衣食住行,都离不开物理,可以说,到处都是物理,我们处在物理世界里。
第二,要重视观察和实验。物理学来源于观察和实验,形成的基本理论和物理规律要接受实验和实践的检验。学习物理,要善于从物理现象中寻找规律,善于用实验和实践检验规律的正确性。
第三,对物理学的基本概念和基本规律,要重在理解,要知道物理规律的产生过程和条件。例如,描述速度变化的物理量——加速度的意义是什么?它如何定义,它等于什么?它的单位是什么?如何测量加速度?如何计算加速度?决定加速度的因素有哪些?对于这些我们学习时都要一一弄清,理解掌握。又如,牛顿运动定律是17世纪根据当时人类的认识水平总结出来的,科学发展到今天,它是否对所有的物体都正确呢?这都需要通过实践的检验。
第四。做好练习,及时巩固。人们对科学慨念的理解,需要一个反复、不断深化、螺旋式上升的过程。对物理规律的掌握,需要针对不同的物理情境,反复练习,逐步深化,达到熟练掌握、运用自如的程度。因此,学习物理,需要做必要的练习,需要通过不同的情境,理解规律,深化认识,掌握知识。
关键词:等效法;高中物理
中图分类号:G634.7 文献标识码:A 文章编号:1007-9599 (2011) 18-0000-01
Using Way of Equivalent to Solve Problems High School Physics
Hu Xinyue
(NO.1 Middle School Affiliated to Central China Normal University,Wuhan 430200,China)
Abstract:As an important follow such thinking,many in high school physical science methods accounted for a pivotal position.From the first lesson in particle physics high school introduction to the center of gravity,together with pitch,and movement and sub-movement,like projectile motion,the equivalent gravitational field,the equivalent circuit,the equivalent resistance...etc.to follow through to the end.This article will follow the example of the use of classification analysis and other techniques and methods.
Keywords:Way of equivalent;High school physics
一、质点
例:北京时间2008年3月9日凌晨,在第12届瓦伦西亚室内田径世界锦标赛60米栏的决赛中,中国飞人刘翔以7秒46的成绩夺得冠军,这是刘翔的第一个个人室内赛世界冠军头衔,也是中国室内田径世锦赛历史上的首枚男子金牌,对于下列说法中正确的是:
A.刘翔在飞奔的60米中,可以看做是质点
B.教练为了分析其动作要领,可以将其看做质点
C.无论研究什么问题,均不能把刘翔看做质点
D.能否把刘翔看做质点,取决与我们所研究的问题
解析:这是一道基础题,在高中物理课程中作为第一课知识点引入。物体能否简化为质点,要考虑物体的大小形状、物体的运动及研究的问题等因素。当物体的形状和大小对研究问题的影响可以忽略时,物体课看作质点,故可知AD正确。本题虽然简单,但却揭示了等效法运用的一个要点,即在运动学中注意运用等效法的前提条件,要依据具体情况具体分析,切不可滥用。
二、力的等效
例:如图所示,质点的质量为2kg,受例题1:如图所示,质点的质量为2kg,受到六个大小、方向各不相同的共点力的作用处于平衡状态,今撤去其中的3N和4N的两个互相垂直的力,求质点的加速度?
解析:本题中各力的方向都没有明确标定,撤去两个力后合力是什么方向一时难于确定。但从力的作用效果分析,其他(7N、6N、2N、6.2N)四个力的合力F甲一定与这两个力(3N、4N)的合力F乙平衡,如图所示,也就是说F甲与其他(7N、6N、2N、6.2N)四个力的作用效果相同,而F乙与这两个力(3N、4N)的作用效果相同。因此,撤掉3N和4N的两个力,质点受到的合力可以认为只有F乙,故 方向沿3N和4N两个力的对角线的反方向。
三、等效电阻
在恒定电流这一章中,电路分析与计算是一个比较重要的内容,应用等效电阻把电路简化,是一个大家必须掌握的技巧。
例:如图所示,电源的电动势为6V,内阻为 ,电阻 ,要在变阻器 上消耗最大功率, 应调到________ ,这时 消耗的功率为_______W;若 上获得最大功率,则 应调为_______ ,这时 上消耗的电功率为________W。
解析:将 等效为电源内阻的一部分,则电源内阻为 作为外电路的电阻,当外电路的电阻等于电源内阻时,外电路获得最大的输出功率,所以当 时, 上获得最大电功率
若要 上获得最大的电功率,由于 是定值电阻,通过它的电流越大,它消耗的电功率越大,根据闭合回路的欧姆定律可知,当 时, 上可获得最大的电功率
【关键词】物理;语言;思维;四要素
Analysis of how high school physics from the perspective of language
Shen Yuntao
【Abstract】The repeated use of physical language to achieve the formation of science and ways of thinking process, and use of this “concept”, “image”, “formula” and “calculated” language constitutes a high school physics high school physics Analysis of the four elements.
【Key words】Physical; language; thinking; four elements
物理学家费米曾说过这样一段话:“计算的途径有两种。第一种,是我所愿意采用的,即一幅清晰的图像。第二种是有严格的数学架构。”虽然,他的这段话是说给另外一位物理学家听的,但如果把这句话投射到中学物理教学上的话,似乎也颇有意义。在笔者看来,高中物理的教学过程中,应适当引导学生从语言学习的角度来学习物理,熟练掌握简单的物理语言,以形成基本的理科思维方式。如费米所述,物理语言的核心正是“图像”和“公式”,学生要会利用这两种语言方式围绕“概念”并结合“计算”阐明物理过程,解决物理问题。理科思维方式的形成过程是通过物理语言的反复运用来实现的,而“概念”,“图像”,“公式”和“计算”正是构成高中物理语言的四要素。接下来,我们逐一剖析。
1.关于概念
1.1 简单说明:概念可以是物理语言的叙述对象,也可以是形成物理语言的基本字符。由此,概念一般可分为基本型和计算型。属于基本型的有:质点,重心,参考系,惯性,直线及曲线运动,电场,磁场等。计算型的概念有:位移,速度,加速度,摩擦力,合力,功,动能,常量(G,k)等。基本型的概念大多在于描述一个基本事实或是提供一个统一的规范,涉及一定的物理环境。计算型的概念经常是基本型概念的展开,联系具体的物理量,可以是组成公式的基本字符,参与运算,往往具有单位,二者之关系像是电脑里的“文件夹”和“文件”,是一种结构化思维。比如直线运动就包含位移,速度,加速度,时间等具体的物理量;再如电场,围绕其展开就有电场强度,电势差等。基本型的概念具有概括性,整体性。而这里要特别说明的是计算型概念,它涉及细节,更具体,常用一个英文字符来简记,即形成物理语言的每一个“字”,其目的是把定律,定理的文字描述向公式过渡。
1.2 具体应用:拿“牛顿第一定律”来说,该节有一个要点,就是有提出把运动的概念进行细分,分成匀速运动和变速运动,前者不需要力来维持,而后者必需要力来维持。可以推测在伽利略之前的人们可能都没有认真思考过如何对运动进行分类,所以老是对力和运动的关系问题混淆不清,甚至自相矛盾,而伽利略用他那著名的理想实验捕捉到了唯一不需要力来维持的匀速直线运动,把这个特殊的运动形式排除以后就会发现,其他的运动都是需要有力参与的。后来牛顿明确了力,惯性,质量等概念,再借助于加速度(由伽利略定义),进而提出了牛顿第二定律。再如,学习万有引力定律时,万有引力和重力的异同,以及向心加速度和重力加速度的区别,都是令学生困惑的,前者要用到受力图,后者得借助运动学公式来辨析。物理概念的建立是为了解决或阐述某个物理问题,反过来,在已建立的物理概念的基础上又去研究新的问题,从而建立新的物理概念,这种链锁式的问题解决,形成了物理概念体系。
2.有关图像
2.1 简单说明:它太重要了!高中物理公式并不算多,但题型多变,特别体现在图像上。图像能够传递物理知识信息,具有交流物理意识的作用,这也对学生的想象力提出了要求。物理想像不同于文学艺术中的想像,它比文学艺术中的想像更概括、更抽象。物理想像也不同于数学想像,它不仅需要空间想像,也需要对客观事物状态及发展过程的较为形象的想像。图像能成为学生思维的起点和路标,如果学生只对着问题“ 干想” 就很难打开思路,而借助图像拟题者设计的物理情景、物理过程复原出来,就使思维有了起点,图画出来了,解题的方法也有了。因为借助图像能产生形象思维,很容易由图像中的形象寻找到几何关系,联想到物理公式,再与记忆中有关的表象进行比较,找出已有的经验,从而得到解决问题的方案。
2.2 具体应用:针对大多数的物理习题来说,使用最普遍的莫过于受力图,运动过程图,电路光路图,电磁场线图等。而这些当中,除了电路光路图外,其它图大都属于矢量图的范畴,也是主要的难点所在,即便是它们常常被限制只能出现在二维平面中。就高一来讲,接触较多的有受力分析图(力的示意图)和运动过程图等。比如第一章里所涉及的“力的三要素”,“重力”,“弹力”,“摩擦力”,“力的合成、分解”等是构成受力分析图的基础。当然,以后还有诸如电场力,磁场力等新成员加入其中。对受力分析图来说,由于质点概念的引入,力的作用点往往都统一了,那么“力的三要素”中,力的方向和大小就显得更为要紧,受力图的关键就在于找好各力的方向,并判断其是恒力还是变力。虽然不同性质的力其方向找法不尽相同,但多数情况下,各力都会平行或垂直于题设情景中的某一平面或某一连线,以它们为参考是必要的,便捷的。而在“直线运动”里出现的习题往往就画个初始情景,甚至有的只给出文字叙述。这就要求学生能按照题设条件想象出被研究对象的大致运动过程,还有的可能包含多过程或多物体,更涉及讨论,隐含条件等,想象好之后就要表达在纸上,形成草图。在高中物理教材的大多数章节里,受力图和运动过程图几乎都有伴随(“恒定电流”等章节除外),可以说贯穿了整个高中物理的始终,是解答众多习题的法门。而就一般中学生来说,这种想象能力的培养和训练可谓困难重重,其重要性自是不言而喻,教学当中要尽量督促学生动起手来。当然,还有其它诸如电场图,磁场图,电路图,实验装置图,物理现象图和一些用于记录数据的图表等,不同的图像有着不同的用途和不同的细节,这里不多阐述。
3.谈谈公式
3.1 简单说明:公式是物理定律,定理,以及物理概念的抽象表达,其重要性显而易见。此外,物理定律有着令人惊讶的普适性,这也正是它吸引人的地方。曾经有人问李政道,乍一接触物理学,有什么东西给他印象最深?他毫不迟疑地回答说,是物理法则普适性的概念深深地打动了他。我们知道,有些公式来自于实验事实,如牛顿第二定律,欧姆定律等;有的来自于推导,如动能定理,动量定理等。教材会用最简单的方式引入它们,但由于普适性的缘故,它们可以适用于更多,更复杂的问题,这就让出题人拥有了几乎无限的发挥空间。学生总是感觉看得懂教材,听得懂讲解,但真正考试的时候总是束手无策,看到答案的时候又感慨不已:原来还是关于那些基本公式的应用。这就要求学生对公式能有较高的熟练度,敏感度。熟练度可以从习题练习中得到,敏感度则是经验的积累。公式其实就是文字语言的简记形式,等于是构成物理语言的“句”,其中的各字符都有相应的物理意义,大多属于计算型概念的范畴。当然,正如房子是由砖砌成,但砖并不代表房子一样,由定律所演化出的各种公式或推导出的各类定理并非字符或概念的机械累积,而是代表着自然界的法则,宇宙的“程序”,有着客观的内部结构。
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3.2 具体应用:对于公式的应用,仅在中学物理范畴,一个“F合=ma”似乎就具有无穷的潜力;一个动能定理也能得以横行无忌。我们需要做到的是,清楚定律的来龙去脉以及适用范围,掌握定理的推导过程,结合物理情景,牢记于心;然后抓准每个字符(即计算型概念)的物理意义,熟悉其常见的扩展形式。要给学生指出,公式里头有些字符特别活跃,易出状况,常为命题者所钟爱。比如“F合=ma”里的“F合”和“a”,再如动能定理里的“W总”和“v0”,“vt”,单摆周期公式里的“g”和“l”,向心力公式变形式“R=mv/qB”中的“R”等。它们常作为方程的扩展点,起着纽带的作用,实现方程之间的“通信”,也是解题的线索。关注这些字符,可以很清楚地看到数据处理的流程,就象是在看一列面向过程的计算机程序一样,这也是平时所谓的“解题思路”。处理一些例题的时候,要尽量把题上的方程还原回原始的公式,进而让学生熟悉其常见的变化形式(这个过程也常涉及图像)。在做计算题时,牵涉到很多东西,有受力分析,过程分析,隐含条件的挖掘,变量分析,特殊量的应用等等,每一个环节都需要习题来巩固。
4.计算
4.1 简单说明:高中物理的计算说来很基本,就无非加,减,乘,除,乘方,开方,基本函数,数列等,要强调的是,三角函数,二次函数,数列和平面几何等数学内容渗透于物理过程是不可避免的,这也常常令学生忐忑不安,且多数时候还是在做字符运算,更是让人心乱如麻。所以,除了熟悉基本的数学知识外,学生能尽快从数字计算过渡到字符运算也是相当重要的,这一过程尤其需要时间和精力。从物理语言角度来说,这一过程好比是在连句成“篇”,而关键的问题在于,该怎么个连法,即如何解方程。
4.2 具体应用:这里需要提示学生的就是,在读完题以后,往往第一件事情就是把已知量,特殊量和未知量等“翻译”成字符形式,公式一但被应用到具体问题中,就形成方程,如同读文章有时要咬文嚼字一样,写方程时就应该注意哪些字符是已知,哪些未知,哪些可能会在过程中被消去,对每个“字”都要“咬准”。而引入下一个方程的线索,或是方程组的求解,也往往来自于这样的字符分析。字符方程组的求解看似复杂,实则简单,所谓字符的运算在多数时候其实就是一种“搬运”,比如提公因式,代入消元;又或等式两边同乘,同除等。很显然,在计算前作好字符分析,锁定好未知量是解决这类计算问题的关键所在。
5.总结
四要素中,“图像”和“公式”无疑是骨架结构,“概念”和“计算”起着基础和关联的作用,四者紧密结合,互相渗透,教学时不可孤立或只片面强调某一方面,而要注意彼此的关联性。就这样,汇“字”成“句”,连“句”成“篇”,再配以“图”,即构成了基本而颇具特色的物理语言。要说明一下,在物理语言当中,除了符号语言,图像语言外,还有就是文字,但这里并没有把文字语言作为要素,因为它是几乎所有学科的前提和基础,是一个通用的平台,而并非是物理语言的自身特点。
以上这些,便是我个人对中学物理教学的一些粗浅见解,文中恐有诸多不妥之处,望同行指正,笔者感激不尽!
注:文中加下划线处即来自于以下参考书目。
参考文献
[1] 《全日制普通高级中学教科书(必修) 物理》第一册 人民教育出版社
[2] 《中国中学教学百科全书物理卷》沈阳出版社
[3] 《新概念物理教程 力学》赵凯华 罗蔚茵 高等教育出版社
[4] 《曙光集》杨振宁 三联书店
[5] 《中学物理教学参考》 陕西师范大学杂志社
[6] 《物理教师用书――科利华数字图书馆》
一、中考最后的复习要点和考场注意事项,应关注及应培养的几种能力和意识
1.既要突出重点,又要注意知识的覆盖面
物理中考10个重点知识的分布:力学部分4个重点:力,二力平衡,密度,压强。光学部分2个重点:光的反射,凸透镜成像。热学部分1个重点:比热容。电学部分3个重点:串、并联电路特点,欧姆定律,测小灯泡功率。
例如,填空题和选择题的最后一题,往往会考核简单电路故障分析或电路动态分析的题目及水平面上立方体对地面压强变化等难题。在复习中要把握题目的难易程度,盲目地进行大运动量的题海战术,是不值得采用低效的复习策略。
2.既要加强基础,又要注重能力的培养
⑴要认真读题,不要认为读题是在浪费时间。明确题目要求回答问题的实质。
⑵把题目中的问题与你所学过的知识进行联系,明确答题的方向,做到问什么就答什么。
⑶要寻找到题目中的关键词,然后组识好语言把这些词镶嵌到答案中。
⑷语言一定要规范、准确、要尽量用物理的书面语言。
⑸不要总是泛泛而谈,回答时要针对具体问题具体表述。
⑹回答不能过于简单,要使自己的表达完整饱满,前后连贯。
二、要重视实验过程,又要重视科学方法
物理实验,是物理研究的重要方法,也是物理学习的主要途径。通过考核实验的过程,可以检验我们是否真正理解实验的目的、要求、原理、实验器材、操作的步骤、数据的记录处理和归纳总结、结论的得出等。在物理实验的过程中,往往还会体现出各种科学方法的应用。例如在建立比热概念的实验过程中,采用酒精灯放在与两杯液体等距处隔着铝板加热,这样做的目的体现了控制变量法的思想:使水和煤油在每1秒钟内吸收的热量都相等。在实验过程中,同样为了体现控制变量法的思想,要求水和煤油的质量相等、升高的温度相等。许多学生误以为必须使初温相等,其实初温是否相等并不影响实验结果。
三、夯实基础,回归课本
在初中阶段,物理学科还是以基础知识和基本概念的考察为主。许多学生在复习时埋头苦做习题,却忽视了最根本的、最必要的工作――看课本。认真阅读课本会帮助学生理清思路,查补漏洞,在此基础上进行的扩展延伸才是有意义的。那种脱离课本单纯通过做题获得提高的方法费时费力,学习成绩在复习的后期往往会止步不前,而且近几年来的中考题不乏课本中的原题。
看课本时要注重的地方有:物理概念和规律形成的过程以及伴随的科学方法;教材中的实例分析(包括各类插图、相关的生活和科技方面的实例);各种实验的原理、研究方法、过程;课后题;相关的物理学史。
整合知识,归类题型。中考物理试卷中知识点的涉及面广,而平时学习的基本概念、理论体现在不同的教学内容中。因此,要提高复习效果,就要按知识结构加以归类、整理,形成各知识点之间的联系,并扩展成知识面,做到基本概念牢固掌握,基本理论相互联系。
四、考场注意事项
1.在考试前必须准备好各种考试文具和证件。
2.提前15~20分钟到考场,不要来得过早,太长的等待会让人焦虑。
3.不要在一个题目上停留太长的时间,没有希望做出的题目要敢于跳过去,要从全卷的大局出发全盘考虑。
4.要以良好的心态对待较难的题目,做到我难人难我不怕难,人易我易我不大意的正确心态。
5.最后的大题会有困难,这是正常的,但不要出现空白,要尽自己最大的努力做出能做出的步骤,有了这个步骤就可以得到这个步骤的分,不能因为不会做就一字不写。
6.必须留下一点时间涂答题卡,并要按题号的顺序正确填涂。
7.字迹必须工整,作图和计算的过程必须规范,卷面必须整洁,今年的中考由于出现简答题这一点显得犹为重要。
8.一场结束后尽量不对答案,因为这样不仅毫无用处而且还会影响自己的情绪。
五、模拟检测补缺补差做好考前调整工作,避免非智力因素对学生发挥的影响
适度仿真模拟,体验中考,提高应考能力。以综合模拟为主,进行适应性的强化训练。这也是心理和智力的综合训练阶段,是整个复习过程中不可缺少的最后一环。因此不能盲目地大题量训练,要给学生留下思考的时间,应根据考生实际情况有选择地模拟训练,以提高解题速度和正确率,并通过练、评、反思及时发现问题,查漏补缺。特别注意以下几个方面:
1.解题格式要规范、语言表达要准确。比如:计算题要写出计算公式;简答题的回答要简明扼要,或加以简洁的解释、举例。
2.训练综合题的分析方法和解题技巧。必要时可以在读题时画出草图,便于理解题意和解答。
3.重视基础题的训练,求真务实,夯实基础。不要贪多求难,要有意识地训练表达能力,书写能力,练习用物理的科学术语提出问题,说明、叙述物理规律、现象和操作步骤。
4.要适当对开放性试题进行练习,提高多角度、多层次地分析问题、评价事物的能力。对于开放型物理题常常没有现成的解答模式,而是要利用发散思维进行全方位、多角度的观察、分析。这就要求在复习中重视一题多解,不能浅尝辄止。
5.在复习过程中,注意深入挖掘教材中的内容,要吃透和研究“参考试题示例”,把握好深度、广度、难度,不搞“题海战术”,不练偏题、怪题和计算繁杂的题目,以及不猜题和押题,要根据课标、考试说明及新教材自编符合学生实际的、真正能解决学生困惑的习题,加强复习的针对性。
六、最后几天应该做些什么
1.回到课本中去,认真浏览课本的全部内容,特别是以往不太注意的地方,你会有很多新的发现和收获。