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第31章 物理实用学习法(2)

物理学是以实验为基础的科学,在物理课堂上,老师常常要在前边做一些演示实验来引导我们得出物理规律,这就要求我们在课堂上认真观察老师的演示实验,细心观察实验中有关的现象。然后,经过对物理现象出现的原因的分析和研究,最后才能得出正确的结论。具体做法如下:

(1)激发主动性

学生应激发自己对物理现象观察和学习物理知识的兴趣、主动性和自觉性,强化物理意识。

(2)明确观察目的

要明确具体的观察目的、观察中心、观察条件和范围。

(3)准确记录

观察时,要准确记录物理现象的发生、发展和终结结论,写出观察报告。

如:学习初中物理第一册“力的测量”时,老师要演示弹簧的伸长跟所加钩码多少的关系的实验,你就该认真地去观察老师每次加钩码时,弹簧伸长的变化。这样,你才会发现:随着钩码按比例地增加,弹簧伸长的长度也按一定比例增长的这一物理现象,从而得出弹簧伸长跟受到的拉力成正比这一结论。如在学习牛顿第一运动定律时,通过对小车在不同表面上运动的不同现象的认真观察和分析,才能最后推出:物体在没有受到外力作用的时候,总保持匀速直线运动状态或静止状态这一结论。

2.物理实验操作法

物理实验不仅要了解它提供的实验结果,更重要的要掌握实验的构思方法和研究物理问题的思路。物理实验可分为:观察实验、验证实验、探索性实验、模拟实验和思想实验等。

如:伽利略的斜面实验中,在水平面上依次铺上毛巾、棉布、木板、玻璃板,测量其小车滑行的距离,再得出结论:平面越光滑,小车运动的距离越远。根据实验事实推理:若平面完全光滑,小车将运动到无穷远,即一直运动下去不会停下来。

进行实验应注意以下事项:

(1)树立严谨的科学态度

要一丝不苟地进行实验,实事求是地记录,不放过任何一个现象变化和细节。

(2)构思方法技巧

实验构思的主要方法有:①放大与扩展;②间接观察后再作推论;③模拟类比;④思想实验(理想实验)。

三、物理试题的解题方法

物理试题是物理学习中的难点和重点,下面介绍几种有效的解题方法。

1.解题方法一:观察比较法

物理是一门以观察、实验为基础的学科,观察比较是物理中常用的方法。所谓观察比较法就是在对各种物理现象、物理实验进行观察的基础上,和认定的标准(或对象)进行比较,得出结论。课本中“正确使用刻度尺”部分就采用了这种方法。课文中的插图将正确测法和不正确的测法画出来,让同学们通过观察、比较,概括出正确使用刻度尺应遵循的法则。中考物理试题在考查同学们是否“会用刻度尺测长度”,是否“会正确记录长度测量的结果”时常常将刻度尺的刻线画在待测长度旁边,让考生观察是否符合正确使用规则,并写出被测长度的测量结果。

运用观察比较法的一般步骤是:①认定标准(法则);②将观察到的现象(对象)与认定的标准(法则)进行比较;③得出结论。运用观察比较法的关键是对标准的认定(或法则的记忆)和观察时要认真仔细。

观察比较法在“简单的运动”中主要用于观察物体的运动,认定标准(选定参照物),通过比较,从而判断物体的运动状态(是静止的还是运动的),或从观察物体的运动状态(静止还是运动的)入手,通过比较确定参照物。

2.解题方法二:公式法

物理学中,各物理量之间的关系通常用公式表达。所谓公式法解物理题就是将题目中有关物理量的数字和单位相应地代入物理公式中,通过运算,得出结果。

用公式法解题的一般步骤是:①根据题意,认清各已知物理量的物理意义以及它们的数字和单位,选用符合题意的物理公式;②进行有关物理量的单位换算,将其单位统一到物理公式所采用的单位制上;③写出物理公式(包括变形公式),将已知的物理量的数字和单位代入公式中,一并进行计算,最后得出结果。

比如速度公式V=St表达了做匀速直线运动物体的速度与路程、时间三者之间的关系,若已知其中两个物理量就可以求出第三个物理量。由速度公式可得出已知速度V、时间t,求路程的公式S=Vt,还可以得出已知路程S,速度V,求时间t的公式t=SV。

压强公式P=FS是压强的定义表达式,它表示了压强与压力、受力面积三者的关系,是适用于固体、液体和气体的一般公式。

液体有流动性,“液块”的形状随容器的形状而改变。各种形状的“液块”对容器底的压力F一般不等于“液块”的重力G,因此使用P=FS来计算液体的压强有困难,常选用P=ρgh来解液体的压强。

解答压强问题的一般技法是:对于液体,先用液体压强的公式P=ρgh求出压强P,再利用压强变形公式F=PS,求出液体的压力。对于固体,先对物体进行受力分析,求出压力F,再由公式P=FS求出压强P。为什么解答液体和固体压强、压力问题有不同的技法呢?因为一般来说,从确定液体深度h来解决液体压强P直接些、容易些;而用受力分析确定固体压力也比较方便。

特例:当“液块”成柱状时,液体对容器底的压力和液重相等,即F=G液,这时用压强公式P=FS解答液体压强问题比较方便。

同样,当固体成柱状时,它的压强也可用P=ρgh来计算。柱状固体对支持面的压强也仅与它的密度和高度有关,与受力面积、质量等无关,从而使求压强的问题简化。

3.解题方法三:作图法

用作图来研究物理问题,能直观、形象地揭示物理问题和物理过程的本来面貌,有利于对物理问题的理解和解决,有时候用它来解题更简便、形象、更方便。作图题又是全国各地中考试题中,侧重于能力考查的一种重要的、常见的题型。

所谓作图法就是根据题目所给条件,灵活运用有关物理概念和规律,通过作图求解未知量的方法。使用这种方法通常要做到:首先要认真读题,明确题目的要求,然后了解各种作图题的一般解题步骤和注意事项。

作图法主要用于:

(1)根据光的反射定律画光路图

其方法是:在确定某一条入射光线作所对应的反射光线时,要先找到入射点,过入射点作垂直于界面的法线;再由入射线、法线确定入射角的大小及反射线所在的平面;最后根据反射定律中反射线位于法线的另一侧,反射角等于入射角的特点,确定反射光线(如图6-1所示)。根据光路的可逆性,也可以画出反射光线所对应的入射光线。

(2)平面镜成像的作图

根据平面镜成像的特点,抓住物与像到镜面的距离相等,且物与像大小相等这两点进行作图。

(3)画透镜的光路图

其方法主要是利用三条特殊光线作图,即过光心的光线传播方向不变;平行主光轴的光线过焦点(实焦点或虚焦点);过焦点(实焦点或虚焦点)的光线平行于主轴。

(4)根据光路图判定所用的光学器件

其方法是连接成光路→判定是反射还是折射→判定是会聚还是发散,步骤是:

①把题目所给定的入射光线和出射光线连接起来,使光路保持连续。

②判定光学器件使光线是反射还是折射,以确定是面镜还是透镜。

③分析光学器件的作用,看它使光线会聚还是发散,确定透镜的种类(如凸透镜还是凹透镜)。

④在光路发生改变的位置上填入被选定的光学器件。

4.解题方法四:比例法

在应用定律、公式来解决实际物理问题时,常遇见某些物理量保持不变(或相等),只需研究其中某两个物理量之间的关系问题。这时,常依据物理定律、公式,利用物理现象中保持不变(或相等)的量,将其他已知量与未知量建立成比例关系,这种用数字的比例式来解物理问题的方法称之为比例法。

比例法解题可以省略反复套用公式而带来计算的繁琐,对物理量的单位也没有统一的规定,只要相比的同一物理量的单位相同即可。运用它既能通过计算定量得出结果,也能经过分析定性比较大小。

用比例法解题的一般步骤是:①了解题意,选择相应的物理公式。②依题描述的物理现象找出保持不变或相等的物理量。③用“不变(或相等)的量”为纽带,将公式联立成比例式。④统一相同物理量的单位,将数据代入比例式求解。

建立比例关系不是一个纯数学问题,质量、体积、密度三个物理量靠公式ρ=mV而联系,依据不同的物理现象又可建立以下三种不同的比例关系式。

①对由同种物质组成的两个物体来说,ρ是一个不变的量,因此m∝V,可建立m1V1=m2V2m1m2=V1V2的比例关系式

②对由不同种物质组成的物体来说,ρ一般不同,若两物体的质量相等,则可建立反比例关系式ρ1V1=ρ2V2ρ1ρ2=V1V2.

③对由不同物质组成的体积相等的两个物体来说,可建立正比例关系式m1ρ1=m2ρ2ρ1ρ2=m1m2.

有关密度的填空题、选择题,如冰水互换后V、ρ的判断,同一容器盛有不同液体时m的比较,在天平盘上平衡的两物体ρ的计算等热点考题,用比例法去处理,往往能收到事半功倍的效果。

5.解题方法五:概念辨析法

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