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電壓和電阻
電壓
作用:電壓是使電路形成電流的原因
常用單位以及換算:千伏,毫伏,微伏1kv=1000v1v=1000mv1mv=1000uv
電壓的測(cè)量——電壓表
1讀數(shù):看清量程,弄清每大格和每小格表示電壓數(shù)
2接法:并聯(lián)在被測(cè)電路兩端,使標(biāo)有﹣號(hào)的接線柱接電源的負(fù)極,標(biāo)有﹢號(hào)的接線柱接電源的正極,被測(cè)電壓不超過電壓表的量程
串聯(lián),并聯(lián)電路電壓的規(guī)律
串聯(lián)電路中總電壓等于各部分電路
中分電壓之和
并聯(lián)電路中各支路兩端電壓都相等
電阻
電阻的意義:一切導(dǎo)體都具有阻礙電流作用的性質(zhì),不同的導(dǎo)體對(duì)電流阻礙作用不同
單位:歐姆ω,其他常用的單位:兆歐mω、千歐kω1mω=1000klω=1000000ω
影響電阻大小的因素:長(zhǎng)度、材料、橫截面積、溫度
半導(dǎo)體、超導(dǎo)體的特點(diǎn):半導(dǎo)體隨慰藉條件的改變它的電阻也改變(壓敏電阻、光敏電阻等)
變阻器
原理:改變接入電路中電阻絲的長(zhǎng)度來改變電路中的電阻
構(gòu)造:支架、電阻絲、瓷筒、金屬棒等
使用方法:“一上一下”
第七章知識(shí)總結(jié)與能力整合
本章直接從研究電流與電壓,電阻的關(guān)系切入,引導(dǎo)學(xué)生探究電流與電壓,電阻之間的關(guān)系,得出重要的電學(xué)定律——歐姆定律,并進(jìn)一步運(yùn)用歐姆定律進(jìn)行簡(jiǎn)單的電學(xué)定量計(jì)算,得出電阻串聯(lián),電阻并聯(lián)的關(guān)系,以歐姆定律為理論基礎(chǔ),運(yùn)用相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)器材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測(cè)量小燈泡的電阻,運(yùn)用歐姆定律分析了一些與安全用電有關(guān)的現(xiàn)象,認(rèn)識(shí)斷路和短路現(xiàn)象,加深對(duì)歐姆定律的理解,提高了學(xué)生運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問題的能力,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的積極性
歐姆定律
電阻上的電流跟電壓的關(guān)系:導(dǎo)體中通過的電流與這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比
內(nèi)容:導(dǎo)體中通過的電流跟這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比,與電阻成反比
表達(dá)式:i=u/r
應(yīng)用求電流,電壓,電阻
測(cè)量小燈泡的電阻
原理:r=u/i
方法:伏安法測(cè)電阻
注意:小燈泡的電阻太小會(huì)隨燈絲溫度的升高而增大
安全用電
電壓越高越危險(xiǎn)
斷路,短路的認(rèn)識(shí)
注意防雷,正確使用避雷針
第八章知識(shí)總結(jié)與能力整合
本章是在學(xué)習(xí)歐姆定律長(zhǎng)的基礎(chǔ)上,吧對(duì)于電學(xué)的研究擴(kuò)展到電能和電功率,是初中物理的重點(diǎn)章節(jié)之一,也是難點(diǎn)之一,本章學(xué)習(xí)的主要目標(biāo)是讓學(xué)生了解電能和電功率的概念,知道焦耳定律以及與電功率有關(guān)的安全用電方面的問題,整章教材的結(jié)構(gòu)是圍繞電能的概念展開的。
電功率
電能
電能的獲得:電能是由自然界中各種其他形式的能轉(zhuǎn)化而來的,是由電源(發(fā)電機(jī)、電池等)提供的
單位:焦耳j、千瓦時(shí)kw•h,千瓦時(shí)在日常生活中也叫度
1kw•h=1度=3.6*10^6j
電能表
作用:用來測(cè)量用電器在一段時(shí)間內(nèi)消耗的電能
測(cè)量方法:電能表的計(jì)數(shù)器上前后兩次讀數(shù)之差
表盤上參數(shù)的含義:例如,2500rews/kw•h表示每消耗1kw•h的電能,電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)2500轉(zhuǎn)
電功
實(shí)質(zhì):電流做功德過程實(shí)質(zhì)上就是電能轉(zhuǎn)化成其他形式能的過程,有多少電能轉(zhuǎn)化成其他形式的能,電流就做了多少功。
單位:與電能的單位一樣,都是焦耳j
計(jì)算:w=p•t
電功率
物理意義:表示消耗電能的快慢,符號(hào)用p表示
定義:一個(gè)用電器功率的大小等于它在1秒內(nèi)所消耗的電能,用公式p=w/t表示
單位:瓦特w、千瓦kw,1kw=10^3w(1w=1j/1s=1j/s)
千瓦時(shí)的來世:1千瓦時(shí)是功率為1kw的用電器使用1h所消耗的電能,1kw•h=1kw*1h
額定電壓及額定功率:用電器正常工作時(shí)的電壓叫做額定電壓,用電器在額定電壓下的功率叫用電器的額定功率。一般來說,在用電器銘牌上標(biāo)明的電壓和電功率就是這個(gè)用電器的額定電壓和額定功率
測(cè)量:原理(p=ui),器材,電路圖
電流的熱效應(yīng)
電流的熱效應(yīng):電流通過道題是,電能要轉(zhuǎn)化成熱,這種現(xiàn)象叫電流的熱效應(yīng),任何導(dǎo)體中有電流通過時(shí),道題都要發(fā)熱
焦耳定律的內(nèi)容及表達(dá)式:q=i^2rt
電熱的利用和防止
電功率和安全用電
電功率與電流的關(guān)系:根據(jù)公式p=ui得i=p/u可知,由于家庭電路中的電壓時(shí)一定的,即為220v,所以用電器功率越大,電路中的電流i就越大,為了安全用電,應(yīng)注意不要讓干路中的電流超過家里供電線路和電能表所允許的最大電流值
保險(xiǎn)絲
特點(diǎn):保險(xiǎn)絲是用鉛銻合金制作的,電阻率大而熔點(diǎn)低
作用:電路中的電流超過允許值時(shí),保險(xiǎn)絲能自動(dòng)熔斷而自動(dòng)切斷電路,以保證電路的安全。家庭電路中千萬不能用銅絲、鐵絲代替保險(xiǎn)絲
第九章知識(shí)總結(jié)與能力整合
本章從生活中常見的磁現(xiàn)象出發(fā),介紹磁的一些基本知識(shí),通過各種探究活動(dòng)讓學(xué)生感受到特殊物質(zhì)“磁場(chǎng)”的存在,并探究“電生磁”和“磁生電”的辯證關(guān)系,了解電和磁的內(nèi)在關(guān)系。通過探究活動(dòng)了解物理學(xué)家研究問題的方法,獲取先關(guān)信息并掌握相關(guān)知識(shí)。
電和磁
磁現(xiàn)象
磁性:吸引鐵、鈷、鎳等物質(zhì)的性質(zhì)
磁體吸鐵性指向性:指向南北方向
磁極
磁體上磁性最強(qiáng)的部分叫磁極
磁極:南極s、北極n,任何磁體都有兩個(gè)磁極
作用規(guī)律:同名磁極互相排斥,異名磁極互相吸引
磁場(chǎng)
存在于
磁體周圍空間
電流周圍空間
1電流的磁效應(yīng)——奧斯特飾演
2通電螺線管(1)磁場(chǎng)與條形磁鐵相似
(2)極性與電流方向有關(guān)
(3)應(yīng)用:電磁鐵(影響因素應(yīng)用:電磁繼電器、揚(yáng)聲器)
最基本性質(zhì)
1對(duì)放入其中磁體有力的作用
2對(duì)放入其中電流有力的作用——電動(dòng)機(jī)原理及能量轉(zhuǎn)化
方向規(guī)定:物理學(xué)中,把小磁針靜止時(shí)北極所指的方向規(guī)定為該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向
描述——磁感線
特點(diǎn):閉合曲線,在此題的外部從n極到s極,內(nèi)部從s極到n極,磁感線不想交
功能:磁感線能反映磁場(chǎng)的強(qiáng)弱,密的地方磁場(chǎng)強(qiáng),疏的地方磁場(chǎng)弱
磁生電
電磁感應(yīng)現(xiàn)象:只有當(dāng)閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),電路中才會(huì)產(chǎn)生電流,這種現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)現(xiàn)象,得到的電流叫感應(yīng)電流
應(yīng)用:發(fā)電機(jī)
原理:電磁感應(yīng)
能量轉(zhuǎn)化:機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能
補(bǔ)充發(fā)動(dòng)機(jī)能量轉(zhuǎn)化是電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
第十章知識(shí)總結(jié)與能力整合
本章主要講述電磁波以及信息的傳播。
信息傳播
固定電話
結(jié)構(gòu)及原理:用簡(jiǎn)單的電話是由話筒和聽筒組成。其基本原理:利用電流把信息傳到遠(yuǎn)方。過程是振動(dòng)——變化的電流——振動(dòng)
電話交換機(jī):一般電話之間是通過交換機(jī)來轉(zhuǎn)換的。可以提高線路利用率
模擬通信:信息電流的變化情況與聲音的變化情況一樣,這種信號(hào)叫模擬信號(hào),使用模擬信號(hào)的通信方式叫模擬通信
數(shù)字通信:信號(hào)使用不同的符號(hào)的不同組合來表示,這種信號(hào)叫數(shù)字信號(hào),使用數(shù)字信號(hào)的通信方式叫數(shù)字通信。數(shù)字信號(hào)形成簡(jiǎn)單,抗干擾力強(qiáng),失真小。
電磁波
產(chǎn)生:迅速變化的電流產(chǎn)生電磁波
傳播:電磁波可以在真空中傳播,傳播速度與光一樣
電磁波的波速、伯成河頻率
應(yīng)用:廣播、電視、移動(dòng)電話、通信
越來越寬的信息之旅
微波通信:用微波來傳遞信息的通信方式就是微波通信。微薄的波長(zhǎng)在10m到1mm之間,頻率為30mhz到3*10^5mhz之間
衛(wèi)星通信:是借助地球同步通信衛(wèi)星來傳遞信息的,衛(wèi)星通信可以克服微波不能沿著地球表面?zhèn)鞑サ牟蛔悖ㄎ⒉ㄖ荒苎刂本€傳播)
光纖通信:通過光導(dǎo)纖維來傳遞信息叫光纖通信。光纖通信的特點(diǎn)是攜帶的信息量大
網(wǎng)絡(luò)通信:是通過計(jì)算機(jī)來完成的,其主要形式是電子郵件
高中物理教學(xué)工作總結(jié)
十三、四章熱和能
(一)分子運(yùn)動(dòng)
1、不同物質(zhì)接觸時(shí),彼此進(jìn)入對(duì)方的現(xiàn)象叫做擴(kuò)散現(xiàn)象。
2、固體、液體、氣體之間都能發(fā)生擴(kuò)散現(xiàn)象,氣體之間的擴(kuò)散最快,固體之間的擴(kuò)散最慢。
3、擴(kuò)散現(xiàn)象說明了一切物質(zhì)的分子都在永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng),另外還說明了分子存在著間隙。
4、影響擴(kuò)散快慢的主要因素是溫度。
5、一切物質(zhì)的分子都在不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng),由于分子的運(yùn)動(dòng)跟溫度
有關(guān),因此分子的無規(guī)則叫做分子熱運(yùn)動(dòng);溫度越高,熱運(yùn)動(dòng)激烈。
6、、分子間存在著相互作用的引力和斥力。
7、使物體保持一定的體積,導(dǎo)致分子不分開的力,就是分子引力。如:使物體很難分開或拉長(zhǎng)就說明分子間有相互的引力。
8、使得分子已經(jīng)離得很近的物體很難進(jìn)一步壓縮的力,就是分子斥力。如:很難壓縮物體,就說明分子間有相互的斥力。
9、分子間的引力和斥力都隨分子間距離的增大而。
(二)內(nèi)能
1、物體內(nèi)部所有分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和叫做物體的內(nèi)能。
2、內(nèi)能是能量的又一種形式,一切物體都具有內(nèi)能。
3、內(nèi)能的大小跟物體的體積、狀態(tài)、質(zhì)量和溫度有關(guān),同一物體的內(nèi)能只跟物體的溫度有關(guān)。
4、內(nèi)能是不同于機(jī)械能的另一種形式的能,內(nèi)能不能為零,機(jī)械能可能為零。
5、熱傳遞是溫度不同的物體相互接觸時(shí),低溫物體溫度降低,高溫物體溫度升高的現(xiàn)象。
6、熱傳遞的實(shí)質(zhì)是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移,而不是溫度。即:高溫物體的內(nèi)能減小,低溫物體的內(nèi)能增大。
7、在熱傳遞過程中,傳遞內(nèi)能的多少叫做熱量,熱量的單位也是焦耳。
8、對(duì)物體做功,物體內(nèi)能增大,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。
9、物體對(duì)外做功,物體的內(nèi)能減小,內(nèi)能能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。
10、改變物體內(nèi)能的方法是做功和熱傳遞,且做功和熱傳遞在改變物體的內(nèi)能上是等效的。
11、在熱傳遞過程中,物體吸收了多少熱量,內(nèi)能就增加多少,放出多少熱量,內(nèi)能就減少多少。
(三)比熱容
1、單位質(zhì)量的某種物質(zhì),溫度升高1℃所吸收的熱量,叫做這種物質(zhì)的比熱容,
2、比熱容是物質(zhì)的一種特性,同一物質(zhì)的比熱容相同,不同物質(zhì)的比熱容一般不同。
3、同一物質(zhì)的比熱容還跟它的狀態(tài)有關(guān)。
4、比熱容的單位讀作焦每千克攝氏度。
5、水的比熱容,是4.2×J/(kg.℃),表示1kg的水溫度升高1℃所吸收的熱量是4.2×J。
6、吸收熱量的計(jì)算公式是:=Cm(t-)=CmΔt。
7、放出熱量的計(jì)算公式是:=Cm(-t)=CmΔt。
8、在熱傳遞過程中,若不計(jì)熱量的損失,則=。
9、吸收或放出熱量的多少根物體的物質(zhì)的種類(即比熱容)、質(zhì)量升高或降低的溫度有關(guān),根物體的初溫和末溫?zé)o關(guān)。
(四)、熱機(jī)
1、將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)器,叫做熱機(jī)。
2、內(nèi)燃機(jī)是燃料在汽缸里燃燒生成高溫高壓的燃?xì)猓苿?dòng)活塞對(duì)外做過的熱機(jī)。
3、常見的內(nèi)燃機(jī)有汽油機(jī)和柴油機(jī)。
4、汽油機(jī)一個(gè)工作循環(huán)包括吸氣、壓縮、做功、排氣等四個(gè)沖程。
5、每個(gè)沖程中,活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)兩次,飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)兩周,對(duì)外做功一次。
6、在汽油機(jī)四個(gè)沖程中,只有做功沖程是燃?xì)鈱?duì)外做功,其余三個(gè)沖程是靠飛輪的慣性來完成。
7、在壓縮沖程中機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。
8、在做功沖程中內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。
9、汽缸頂部有火花塞的是汽油機(jī),有噴油嘴的是柴油機(jī)。
10、在壓縮沖程中,汽油機(jī)吸入汽油和空氣的混合物,柴油機(jī)只吸入空氣。
11、汽油機(jī)采用的點(diǎn)火方式是點(diǎn)燃式,柴油機(jī)采用的點(diǎn)火方式是壓燃式。
12、燃料燃燒時(shí)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。
13、1Kg某種燃料完全燃燒放出的熱量,叫做這種燃料的熱值。
14、熱值是燃料本身的一種固有屬性,單位是J/Kg。
15、燃料燃燒放出熱量的計(jì)算公式:=mq或=Vq。
16、有效利用內(nèi)能的途徑:燃燒要盡可能充分;盡量減少能量損失。
17、用來做有用功的那部分能量,與燃料完全燃燒放出的能量之比,叫做熱機(jī)效率。
18、熱機(jī)效率:=或=。
19、在熱機(jī)的各種能量損失中,廢氣帶走的能量最多。
20、能量守恒定律:能量既不會(huì)憑空消滅,也不會(huì)憑空產(chǎn)生,它只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式,或者一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中,能量的總量保持不變。
十五章、電流和電路
(一)電荷
1、用摩擦的方法使物體帶電,叫摩擦起電。
2、帶電體都具有能吸引輕小物體的性質(zhì)。
3、被絲綢摩擦過的玻璃棒上帶的電荷,叫正電荷;被毛皮摩擦過的橡膠棒上帶的電荷,叫負(fù)電荷。
4、同種電荷互相排斥,異種電荷互相吸引。
5、電荷量:是指電荷的多少,單位:庫侖,簡(jiǎn)稱庫,符號(hào)C。
6、原子是由原子核和電子組成的,原子核帶正電、核外電子帶負(fù)電。
7、元電荷:最小的電荷叫元電荷,用符號(hào)e表示,e=1.6×C.
8、容易導(dǎo)電的物體,叫導(dǎo)體;不容易導(dǎo)電的物體,叫絕緣體;金屬導(dǎo)電靠的是自由電子。
9、常見的導(dǎo)體:金屬、大地、人體、石墨、酸堿鹽的水溶液。
10、常見的絕緣體;橡膠、玻璃、陶瓷、塑料、油。
11、驗(yàn)電器是實(shí)驗(yàn)室用來檢驗(yàn)物體是否帶電的儀器,是根據(jù)同種電荷相互排斥的道理制成的。
(二)、電流和電路
1、電流是電荷的定向移動(dòng)形成的。
2、把正電荷定向移動(dòng)的方向規(guī)定為電流的方向;在實(shí)際電路中,電流的方向總是:電源的正極用電器電源負(fù)極。
3、電路的基本構(gòu)成:電源、開關(guān)、導(dǎo)線、用電器。
4、電路中產(chǎn)生持續(xù)電流的必要條件:(1)電路中必須有電源;(2)電路必須是通路。
5、電路的基本連接方式是串聯(lián)和并聯(lián);電路的三種狀態(tài)是通路、斷路和短路。
(三)、電流的強(qiáng)弱
1、電流的強(qiáng)弱:就是電流的大小,用電流表示,符號(hào)是I,單位是安培,單位符號(hào)是A。
2、電流表的使用規(guī)則:(1)將電流表串聯(lián)在被測(cè)電路中;(2)要求電流正進(jìn)負(fù)出;(3)被測(cè)電流不能超過電流表的測(cè)量值;(4)絕不允許將電流表直接接在電源的兩極上。
四、串、并聯(lián)電路
1、把電路元件逐個(gè)順次首尾相連組成的電路叫串聯(lián)電路。
2、串聯(lián)電路的特點(diǎn):(1)電流只有一條路徑,無干路、支路之分;(2)通過一個(gè)用電器的電流,一定通過另一個(gè)用電器;(3)用電器之間的工作情況相互影響,通則都通,斷則都斷;(4)電路中只需一個(gè)開關(guān),即可控制整個(gè)電路。
3、串聯(lián)電路中電流的規(guī)律:在串聯(lián)電路中,各處的電流相等。公式:I==
4、把電路元件并列地首首相連、尾尾相連組成的電路叫并聯(lián)電路。
5、并聯(lián)電路的特點(diǎn):(1)電流有兩條或兩條以上路徑,有干路、支路之分;(2)每條支路都可與電源形成一個(gè)通路;(3)各支路中的用電器工作情況互不影響,一條支路斷開,其他支路仍可工作;(4)干路上的開關(guān)控制整個(gè)電路,支路上的開關(guān)只能控制它所在的該支路。
6、并聯(lián)電路中電流的規(guī)律:在并聯(lián)電路中,干路中的電流等于各支路中的電流之和。公式:
I=+。
十六章、電壓和電阻
(一)電壓
1、電壓
(1)電路中提供電壓的裝置是電源。
(2)電壓的作用是使電路中的自由電荷發(fā)生定向移動(dòng)形成電流。
(3)電壓用字母U表示。電壓的單位是伏特,簡(jiǎn)稱伏,符號(hào)是V。
(4)一節(jié)干電池兩端的電壓是1.5V,一個(gè)鉛蓄電池的電壓是2V,家庭照明電路的電壓是220V,對(duì)人體的安全電壓是不高于36V。
2、電壓的測(cè)量
(1)電壓表是測(cè)量導(dǎo)體或電路兩端電壓儀表,電路中的符號(hào)。
(2)電壓表的使用規(guī)則:①使用前注意觀察:接線柱、量程、分度值、校“0”;
②電壓表應(yīng)該并聯(lián)在被測(cè)電路的兩端;(否則電流會(huì)很大,此時(shí)測(cè)的是電源電壓);
③電壓表正接線柱應(yīng)與靠近電源正極的一端相連,負(fù)接線柱應(yīng)與靠近電源負(fù)極的一端相連;(即電流從電壓表的“+”接線柱流入,從“-”接線柱流出,否則指針會(huì)反偏);
④不允許被測(cè)電路兩端的電壓超過電壓表的測(cè)量值。(用較大量程試觸,否則指針可能打彎);
⑤讀數(shù)時(shí)看清接線柱(量程)、明確分度值、看清指針位置。
3、串聯(lián)電池組的電壓等于各節(jié)電池的電壓之和。
4、串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各部分電路兩端電壓之和;并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等。
5、把電壓比作水壓類比法。
6、電壓表與電流表使用方法的相同點(diǎn):電流表或電壓表的電流都要從“+”接線柱流入,從“-”接線柱流出;被測(cè)的電流或電壓都不要超過電流表或電壓表的測(cè)量值。
7、電壓表與電流表使用方法的不同點(diǎn):電流表與被測(cè)部分串聯(lián),電壓表與被測(cè)部分并聯(lián);電流表不允許直接接到電源的兩極上,而電壓表能直接接到電源的兩極上。
(二)電阻(R)
1、導(dǎo)體對(duì)電流礙作用叫電阻,任何導(dǎo)體都有電阻,電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)。
2、電阻用字母R表示,電阻的國(guó)際單位是歐姆,簡(jiǎn)稱歐,符號(hào)Ω;常用單位:兆歐(MΩ)、千歐(KΩ);1MΩ=1×KΩ,1KΩ=1×Ω。
3、導(dǎo)體兩端的電壓相同時(shí),通過導(dǎo)體的電流越小,導(dǎo)體的電阻大,或電壓相同時(shí),燈泡越暗,電阻大。(轉(zhuǎn)換法)
4、決定導(dǎo)體電阻大小的因素有材料、長(zhǎng)度、橫截面積、溫度。
5、長(zhǎng)度和橫截面積相同的不同材料的導(dǎo)體電阻一般不同。
6、材料和橫截面積相同的導(dǎo)體,長(zhǎng)度越長(zhǎng),電阻越大。
7、材料和長(zhǎng)度相同的導(dǎo)體,橫截面積越小,電阻越大
8、大多數(shù)金屬的電阻隨溫度的升高而增大;大多數(shù)非金屬的電阻隨溫度的升高而減小。
9、導(dǎo)體的電阻很小,絕緣體的電阻很大;導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物體叫做半導(dǎo)體,如:硅和鍺。
10、某些導(dǎo)體在溫度很低的情況下電阻就變成了零,這就是超導(dǎo)現(xiàn)象。
(三)、變阻器
1、滑動(dòng)變阻器能改變電路中的電流、控制某電路兩端的電壓、分擔(dān)電壓保護(hù)電路。
2、滑動(dòng)變阻器的原理是通過改變連入電路中電阻絲的長(zhǎng)度來改變電阻。
3、滑動(dòng)變阻器使用規(guī)則:串聯(lián)在電路中;不能使通過它的電流超過銘牌上所標(biāo)的電流;連接時(shí),所使用的接線柱要“一上一下”。④閉合開關(guān)前,滑動(dòng)變阻器的滑片要置于阻值處。
4、規(guī)格的物理意義:“50Ω,1.5A”表示滑動(dòng)變阻器的阻值變化范圍為0——50Ω,允許通過的電流是1.5A。
5、使用口訣:一上一下接線柱,阻值變化觀下柱,滑片靠近阻值小,滑片遠(yuǎn)離阻值大。
6、電阻箱的優(yōu)點(diǎn):能顯示電阻箱連入電阻大小的變阻器;
7、電阻箱的原理:與滑動(dòng)變阻器的原理相同;
8、電阻箱的讀數(shù)方法:每個(gè)旋盤所指示的數(shù)字乘以相應(yīng)的倍數(shù)的總和。
十七章、歐姆定律安全用電
(一)探究電阻上的電流跟兩端電壓的關(guān)系
1、電阻一定時(shí),導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比。即R一定時(shí),︰=︰。
2、電壓不變時(shí),導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比。即電壓不變時(shí)︰=︰。
3、若電壓表、電流表的指針反偏,則是電壓表、電流表的正負(fù)接線柱反了;
4、若電壓表、電流表的指針偏轉(zhuǎn)很小,則電壓表、電流表的量程選大了,若電壓表、電流表的指針偏轉(zhuǎn)到最右邊,則電壓表、電流表的量程選小了。
5、無論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,電流都不變,若此時(shí)的電流較大,則是滑動(dòng)變阻器的兩個(gè)接線柱都接在了金屬桿上,若此時(shí)的電流很小,則是歡動(dòng)變阻器的兩個(gè)接線柱都接在了電阻絲上。
(二)歐姆定律
1、歐姆定律的內(nèi)容:導(dǎo)體中的電流,跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟導(dǎo)體的電阻成反比;數(shù)學(xué)表達(dá)示:I=U/R;
2、使用歐姆定律時(shí)應(yīng)注意同時(shí)性和同體性;
3、“同體性”指公式中的I、U、R必須是同一電路或同一電阻或是整個(gè)電路的三個(gè)物理量;
4、“同時(shí)性”是指公式中的I、U、R必須是同一時(shí)刻的值;
5、使用公式時(shí)I、U、R都必須用國(guó)際單位,即,I——安培,U——電壓,R——?dú)W姆;
6、I=U/R,變形為U=IR,R=U/I;
7、R=U/I表示一段導(dǎo)體兩端的電壓跟這段導(dǎo)體中的電流之比等于這個(gè)導(dǎo)體的電阻,它是電阻的計(jì)算式,不是電阻的決定式。
8、電路計(jì)算時(shí)應(yīng)做到“兩步三查”。兩步是指畫圖標(biāo)量(書寫已知條件、求解的問題)和列式求解(①寫出計(jì)算公式,②帶數(shù)字和單位,③計(jì)算出結(jié)果)。三查是指查物理公式、查下標(biāo)、查單位。
9、電阻的串聯(lián)實(shí)際上是增加了電阻的長(zhǎng)度,因此串聯(lián)電阻的總電阻比任何一個(gè)分電阻的阻值都大;
10、串聯(lián)電路的總電阻等于各串聯(lián)電阻之和,公式是R=+;
11、n個(gè)阻值相同的電阻串聯(lián)后的總電阻=nR
12、串聯(lián)電路中,導(dǎo)體兩端的電壓與導(dǎo)體電阻成正比,即::=︰
13、電阻的并聯(lián)實(shí)際上是增加了電阻的橫截面積,因此并聯(lián)電路的總電阻比任何一個(gè)分電阻的阻值都小。
14、并聯(lián)電路的總電阻的倒數(shù)等于各并聯(lián)電阻的倒數(shù)之和。公式是1/R=1/+1/;
15、n個(gè)相同的電阻R并聯(lián),總電阻=1/n。
16、并聯(lián)電路中,電流與電阻成反比,即︰=︰。
17、串聯(lián)、并聯(lián)電路的電流、電壓、電阻關(guān)系的口訣:串流并壓各相等,串壓并流總之和,串聯(lián)電阻總之和,并聯(lián)電阻合倒和。
(三)測(cè)量小燈泡的電阻
1、伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)原理:R=U/I;
2、操作時(shí)的注意事項(xiàng):①電流表、電壓表的量程要選擇適當(dāng);②連接電路時(shí)開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài);③閉合開關(guān)前,應(yīng)使滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻;
3、測(cè)量的物理量:用電壓表測(cè)出電壓,用電流表測(cè)出電流代入公式R=U/I計(jì)算出電阻值;
4、滑動(dòng)變阻器的作用:改變連入電路的阻值,從而改變電流和電壓,以達(dá)到多測(cè)幾次的目的。
5、該實(shí)驗(yàn)中至少要測(cè)三組數(shù)據(jù),是為了求電阻的平均值,以減小誤差。
6、在該實(shí)驗(yàn)中閉合開關(guān)時(shí),燈泡不亮,電流表無示數(shù),電壓表有明顯的示數(shù),則出現(xiàn)的故障是燈泡斷路(即燈絲斷了、接燈泡的導(dǎo)線斷了或接線柱松動(dòng)、接觸不良)。
7、在該實(shí)驗(yàn)中移動(dòng)滑片時(shí),電流表和電壓表的示數(shù)變化不一致,則是電壓表并聯(lián)在了滑動(dòng)變阻器的兩端。
(四)歐姆定律和安全用電
1、人體的電阻一定,根據(jù)歐姆定律,電壓越高,通過的電流越大;
2、只有不高于36V的電壓才是安全的;
3、不能用濕手觸摸電器,或扳開關(guān);
4、斷路:由于導(dǎo)線斷了、用電器損壞、開關(guān)斷開或接觸不良造成電路中沒有電流的現(xiàn)象。
5、短路:電源的兩端或用電器兩端被導(dǎo)線直接連接起來的電路,發(fā)生短路時(shí)會(huì)燒壞電源或電流表,也有可能發(fā)生火災(zāi)。
6、雷電產(chǎn)生是帶正負(fù)電的云層靠近時(shí)產(chǎn)生劇烈的放電現(xiàn)象;
7、雷電的預(yù)防是安裝避雷針(又叫引雷針,把雷電引來入地,從而保護(hù)其他物體)。
8、螺絲口燈泡的螺旋套只準(zhǔn)接在零線上。
十八章、電功率
(一)電能
1、電能的獲得將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能。
2、用電器工作的過程就是消耗電能的過程,用電器工作時(shí)把電能轉(zhuǎn)化為其他形式能。
3、物理學(xué)中,電能的國(guó)際單位是焦耳,簡(jiǎn)稱焦,符號(hào)J;
4、生活中常用度作為電能的單位,學(xué)名“千瓦時(shí)”;
5、1度=1千瓦時(shí),“千瓦時(shí)”的物理意義:1千瓦的用電器正常使用1h所消耗的電能;1KW.h=3.6×J.
6、電能表(又叫電度表)測(cè)量用電器在一段時(shí)間內(nèi)所消耗的電能;
7、電能表串聯(lián)在干路上(一三孔進(jìn)、二四孔出);
8、測(cè)量較大電能時(shí)用計(jì)數(shù)器讀數(shù);計(jì)數(shù)器上最后一位有紅色標(biāo)記的數(shù)字表示小數(shù)點(diǎn)后一位;
9、電能表前后兩次讀數(shù)之差就是這段時(shí)間內(nèi)用電的度數(shù)。
10、“600R/KW.h”是說,接在這個(gè)電能表上的用電器每消耗1千瓦時(shí)的電能,電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過600轉(zhuǎn)。
11、電流做功的過程就是消耗電能的過程;
12、電流做了多少功就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能,也就是消耗了多少電能;
13、電功的國(guó)際單位:焦耳,簡(jiǎn)稱焦,符號(hào),J。
(二)電功率
1、在物理學(xué)中,用電功率表示消耗電能快慢的物理量。用字母“P”表示。
2、用電器在1秒內(nèi)消耗的電能,叫做電功率,
3、電功率的單位是瓦特,簡(jiǎn)稱瓦,符號(hào)W。
4、電功率的定義式:P=W/t;基本式P=UI。這兩個(gè)公式對(duì)不同情況下各種用電器的電功率的計(jì)算都適用。
5、導(dǎo)出的計(jì)算公式P=R、P=/R。這兩個(gè)公式只適用于純電阻電路中電功率的計(jì)算。(即電能全部轉(zhuǎn)化為熱能)
6、公式中的單位:U——電壓——伏特(V),I——電流——安培(A),
R——電阻——?dú)W姆(Ω),P——電功率——瓦特(W)
7、P=W/t公式中物理量的單位:W——電能——焦耳(J)——千瓦時(shí)(度,KW.H),t——時(shí)間——秒(s)——小時(shí)(H),P——電功率——瓦特(W)——千瓦(KW)。
8、額定電壓:用電器正常工作時(shí)的電壓叫做額定電壓。
9、額定功率:用電器在額定電壓下的功率叫做額定功率。
10、一般用電器的銘牌上都標(biāo)有額定電壓和額定功率,如燈泡上標(biāo)有“220V40W”時(shí),表示此燈的額定電壓為220V,額定功率為40W。
11、額定功率與實(shí)際功率的關(guān)系:當(dāng)=時(shí),=,用電器正常工作,如:燈泡正常發(fā)光;
當(dāng)<時(shí),<,用電器不能正常工作,如:燈泡發(fā)光暗淡;
當(dāng)>時(shí),>,用電器不能正常工作,很容易損壞或縮短使用壽命,如:燈泡發(fā)光強(qiáng)烈。
12、燈泡的亮度決定于它的實(shí)際功率功率。
13、串、并聯(lián)電路中用電器消耗的總功率均等于各用電器消耗的電功率之和。
14、電能的基本計(jì)算公式是W=Pt和W=UIt。(適用任何情況)。導(dǎo)出公式有W=Rt和W=t/R。(只適用于純電阻電路)
15、串、并聯(lián)電路中用電器消耗的總電能均等于各用電器消耗的電能之和。
(三)電與熱
1、電流通過導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化成熱,這個(gè)現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。
2、電流熱效應(yīng)的大小:跟導(dǎo)體的電阻、通過電流的大小、通電時(shí)間有關(guān)。
3、電流有熱效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)和磁效應(yīng),電飯鍋、電熨斗、電烙鐵、電爐等電熱器就是利用電流的熱效應(yīng)工作的。
4、焦耳定律的內(nèi)容:電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比,跟導(dǎo)體的電阻成正比,跟通電時(shí)間成正比;
5、焦耳定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式:Q=Rt。
6、符號(hào)和單位:Q——熱量——焦耳(J)R——電阻——?dú)W姆(Ω)
I——電流——安培(A)t——時(shí)間——秒(s)
7、導(dǎo)出公式:如果用電器消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為熱,則Q=W=UIt=Pt=Rt=t/R。若只有一部分轉(zhuǎn)化為熱,則Q<W,計(jì)算電熱時(shí)應(yīng)用Q=Rt。
8、用電來加熱的設(shè)備叫做電熱器。
9、電熱器的主要組成部分是發(fā)熱體。
10、發(fā)熱體是由電阻率大、熔點(diǎn)高的合金絲制成的。
11、串聯(lián)電路中,電壓、電能、電功率、電熱都與電阻成正比,即︰=︰=︰=︰=︰。
12、并聯(lián)電路中電流、電能、電功率、電熱都與電阻成反比,即︰=︰=︰=︰=︰。
(四)電功率和安全用電
1、家庭電路中電流過大的原因:(1)發(fā)生短路;(2)用電器的電功率過大。2、接入電路用電器的總功率越大,電路中的總電流越大。家庭電路中應(yīng)安裝保險(xiǎn)絲或空氣開關(guān),在電流過大時(shí)自動(dòng)切斷電路。
3、保險(xiǎn)絲的作用是當(dāng)電流過大時(shí),自動(dòng)切斷電路
4、保險(xiǎn)絲是用鉛銻合金制作的,電阻比較大,熔點(diǎn)比較低。
5、保險(xiǎn)絲原理:電流過大時(shí),產(chǎn)生較多的熱量使它的溫度達(dá)到熔點(diǎn),于是保險(xiǎn)絲熔斷,自動(dòng)切斷電路,起到保險(xiǎn)的作用。
6、保險(xiǎn)絲串聯(lián)接在干路的火線上。
7、保險(xiǎn)絲的額定電流等于或稍大于家庭電路的電流。
8、不能用鐵絲、銅絲代替保險(xiǎn)絲。
(六)生活用電常識(shí)
1、家庭電路的組成:低壓供電線路、電能表、閘刀開關(guān)、保險(xiǎn)裝置、用電器、插座、燈座、開關(guān)。
2、家庭電路中的各用電器采用并聯(lián),用電器與插座并聯(lián),控制燈泡的開關(guān)應(yīng)與燈泡串聯(lián),接在燈泡與火線之間,保險(xiǎn)絲要串聯(lián)接在火線上,螺絲扣燈泡的螺旋套只準(zhǔn)接在零線上。
3、家庭電路的進(jìn)戶線有:火線和零線,它們之間的電壓為220V,火線與大地之間的電壓為220V,零線與大地之間的電壓為0。
4、辨別火線和零線的工具是試電筆。
5、使用試電筆時(shí),手指按住筆卡,筆尖接觸被測(cè)導(dǎo)體,能使氖管反光的是火線。
6、兩孔插座:一孔接火線,另一孔接零線。
7、三孔插座:兩孔分別接火線和零線,第三孔把用電器的金屬外殼與大地連接起來,防止了外殼帶電引起觸電事故。
8、使用有金屬外殼的家用電器,外殼一定要接地。
9、家庭電路中的觸電事故都是人體直接或間接跟火線連通,形成通路造成的。
10、安全電壓不高于36V,動(dòng)力電路電壓380V,家庭電路電壓220V,都超出了安全電壓。
11、低壓觸電的形式是:?jiǎn)尉€觸電和雙線觸電;高壓觸電形式有高壓跨步電壓觸電和高壓放電電壓觸電。
12、安全用電原則是:不接觸低壓帶電體,不靠近高壓帶電體。
教材中很多要求掌握的概念、定律等都是經(jīng)過一系列的實(shí)驗(yàn)操作推理出來的,客觀真實(shí)性較強(qiáng),如歐姆定律、光的反射等等。由于學(xué)生的年齡特點(diǎn)和一些客觀條件的限制,學(xué)生對(duì)其中的內(nèi)容一時(shí)還不能夠達(dá)到理解的程度,而實(shí)驗(yàn)的操作則可以彌補(bǔ)這一缺憾。通過實(shí)驗(yàn)操作,學(xué)生可以明白定律的正確性,可以對(duì)定律加深理解和認(rèn)識(shí),從而獲取更多的知識(shí)。在此過程中最容易培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度和習(xí)慣,因?yàn)榭茖W(xué)實(shí)驗(yàn)容不得半點(diǎn)疏忽和差錯(cuò)。有的教師說初中物理的教學(xué)實(shí)際就是實(shí)驗(yàn)的教學(xué),這是有一定道理的。教師一定要利用一切可能的條件為學(xué)生做實(shí)驗(yàn)創(chuàng)造便利,搞好演示實(shí)驗(yàn)的教學(xué)和讓學(xué)生親自動(dòng)手做好分組實(shí)驗(yàn),千萬不可拿實(shí)驗(yàn)內(nèi)容當(dāng)做教材去講解,否則事倍功半。教師給學(xué)生做演示實(shí)驗(yàn)的時(shí)候,一定要給學(xué)生展示相應(yīng)的物理現(xiàn)象,確保演示實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確無誤,以便讓學(xué)生加深對(duì)概念和規(guī)律的正確認(rèn)識(shí)和理解。這就要求教師本身就要本著嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的態(tài)度來對(duì)待教學(xué),給學(xué)生樹立一個(gè)良好的榜樣。例如,分組實(shí)驗(yàn),學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)得出的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來推導(dǎo)公式、定義的正確性,如果學(xué)生得出的數(shù)據(jù)與結(jié)果不相符,一定要幫助學(xué)生尋找出錯(cuò)的原因或者與學(xué)生一起重新做實(shí)驗(yàn),一步一步推理,直至得出與結(jié)果相符合的數(shù)據(jù)為止。教師一定要以科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度對(duì)待實(shí)驗(yàn)操作,這樣才會(huì)影響學(xué)生,讓學(xué)生從小就養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。
二、培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)識(shí)和操作實(shí)驗(yàn)儀器的能力
學(xué)生要準(zhǔn)確無誤地完成實(shí)驗(yàn)的操作,離不開對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器的認(rèn)識(shí)和操作,這是學(xué)生必備的最基本的能力。測(cè)量工具的使用,無論在學(xué)生的學(xué)習(xí)還是生活中都會(huì)用到,所以對(duì)測(cè)量工具的使用一定要正確地掌握。例如刻度尺的使用、天平的認(rèn)識(shí)及操作等等,教師要指導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)這些儀器的性能及使用方法,一定要讓學(xué)生弄清楚他們的最小刻度、它們的測(cè)量范圍及調(diào)試方法等等,教師可以讓學(xué)生以分組實(shí)驗(yàn)的方式進(jìn)行上述操作。學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器的熟練認(rèn)識(shí)和操作,不僅可以縮短學(xué)生的實(shí)驗(yàn)時(shí)間,還可以規(guī)范學(xué)生的動(dòng)手操作,提高學(xué)生的動(dòng)手操作能力。
三、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力
在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,有的演示實(shí)驗(yàn)僅僅是教師的演示示范課,學(xué)生沒有動(dòng)手操作的機(jī)會(huì),不能夠參與到實(shí)驗(yàn)中去,這在一定程度上阻礙了學(xué)生創(chuàng)新思維能力的發(fā)展。所以教師應(yīng)該改變教學(xué)方式,盡力讓學(xué)生參與到實(shí)驗(yàn)操作中去。例如滑動(dòng)摩擦力的教學(xué),在講到滑動(dòng)摩擦力與哪些因素有關(guān)時(shí),教師可設(shè)計(jì)以下幾種猜想:物體壓力的大小,接觸面的粗糙程度,接觸面的大小等,然后再以此為依據(jù)選擇適合的實(shí)驗(yàn)器材,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行試驗(yàn)操作。教師要和學(xué)生一起實(shí)驗(yàn),一起記錄,然后對(duì)得出的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、推理,進(jìn)而得出實(shí)驗(yàn)的結(jié)論。這種新型的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法體現(xiàn)了以學(xué)生為主體的教育理念,讓學(xué)生在教師的引導(dǎo)下,探索事物發(fā)展的可能性,然后經(jīng)過自己參與的實(shí)驗(yàn)操作來掌握所學(xué)的知識(shí)內(nèi)容。學(xué)生自己動(dòng)手參與,自己實(shí)驗(yàn),在學(xué)習(xí)過程中體驗(yàn),在實(shí)驗(yàn)操作中感受成功帶來的喜悅,進(jìn)而提高自己的創(chuàng)新思維能力。所以,教師可以在條件允許的情況下將演示實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)換成分組實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生親自動(dòng)手操作,讓每個(gè)學(xué)生都參與到實(shí)驗(yàn)中來。課外實(shí)驗(yàn)作為課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)的補(bǔ)充,對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)也可起到促進(jìn)的作用。例如,在學(xué)習(xí)了天平之后,教師可以讓學(xué)生在課余時(shí)間自己動(dòng)手制作天平來測(cè)量物體的重量,這樣學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣提高了,對(duì)于物理的學(xué)習(xí)也就更有信心了。教師創(chuàng)造條件,給學(xué)生提供動(dòng)手的機(jī)會(huì),既可以鞏固課堂上所學(xué)的知識(shí),又可以提高學(xué)生的動(dòng)手動(dòng)腦能力,培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。
四、在學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)的時(shí)候教師要注意以下幾個(gè)問題:
1.教師的示范操作要規(guī)范。由于學(xué)生做實(shí)驗(yàn)是在操作能力形成的初級(jí)階段,所以教師的示范操作就顯得非常必要,教師操作規(guī)范,符合實(shí)驗(yàn)要求,就可以有效地減少學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作中所可能要犯的錯(cuò)誤。
2.善于指導(dǎo)學(xué)生。學(xué)生在操作實(shí)驗(yàn)的時(shí)候,教師要巡回指導(dǎo),如獨(dú)立操作的實(shí)驗(yàn),要看學(xué)生動(dòng)手操作是否規(guī)范,是否符合實(shí)驗(yàn)的步驟等等,在此過程中,發(fā)現(xiàn)問題要及時(shí)處理,糾正錯(cuò)誤。教師對(duì)于操作良好的學(xué)生要及時(shí)表揚(yáng),增強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的信心。要保證每個(gè)學(xué)生都能夠掌握實(shí)驗(yàn)操作的基本流程和方法。
3.學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作要富有創(chuàng)造性。在具體的實(shí)驗(yàn)操作中教師可以根據(jù)現(xiàn)有的條件讓學(xué)生自己設(shè)置實(shí)驗(yàn)步驟,自己完成實(shí)驗(yàn)的操作,這樣做的目的就是要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力。
2021高考物理必考知識(shí)點(diǎn)總結(jié)有哪些你知道嗎?要學(xué)好任何一門課程,都要有適合自己的、良好的學(xué)習(xí)方法,只有這樣才會(huì)得到事半功倍的學(xué)習(xí)效果。共同閱讀2021高考物理必考知識(shí)點(diǎn)總結(jié),請(qǐng)您閱讀!
高考物理必考知識(shí)點(diǎn)總結(jié)Ⅰ、復(fù)習(xí)要點(diǎn)
一、整理知識(shí)體系
現(xiàn)行高中物理教材主要分:力、熱、電、光、原子五個(gè)部分.綜合復(fù)習(xí)中,既可以根據(jù)各部分的內(nèi)容特點(diǎn),分別整理出各自的體系或主要線索,也可以不受傳統(tǒng)的五部分限制,重新歸納、整理。例如,高中物理主要內(nèi)容可概括為四大單元(物理實(shí)驗(yàn)與物理學(xué)史單元除外)。
(一)力和運(yùn)動(dòng)
物體的運(yùn)動(dòng)變化(包括帶電粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng))與受力作用有關(guān)。其中力的種類計(jì)有:重力(包括萬有引力)、彈力、摩擦力、浮力、電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力(分安培力和洛舍茲力)以及分子力(包括表面張力),核力等。每種力有不同的產(chǎn)生原因及其特征。物體的運(yùn)動(dòng)形式又可分為:平衡(包括靜止、勻速直線運(yùn)動(dòng)、勻速轉(zhuǎn)動(dòng))、勻變速運(yùn)動(dòng)(包括勻變速直線運(yùn)動(dòng)、平拋、斜拋)、勻速圓周運(yùn)動(dòng)、振動(dòng)、波動(dòng)等。每一種運(yùn)動(dòng)形式有不同的物理?xiàng)l件及基本規(guī)律(或特征)。力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系以五條重要規(guī)律為紐帶聯(lián)系起來。
(二)功和能
1.功重力功、彈力功、摩擦力功、浮力功、電場(chǎng)力功、磁場(chǎng)力功、分子力功、核力功。
2.能注意不同形式的能及能的轉(zhuǎn)換與守恒。
3.功能關(guān)系做功的過程就是能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式的過程。
功是能的轉(zhuǎn)化的量度。
(三)物質(zhì)結(jié)構(gòu)
(四)應(yīng)用技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)現(xiàn)行高中物理有關(guān)應(yīng)用技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)有:聲現(xiàn)象(樂音、噪聲、共鳴等多、靜電技術(shù)(靜電平衡、靜電屏蔽、電容儲(chǔ)電等)、交流電應(yīng)用(交流電產(chǎn)生、特征、規(guī)律、簡(jiǎn)單交流電路、三相交流電及其連接、變壓器,遠(yuǎn)距離送電等)、無線電技術(shù)初步(電磁振蕩產(chǎn)生、調(diào)制、發(fā)送、電諧振、檢波、放大、整流等)、光路控制與成像(光的反射與折射定律、基本光學(xué)元件特性及常用光學(xué)儀器)、光譜與光譜分析、放射性及同位素、核反應(yīng)堆等。經(jīng)過這樣的歸納、整理,全部高中物理知識(shí)可濃縮在幾張小卡片紙上,便于領(lǐng)會(huì)和應(yīng)用。
Ⅱ、歸納思維方式
分析問題最基本的思維方式有兩種:綜合法和分析法.
綜合法是從已知量著手,根據(jù)題中給定的物理狀態(tài)或物理過程。“順流而下”,直到把待求量跟已知量的關(guān)系全部找出來為止。
分析法則“逆流上朔”。從題中所要求解的未知量開始。首先找出直接回答題目所求的定律或公式。在這些關(guān)系式電。除了待求的未知量外,還會(huì)包含著某些過渡性的未知量。然后再根據(jù)這些過渡性來知量與題中已知條件之間的關(guān)系,引用新的關(guān)系式,逐步上朔,直到把所有的未知量都能用已知量表示出來為止。有些問題(如靜力平衡問題等),它的物理過程并不能很明確地分成幾個(gè)互相銜接的階段或者各個(gè)過程中的未知量互相交織,互有牽連,此時(shí)常可以不分先后。只根據(jù)問題所描述的物理狀態(tài)(或物理過程)的相互聯(lián)系。列出用某個(gè)狀態(tài)(或過程)有關(guān)的獨(dú)立方程式,聯(lián)立求解。原則上,任何一個(gè)題目都可以從這兩種思維方式著手求解。值得注意的是,解決具體問題時(shí),不必拘泥于刻板的程式,而是應(yīng)該側(cè)重于對(duì)問用中所描述的狀態(tài)(或過程)的分析推理,著力找出解題的關(guān)鍵所在,并以此為突破口下手.同時(shí)應(yīng)聯(lián)合運(yùn)用其他的思維技巧,如等效變換,對(duì)稱性、反證法、假設(shè)法、類比、邏輯推理等。
Ⅲ、綜合數(shù)學(xué)技巧
運(yùn)用數(shù)學(xué)技巧,包含著極其豐富的內(nèi)容。總體上要求能運(yùn)用數(shù)學(xué)工具和語言,表述物理概念和規(guī)律;對(duì)物理問題進(jìn)行推理、論證和變換;處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù);導(dǎo)出球驗(yàn)證物理規(guī)律;進(jìn)行準(zhǔn)確的演算等。就解決某幀體的物理問回而言,要求能靈活地運(yùn)用多種數(shù)學(xué)工具(如方程、此例、函數(shù)、圖象、不等式、指數(shù)和對(duì)數(shù)、數(shù)列、極限、極值、數(shù)學(xué)歸納、三角、平面解析幾何等)。綜合復(fù)習(xí)中可全面概述其在物理中的典型應(yīng)用,并側(cè)重于比例、函數(shù)及其圖象(包括識(shí)圖、用圖、作圖)、以及運(yùn)用數(shù)學(xué)遞推方法從特解導(dǎo)出通解等。必須注意,運(yùn)用數(shù)學(xué)僅是研究物理問題的一種有力的工具,側(cè)重點(diǎn)還是應(yīng)放在對(duì)問題中物理內(nèi)容的分析上.對(duì)大多數(shù)能從物理本質(zhì)上著手解決的問題,一般不必要求作嚴(yán)格的數(shù)學(xué)論證。
Ⅳ、檢查知識(shí)缺陷
整理體系、抓住主線索后,還需做好檢查知識(shí)缺陷的工作。應(yīng)注意自覺看書,尤其不能疏忽那些應(yīng)用性強(qiáng)、包含(或隱含)著物理內(nèi)容的“知識(shí)角落”。如對(duì)某些實(shí)驗(yàn)的裝置、原理的理解;某些自然現(xiàn)象的解釋;物理原理在生產(chǎn)技術(shù)上的應(yīng)用以及與高中物理有關(guān)的科技新動(dòng)態(tài)和重要的物理學(xué)史實(shí)等.不少學(xué)生由于缺乏良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣戲迷戀于復(fù)習(xí)資料中,往往會(huì)在這些方面失分。如以往考試中解釋太陽光譜中暗線的形成);分光鏡的結(jié)構(gòu);低壓汞蒸汽光譜;三相變壓器及超導(dǎo)現(xiàn)象;直線加速器;日光燈接法;電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)者等。在綜合復(fù)習(xí)中應(yīng)予以足夠的重視。
熱學(xué)輔導(dǎo)
熱學(xué)包括分子動(dòng)理論、熱和功、氣體的性質(zhì)幾部分。
一、重要概念和規(guī)律
1.分子動(dòng)理論
物質(zhì)是由大量分子組成的;分子永不停息的做無規(guī)則運(yùn)動(dòng);分子間存在相互作用的引力和斥力。說明:(1)阿伏伽德羅常量NA=6.02X1023摩-1。它是聯(lián)系宏觀量和微觀量的橋梁,有很重要的意義;(2)布朗運(yùn)動(dòng)是指懸浮在液體(或氣體)里的固體微粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng),不是分子本身的運(yùn)動(dòng)。它是由于液體(或氣體)分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)對(duì)固體微粒碰撞的不均勻所造成的。因此它間接反映了液體(或氣體)分子的無序運(yùn)動(dòng)。
2.溫度
溫度是物體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能的標(biāo)志。它是大量分子熱運(yùn)動(dòng)的平均效果的反映,具有統(tǒng)計(jì)的意義,對(duì)個(gè)別分子而言,溫度是沒有意義的。任何物體,當(dāng)它們的溫度相同時(shí),物體內(nèi)分子的平均動(dòng)能都相同。由于不同物體的分子質(zhì)量不同,因而溫度相同時(shí)不同物體分子的平均速度并不一定相同。
3.內(nèi)能
定義物體里所有分子的動(dòng)能和勢(shì)能的總和。決定因素:物質(zhì)數(shù)量(m).溫度(T)、體積(V)。改變方式做功――通過宏觀機(jī)械運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)機(jī)械能與內(nèi)能的轉(zhuǎn)換;熱傳遞――通過微觀的分子運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)物體與物體間或同一物體各部分間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移。這兩種方式對(duì)改變內(nèi)能是等效的。定量關(guān)系E=W+Q(熱力學(xué)第一定律)。
4.能量守恒定律
能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生,也不會(huì)憑空消旯它產(chǎn)能從一種形式轉(zhuǎn)化為別的形式,或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到別的物體。必須注意:不消耗任何能量,不斷對(duì)外做功的機(jī)器(永動(dòng)機(jī))是不可能的。利用熱機(jī),要把從燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成的內(nèi)能,全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能也是不可能的。
5.理想氣體狀態(tài)參量
理想氣體始終遵循三個(gè)實(shí)驗(yàn)定律(玻意耳定律、查理定律、蓋?呂薩克定律)的氣體。描述一定質(zhì)量理想氣體在平衡態(tài)的狀態(tài)參量為:溫度氣體分子平均動(dòng)能的標(biāo)志。體積氣體分子所占據(jù)的空間。許多情況下等于容器的容積。壓強(qiáng)大量氣體分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)碰撞器壁所產(chǎn)生的。其大小等于單位時(shí)間內(nèi)、器壁單位面積上所受氣體分子碰撞的總沖量。內(nèi)能氣體分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能.理想氣體的內(nèi)能僅與溫度有關(guān)。
6.一定質(zhì)量理想氣體的實(shí)驗(yàn)定律
玻意耳定律:PV=恒量;查理定律:P/T=恒量;蓋?呂薩克定律:V/T=恒量。
7.一定質(zhì)量理想氣體狀態(tài)方程
PV/T=恒量
說明(1)一定質(zhì)量理想氣體的某個(gè)狀態(tài),對(duì)應(yīng)于P一V(或P-T、V-T)圖上的一個(gè)點(diǎn),從一個(gè)狀態(tài)變化到另一個(gè)狀態(tài),相當(dāng)于從圖上一個(gè)點(diǎn)過渡到另一個(gè)點(diǎn),可以有許多種不同的方法。如從狀態(tài)A變化到B,可以經(jīng)過的過程許多不同的過程。為推導(dǎo)狀態(tài)方程,可結(jié)合圖象選用任意兩個(gè)等值過程較為方便。(2)當(dāng)氣體質(zhì)量發(fā)生變化或互有遷移(混合)時(shí),可采用把變質(zhì)量問題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量問題,利用密度公式、氣態(tài)方程分態(tài)式等方法求解。
二、重要研究方法
1、微觀統(tǒng)計(jì)平均
熱學(xué)的研究對(duì)象是由大量分子組成的.其宏觀特性都是大量分子集體行為的反映。不可能同時(shí)也無必要像力學(xué)中那樣根據(jù)每個(gè)物體(每個(gè)分子)的受力情況,寫出運(yùn)動(dòng)方程。熱學(xué)中的狀態(tài)參量和各種現(xiàn)象具有統(tǒng)計(jì)平均的意義。因此,當(dāng)大量分子處于無序運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或作無序排列時(shí),所表現(xiàn)出來的宏觀特性――如氣體分子對(duì)器壁的壓強(qiáng)、非晶體的物理屬性等都顯示出均勻性。當(dāng)大量分子作有序排列時(shí),必顯示出不均勻性,如晶體的各自異性等。研究熱學(xué)現(xiàn)象時(shí),必須充分領(lǐng)會(huì)這種統(tǒng)計(jì)平均觀點(diǎn)。
2.物理圖象
氣體性質(zhì)部分對(duì)圖象的應(yīng)用既是一特點(diǎn),也是一個(gè)重要的方法。利用圖象常可使物理過程得到直觀、形象的反映,往往使對(duì)問題的求解更為簡(jiǎn)便。對(duì)物理圖象的要求,不僅是識(shí)圖、用圖,而且還應(yīng)變圖一即作圖象變換。如圖P-V圖變換成p-T圖或V-T圖等。
3.能的轉(zhuǎn)化和守恒
各種不同形式的能可以互相轉(zhuǎn)化,在轉(zhuǎn)化過程中總量保持不變。這是自然界中的一條重要規(guī)律。也是指導(dǎo)我們分析研究各種物理現(xiàn)象時(shí)的一種極為重要的思想方法。在本講中各部分都有廣泛的滲透,應(yīng)牢固把握。
三、基本解題思路
熱學(xué)部分的習(xí)題主要集中在熱功轉(zhuǎn)換和氣體性質(zhì)兩部分,基本解題思路可概括為四句話:
1.選取研究對(duì)象.它可以是由兩個(gè)或幾個(gè)物體組成的系統(tǒng)或全部氣體和某一部分氣體。
(狀態(tài)變化時(shí)質(zhì)量必須一定。)
2.確定狀態(tài)參量.對(duì)功熱轉(zhuǎn)換問題,即找出相互作用前后的狀態(tài)量,對(duì)氣體即找出狀態(tài)變化前后的p、V、T數(shù)值或表達(dá)式。
3、認(rèn)識(shí)變化過程.除題設(shè)條件已指明外,常需通過究對(duì)象跟周圍環(huán)境的相互關(guān)系中確定。
4.列出相關(guān)方程.
光學(xué)輔導(dǎo)
光學(xué)包括兩大部分內(nèi)容:幾何光學(xué)和物理光學(xué).幾何光學(xué)(又稱光線光學(xué))是以光的直線傳播性質(zhì)為基礎(chǔ),研究光在煤質(zhì)中的傳播規(guī)律及其應(yīng)用的學(xué)科;物理光學(xué)是研究光的本性、光和物質(zhì)的相互作用規(guī)律的學(xué)科.
一、重要概念和規(guī)律
(一)、幾何光學(xué)基本概念和規(guī)律
1、基本規(guī)律
光源發(fā)光的物體.分兩大類:點(diǎn)光源和擴(kuò)展光源.點(diǎn)光源是一種理想模型,擴(kuò)展光源可看成無數(shù)點(diǎn)光源的集合.光線――表示光傳播方向的幾何線.光束通過一定面積的一束光線.它是溫過一定截面光線的集合.光速――光傳播的速度。光在真空中速度最大。恒為C=3×108m/s。丹麥天文學(xué)家羅默第一次利用天體間的大距離測(cè)出了光速。法國(guó)人裴索第一次在地面上用旋轉(zhuǎn)齒輪法測(cè)出了光這。實(shí)像――光源發(fā)出的光線經(jīng)光學(xué)器件后,由實(shí)際光線形成的.虛像――光源發(fā)出的光線經(jīng)光學(xué)器件后,由發(fā)實(shí)際光線的延長(zhǎng)線形成的。本影――光直線傳播時(shí),物體后完全照射不到光的暗區(qū).半影――光直線傳播時(shí),物體后有部分光可以照射到的半明半暗區(qū)域.
2.基本規(guī)律
(1)光的直線傳播規(guī)律先在同一種均勻介質(zhì)中沿直線傳播。小孔成像、影的形成、日食、月食等都是光沿直線傳播的例證。
(2)光的獨(dú)立傳播規(guī)律光在傳播時(shí)雖屢屢相交,但互不擾亂,保持各自的規(guī)律繼續(xù)傳播。
(3)光的反射定律反射線、人射線、法線共面;反射線與人射線分布于法線兩側(cè);反射角等于入射角。
(4)光的折射定律折射線、人射線、法織共面,折射線和入射線分居法線兩側(cè);對(duì)確定的兩種介質(zhì),入射
角(i)的正弦和折射角(r)的正弦之比是一個(gè)常數(shù).介質(zhì)的折射串n=sini/sinr=c/v。全反射條件①光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì);②入射角大于臨界角A,sinA=1/n。
(5)光路可逆原理光線逆著反射線或折射線方向入射,將沿著原來的入射線方向反射或折射.
3.常用光學(xué)器件及其光學(xué)特性
(1)平面鏡點(diǎn)光源發(fā)出的同心發(fā)散光束,經(jīng)平面鏡反射后,得到的也是同心發(fā)散光束.能在鏡后形成等大的、正立的虛出,像與物對(duì)鏡面對(duì)稱。
(2)球面鏡凹面鏡有會(huì)聚光的作用,凸面鏡有發(fā)散光的作用.
(3)棱鏡光密煤質(zhì)的棱鏡放在光疏煤質(zhì)的環(huán)境中,入射到棱鏡側(cè)面的光經(jīng)棱鏡后向底面偏折。隔著棱鏡看到物體的像向項(xiàng)角偏移。棱鏡的色散作用復(fù)色光通過三棱鏡被分解成單色光的現(xiàn)象。
(4)透鏡在光疏介質(zhì)的環(huán)境中放置有光密介質(zhì)的透鏡時(shí),凸透鏡對(duì)光線有會(huì)聚作用,凹透鏡對(duì)光線有發(fā)散作用.透鏡成像作圖利用三條特殊光線。成像規(guī)律1/u+1/v=1/f。線放大率m=像長(zhǎng)/物長(zhǎng)=|v|/u。說明①成像公式的符號(hào)法則――凸透鏡焦距f取正,凹透鏡焦距f取負(fù);實(shí)像像距v取正,虛像像距v取負(fù)。②線放大率與焦距和物距有關(guān).
(5)平行透明板光線經(jīng)平行透明板時(shí)發(fā)生平行移動(dòng)(側(cè)移).側(cè)移的大小與入射角、透明板厚度、折射率有關(guān)。
4.簡(jiǎn)單光學(xué)儀器的成像原理和眼睛
(1)放大鏡是凸透鏡成像在。u
(2)照相機(jī)是凸透鏡成像在u>2f時(shí)的應(yīng)用.得到的是倒立縮小施實(shí)像。
(3)幻燈機(jī)是凸透鏡成像在f
(4)顯微鏡由短焦距的凸透鏡作物鏡,長(zhǎng)焦距的透鏡作目鏡所組成。物于物鏡焦點(diǎn)外很靠近焦點(diǎn)處,經(jīng)物鏡成實(shí)像于目鏡焦點(diǎn)內(nèi)很靠近焦點(diǎn)處。再經(jīng)物鏡在同側(cè)形成一放大虛像(通常位于明視距離處)。
(5)望遠(yuǎn)鏡由長(zhǎng)焦距的凸透鏡作物鏡,轅焦距的〕透鏡作目鏡所組成。極遠(yuǎn)處至物鏡的光可看成平行光,經(jīng)物鏡成中間像(倒立、縮小、實(shí)像)于物鏡焦點(diǎn)外很靠近焦點(diǎn)處,恰位于目鏡焦點(diǎn)內(nèi),再經(jīng)目鏡成虛像于極遠(yuǎn)處(或明視距離處)。
(6)眼睛等效于一變焦距照相機(jī),正常人明視距約25厘米。明視距離小子25厘米的近視眼患者需配戴凹透鏡做鏡片的眼鏡;明視距離大于25厘米的遠(yuǎn)視25者需配戴凸透鏡做鏡片的眼鏡。
(二)物理光學(xué)――人類對(duì)光本性的認(rèn)識(shí)發(fā)展過程
(1)微粒說(牛頓)基本觀點(diǎn)認(rèn)為光像一群彈性小球的微粒。實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)光的直線傳播、光的反射現(xiàn)象。困難問題無法解釋兩種媒質(zhì)界面同時(shí)發(fā)生的反射、折射現(xiàn)象以及光的獨(dú)立傳播規(guī)律等。
(2)波動(dòng)說(惠更斯)基本觀點(diǎn)認(rèn)為光是某種振動(dòng)激起的波(機(jī)械波)。實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)光的干涉和衍射現(xiàn)象。
①個(gè)的干涉現(xiàn)象――楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)
條件兩束光頻率相同、相差恒定。裝置(略)。現(xiàn)象出現(xiàn)中央明條,兩邊等距分布的明暗相間條紋。解釋屏上某處到雙孔(雙縫)的路程差是波長(zhǎng)的整數(shù)倍(半個(gè)波長(zhǎng)的偶數(shù)倍)時(shí),兩波同相疊加,振動(dòng)加強(qiáng),產(chǎn)生明條;兩波反相疊加,振動(dòng)相消,產(chǎn)生暗條。應(yīng)用檢查平面、測(cè)量厚度、增強(qiáng)光學(xué)鏡頭透射光強(qiáng)度(增透膜).
②光的衍射現(xiàn)象――單縫衍射(或圓孔衍射)
條件縫寬(或孔徑)可與波長(zhǎng)相比擬。裝置(略)。現(xiàn)象出現(xiàn)中央最亮最寬的明條,兩邊不等距發(fā)表的明暗條紋(或明暗鄉(xiāng)間的圓環(huán))。困難問題難以解釋光的直進(jìn)、尋找不到傳播介質(zhì)。
(3)電磁說(麥克斯韋)基本觀點(diǎn)認(rèn)為光是一種電磁波。實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)赫茲實(shí)驗(yàn)(證明電磁波具有跟光同樣的性質(zhì)和波速)。各種電磁波的產(chǎn)生機(jī)理無線電波自由電子的運(yùn)動(dòng);紅外線、可見光、紫外線原子外層電子受激發(fā);x射線原子內(nèi)層電子受激發(fā);γ射線原子核受激發(fā)。可見光的光譜發(fā)射光譜――連續(xù)光譜、明線光譜;吸收光譜(特征光譜。困難問題無法解釋光電效應(yīng)現(xiàn)象。
(4)光子說(愛因斯坦)基本觀點(diǎn)認(rèn)為光由一份一份不連續(xù)的光子組成每份光子的能量E=hν。實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)光電效應(yīng)現(xiàn)象。裝置(略)。現(xiàn)象①入射光照到光電子發(fā)射幾乎是瞬時(shí)的;②入射光頻率必須大于光陰極金屬的極限頻率ν。;
③當(dāng)ν>v。時(shí),光電流強(qiáng)度與入射光強(qiáng)度成正比;④光電子的最大初動(dòng)能與入射光強(qiáng)無關(guān),只隨著人射光燈中的增大而增大。解釋①光子能量可以被電子全部吸收.不需能量積累過程;②表面電子克服金屬原子核引力逸出至少需做功(逸出功)hν。;③入射光強(qiáng)。單位時(shí)間內(nèi)入射光子多,產(chǎn)生光電子多;④入射光子能量只與其頻率有關(guān),入射至金屬表,除用于逸出功外。其余轉(zhuǎn)化為光電子初動(dòng)能。困難問題無法解釋光的波動(dòng)性。
(5)光的波粒二象性基本觀點(diǎn)認(rèn)為光是一種具有電磁本性的物質(zhì),既有波動(dòng)性。又有粒子性。大量光子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律顯示波動(dòng)性,個(gè)別光子的行為顯示粒子性。實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)微弱光線的干涉,X射線衍射.
二、重要研究方法
1.作圖鋒幾何光學(xué)離不開光路圖。
利用作圖法可以直觀地反映光線的傳播,方便地確定像的位置、大小、倒正、虛實(shí)以及成像區(qū)域或觀察范圍等.把它與公式法結(jié)合起來,可以互相補(bǔ)充、互相驗(yàn)證。
2.光路追蹤法用作圖法研究光的傳播和成像問題時(shí),抓住物點(diǎn)上發(fā)出的某條光線為研究對(duì)象。
不斷追蹤下去的方法.尤其適合于研究組合光具成多重保的情況。
3.光路可逆法在幾何光學(xué)中,一所有的光路都是可逆的,利用光路可逆原理在作圖和計(jì)算上往在都會(huì)帶來方便。
實(shí)驗(yàn)輔導(dǎo)
物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)。近年來對(duì)學(xué)生物理知識(shí)的各種全面測(cè)試中(如高考等)也非常重視對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾椤R虼耍锢韺?shí)驗(yàn)的`復(fù)習(xí)是整個(gè)總復(fù)習(xí)中不可缺少的一個(gè)重要組成部分.
一、實(shí)驗(yàn)的基本類型和要求
中學(xué)物理學(xué)生實(shí)驗(yàn)大體可以分為四范其要求如下:
1.基本儀器的使用除了初中已接觸過的常用儀器(如天平秤、彈簧秤、壓強(qiáng)計(jì)、氣壓計(jì)、溫度計(jì)、安培計(jì)、伏特計(jì)等)外.高中又學(xué)習(xí)了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、螺旋測(cè)微器、游標(biāo)卡尺、萬用電表等,要求了解儀器的基本結(jié)構(gòu),熟悉各主要部件的名稱,懂得工作(測(cè)量)原理,掌握合理的操作方法,會(huì)正確讀數(shù),明確使用注意事項(xiàng)等.
2.基本物理量的測(cè)量初中物理中巴學(xué)過長(zhǎng)度、時(shí)間、質(zhì)量、力、溫度、電流強(qiáng)度、電壓等物理量的測(cè)量,高中物理進(jìn)一步學(xué)習(xí)了對(duì)微小長(zhǎng)度和極短時(shí)間、加速度(包括g)、速度、電阻和電阻率、電動(dòng)勢(shì)、折射率、焦距等物理量的測(cè)量。
要求明確被測(cè)物理量的含義,懂得具體的測(cè)量原理。掌握正確的實(shí)驗(yàn)方法(包括了解實(shí)驗(yàn)儀器、器材的規(guī)格性能、會(huì)安裝和調(diào)試實(shí)驗(yàn)裝置、能選擇合理的實(shí)驗(yàn)步驟,正確進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量以及能分析和排除實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的常見故障等),妥善處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并得出結(jié)果。
3.驗(yàn)證物理規(guī)律計(jì)有驗(yàn)證共點(diǎn)力合成的平行四邊形定則、有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸物體的平衡條件、牛頓第二定律、機(jī)械能守恒定律、玻意耳定律等。
其要求與物理量的測(cè)量相同,著重注意分析實(shí)驗(yàn)誤差,并能有效地采取相應(yīng)措施盡量減少實(shí)驗(yàn)誤差,提高準(zhǔn)確度。
4.觀察、研究物理現(xiàn)象,組裝儀器如研究平拋運(yùn)動(dòng)、彈性碰撞、描繪等勢(shì)線、研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象、變壓器的作用、觀察光的衍射現(xiàn)象。
把電流計(jì)改裝為伏特計(jì)等.其中,對(duì)觀察型實(shí)驗(yàn),只要求會(huì)正確使用儀器,顯示出(或觀察到)物理現(xiàn)象,并通過直覺的觀察定性了解影響該現(xiàn)象的有關(guān)因素。對(duì)研究型實(shí)驗(yàn)(包括組裝儀器),要求不僅能使用儀器,掌握正確的實(shí)驗(yàn)研究方法,把有關(guān)現(xiàn)象的物理內(nèi)客反映出來;或把有關(guān)參數(shù)測(cè)量出來,還能夠通過具體的測(cè)量作進(jìn)一步的定量研一究或?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)。
二、實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思想
在中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中涉及的主要設(shè)計(jì)思想為:
1.壘積放大法把某些物理量(有時(shí)往在是難以直接測(cè)量的測(cè)量的微小量)累積后測(cè)量,或把它們放大后顯示出來的一種方法。
如通過若干次全振動(dòng)的時(shí)間測(cè)出單擺的振動(dòng)周期;把員楊螺桿的微小進(jìn)退.通過周長(zhǎng)較大的可動(dòng)到度盤顯示出來(螺旋測(cè)微器)等。
2.平衡法根據(jù)物理系統(tǒng)內(nèi)普遍存在的對(duì)立的、矛盾的雙方使系統(tǒng)偏離平衡的物理因素,列出對(duì)應(yīng)的平衡方程式,從而找出影響平衡的一種方法如用天平測(cè)質(zhì)量、驗(yàn)證有固定轉(zhuǎn)動(dòng)因乎銜條件、驗(yàn)證玻意耳定律等。
3.控制法在多因素的物理現(xiàn)象中,可以先控制某些量不變,依次研究某一個(gè)因素對(duì)現(xiàn)象產(chǎn)生影響的一種方法。
如牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)。可以先保持質(zhì)量一定,研究加速度與力的關(guān)系等。
4.轉(zhuǎn)換法用某些容易直接測(cè)量,(或顯示)的量(或現(xiàn)象)代替不容易直接測(cè)(或顯示)的量(或現(xiàn)象)。
或者根據(jù)研究對(duì)象在一定條件下可以有相同的效果作間接的觀察、測(cè)量。如把流逝的時(shí)間轉(zhuǎn)換成振針周期性的振動(dòng);把對(duì)電流、電壓、電阻的測(cè)量轉(zhuǎn)換成對(duì)指針偏角的測(cè)量;用從等高處拋出的兩球的水平位移代替它們的速度等。
5.留跡法把瞬息即逝的(位置、軌跡、圖象等)記錄下來的一種方法。
如通過紙帶上打出的小點(diǎn)記錄小車的位置Z用描述法畫出平拋物體的運(yùn)動(dòng)軌跡;用示波器顯示變化的波形等。
三、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理
數(shù)據(jù)處理是對(duì)原始實(shí)驗(yàn)記錄的科學(xué)加工。通過數(shù)據(jù)處理,往往可以從一堆表面上難以覺察的、似乎毫無聯(lián)系的數(shù)據(jù)中找出內(nèi)在的規(guī)律,在中學(xué)物現(xiàn)中只要求掌握數(shù)據(jù)處理的最簡(jiǎn)單的方法.
1.列表法把被測(cè)物理量分類列表表示出來。
通常需說明記錄表的要求(或稱為標(biāo)題)、主要內(nèi)容等。表中對(duì)各物理量的排列月慣上先原始記錄數(shù)據(jù),后計(jì)算果。列表法可大體反映某些因素對(duì)結(jié)果的影響效果或變化趨勢(shì),常用作其他數(shù)據(jù)處理方法的一種輔助手段。
2.算術(shù)平均值法把待測(cè)物理量的若干次測(cè)且值相加后除以測(cè)量次數(shù)。
必須注意,求取算術(shù)平均值時(shí),應(yīng)按原測(cè)量?jī)x器的準(zhǔn)確度決定保留有效數(shù)字的位數(shù)。通常可先計(jì)算比直接測(cè)量值多一位,然后再四會(huì)五入。
3.圖象法把實(shí)驗(yàn)測(cè)得的量按自變量和應(yīng)變量的函數(shù)關(guān)系在坐標(biāo)平面上用圖象直觀地顯示出來.根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上畫出圖象時(shí)。
最基本的要求是:
(1)兩坐標(biāo)軸要選取恰當(dāng)?shù)姆侄?/p>
(2)要有足夠多的描點(diǎn)數(shù)目
(3)畫出的圖象應(yīng)盡是穿過較多的描點(diǎn)在圖象呈曲線的情況下,可先根據(jù)大多數(shù)描點(diǎn)的分布位置(個(gè)別特殊位置的奇異點(diǎn)可舍去),畫出穿過盡可能多的點(diǎn)的草圖,然后連成光滑的曲線,避免畫成拆線形狀。
四、實(shí)驗(yàn)誤差分析
測(cè)量值與待測(cè)量真實(shí)值之差,稱為測(cè)量誤差。主要來源于儀器(如性能和結(jié)構(gòu)的不完善)、環(huán)境(如溫度、濕度、外磁場(chǎng)的影響等)、實(shí)驗(yàn)方法(如實(shí)驗(yàn)方法粗糙、實(shí)驗(yàn)理論不完善等)、人為因素(如觀測(cè)者個(gè)人的生理、心理習(xí)慣、不同觀察者的反應(yīng)快慢不一等)四方面。在中學(xué)物理中只要求定性分析實(shí)驗(yàn)誤差的主要原因,了解絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差的概念。
高考物理必須掌握的16種題型技巧01.直線運(yùn)動(dòng)問題
題型概述:直線運(yùn)動(dòng)問題是高考的熱點(diǎn),可以單獨(dú)考查,也可以與其他知識(shí)綜合考查。單獨(dú)考查若出現(xiàn)在選擇題中,則重在考查基本概念,且常與圖像結(jié)合;在計(jì)算題中常出現(xiàn)在第一個(gè)小題,難度為中等,常見形式為單體多過程問題和追及相遇問題。
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解圖像類問題關(guān)鍵在于將圖像與物理過程對(duì)應(yīng)起來,通過圖像的坐標(biāo)軸、關(guān)鍵點(diǎn)、斜率、面積等信息,對(duì)運(yùn)動(dòng)過程進(jìn)行分析,從而解決問題;對(duì)單體多過程問題和追及相遇問題應(yīng)按順序逐步分析,再根據(jù)前后過程之間、兩個(gè)物體之間的聯(lián)系列出相應(yīng)的方程,從而分析求解,前后過程的聯(lián)系主要是速度關(guān)系,兩個(gè)物體間的聯(lián)系主要是位移關(guān)系。
02.物體的動(dòng)態(tài)平衡問題
題型概述:物體的動(dòng)態(tài)平衡問題是指物體始終處于平衡狀態(tài),但受力不斷發(fā)生變化的問題。物體的動(dòng)態(tài)平衡問題一般是三個(gè)力作用下的平衡問題,但有時(shí)也可將分析三力平衡的方法推廣到四個(gè)力作用下的動(dòng)態(tài)平衡問題。
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(1) 解析法:解決此類問題可以根據(jù)平衡條件列出方程,由所列方程分析受力變化;
(2) 圖解法:根據(jù)平衡條件畫出力的合成或分解圖,根據(jù)圖像分析力的變化。
03.運(yùn)動(dòng)的合成與分解問題
題型概述:運(yùn)動(dòng)的合成與分解問題常見的模型有兩類。一是繩(桿)末端速度分解的問題,二是小船過河的問題,兩類問題的關(guān)鍵都在于速度的合成與分解。
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(1)在繩(桿)末端速度分解問題中,要注意物體的實(shí)際速度一定是合速度,分解時(shí)兩個(gè)分速度的方向應(yīng)取繩(桿)的方向和垂直繩(桿)的方向;如果有兩個(gè)物體通過繩(桿)相連,則兩個(gè)物體沿繩(桿)方向速度相等。
(2)小船過河時(shí),同時(shí)參與兩個(gè)運(yùn)動(dòng),一是小船相對(duì)于水的運(yùn)動(dòng),二是小船隨著水一起運(yùn)動(dòng),分析時(shí)可以用平行四邊形定則,也可以用正交分解法,有些問題可以用解析法分析,有些問題則需要用圖解法分析。
04.拋體運(yùn)動(dòng)問題
題型概述:拋體運(yùn)動(dòng)包括平拋運(yùn)動(dòng)和斜拋運(yùn)動(dòng),不管是平拋運(yùn)動(dòng)還是斜拋運(yùn)動(dòng),研究方法都是采用正交分解法,一般是將速度分解到水平和豎直兩個(gè)方向上.
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(1)平拋運(yùn)動(dòng)物體在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),在豎直方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng),其位移滿足x=v0t,y=gt2/2,速度滿足vx=v0,vy=gt;
(2)斜拋運(yùn)動(dòng)物體在豎直方向上做上拋(或下拋)運(yùn)動(dòng),在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),在兩個(gè)方向上分別列相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)方程求解。
05.圓周運(yùn)動(dòng)問題
題型概述:圓周運(yùn)動(dòng)問題按照受力情況可分為水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)和豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng),按其運(yùn)動(dòng)性質(zhì)可分為勻速圓周運(yùn)動(dòng)和變速圓周運(yùn)動(dòng)。水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)多為勻速圓周運(yùn)動(dòng),豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)一般為變速圓周運(yùn)動(dòng).對(duì)水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)重在考查向心力的供求關(guān)系及臨界問題,而豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)則重在考查最高點(diǎn)的受力情況。
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(1)對(duì)圓周運(yùn)動(dòng),應(yīng)先分析物體是否做勻速圓周運(yùn)動(dòng),若是,則物體所受的合外力等于向心力,由F合=mv2/r=mrω2列方程求解即可;若物體的運(yùn)動(dòng)不是勻速圓周運(yùn)動(dòng),則應(yīng)將物體所受的力進(jìn)行正交分解,物體在指向圓心方向上的合力等于向心力。
(2)豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)可以分為三個(gè)模型:
①繩模型:只能對(duì)物體提供指向圓心的彈力,能通過最高點(diǎn)的臨界態(tài)為重力等于向心力;
②桿模型:可以提供指向圓心或背離圓心的力,能通過最高點(diǎn)的臨界態(tài)是速度為零;
③外軌模型:只能提供背離圓心方向的力,物體在最高點(diǎn)時(shí),若v
06.牛頓運(yùn)動(dòng)定律綜合應(yīng)用問題
題型概述:牛頓運(yùn)動(dòng)定律是高考重點(diǎn)考查的內(nèi)容,每年在高考中都會(huì)出現(xiàn),牛頓運(yùn)動(dòng)定律可將力學(xué)與運(yùn)動(dòng)學(xué)結(jié)合起來,與直線運(yùn)動(dòng)的綜合應(yīng)用問題常見的模型有連接體、傳送帶等,一般為多過程問題,也可以考查臨界問題、周期性問題等內(nèi)容,綜合性較強(qiáng).天體運(yùn)動(dòng)類題目是牛頓運(yùn)動(dòng)定律與萬有引力定律及圓周運(yùn)動(dòng)的綜合性題目,近幾年來考查頻率極高。
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以牛頓第二定律為橋梁,將力和運(yùn)動(dòng)聯(lián)系起來,可以根據(jù)力來分析運(yùn)動(dòng)情況,也可以根據(jù)運(yùn)動(dòng)情況來分析力.對(duì)于多過程問題一般應(yīng)根據(jù)物體的受力一步一步分析物體的運(yùn)動(dòng)情況,直到求出結(jié)果或找出規(guī)律。對(duì)天體運(yùn)動(dòng)類問題,應(yīng)緊抓兩個(gè)公式:
GMm/r2=mv2/r=mrω2=mr4π2/T2 ①
GMm/R2=mg ②
對(duì)于做圓周運(yùn)動(dòng)的星體(包括雙星、三星系統(tǒng)),可根據(jù)公式①分析;對(duì)于變軌類問題,則應(yīng)根據(jù)向心力的供求關(guān)系分析軌道的變化,再根據(jù)軌道的變化分析其他各物理量的變化。
07.機(jī)車的啟動(dòng)問題
題型概述:機(jī)車的啟動(dòng)方式常考查的有兩種情況,一種是以恒定功率啟動(dòng),一種是以恒定加速度啟動(dòng),不管是哪一種啟動(dòng)方式,都是采用瞬時(shí)功率的公式P=Fv和牛頓第二定律的公式F-f=ma來分析。
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機(jī)車以額定功率啟動(dòng).機(jī)車的啟動(dòng)過程如圖所示,由于功率P=Fv恒定,由公式P=Fv和F-f=ma知,隨著速度v的增大,牽引力F必將減小,因此加速度a也必將減小,機(jī)車做加速度不斷減小的加速運(yùn)動(dòng),直到F=f,a=0,這時(shí)速度v達(dá)到最大值vm=P額定/F=P額定/f。
這種加速過程發(fā)動(dòng)機(jī)做的功只能用W=Pt計(jì)算,不能用W=Fs計(jì)算(因?yàn)镕為變力)。
08.以能量為核心綜合應(yīng)用問題
題型概述:以能量為核心的綜合應(yīng)用問題一般分四類:
第一類為單體機(jī)械能守恒問題,
第二類為多體系統(tǒng)機(jī)械能守恒問題,
第三類為單體動(dòng)能定理問題,
第四類為多體系統(tǒng)功能關(guān)系(能量守恒)問題。
多體系統(tǒng)的組成模式:
兩個(gè)或多個(gè)疊放在一起的物體,用細(xì)線或輕桿等相連的兩個(gè)或多個(gè)物體,直接接觸的兩個(gè)或多個(gè)物體。
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能量問題的解題工具一般有動(dòng)能定理,能量守恒定律,機(jī)械能守恒定律。
(1)動(dòng)能定理使用方法簡(jiǎn)單,只要選定物體和過程,直接列出方程即可,動(dòng)能定理適用于所有過程;
(2)能量守恒定律同樣適用于所有過程,分析時(shí)只要分析出哪些能量減少,哪些能量增加,根據(jù)減少的能量等于增加的能量列方程即可;
(3)機(jī)械能守恒定律只是能量守恒定律的一種特殊形式,但在力學(xué)中也非常重要.很多題目都可以用兩種甚至三種方法求解,可根據(jù)題目情況靈活選取。
09.力學(xué)實(shí)驗(yàn)中速度的測(cè)量問題
題型概述:速度的測(cè)量是很多力學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ),通過速度的測(cè)量可研究加速度、動(dòng)能等物理量的變化規(guī)律,因此在研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)、驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律、探究動(dòng)能定理、驗(yàn)證機(jī)械能守恒等實(shí)驗(yàn)中都要進(jìn)行速度的測(cè)量。
速度的測(cè)量一般有兩種方法:
一種是通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、頻閃照片等方式獲得幾段連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移從而研究速度;另一種是通過光電門等工具來測(cè)量速度。
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用第一種方法求速度和加速度通常要用到勻變速直線運(yùn)動(dòng)中的兩個(gè)重要推論:
①vt/2=v平均=(v0+v)/2,
②Δx=aT2,為了盡量減小誤差,求加速度時(shí)還要用到逐差法.用光電門測(cè)速度時(shí)測(cè)出擋光片通過光電門所用的時(shí)間,求出該段時(shí)間內(nèi)的平均速度,則認(rèn)為等于該點(diǎn)的瞬時(shí)速度,即:v=d/Δt。
10.電容器問題
題型概述:電容器是一種重要的電學(xué)元件,在實(shí)際中有著廣泛的應(yīng)用,是歷年高考常考的知識(shí)點(diǎn)之一,常以選擇題形式出現(xiàn),難度不大,主要考查電容器的電容概念的理解、平行板電容器電容的決定因素及電容器的動(dòng)態(tài)分析三個(gè)方面。
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(1)電容的概念:電容是用比值(C=Q/U)定義的一個(gè)物理量,表示電容器容納電荷的多少,對(duì)任何電容器都適用.對(duì)于一個(gè)確定的電容器,其電容也是確定的(由電容器本身的介質(zhì)特性及幾何尺寸決定),與電容器是否帶電、帶電荷量的多少、板間電勢(shì)差的大小等均無關(guān)。
(2)平行板電容器的電容:平行板電容器的電容由兩極板正對(duì)面積、兩極板間距離、介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)決定,滿足C=εS/(4πkd)
(3)電容器的動(dòng)態(tài)分析:關(guān)鍵在于弄清哪些是變量,哪些是不變量,抓住三個(gè)公式[C=Q/U、C=εS/(4πkd)及E=U/d]并分析清楚兩種情況:一是電容器所帶電荷量Q保持不變(充電后斷開電源),二是兩極板間的電壓U保持不變(始終與電源相連)。
11.帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問題
題型概述:帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問題本質(zhì)上是一個(gè)綜合了電場(chǎng)力、電勢(shì)能的力學(xué)問題,研究方法與質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)一樣,同樣遵循運(yùn)動(dòng)的合成與分解、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、功能關(guān)系等力學(xué)規(guī)律,高考中既有選擇題,也有綜合性較強(qiáng)的計(jì)算題。
思維模板(1)處理帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問題應(yīng)從兩種思路著手
①動(dòng)力學(xué)思路:重視帶電粒子的受力分析和運(yùn)動(dòng)過程分析,然后運(yùn)用牛頓第二定律并結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律求出位移、速度等物理量。
②功能思路:根據(jù)電場(chǎng)力及其他作用力對(duì)帶電粒子做功引起的能量變化或根據(jù)全過程的功能關(guān)系,確定粒子的運(yùn)動(dòng)情況(使用中優(yōu)先選擇)。
(2)處理帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問題應(yīng)注意是否考慮粒子的重力
①質(zhì)子、α粒子、電子、離子等微觀粒子一般不計(jì)重力;
②液滴、塵埃、小球等宏觀帶電粒子一般考慮重力;
③特殊情況要視具體情況,根據(jù)題中的隱含條件判斷。
(3)處理帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問題應(yīng)注意畫好粒子運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖,在畫圖的基礎(chǔ)上運(yùn)用幾何知識(shí)尋找關(guān)系往往是解題的突破口。
12.帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問題
題型概述:帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問題在歷年高考試題中考查較多,命題形式有較簡(jiǎn)單的選擇題,也有綜合性較強(qiáng)的計(jì)算題且難度較大,常見的命題形式有三種:
(1)突出對(duì)在洛倫茲力作用下帶電粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)量(半徑、速度、時(shí)間、周期等)的考查;
(2)突出對(duì)概念的深層次理解及與力學(xué)問題綜合方法的考查,以對(duì)思維能力和綜合能力的考查為主;
(3)突出本部分知識(shí)在實(shí)際生活中的應(yīng)用的考查,以對(duì)思維能力和理論聯(lián)系實(shí)際能力的考查為主.
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在處理此類運(yùn)動(dòng)問題時(shí),著重把握“一找圓心,二找半徑(R=mv/Bq),三找周期(T=2πm/Bq)或時(shí)間”的分析方法。
(1)圓心的確定:因?yàn)槁鍌惼澚指向圓心,根據(jù)fv,畫出粒子運(yùn)動(dòng)軌跡中任意兩點(diǎn)(一般是射入和射出磁場(chǎng)的兩點(diǎn))的f的方向,沿兩個(gè)洛倫茲力f作出其延長(zhǎng)線的交點(diǎn)即為圓心.另外,圓心位置必定在圓中任一根弦的中垂線上(如圖所示)。
(2)半徑的確定和計(jì)算:利用平面幾何關(guān)系,求出該圓的半徑(或運(yùn)動(dòng)圓弧對(duì)應(yīng)的圓心角),并注意利用一個(gè)重要的幾何特點(diǎn),即粒子速度的偏向角(φ)等于圓心角(α),并等于弦AB與切線的夾角(弦切角θ)的2倍(如圖所示),即?φ=α=2θ
(3)運(yùn)動(dòng)時(shí)間的確定:t=φT/2π或t=s/v,其中φ為偏向角,T為周期,s為軌跡的弧長(zhǎng),v為線速度。
13.帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問題
題型概述:帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)是高考的熱點(diǎn)和重點(diǎn)之一,主要有下面所述的三種情況:
(1)帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng):在勻強(qiáng)電場(chǎng)中,若初速度與電場(chǎng)線平行,做勻變速直線運(yùn)動(dòng);若初速度與電場(chǎng)線垂直,則做類平拋運(yùn)動(dòng);帶電粒子垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。
(2)帶電粒子在疊加場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng):在疊加場(chǎng)中所受合力為0時(shí)做勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止;當(dāng)合外力與運(yùn)動(dòng)方向在一直線上時(shí)做變速直線運(yùn)動(dòng);當(dāng)合外力充當(dāng)向心力時(shí)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。
(3)帶電粒子在變化電場(chǎng)或磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng):變化的電場(chǎng)或磁場(chǎng)往往具有周期性,同時(shí)受力也有其特殊性,常常其中兩個(gè)力平衡,如電場(chǎng)力與重力平衡,粒子在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。
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分析帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),應(yīng)仔細(xì)分析物體的運(yùn)動(dòng)過程、受力情況,注意電場(chǎng)力、重力與洛倫茲力間大小和方向的關(guān)系及它們的特點(diǎn)(重力、電場(chǎng)力做功與路徑無關(guān),洛倫茲力永遠(yuǎn)不做功),然后運(yùn)用規(guī)律求解,主要有兩條思路:
(1)力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系:根據(jù)帶電粒子的受力情況,運(yùn)用牛頓第二定律并結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律求解。
(2)功能關(guān)系:根據(jù)場(chǎng)力及其他外力對(duì)帶電粒子做功的能量變化或全過程中的功能關(guān)系解決問題。
14.以電路為核心的綜合應(yīng)用問題
題型概述:該題型是高考的重點(diǎn)和熱點(diǎn),高考對(duì)本題型的考查主要體現(xiàn)在閉合電路歐姆定律、部分電路歐姆定律、電學(xué)實(shí)驗(yàn)等方面.主要涉及電路動(dòng)態(tài)問題、電源功率問題、用電器的伏安特性曲線或電源的U-I圖像、電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的測(cè)量、電表的讀數(shù)、滑動(dòng)變阻器的分壓和限流接法選擇、電流表的內(nèi)外接法選擇等。
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(1)電路的動(dòng)態(tài)分析是根據(jù)閉合電路歐姆定律、部分電路歐姆定律及串并聯(lián)電路的性質(zhì),分析電路中某一電阻變化而引起整個(gè)電路中各部分電流、電壓和功率的變化情況,即有R分R總I總U端I分、U分
(2)電路故障分析是指對(duì)短路和斷路故障的分析,短路的特點(diǎn)是有電流通過,但電壓為零,而斷路的特點(diǎn)是電壓不為零,但電流為零,常根據(jù)短路及斷路特點(diǎn)用儀器進(jìn)行檢測(cè),也可將整個(gè)電路分成若干部分,逐一假設(shè)某部分電路發(fā)生某種故障,運(yùn)用閉合電路或部分電路歐姆定律進(jìn)行推理。
(3)導(dǎo)體的伏安特性曲線反映的是導(dǎo)體的電壓U與電流I的變化規(guī)律,若電阻不變,電流與電壓成線性關(guān)系,若電阻隨溫度發(fā)生變化,電流與電壓成非線性關(guān)系,此時(shí)曲線某點(diǎn)的切線斜率與該點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電阻值一般不相等。
電源的外特性曲線(由閉合電路歐姆定律得U=E-Ir,畫出的路端電壓U與干路電流I的關(guān)系圖線)的縱截距表示電源的電動(dòng)勢(shì),斜率的絕對(duì)值表示電源的內(nèi)阻。
15.以電磁感應(yīng)為核心的綜合應(yīng)用問題
題型概述:此題型主要涉及四種綜合問題
(1)動(dòng)力學(xué)問題:力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系問題,其聯(lián)系橋梁是磁場(chǎng)對(duì)感應(yīng)電流的安培力。
(2)電路問題:電磁感應(yīng)中切割磁感線的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的回路將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),該導(dǎo)體或回路就相當(dāng)于電源,這樣,電磁感應(yīng)的電路問題就涉及電路的分析與計(jì)算。
(3)圖像問題:一般可分為兩類:
一是由給定的電磁感應(yīng)過程選出或畫出相應(yīng)的物理量的函數(shù)圖像;
二是由給定的有關(guān)物理圖像分析電磁感應(yīng)過程,確定相關(guān)物理量。
(4)能量問題:電磁感應(yīng)的過程是能量的轉(zhuǎn)化與守恒的過程,產(chǎn)生感應(yīng)電流的過程是外力做功,把機(jī)械能或其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的過程;感應(yīng)電流在電路中受到安培力作用或通過電阻發(fā)熱把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能或電阻的內(nèi)能等。
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解決這四種問題的基本思路如下:
(1)動(dòng)力學(xué)問題:根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),然后由閉合電路歐姆定律求出感應(yīng)電流,根據(jù)楞次定律或右手定則判斷感應(yīng)電流的方向,進(jìn)而求出安培力的大小和方向,再分析研究導(dǎo)體的受力情況,最后根據(jù)牛頓第二定律或運(yùn)動(dòng)學(xué)公式列出動(dòng)力學(xué)方程或平衡方程求解。
(2)電路問題:明確電磁感應(yīng)中的等效電路,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向,最后運(yùn)用閉合電路歐姆定律、部分電路歐姆定律、串并聯(lián)電路的規(guī)律求解路端電壓、電功率等。
(3)圖像問題:綜合運(yùn)用法拉第電磁感應(yīng)定律、楞次定律、左手定則、右手定則、安培定則等規(guī)律來分析相關(guān)物理量間的函數(shù)關(guān)系,確定其大小和方向及在坐標(biāo)系中的范圍,同時(shí)注意斜率的物理意義。
(4)能量問題:應(yīng)抓住能量守恒這一基本規(guī)律,分析清楚有哪些力做功,明確有哪些形式的能量參與了相互轉(zhuǎn)化,然后借助于動(dòng)能定理、能量守恒定律等規(guī)律求解。
16.電學(xué)實(shí)驗(yàn)中電阻的測(cè)量問題
題型概述:該題型是高考實(shí)驗(yàn)的重中之重,每年必有命題,可以說高考每年所考的電學(xué)實(shí)驗(yàn)都會(huì)涉及電阻的測(cè)量.針對(duì)此部分的高考命題可以是測(cè)量某一定值電阻,也可以是測(cè)量電流表或電壓表的內(nèi)阻,還可以是測(cè)量電源的內(nèi)阻等。
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測(cè)量的原理是部分電路歐姆定律、閉合電路歐姆定律;常用方法有歐姆表法、伏安法、等效替代法、半偏法等。
高三物理必背知識(shí)點(diǎn)整理1.動(dòng)量和沖量
(1)動(dòng)量:運(yùn)動(dòng)物體的質(zhì)量和速度的乘積叫做動(dòng)量,即p=mv.是矢量,方向與v的方向相同.兩個(gè)動(dòng)量相同必須是大小相等,方向一致.
(2)沖量:力和力的作用時(shí)間的乘積叫做該力的沖量,即I=Ft.沖量也是矢量,它的方向由力的方向決定.
2.動(dòng)量定理:物體所受合外力的沖量等于它的動(dòng)量的變化.表達(dá)式:Ft=p′-p或Ft=mv′-mv
(1)上述公式是一矢量式,運(yùn)用它分析問題時(shí)要特別注意沖量、動(dòng)量及動(dòng)量變化量的方向.
(2)公式中的F是研究對(duì)象所受的包括重力在內(nèi)的所有外力的合力.
(3)動(dòng)量定理的研究對(duì)象可以是單個(gè)物體,也可以是物體系統(tǒng).對(duì)物體系統(tǒng),只需分析系統(tǒng)受的外力,不必考慮系統(tǒng)內(nèi)力.系統(tǒng)內(nèi)力的作用不改變整個(gè)系統(tǒng)的總動(dòng)量.
(4)動(dòng)量定理不僅適用于恒定的力,也適用于隨時(shí)間變化的力.對(duì)于變力,動(dòng)量定理中的力F應(yīng)當(dāng)理解為變力在作用時(shí)間內(nèi)的平均值.
3.動(dòng)量守恒定律:一個(gè)系統(tǒng)不受外力或者所受外力之和為零,這個(gè)系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變.
表達(dá)式:m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′
(1)動(dòng)量守恒定律成立的條件
①系統(tǒng)不受外力或系統(tǒng)所受外力的合力為零.
②系統(tǒng)所受的外力的合力雖不為零,但系統(tǒng)外力比內(nèi)力小得多,如碰撞問題中的摩擦力,爆炸過程中的重力等外力比起相互作用的內(nèi)力來小得多,可以忽略不計(jì).
③系統(tǒng)所受外力的合力雖不為零,但在某個(gè)方向上的分量為零,則在該方向上系統(tǒng)的總動(dòng)量的分量保持不變.
(2)動(dòng)量守恒的速度具有“四性”:①矢量性;②瞬時(shí)性;③相對(duì)性;④普適性.
4.爆炸與碰撞
(1)爆炸、碰撞類問題的共同特點(diǎn)是物體間的相互作用突然發(fā)生,作用時(shí)間很短,作用力很大,且遠(yuǎn)大于系統(tǒng)受的外力,故可用動(dòng)量守恒定律來處理.
(2)在爆炸過程中,有其他形式的能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,系統(tǒng)的動(dòng)能爆炸后會(huì)增加,在碰撞過程中,系統(tǒng)的總動(dòng)能不可能增加,一般有所減少而轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.
(3)由于爆炸、碰撞類問題作用時(shí)間很短,作用過程中物體的位移很小,一般可忽略不計(jì),可以把作用過程作為一個(gè)理想化過程簡(jiǎn)化處理.即作用后還從作用前瞬間的位置以新的動(dòng)量開始運(yùn)動(dòng).
中學(xué)物理教學(xué)的特點(diǎn)決定了只有讓學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的探究過程,學(xué)生才會(huì)感受到物理真實(shí)有用.實(shí)驗(yàn)儀器是實(shí)施物理教學(xué)的重要課程資源,中學(xué)物理新課程標(biāo)準(zhǔn)要求學(xué)生“會(huì)正確使用儀器進(jìn)行觀察、測(cè)量和讀數(shù)”,用實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究始終是物理教學(xué)的重要環(huán)節(jié)之一,是真正落實(shí)物理課程目標(biāo),提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力、科學(xué)素養(yǎng)、創(chuàng)新精神的重要途徑.因此,新課程更加重視實(shí)驗(yàn),重視實(shí)驗(yàn)儀器在教學(xué)中的地位和作用,物理教學(xué)的每個(gè)環(huán)節(jié)應(yīng)自始至終貫徹初、高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)的要求,充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)儀器在教學(xué)中的獨(dú)特性和使用性,應(yīng)將傳統(tǒng)的菜單式介紹改變?yōu)閷?duì)實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行探究式的使用.
1對(duì)儀器結(jié)構(gòu)、原理的探究
在教師的指導(dǎo)下,借助一些報(bào)廢或更換的舊儀器,讓學(xué)生自己動(dòng)手,進(jìn)行拆分和組合,探究各種儀器的設(shè)計(jì)思想、結(jié)構(gòu)原理,才能發(fā)現(xiàn)儀器設(shè)計(jì)的科學(xué)性、巧妙性,才能更好的使用這類儀器,對(duì)儀器的設(shè)計(jì)、構(gòu)造提出建議和改進(jìn),從而培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新的能力.如電壓表、電流表、多用表使用,這些實(shí)驗(yàn)儀表均由磁電式電流表頭改裝而成的.讓學(xué)生充分探究磁電式電流表的設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)、原理,指針位置與測(cè)量準(zhǔn)確性、指針偏轉(zhuǎn)的角度與通過表頭的電流成正比的關(guān)系,來更好地理解直流電表的連接方式,了解多用表設(shè)計(jì)思想是根據(jù)閉合電路的歐姆定律,理解歐姆檔刻度的非線性以及把多用表作為電壓表、電流表使用時(shí)與作為歐姆表使用時(shí)在結(jié)構(gòu)上的區(qū)別.對(duì)多用表內(nèi)部電路的拆分與講解,將極大地激起學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣,并能解決日常生活中的一些簡(jiǎn)單的電學(xué)問題.又如打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用,讓學(xué)生充分探究該儀器的設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)、計(jì)時(shí)原理、所使用的電源要求,才能對(duì)利用它來研究物體勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)時(shí)出現(xiàn)的問題進(jìn)行正確的判斷和解決.
2對(duì)儀器量程的探究
學(xué)生在充分了解實(shí)驗(yàn)儀器的基礎(chǔ)上,才能對(duì)儀器進(jìn)行恰當(dāng)?shù)倪x擇.教學(xué)中的一些基本測(cè)量?jī)x器都有一定的量程和分度值,學(xué)生在使用基本測(cè)量?jī)x器前,應(yīng)弄清儀器的量程,并且能估計(jì)被測(cè)對(duì)象的情況,選用適當(dāng)量程,避免超過量程而可能損壞儀器.同時(shí),要根據(jù)測(cè)量精確度選擇合適分度值的儀器.教師在教學(xué)使用時(shí),應(yīng)引導(dǎo)并示范觀察儀器上的標(biāo)識(shí),例如:天平的量程和分度值在銘牌標(biāo)志上最大稱量就是量程,感量就是分度值.根據(jù)量筒上標(biāo)的最大值和單位得出量程,從每大格計(jì)算出每小格數(shù)值就是分度值.讓學(xué)生養(yǎng)成從標(biāo)識(shí)或說明書上獲取量程分度值信息的習(xí)慣.決不能讓學(xué)生等老師告訴他,然后死記,一定要培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)獲取知識(shí)的能力.
3對(duì)儀器讀數(shù)原則的探究
教學(xué)中應(yīng)讓學(xué)生探究并掌握正確的讀數(shù),有意識(shí)地加強(qiáng)有效數(shù)字的教學(xué),這是儀器使用的一個(gè)最基本的環(huán)節(jié).教學(xué)中教師應(yīng)時(shí)常注意并加以引導(dǎo),尤其在實(shí)驗(yàn)探究中,培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度.要學(xué)會(huì)正確讀數(shù)的姿勢(shì),雖然各種情況讀數(shù)姿勢(shì)說法不同,歸納起來實(shí)質(zhì)就是視線要正對(duì),不能斜視.如:刻度尺和彈簧測(cè)力計(jì)要視線垂直于刻度板,電流表、電壓表讀數(shù)時(shí),也是視線應(yīng)與刻度盤垂直,并且正對(duì)指針;溫度計(jì)和量筒上讀數(shù)時(shí),眼視線應(yīng)與液面保持相平,不能仰視或俯視,若是凹形液面,以凹面為準(zhǔn),凸形液面,以凸面為準(zhǔn).要讓學(xué)生掌握讀數(shù)的一般方法,會(huì)分清儀器的每大格和每小格的刻度值,精確測(cè)量會(huì)從最小刻度之間估計(jì)出一位有效數(shù)字,有時(shí)估計(jì)讀數(shù)四舍五入等.中學(xué)階段不需估讀的實(shí)驗(yàn)儀器有:游標(biāo)卡尺、秒表、電阻箱.需估讀的實(shí)驗(yàn)儀器有:刻度尺、螺旋測(cè)微器、天平、彈簧秤、溫度計(jì)、電壓表、電流表、示波器、多用表,需要估讀的中學(xué)階段一般要求是讀到最小刻度的下一位.
4對(duì)儀器裝置組合及連接方式的探究
根據(jù)實(shí)驗(yàn)探究意圖來組合實(shí)驗(yàn)裝置,應(yīng)該注意組合裝置的布局合理、線路清楚,調(diào)節(jié)、觀察、讀數(shù)方便.儀器的底座調(diào)整,滑線變阻器的初始位置調(diào)整,儀表檔位、零點(diǎn)調(diào)整,光具組共軸調(diào)整等等;每次測(cè)量前都應(yīng)注意例行檢查,組合是否正確?裝置是否處于規(guī)定的初始狀態(tài)?如滑動(dòng)變阻器的兩種連接方式及其適用條件,分壓電路和限流電路貫穿整個(gè)電學(xué)教學(xué)過程,是電學(xué)學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的基本要求,它們各有什么特點(diǎn),適用條件,選擇的根據(jù)等.在教師的演示和學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究中都應(yīng)盡可能通過實(shí)驗(yàn)探究來弄清區(qū)別,也可以設(shè)計(jì)一個(gè)分別采用分壓電路和限流電路來研究的小實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生動(dòng)手完成,加深印象.在調(diào)節(jié)電學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置的初、末狀態(tài)時(shí),不可忽視各種形式的電鍵(單刀單擲、單刀雙擲、雙刀雙擲)的探究,可以讓學(xué)生自己動(dòng)手,制作一些不同功能的電鍵,甚至利用傳感器等信息技術(shù)的實(shí)驗(yàn)儀器,幫助學(xué)生完成各種實(shí)驗(yàn)探究,有利學(xué)生理解其控制作用及連接方式,體現(xiàn)物理學(xué)科的時(shí)代性.
5對(duì)儀器規(guī)范操作的探究
【關(guān)鍵詞】分組實(shí)驗(yàn) 分層次 提問 時(shí)間 巡視
初中物理分組實(shí)驗(yàn)是初中物理教學(xué)的重要手段,它能極大地鍛煉學(xué)生的動(dòng)腦和動(dòng)手能力,活躍課堂氣氛,提升學(xué)習(xí)興趣,對(duì)于學(xué)生可持續(xù)性的后續(xù)發(fā)展有著不可估量的作用。然而,學(xué)生卻存在著學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)習(xí)慣等各類差異,如果教師能采取有效的策略進(jìn)行分層次教學(xué),勢(shì)必能提高教學(xué)效率,取得良好的教學(xué)效果。教育家布盧姆提出:“只要在提供恰當(dāng)?shù)牟牧虾瓦M(jìn)行教學(xué)的同時(shí)給每個(gè)學(xué)生提供適當(dāng)?shù)膸椭统浞值臅r(shí)間,幾乎所有的學(xué)生都能完成學(xué)習(xí)任務(wù)或達(dá)到規(guī)定的學(xué)習(xí)目標(biāo)。”①筆者認(rèn)為初中物理分組實(shí)驗(yàn)在分層次教學(xué)過程中,主要可從備課和施教兩個(gè)環(huán)節(jié)來抓:
一、分層次備課
1.分層次備學(xué)生
分組實(shí)驗(yàn)課大多是在實(shí)驗(yàn)室上的,其座位安排不同于普通教室的座位安排,若能安排合理的話,可以起到很好的輔助教學(xué)作用。這就要求教師要做有心人,通過一階段的教學(xué),關(guān)注學(xué)生的上課表現(xiàn)(包括紀(jì)律表現(xiàn),師生互動(dòng)的積極性、回答問題的正確率等),關(guān)注作業(yè)反饋(包括作業(yè)完成是否及時(shí)、是否獨(dú)立地完成、作業(yè)等第如何等),初步了解班級(jí)整體情況及各層次的同學(xué)分布情況,比如有多少優(yōu)生,多少差生,哪些學(xué)習(xí)能力弱,哪些行為習(xí)慣差,哪些反應(yīng)快,哪些能力強(qiáng)等,并做好必要的記錄,之后按層次分組:
A層:基礎(chǔ)好,能力強(qiáng),成績(jī)優(yōu)秀,學(xué)習(xí)積極性高;
B層:基礎(chǔ)一般,能力一般,成績(jī)中等,學(xué)習(xí)積極性一般;
C層:基礎(chǔ)差,能力弱,行為習(xí)慣較差,學(xué)習(xí)積極性差。
以兩人一組為例,可以將A層次的學(xué)生盡可能兩兩組合,將B層次中動(dòng)手能力相對(duì)強(qiáng)的、紀(jì)律觀念相對(duì)好的一小部分學(xué)生與C層次的學(xué)生搭配組合,剩余的B層次學(xué)生兩兩組合。并且將AA組合和BC組合的小組座位盡可能安排在前排集中區(qū)域,便于管理和指導(dǎo),進(jìn)行差異性教學(xué)。筆者曾經(jīng)還嘗試過A、C組合方式,雖然實(shí)驗(yàn)的完成速度和完成質(zhì)量提高了,但對(duì)于C層次學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ奶岣邲]有起到有效地作用,主要源于A層次學(xué)生雖然有較強(qiáng)的思考和動(dòng)手能力,但在“傳幫帶”上還是缺少方法和耐心,C層次的學(xué)生基本上只是在旁邊看看,很少又動(dòng)手鍛煉的機(jī)會(huì),所以最好還是由教師來負(fù)擔(dān)這項(xiàng)任務(wù)。當(dāng)然,層次分組不是一成不變的,教師可以在后續(xù)的教學(xué)過程中根據(jù)學(xué)生的發(fā)展情況做相應(yīng)的調(diào)整。
2.分層次備教案
在準(zhǔn)備物理分組實(shí)驗(yàn)教案時(shí),可以從教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、預(yù)習(xí)作業(yè)、課后作業(yè)等各個(gè)環(huán)節(jié)分層次準(zhǔn)備,精心設(shè)計(jì)教學(xué)流程,創(chuàng)設(shè)問題情境,讓問題鏈牽動(dòng)各層次的學(xué)生,盡可能適應(yīng)各層次學(xué)生的差異,做到因材施教。以初三“伏安法測(cè)電阻”這節(jié)分組實(shí)驗(yàn)課為例,筆者從分層次教學(xué)的角度考慮,對(duì)教材做了分析和挖掘,一改常規(guī),制定了以下的分層目標(biāo):
C層目標(biāo):了解實(shí)驗(yàn)原理,進(jìn)一步熟悉電流表、電壓表和滑動(dòng)變阻器的使用方法,能記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并算出定值電阻,養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣;
B層目標(biāo):在達(dá)到基層目標(biāo)的基礎(chǔ)上,還要會(huì)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理設(shè)計(jì)伏安電路,明確滑動(dòng)變阻器在實(shí)驗(yàn)中的作用;
A層目標(biāo):在完成中層目標(biāo)的基礎(chǔ)上,能根據(jù)歐姆定律來設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的保護(hù)電路,并能對(duì)實(shí)驗(yàn)誤差做進(jìn)一步的探究和分析。
考慮到A類學(xué)生思維敏捷,動(dòng)手能力強(qiáng),可以在較短的時(shí)間內(nèi)完成基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn),所以通過對(duì)教材的挖掘,在教學(xué)內(nèi)容上分層處理,增加了關(guān)于導(dǎo)線電阻分壓引起的實(shí)驗(yàn)誤差分析,用于A類學(xué)生能力的提升訓(xùn)練,具體如下:
教學(xué)流程:
知識(shí)回顧(歐姆定律)觀察小燈額定電壓和電流設(shè)計(jì)小燈正常發(fā)光電路計(jì)算串聯(lián)的電阻分析例題設(shè)計(jì)伏安電路明確實(shí)驗(yàn)步驟和注意事項(xiàng)學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)并測(cè)出電阻值利用電阻箱調(diào)節(jié)小燈正常發(fā)光分析實(shí)驗(yàn)誤差小結(jié)課堂所學(xué)內(nèi)容、作業(yè)布置。
以上流程中“知識(shí)回顧、觀察小燈額定電壓和額定電流、明確實(shí)驗(yàn)步驟和注意事項(xiàng)、分組實(shí)驗(yàn)并測(cè)出電阻值”這些內(nèi)容要求C類學(xué)生必須要能學(xué)會(huì),B層次學(xué)生除了C類學(xué)生必須掌握的內(nèi)容還增加了“計(jì)算電阻、設(shè)計(jì)伏安電路、利用電阻箱調(diào)節(jié)小燈正常發(fā)光”等內(nèi)容,而A層次學(xué)生可以在B類學(xué)生的基礎(chǔ)上再增加“設(shè)計(jì)小燈正常發(fā)光電路、分析實(shí)驗(yàn)誤差”等內(nèi)容。
二、分層次實(shí)施課堂教學(xué)
1.分層提出問題
提問是課堂教學(xué)的重要手段,可以極大地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,但是,提出的問題普遍太難,會(huì)導(dǎo)致只有少數(shù)能力強(qiáng)的學(xué)生積極響應(yīng),而能力弱的則倍受挫折,學(xué)習(xí)積極性受到抑制。提出的問題普遍太容易也不好,無法調(diào)動(dòng)好生的積極性,導(dǎo)致好生無法充分發(fā)揮,能力提升受到限制。所以,上課時(shí)要面向全體,分層次提問,調(diào)動(dòng)各層次學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。例如,“伏安法測(cè)電阻”這節(jié)課,可以設(shè)計(jì)一條“問題鏈”來對(duì)各層次學(xué)生提問:
問題鏈
①歐姆定律的內(nèi)容是什么?(C 類)②如何使小燈正常發(fā)光?(A 類)③需要串聯(lián)阻值為多大的電阻?(B類)④如何測(cè)出未知電阻的阻值?(B類)⑤滑動(dòng)變阻器有何作用?(B類)⑥如何判斷小燈正常發(fā)光?(C類)⑦將電阻箱調(diào)到所需電阻接入后,小燈的電壓為什么總是比額定電壓小一點(diǎn)?(A類)
2.合理分配時(shí)間
對(duì)于不同層次的學(xué)生,教師應(yīng)該合理地分配教學(xué)時(shí)間,既要照顧到整體,又要考慮到差異。以一節(jié)45分鐘的分組實(shí)驗(yàn)課為例,課堂的開始階段進(jìn)行知識(shí)回顧、了解實(shí)驗(yàn)原理,主要針對(duì)的是C層次學(xué)生,時(shí)間不要太長(zhǎng),控制在5分鐘以內(nèi)比較好,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(包括電路圖的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)步驟的安排、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表的建立等等)這塊教學(xué)內(nèi)容主要針對(duì)A、B層次學(xué)生,人數(shù)占比大,是個(gè)比較大的整體,所以時(shí)間要安排得較充分些,一般在15分鐘左右。分組實(shí)驗(yàn)活動(dòng)是鍛煉學(xué)生動(dòng)手能力的重要環(huán)節(jié),針對(duì)的是全班這個(gè)整體,且教師在這個(gè)階段還要對(duì)不同層次的學(xué)生分層輔導(dǎo),因此一定要確保充分的活動(dòng)時(shí)間,一般在20分鐘左右。最后5分鐘左右的時(shí)間進(jìn)行總結(jié)和交流。
3.分層巡視指導(dǎo)
在學(xué)生動(dòng)手進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)的活動(dòng)過程中,教師要巡視指導(dǎo),發(fā)現(xiàn)問題并及時(shí)給予必要的幫助。在這個(gè)階段,同樣要有分層輔導(dǎo)的技巧。由于對(duì)學(xué)生進(jìn)行了層次分組,所以輔導(dǎo)時(shí),教師應(yīng)主要針對(duì)BC類組合,因?yàn)檫@些組合中的C類學(xué)生動(dòng)腦動(dòng)手能力比較弱,更需要手把手地教導(dǎo),此時(shí)教師應(yīng)該耐心地從儀器的調(diào)節(jié)、電路的連接、儀表的讀數(shù)等基本技能抓起,鼓勵(lì)學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn),激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情,增強(qiáng)他們的學(xué)習(xí)信心。同時(shí),也要抽出一點(diǎn)時(shí)間對(duì)B類的學(xué)生進(jìn)行“點(diǎn)撥式”指導(dǎo),排除他們遇到的困難。當(dāng)然,還要對(duì)完成得又快又好的A類學(xué)生提出拓展實(shí)驗(yàn)要求。例如在“測(cè)量物體密度”的分組實(shí)驗(yàn)中,可以對(duì)完成快的A類學(xué)生提出新的實(shí)驗(yàn)要求:如何利用現(xiàn)有器材(天平、量筒、水、燒杯)測(cè)量一個(gè)無法放入量筒且形狀不規(guī)則的木塊的密度?有了這樣的分層輔導(dǎo),學(xué)生們就能“各盡所能,各取所需”了。
在物理分組實(shí)驗(yàn)的分層教學(xué)中,只要教師全身心投入,巧妙構(gòu)思、精心設(shè)計(jì),積累經(jīng)驗(yàn),并持之以恒,一定能促進(jìn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ恼w提高。
【注釋】
1 加強(qiáng)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué),提高學(xué)生形成物理概念、掌握物理規(guī)律的效率
在物理教學(xué)中通過物理實(shí)驗(yàn),使學(xué)生對(duì)物理概念和規(guī)律形成具體而生動(dòng)的感性認(rèn)識(shí)是非常必要的。如果在物理教學(xué)過程中,學(xué)生對(duì)物理問題沒有形成感性認(rèn)識(shí),沒有認(rèn)清必要的物理現(xiàn)象,教師就急于講解概念、規(guī)律,這只能是填鴨式的教學(xué),與教師要培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理規(guī)律解決實(shí)際問題的目的相悖。適時(shí)引導(dǎo)學(xué)生探究原因,學(xué)生用自己原有的知識(shí)無法解釋這種現(xiàn)象時(shí),便會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的求知欲望。適當(dāng)?shù)奈锢韺?shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生探究心理的形成、學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)有很大的促進(jìn)作用,能促進(jìn)學(xué)生對(duì)物理概念和物理規(guī)律的充分理解和運(yùn)用,從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。
2 注重學(xué)生基本實(shí)驗(yàn)技能和基本操作能力的培養(yǎng)
高中物理實(shí)驗(yàn)中要用到許多基本儀器,如游標(biāo)卡尺、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、多用電表、示波器等。這些有的要求學(xué)生能夠獨(dú)立使用,有的要求在教師指導(dǎo)下練習(xí)使用。因此要求教師能夠根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)和教材,認(rèn)真分析每個(gè)實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生充分理解每個(gè)實(shí)驗(yàn)器材的使用方法,培養(yǎng)學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能。在此實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上,能使學(xué)生更好地理解實(shí)驗(yàn)所要探索的物理規(guī)律,從而更好地利用物理規(guī)律解決實(shí)際問題,提高學(xué)習(xí)效率。在實(shí)驗(yàn)中不僅培養(yǎng)了學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能,又使學(xué)生對(duì)誤差和有效數(shù)字有了更深刻的理解,從而提高了這個(gè)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)效率。教師要精心指導(dǎo)學(xué)生,促進(jìn)其實(shí)驗(yàn)技能的熟練,操作程序的嚴(yán)謹(jǐn),使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中達(dá)到“心明、眼亮”,并遵循循序漸進(jìn)的原則,使學(xué)生實(shí)現(xiàn)技能和方法的遷移。例如,在學(xué)完“電動(dòng)勢(shì)”這個(gè)概念后可以設(shè)計(jì)一個(gè)這樣的實(shí)驗(yàn):用一節(jié)干電池、一個(gè)直流電流表、一個(gè)直流電壓表、一個(gè)電阻箱、二個(gè)單刀開關(guān)及導(dǎo)線若干測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻。讓學(xué)生畫出電路圖,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟,從而加深學(xué)生對(duì)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的理解,為進(jìn)一步學(xué)習(xí)“全電路歐姆定律”做準(zhǔn)備。這種開放性的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的方法不僅提高了學(xué)生對(duì)重點(diǎn)物理概念和規(guī)律的運(yùn)用能力,也培養(yǎng)了學(xué)生分析和解決問題的能力。
3 通過實(shí)驗(yàn),發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性
學(xué)生是學(xué)習(xí)過程的主體,但在如今許多實(shí)驗(yàn)中學(xué)生只是按照實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行操作、讀數(shù)并記錄。這種按部就班的實(shí)驗(yàn)方式,很難發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性,限制了學(xué)生的思維。通過這種方式培養(yǎng)的學(xué)生毫無生機(jī)和活力,更談不上有任何的創(chuàng)造力,對(duì)其學(xué)習(xí)效率的提高毫無幫助。只有重視學(xué)生學(xué)習(xí)的主體地位才能改變傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方式。教師可以選擇一些開放性的實(shí)驗(yàn)題目,從不同角度,用不同方法解決問題,使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中變“被動(dòng)”為“主動(dòng)”。開放性實(shí)驗(yàn)方式很多,如在學(xué)習(xí)完串并聯(lián)電路后,可根據(jù)并聯(lián)電路的分流作用,設(shè)計(jì)一個(gè)這樣的實(shí)驗(yàn):給出干電池、學(xué)生電源、開關(guān)、電流表、靈敏電流計(jì)、變阻箱、定值電阻等器材,讓學(xué)生自己從中選擇合適的器材擴(kuò)大電流表的量程。要求學(xué)生寫出實(shí)驗(yàn)原理和步驟,通過實(shí)際操作驗(yàn)證自己的方法。做這種開放性實(shí)驗(yàn)極具探索性和創(chuàng)造性,學(xué)生的注意力會(huì)高度集中,求知欲會(huì)更加強(qiáng)烈,從而充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性,有利于學(xué)生學(xué)習(xí)效率的提高。
4 與多媒體技術(shù)相結(jié)合,加強(qiáng)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)
物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科,而新課程標(biāo)準(zhǔn)明確指出要提高教學(xué)的有效性,促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。為此,教師要發(fā)揮自身的引導(dǎo)作用,爭(zhēng)取將有限的教學(xué)時(shí)間充分利用起來,將教學(xué)效率最大化,激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的熱情和動(dòng)力,為實(shí)驗(yàn)教學(xué)注入新的生機(jī)與活力,實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代教學(xué)改革的目標(biāo)。
1 合理設(shè)計(jì)分組實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)習(xí)態(tài)度
新課標(biāo)提倡分組教學(xué),并要求教師根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和學(xué)生的實(shí)際情況,對(duì)學(xué)生進(jìn)行合理分組。通過分組實(shí)驗(yàn),可以讓學(xué)生在合作探究的過程中牢牢掌握物理知識(shí),感受物理知識(shí)的形成過程,加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的印象,提高學(xué)生的合作學(xué)習(xí)能力。在分組實(shí)驗(yàn)過程中,一定要充分了解該次實(shí)驗(yàn)的具體內(nèi)容,引導(dǎo)學(xué)生牢記實(shí)驗(yàn)要求、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)方法等,并指導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立解決相關(guān)問題,如果學(xué)生實(shí)在無法單獨(dú)解決的問題,可以通過合作探究的方式加以完成。通過這樣的學(xué)習(xí)過程,一方面可以及時(shí)糾正學(xué)生的不良習(xí)慣,另一方面有助于培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)態(tài)度。例如,在教學(xué)“測(cè)量小燈泡的電功率”時(shí),教師可以設(shè)計(jì)如下方法:先帶領(lǐng)學(xué)生回顧測(cè)出小燈泡電阻值的方法,借助安培表得到小燈泡的電流,利用電壓表測(cè)出小燈泡的電壓值,最后通過歐姆定律計(jì)算出小燈泡的電阻值。然后借助公式P=UI計(jì)算得出燈泡的實(shí)際功率。在實(shí)驗(yàn)過程中,教師要提醒學(xué)生注意及時(shí)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,切勿讓實(shí)際電壓超過額定電壓,從而導(dǎo)致?lián)p壞電元件,因此,教師要加強(qiáng)巡視,爭(zhēng)取做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)、及時(shí)指導(dǎo)、及時(shí)糾正。這一實(shí)驗(yàn)的目的在于加深學(xué)生對(duì)電功率知識(shí)的認(rèn)知與理解,實(shí)踐證明,通過這一實(shí)驗(yàn)過程,不但充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性和主動(dòng)性,而且實(shí)現(xiàn)了知識(shí)的遷移和再創(chuàng)造,幫助學(xué)生積累了更多的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn),有效提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。
2 改進(jìn)創(chuàng)新物理實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能
在初中的物理實(shí)驗(yàn)中,有些演示實(shí)驗(yàn)的儀器要求不是很高,對(duì)于這類實(shí)驗(yàn),教師可以進(jìn)行合理的改造,讓學(xué)生在“學(xué)中做,做中學(xué)”。例如,課本上利用鉛皮和鉛盒演示物體浮沉條件的實(shí)驗(yàn),教師就可以加以改變,讓學(xué)生準(zhǔn)備好一只玻璃杯和一支空牙膏管(尾端剪開)。在實(shí)驗(yàn)過程中,指導(dǎo)學(xué)生把牙膏管壓扁放在盛水的玻璃杯里,它便會(huì)在水中下沉;然后再把牙膏管鼓起來,它便開始上浮。又如,教師可以引導(dǎo)學(xué)生把橡皮筋制成測(cè)力計(jì),配合“力的測(cè)量”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)。另外還可以將物理教材中的一些分組實(shí)驗(yàn)加以改造。對(duì)于學(xué)生已經(jīng)掌握的有關(guān)實(shí)驗(yàn)儀器的操作方法,在進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)時(shí),可以適當(dāng)提高要求。例如,初三將“電流表”、“電壓表”的相關(guān)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行適當(dāng)?shù)母淖儯涂梢栽谥v授新課時(shí)讓學(xué)生掌握電流表、電壓表的使用方法,到分組實(shí)驗(yàn)時(shí),教師就可以適當(dāng)增加“兩表”的使用頻數(shù),這種方式不僅有助于學(xué)生掌握正確的儀器使用方法,還有助于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能,提高學(xué)生的動(dòng)手能力。再如當(dāng)物理實(shí)驗(yàn)器材比較落后、數(shù)量有限,還有的實(shí)驗(yàn)器材不容易進(jìn)行操作,此時(shí),就可以尋找生活中的物品加以代替。例如,在研究“氣體壓強(qiáng)與流速”的關(guān)系時(shí),可以將兩個(gè)乒乓球架在軌道上,然后用吸管往兩個(gè)乒乓球中間吹氣,可以看到兩個(gè)球非但不會(huì)向兩邊分開,反而會(huì)向中間靠攏,這就有效的激發(fā)了學(xué)生的探究興趣。但是在實(shí)驗(yàn)過程中,乒乓球很容易掉到地上,操作起來并不簡(jiǎn)單,為了便于操作我們可以尋找其他物品進(jìn)行替代:①拿來兩個(gè)氣球,將其吹起來后用繩子綁在同一水平線上,間隔距離為2―3厘米,然后用一只吸管,往球的中間吹氣,可以觀察到兩個(gè)氣球明顯向中間靠攏;②拿來兩根等高的蠟燭固定在桌面上,中間間隔2―3厘米,用吸管往中間吹起,明顯觀察到蠟燭的火焰向中間靠攏。通過改進(jìn)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)及器材,可以起到很好的效果。
3 發(fā)揮多媒體的優(yōu)勢(shì),彌補(bǔ)模擬實(shí)驗(yàn)缺陷
在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,有些實(shí)驗(yàn)不易觀察、很危險(xiǎn)或沒有條件做到,這時(shí)就可以利用多媒體課件來演示仿真實(shí)驗(yàn),真實(shí)再現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中的物理化學(xué)變化過程,學(xué)生在觀賞課件的過程中加深對(duì)物理規(guī)律的認(rèn)識(shí),獲得探究體驗(yàn),以彌補(bǔ)實(shí)際實(shí)驗(yàn)的缺陷,在學(xué)生腦海中形成深刻的印象,幫助他們完成對(duì)教學(xué)知識(shí)的理解和掌握。比如,有些物理實(shí)驗(yàn)像分子運(yùn)動(dòng)、伽利略理想實(shí)驗(yàn)等,在現(xiàn)有課堂的實(shí)驗(yàn)條件下是很難實(shí)現(xiàn)和觀察到的,這時(shí)教師可以借助多媒體課件的模擬功能來演示這些物理現(xiàn)象,讓學(xué)生能夠通過觀看生動(dòng)形象的物理現(xiàn)象建立一個(gè)直觀、形象的感性認(rèn)識(shí),有助于對(duì)教學(xué)內(nèi)容的理解和掌握。再比如,像在要求摩擦力為零的伽利略理想實(shí)驗(yàn)中,現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)條件中是不可能沒有摩擦力的,但多媒體課件可以幫忙完成這一理想實(shí)驗(yàn)。
4 拓展課外物理實(shí)驗(yàn),提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?/p>
創(chuàng)設(shè)物理問題的情境是悟理的基礎(chǔ),生成物理問題是悟理的關(guān)鍵。物理實(shí)驗(yàn)是物理研究問題的基本方法。在物理教學(xué)中怎樣培養(yǎng)學(xué)生的觀察和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ莆找恍┭芯繂栴}的基本方法和思路,對(duì)提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)有重要意義。
【關(guān)鍵詞】悟理 觀察和實(shí)驗(yàn) 質(zhì)疑和討論 實(shí)踐和精練 科學(xué)方法
物理教學(xué)的實(shí)踐告訴我們,學(xué)生對(duì)物理現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)和物理規(guī)律的掌握有一個(gè)理解和領(lǐng)悟的過程。實(shí)踐證明:真正地物理學(xué)習(xí)不是靠老師灌懂的,而是靠學(xué)生悟懂的。物理學(xué)習(xí)的關(guān)鍵是悟理,而選擇促進(jìn)悟理的策略是物理教學(xué)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)。
1.用觀察和實(shí)驗(yàn)啟動(dòng)悟理
觀察和實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)習(xí)最基本的方法。物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)和物理理論的建立,都是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),并受到實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)。物理學(xué)習(xí)過程中觀察和實(shí)驗(yàn)首先為學(xué)生認(rèn)識(shí)和發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律提供了豐富的感性材料,其次為理解和掌握物理知識(shí)提供了直觀的感性支持,同時(shí)為開拓和遷移物理知識(shí)的應(yīng)用提供了發(fā)展的平臺(tái)。
每當(dāng)學(xué)生對(duì)一個(gè)新的物理知識(shí)難以入門時(shí),最好的方法是用觀察或?qū)嶒?yàn)開路,從豐富的感性材料中提煉抽象的內(nèi)容,引導(dǎo)學(xué)生接受新知識(shí)。例如:學(xué)習(xí)密度時(shí),對(duì)概念的引入,首先就用天平稱量或者是讓學(xué)生掂量同體積的不同物質(zhì)的鐵塊、銅塊、木塊、鋁塊等,從中認(rèn)識(shí)一個(gè)事實(shí):同體積的不同物質(zhì)的質(zhì)量不等,不同體積的相同物質(zhì)的質(zhì)量不等。在此基礎(chǔ)上抽象出密度的概念。悟懂密度是物質(zhì)的一種特性的含義,從物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)來看,改變物質(zhì)的密度的條件應(yīng)是改變物質(zhì)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)(分子的種類、分子間的距離等)。
每當(dāng)學(xué)生對(duì)一個(gè)新的物理規(guī)律無法接受和理解時(shí),最好的方法是通過觀察和實(shí)驗(yàn)去感受,從而接納所學(xué)物理規(guī)律的內(nèi)涵。例如:對(duì)影響滑動(dòng)摩擦力大小因素的理解,學(xué)生往往認(rèn)為滑動(dòng)摩擦力的大小與物體運(yùn)動(dòng)的速度有關(guān),不妨讓學(xué)生做一做實(shí)驗(yàn):用彈簧測(cè)力計(jì)拉著木塊在長(zhǎng)木板上以不同的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng),就會(huì)悟出速度不是影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素。
每當(dāng)學(xué)生對(duì)一個(gè)物理知識(shí)不會(huì)遷移和應(yīng)用時(shí),最好的方法是用觀察和實(shí)驗(yàn)來拓寬學(xué)生的思維。什么是壓強(qiáng)?可以讓學(xué)生先體驗(yàn)如下過程:把鉛筆的一端削尖,用兩手的食指壓住鉛筆的兩端。可以發(fā)現(xiàn):接觸筆尖的手指受壓的感覺比另一手指要強(qiáng)得多,并且越用力,這種感覺越明顯。學(xué)生只有經(jīng)歷了這一過程,才能形成“壓強(qiáng)”的概念,并且從中悟出增大和減少壓強(qiáng)的方法。
觀察和實(shí)驗(yàn)是其它任何一種教學(xué)形式都不能替代的教學(xué)活動(dòng)。大量事實(shí)表明,沒有觀察和實(shí)驗(yàn)是不完整的物理課。觀察和實(shí)驗(yàn)是啟迪學(xué)生悟理,取之不盡,用之不竭的源泉。
2.用質(zhì)疑和討論推動(dòng)悟理
質(zhì)疑是物理學(xué)習(xí)的起點(diǎn),是悟理的動(dòng)力。老師不單要盡力創(chuàng)設(shè)物理問題的情境,更重要的是讓學(xué)生生成問題,在物理問題情境中不斷地發(fā)現(xiàn)問題,大膽地從不同的角度提出問題。學(xué)生在物理學(xué)習(xí)過程中能夠提出問題就是向悟理邁出了關(guān)鍵的一步。
創(chuàng)設(shè)物理問題的情境是悟理的基礎(chǔ),生成物理問題是悟理的關(guān)鍵。例如:在學(xué)習(xí)“物態(tài)變化”時(shí),教師最好是用多媒體向?qū)W生展示千姿百態(tài)、千變?nèi)f化水的情境:冬天原野里的大霧,房屋上的白霜,白雪皚皚的雪山,樹枝上的晶瑩的冰凌,春天到來時(shí),冰雪融化成水;火爐燒水時(shí)水壺上冒出白氣,茶杯上的白氣遇冷變成小水滴等現(xiàn)象。創(chuàng)設(shè)出“霧、霜、雪、雨、冰是怎樣形成的”,“水為何會(huì)變成白氣”、“白氣又為何會(huì)變成水滴”等情境,讓學(xué)生在問題情境中產(chǎn)生疑問,發(fā)現(xiàn)問題,提出問題。物質(zhì)存在的狀態(tài)有哪幾種?物質(zhì)存在的狀態(tài)與什么有關(guān)?物質(zhì)在什么情況下就會(huì)發(fā)生狀態(tài)變化?物態(tài)變化時(shí)有什么應(yīng)用?如果學(xué)生在老師創(chuàng)設(shè)的情境中能生成諸多的問題,就能推動(dòng)悟理的前行。
質(zhì)疑和討論需要給予學(xué)生良好的空間和足夠的時(shí)間。鼓勵(lì)學(xué)生敢于發(fā)表觀點(diǎn)辯論問題,這是學(xué)生悟理的催化劑。例如:為了理解牛頓第一定律,可讓學(xué)生辯論:“有力作用在物體上物體就運(yùn)動(dòng),沒有力作用在物體上物體就不運(yùn)動(dòng)”的正確與否。答案只可能有一個(gè),讓學(xué)生通過辯論說服或者接受對(duì)方的觀點(diǎn)的過程就是對(duì)物理知識(shí)悟懂的過程。
讓學(xué)生互相討論和解答問題也是促進(jìn)學(xué)生悟理的很好途徑。在互相討論和解答問題的過程中,可使學(xué)生在交流中互相評(píng)價(jià),在評(píng)價(jià)中互相交流,在交流中互相啟發(fā),從而共同提高。例如:電爐通電時(shí),為什么電爐絲熱得發(fā)紅,而連接電爐的導(dǎo)線卻不怎么熱?學(xué)生在討論和解答的過程中不但能促進(jìn)學(xué)生對(duì)焦耳定律的理解和對(duì)控制變量法的運(yùn)用,而且能提高學(xué)生的語言表達(dá)和對(duì)問題的陳述能力。有時(shí)讓學(xué)生自言自語的解答問題也能促進(jìn)學(xué)生悟理。
質(zhì)疑和討論(甚至是爭(zhēng)論和辯論)推動(dòng)了物理學(xué)的發(fā)展。物理學(xué)習(xí)中,沒有質(zhì)疑是不成功的物理課,一堂成功的物理課,不應(yīng)該是老師向?qū)W生提出了多少問題,解決了多少問題,而應(yīng)該是學(xué)生在老師的引導(dǎo)下能提出多少問題,學(xué)生之間通過質(zhì)疑和討論找到了多少解決問題的方法,悟出了多少物理道理。由此可見,質(zhì)疑和討論能推動(dòng)悟理。
3.用實(shí)踐和習(xí)題拉動(dòng)悟理
從參與實(shí)踐活動(dòng),體驗(yàn)物理知識(shí)應(yīng)用的過程中拉動(dòng)悟理。如:學(xué)習(xí)了凸透鏡成像的規(guī)律,讓學(xué)生練習(xí)使用照相機(jī)給同學(xué)分別照半身像和全身像,就能使學(xué)生在調(diào)節(jié)照相機(jī)的過程中,進(jìn)一步悟懂凸透鏡成像時(shí)像的大小與物距的關(guān)系,像距的變化與物距變化的關(guān)系。再如:學(xué)習(xí)了杠桿后,讓學(xué)生練習(xí)使用扳手?jǐn)Q螺帽,用老虎鉗子扭鐵絲,用鑷子夾取小石子,體驗(yàn)省力杠桿和費(fèi)力杠桿,理解動(dòng)力臂和阻力臂的關(guān)系。
從“想想做做”的小制作動(dòng)手活動(dòng)中拉動(dòng)悟理。例如:學(xué)氣壓時(shí),讓學(xué)生自制一個(gè)氣壓計(jì),觀察和比較樓上和樓下大氣壓的變化。學(xué)生在制作和觀察的過程中就會(huì)拉動(dòng)對(duì)氣壓計(jì)原理、大氣壓變化的規(guī)律的認(rèn)識(shí)和理解,以及對(duì)氣壓計(jì)與溫度計(jì)構(gòu)造和原理的異同點(diǎn)的認(rèn)識(shí)和理解。
從典型、精煉的習(xí)題訓(xùn)練過程中,也能拉動(dòng)悟理。例如:如圖所示的電路中,三個(gè)電表(電流表或電壓表)分別接在a、b、c處,
當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí),電燈L1、L2均正常發(fā)光,a、b、c處三個(gè)電表的示數(shù)分別為3、0.6和1.8(單位為A或V),則電燈L1和L2中通過的電流之比為________;若把a(bǔ)、b處的電表換接為另一種電表,c處電表不變,則電燈L1正常發(fā)光,L2不發(fā)光,a處電表的示數(shù)為0,b、c處電表的示數(shù)分別為3和1.2(單位為A或V)。上述兩種情況下,電路的總電阻之比為________。這個(gè)題的訓(xùn)練既可拉動(dòng)學(xué)生對(duì)電流表和電壓表的特點(diǎn)和使用方法的理解,也可拉動(dòng)學(xué)生對(duì)串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律的理解。