物理模型完全靠课本是不行的

来源:未知发布时间:2020-11-30

 中学物理教学方法的基础部分。

 

定义
物理学是一门研究客观存在的学科,它以描述客观存在为基础,以描述客观存在为目的,以描述物质的数量为目的,以质量为目的,以速度为目的,以相互影响为目的,总之,有许多概念都是为了描述我们所定义的。我们不必问为什么这个定义的概念,因为这就是定义,是我们所说的,也就是我们所说的定义的概念。例如我们学习静电场,书上对静电场强度的定义是E=F/q,这不需要问为什么,它就是我们给出的定义。假如你不明白某一个概念或定义,直接翻阅即可。
 
法律
规律,又称实验规律。规律都是科学家通过实验验证而总结出来的,每条定律背后都有实际的实验验证,我们必须掌握物理定律背后的实验验证。最好能够弄清楚历史上我们的科学家们曾做过什么实验来验证这些定律。
Galileo自由落体律的坡度实验1。
 
伽利略第一定律斜坡实验2(思维实验)
本书中提到的牛顿第二定律这一实验是力学实验中的一个重要实验。
这是很容易做到的,牛顿第三定律有书,自己设计也很容易。
本书上有平行四边形的定则(亦称矢量三角形)。
万有引力定律这一实验包含牛顿的地月检验和卡文迪许的扭称实验(关于牛顿推导万有引力定律的思想历程很精彩,强烈推荐)
开普勒三律第谷观测资料
伽利略斜坡力学能守恒定律实验3。
关于库仑定律的扭转实验。
初中实验中的欧姆定律,焦耳定律。
电阻率用来测量金属丝的电阻。
欧姆定律的闭合电路测量电动势和电源的内阻。
在法拉第电磁感应定律、楞次定律、安培定则、热力学第一、第二、第三定律、光学折射定律、多普勒效应等定律的背后,还有一个实用的实验验证基础。
通过实验验证,以及通过数学方法在这些实验验证的基础上所总结出的许多定理和推论,建议掌握这些推导过程,不要满足于记住结论,要知其然还要知其然。
 
模式
如上述两点,定义(概念)和定律都可以从课本中完全解出来,那么第三点,物理模型完全靠课本是不行的,这就需要我们在课堂上认真听老师讲课,一般老师讲完定义和定理,给出解决基本问题的方程式之后,就开始设计稍微复杂一点的物理方案,提出有针对性的问题,而解决问题往往不是一个概念、定律或一个方程所能解决的,最后的答案往往是多个概念、定理结合起来,列在方程式中,共同求解。所以我们这里所说的模型实际上就是使用方程组求解的各种问题。
 
亦可理解为如何寻找题目所隐含的列方程的条件。
举例来说,直线运动中追及问题的模型,解决问题的关键往往是隐含在等速度A和B的分析中,汽车制动模型中隐藏的坑就是当车辆速度降到零时,由时间匀变速直线运动求位移速度的方程失效。碰到这种问题时,我们最常见的状态是这样吗?一列关于物体位移运动关系的方程,用上题目中的所有条件,发现列了n个方程,但设n+1个未知值。
 
这个模型就是要解决这个问题。
在整个中学阶段的学习中,概念类和规律类的东西不多,也容易理解,有区别的题目,往往都是设计在模型问题上,
再来看例子,天体运动模型,学习一下这个模型,应该结合行星绕太阳、地球周围卫星绕地球运动,遵循一个规律,学习完这个模型,如果你能总结出“高轨道、高能量、低速度大周期”,也可以。
每个物理模型都有不止一种物理概念和规律支持,高中物理学习时,同学们必须习惯于用方程组的解题思维和解题习惯来答题,这样不仅能在解决问题的过程中让问题离数学模型更近一些,而且使问题的关键处理更简单、合理,同时还能分步骤,分步骤。
上述三点掌握了基本的概念和规律,学会了合理运用方程式,积累了足够多的物理模型,那么我们就能自如地应付各种考试,包括高考或者更高等的自主招生考试,竞赛的话就需要付出远超正常高考生的学习强度和学习深度的代价。
下一步,我们将介绍具体题目的处理过程。
 
先说说学习物理这门课所需的基本能力,学习物理需要三个基本能力。
一、理解。
作为语言我们都知道,无论是语文、英语还是物理都是不严格的,我们平时说话很容易抬杠,这是由于语言本身的不严格这个特点所致,唯一严格的语言就是数学,正确的和错误的,没有什么好诡辩的,物理语言也一样不严格,比如,我们考试时看到的题目数量,一般不会给我们交代参考系是什么,我们处理这个问题时,默认的参考系,如果你说的一定不是参考系,说的一定不严格,这就是诡辩,是我们理解问题的能力有了问题,我们要让自己在理解物理语言的能力上不断提高,才能真正准确把握题目要我们做什么。只有这样,才能正确地还原实际场景,从而将其转化为实际模型以解决问题。
二、分析。
基于对题目的理解,还原物理情景,找到相应的模型,开始分析模型,分析能力是指,能够按照时间、空间、能量等复杂物理情景之间的关系,分解,能够找出分解后的小物理模型的解,以及每个分离后的小模型之间的联系。
三、计算技能和能力。
 
这主要是用数学工具来处理具体的物理模型。在前面讲模型时,我们一直强调,解题的方法都是靠方程组,储备一定的数学知识,在数学上应用是非常必要的,物理考试的题目常常计算得很多,基础的计算力对物理成绩的影响也很大。
说明了需要具备的三个基本能力,我们来看看,具体题目的处理,
 
我们将通过阅读题目,将我们自己对题目的理解还原为具体的场景,再简单一点,就是让我们阅读题所描述的场景像电影一样在脑中浮现。
接着,将具体的物理情景进行打散,使其能够一一对应于我们前面学习过程中的储备物理模型,利用我们的知识储备,根据这些物理模型列式,通过观察模型之间的关系,继续列式,最终形成方程组,从而构成我们要解决的问题。
利用我们的数学知识来解题。

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