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过山车中的物理学研究论文

发布时间:2024-07-06 15:39:18

过山车中的物理学研究论文

就是写一些在游乐场中应用或出现的物理现象, 例如:过山车为什么在高速运动过程中即使车体朝下也不会脱轨;碰碰车在相碰后为什么会向后退…… 就这类现象进行研究,讨论 资料: 过山车原理 过山车是一项富有刺激性的娱乐工具。那种风驰电掣、有惊无险的快感令不少人着迷。如果你对物理学感兴趣的话。那么在乘坐过山车的过程中不仅能够体验到冒险的快感,还有助于理解力学定律。实际上,过山车的运动包含了许多物理学原理,人们在设计过山车时巧妙地运用了这些原理。如果能亲身体验一下由能量守恒、加速度和力交织在一起产生的效果,那感觉真是妙不可言。这次同物理学打交道不用动脑子,只要收紧你的腹肌,保护好肠胃就行了。当然,如果你受身体条件和心理承受能力的限制,无法亲身体验过山车带来的种种感受,你不妨站在一旁仔细观察过山车的运动和乘坐者的反应。 在刚刚开始时,过山车的小列车是依靠一个机械装置的推力推上最高点的,但在第一次下行后,就再也没有任何装置为它提供动力了。事实上,从这时起,带动它沿轨道行驶的唯一的“发动机”将是引力势能,即由势能转化为动能、又由动能转化为引力势能这样一种不断转化的过程构成的。 第一种能,即引力势能是物体因其所处位置而自身拥有的能量,是由于它的高度和由引力产生的加速度而来的。对过山车来说,它的势能在处于最高点时达到了最大值,也就是当它爬升到“山丘”的顶峰时最大。当过山车开始下降时,它的势能就不断地减少(因为高度下降了),但它不会消失,而是转化成了动能,也就是运动的能量。不过,在能量的转化过程中,由于过山车的车轮与轨道的摩擦而产生了热量,从而损耗了少量的机械能(动能和势能)。这就是为什么在设计中随后的小山丘比开始时的小山丘那样的高度所需要的机械能了。 过山车最后一节小车厢里是过山车赠送给勇敢的乘客最为刺激的礼物。事实上,下降的感受在过山车的尾部车厢最为强烈。因为最后一节车厢通过最高点时的速度比过山车头部的车厢要快,这是由于引力作用于过山车中部的质量中心的缘故。这样,乘坐在最后一节车厢的人就能够快速地达到和跨越最高点,从而就会产生一种要被抛离的感觉,因为质量中心正在加速向。尾部车厢的车轮是牢固地扣在轨道上的,否则在到达顶峰附近时,小车厢就可能脱轨飞出去。 车头部的车厢情况就不同了,它的质量中心在“身后”,在短时间内,它虽然处在下降的状态,但是它要“等待”质量中心越过高点被引力推动。 到达“垂直循环”(Vertical Loop)时,沿直线轨道行进的过山车突然向上转弯。这时,乘客就会有一种被压到轨道上的感觉,因为这时产生了一种表观的离心力。事实上,在环形轨道上由于铁轨与过山车相互作用产生了一种向心力。这种环形轨道是水滴形的,目的是为了“平衡”引力的制动效应。当过山车达到圆形轨道的最高点时,事实上它会慢下来,但如果弯曲的程度较小时,这种现象会减弱。一旦过山车走完了它的行程,机械制动装置就会非常安全地使过山车停下来。减速的快慢是由气缸中气体的压力来控制的

过山车运行中物理学原理加速度速率 (有方向的速度) 的改变称为加速度。 一个物体加速,减速,或改变方向, 称之为加速度。 大部分大型游乐设备包括加速度。 当下坡,或急速转弯, 设备可能提高速率或加速度。 当上坡,或沿直线运动, 设备可能减小速率或减速度。 当过山车下坡,地心引力使车体运动的速度越来越快, 这是加速度。 当过山车上坡,车体运动的速度越来越慢, 这是减速度。 过山车的加速度与车体的质量和推拉的动力有直接的关系。向心力当过山车沿着回环运动, 向心力发生作用。向心力是物体沿着圆周运动而产生的. 例如当你沿着下滑曲线向地面运行, 地心引力使过山车沿直线作下滑运动,但是轨道是曲线的,向心力里又使过山车沿曲线运动. 乘客在过山车上的感觉是被抛离轨道, 但是地心引力又使车体的的确确运行在轨道上作圆周运动,所以指向圆周或曲线内部的动力是必须的。 对于指向圆周或曲线内部的动力, 称之为向心力。能量(动能+势能)能量使物体工作动能- 正被使用的能量, 能量产生运动。势能--被储存的能量, 以后再使用能量的守恒定率: 能量可以从一种形式转化为另一种形式,但是不回自动生成和消失。当马达驱动过山车攀登到达第一个坡度, 过山车储存越来越多的势能。 当重力牵引过山车沿斜坡下滑, 势能又转化为动能。 斜坡上离顶部越远,势能转化为动能就越多, 乘客能感觉到速度的加快。 在斜坡的最底部, 速度最快。当车体攀登第二个山坡,动能又逐渐转化为势能, 过山车的速度逐渐减慢。 高度越高,意味着动能转化为势能越多。 这个动能势能的转化守恒定率,保持过山车沿轨道上下运动。 而动能的总量是保持不便,只是重一种形式转化为另一种形式。 请注意第一个山坡是过山车的最高点,为什么?然而,一部分的能量转化摩擦力,风阻,车轮的转动和其他一些消耗能量的因素。过山车设计者充分考虑摩擦力在过山车运行中所扮演的角色。 因此设计师降低山坡设计的高度, 以保证过山车能够完全驶过山坡。过山车能够运行是因为两个基本点: 地球引力和能量守恒。

过山车运行中物理学原理 加速度 速率 (有方向的速度) 的改变称为加速度。 一个物体加速,减速,或改变方向, 称之为加速度。 大部分大型游乐设备包括加速度。 当下坡,或急速转弯, 设备可能提高速率或加速度。 当上坡,或沿直线运动, 设备可能减小速率或减速度。 当过山车下坡,地心引力使车体运动的速度越来越快, 这是加速度。 当过山车上坡,车体运动的速度越来越慢, 这是减速度。 过山车的加速度与车体的质量和推拉的动力有直接的关系。 向心力 当过山车沿着回环运动, 向心力发生作用。向心力是物体沿着圆周运动而产生的. 例如当你沿着下滑曲线向地面运行, 地心引力使过山车沿直线作下滑运动,但是轨道是曲线的,向心力里又使过山车沿曲线运动. 乘客在过山车上的感觉是被抛离轨道, 但是地心引力又使车体的的确确运行在轨道上作圆周运动,所以指向圆周或曲线内部的动力是必须的。 对于指向圆周或曲线内部的动力, 称之为向心力。 能量(动能+势能) 能量使物体工作 动能- 正被使用的能量, 能量产生运动。 势能--被储存的能量, 以后再使用 能量的守恒定率: 能量可以从一种形式转化为另一种形式,但是不回自动生成和消失。 当马达驱动过山车攀登到达第一个坡度, 过山车储存越来越多的势能。 当重力牵引过山车沿斜坡下滑, 势能又转化为动能。 斜坡上离顶部越远,势能转化为动能就越多, 乘客能感觉到速度的加快。 在斜坡的最底部, 速度最快。 当车体攀登第二个山坡,动能又逐渐转化为势能, 过山车的速度逐渐减慢。 高度越高,意味着动能转化为势能越多。 这个动能势能的转化守恒定率,保持过山车沿轨道上下运动。 而动能的总量是保持不便,只是重一种形式转化为另一种形式。 请注意第一个山坡是过山车的最高点,为什么? 然而,一部分的能量转化摩擦力,风阻,车轮的转动和其他一些消耗能量的因素。过山车设计者充分考虑摩擦力在过山车运行中所扮演的角色。 因此设计师降低山坡设计的高度, 以保证过山车能够完全驶过山坡。 过山车能够运行是因为两个基本点: 地球引力和能量守恒。 作用力 作用力的表现形式是推或拉。 平衡的作用力表现为物体在受到几个力作用时,物体保持静止状态或匀速直线运动状态。 非平衡力表现为物体在受到几个力作用时,物体保持非静止状态或变速直线运动状态牛顿第一和第二定律定律特别符合过山车的工作原理,它们联系到重力和加速度。过山车从山坡的顶端是一系列复杂的倾斜的下降运动;但又是一个简单的力学原理。 我们以G作为过山车所受到的重力。 1G是坐在静止过山车的乘客,或在地球任何地方所受到的重力。 摩擦力 两个互相接触的物体, 当它们发生相对运动时,就会在接触面上产生一种阻碍相对运动的力, 这种力就叫摩擦力. 摩擦力产生的条件是两物体相互接触, 且接触面粗糙, 有相互挤压; 两物体之间要发生或已经发生相对运动. 摩擦力阻碍物体相对运动或相对运动的趋势, 因此摩擦里的方向与物体相对运动或相对运动的趋势相反。 所以在物体的运动中,一部分动能转化为摩擦力。 过山车的设计者一定要知道摩擦力在车体运动中所起的作用。 设计者可以用摩擦力以降低过山车行进中的速度和到站后的安全停止。 重力 由于地球的吸引里而使物体受到的力叫作重力. 对过山车最为重要和具有影响的是地球引力。 地球引力使物体从一个点往另外一点运动。由于重力引起的加速或减速依据轨道倾斜的角度;坡度越陡, 加速或减速就越明显。 重力加速度 描述压力的通常单位是 g。 一个 g 等同与地球引力。 航天飞机起飞时,宇航员承受是 3 g 的压力,既三倍于地球引力。 斜坡 #1 在设计斜坡#1 时, 请考虑以下的问题: 斜坡有没有足够的高度,以提供过山车有足够的动力使过山车通过斜坡#2 和回环。 如果过山车的速度过快,当过山车通过斜坡顶部时,会发生什么情况, 为什么? 地球引力的变化对于过山车上下山坡和穿过回环, 会产生什么样的影响。 你能不能改变地球的引力? 斜坡#2 为什么斜坡#2的高度决定过山车能否穿过回环? 什么样斜坡的高度设计使过山车能通过回环,而又不坠毁? 摩擦力的设计是不是影响过山车能否顺利通过斜坡#2 和饶过回环的因素? 重力是如何影响车厢在轨道上行进的? 惯性 一个静止的物体,如过山车,没有外力的推拉, 它是不会运动的。 物体质量越大, 惯性越大。 如果没有外力使过山车加速或减速, 行进中的过山车会按原来的方向继续运动。 运行过山车的阻力改变它的速率是惯性的另一例子。 对于回环设计和,必须决定回环的大小尺度。 惊险的过山车通常会有回环或螺旋设计。 你惊险的经历不仅仅是飞快的速度,巨大的落差, 也包括令人难忘的上上下下的翻滚。 如果你细看过山车回还的曲线,你所见到的不是圆, 而是泪状物。这个形状称作椭圆形回环. 这个称谓早在 18 世纪瑞士天才数学家雷纳 就曾提出。只是最近过山车设计工程师意识到这是一个完美的翻转形状。

过山车运行中物理学原理 加速度 速率 (有方向的速度) 的改变称为加速度。 一个物体加速,减速,或改变方向, 称之为加速度。 大部分大型游乐设备包括加速度。 当下坡,或急速转弯, 设备可能提高速率或加速度。 当上坡,或沿直线运动, 设备可能减小速率或减速度。 当过山车下坡,地心引力使车体运动的速度越来越快, 这是加速度。 当过山车上坡,车体运动的速度越来越慢, 这是减速度。 过山车的加速度与车体的质量和推拉的动力有直接的关系。 向心力 当过山车沿着回环运动, 向心力发生作用。向心力是物体沿着圆周运动而产生的. 例如当你沿着下滑曲线向地面运行, 地心引力使过山车沿直线作下滑运动,但是轨道是曲线的,向心力里又使过山车沿曲线运动. 乘客在过山车上的感觉是被抛离轨道, 但是地心引力又使车体的的确确运行在轨道上作圆周运动,所以指向圆周或曲线内部的动力是必须的。 对于指向圆周或曲线内部的动力, 称之为向心力。 能量(动能+势能) 能量使物体工作 动能- 正被使用的能量, 能量产生运动。 势能--被储存的能量, 以后再使用 能量的守恒定率: 能量可以从一种形式转化为另一种形式,但是不回自动生成和消失。 当马达驱动过山车攀登到达第一个坡度, 过山车储存越来越多的势能。 当重力牵引过山车沿斜坡下滑, 势能又转化为动能。 斜坡上离顶部越远,势能转化为动能就越多, 乘客能感觉到速度的加快。 在斜坡的最底部, 速度最快。 当车体攀登第二个山坡,动能又逐渐转化为势能, 过山车的速度逐渐减慢。 高度越高,意味着动能转化为势能越多。 这个动能势能的转化守恒定率,保持过山车沿轨道上下运动。 而动能的总量是保持不便,只是重一种形式转化为另一种形式。 请注意第一个山坡是过山车的最高点,为什么? 然而,一部分的能量转化摩擦力,风阻,车轮的转动和其他一些消耗能量的因素。过山车设计者充分考虑摩擦力在过山车运行中所扮演的角色。 因此设计师降低山坡设计的高度, 以保证过山车能够完全驶过山坡。 过山车能够运行是因为两个基本点: 地球引力和能量守恒。 作用力 作用力的表现形式是推或拉。 平衡的作用力表现为物体在受到几个力作用时,物体保持静止状态或匀速直线运动状态。 非平衡力表现为物体在受到几个力作用时,物体保持非静止状态或变速直线运动状态牛顿第一和第二定律定律特别符合过山车的工作原理,它们联系到重力和加速度。过山车从山坡的顶端是一系列复杂的倾斜的下降运动;但又是一个简单的力学原理。 我们以G作为过山车所受到的重力。 1G是坐在静止过山车的乘客,或在地球任何地方所受到的重力。 摩擦力 两个互相接触的物体, 当它们发生相对运动时,就会在接触面上产生一种阻碍相对运动的力, 这种力就叫摩擦力. 摩擦力产生的条件是两物体相互接触, 且接触面粗糙, 有相互挤压; 两物体之间要发生或已经发生相对运动. 摩擦力阻碍物体相对运动或相对运动的趋势, 因此摩擦里的方向与物体相对运动或相对运动的趋势相反。 所以在物体的运动中,一部分动能转化为摩擦力。 过山车的设计者一定要知道摩擦力在车体运动中所起的作用。 设计者可以用摩擦力以降低过山车行进中的速度和到站后的安全停止。 重力 由于地球的吸引里而使物体受到的力叫作重力. 对过山车最为重要和具有影响的是地球引力。 地球引力使物体从一个点往另外一点运动。由于重力引起的加速或减速依据轨道倾斜的角度;坡度越陡, 加速或减速就越明显。 重力加速度 描述压力的通常单位是 g。 一个 g 等同与地球引力。 航天飞机起飞时,宇航员承受是 3 g 的压力,既三倍于地球引力。 斜坡 #1 在设计斜坡#1 时, 请考虑以下的问题: 斜坡有没有足够的高度,以提供过山车有足够的动力使过山车通过斜坡#2 和回环。 如果过山车的速度过快,当过山车通过斜坡顶部时,会发生什么情况, 为什么? 地球引力的变化对于过山车上下山坡和穿过回环, 会产生什么样的影响。 你能不能改变地球的引力? 斜坡#2 为什么斜坡#2的高度决定过山车能否穿过回环? 什么样斜坡的高度设计使过山车能通过回环,而又不坠毁? 摩擦力的设计是不是影响过山车能否顺利通过斜坡#2 和饶过回环的因素? 重力是如何影响车厢在轨道上行进的? 惯性 一个静止的物体,如过山车,没有外力的推拉, 它是不会运动的。 物体质量越大, 惯性越大。 如果没有外力使过山车加速或减速, 行进中的过山车会按原来的方向继续运动。 运行过山车的阻力改变它的速率是惯性的另一例子。 对于回环设计和,必须决定回环的大小尺度。 惊险的过山车通常会有回环或螺旋设计。 你惊险的经历不仅仅是飞快的速度,巨大的落差, 也包括令人难忘的上上下下的翻滚。 如果你细看过山车回还的曲线,你所见到的不是圆, 而是泪状物。这个形状称作椭圆形回环. 这个称谓早在 18 世纪瑞士天才数学家雷纳 就曾提出。只是最近过山车设计工程师意识到这是一个完美的翻转形状。 质量 质量是物体所含物质的多少。 动量 物体的动量是质量乘以速率。如果质量或速率很大, 物体的动量也很大。 物体的动量越大,使物体停下来或改变物体的运动方向就越困难。 牛顿的运动三定律 牛顿是经典力学理论的集大成者。他系统的总结了伽利略、开普勒和惠更斯等人的工作,得到了著名的万有引力定律和牛顿运动三定律。 1643年1月4日,在英格兰林肯郡小镇沃尔索浦的一个自耕农家庭里,牛顿诞生了。在牛顿以前,天文学是最显赫的学科。但是为什么行星一定按照一定规律围绕太阳运行?天文学家无法圆满解释这个问题。万有引力的发现说明,天上星体运动和地面上物体运动都受到同样的规律-- 力学规律的支配。 早在牛顿发现万有引力定律以前,已经有许多科学家严肃认真的考虑过这个问题。比如开普勒就认识到,要维持行星沿椭圆轨道运动必定有一种力在起作用,他认为这种力类似磁力,就像磁石吸铁一样。1659年,惠更斯从研究摆的运动中发现,保持物体沿圆周轨道运动需要一种向心力。胡克等人认为是引力,并且试图推到引力和距离的关系。 牛顿自己回忆,1666年前后,他在老家居住的时候已经考虑过万有引力的问题。最有名的一个说法是:在假期里,牛顿常常在花园里小坐片刻。有一次,象以往屡次发生的那样,一个苹果从树上掉了下来……一个苹果的偶然落地,却是人类思想史的一个转折点,它使那个坐在花园里的人的头脑开了窍,引起他的沉思:究竟是什么原因使一切物体都受到差不多总是朝向地心的吸引呢?牛顿思索着,终于,他发现了对人类具有划时代意义的万有引力。 1686年底,牛顿写成划时代的伟大著作《自然哲学的数学原理》一书。 牛顿在这部书中,从力学的基本概念(质量、动量、惯性、力)和基本定律(运动三定律)出发,运用他所发明的微积分这一锐利的数学工具,不但从数学上论证了万有引力定律,而且把经典力学确立为完整而严密的体系,把天体力学和地面上的物体力学统一起来,实现了物理学史上第一次大的综合。 牛顿定律 牛顿是十七的世纪最有影响的科学家之一。牛顿三定律 解释运动物体的各方面, 对于建造过山车也是很有帮助的 。1、第一定律(物体在没有外力作用的情况下会保持原有的状态); 2、第二定律(F=ma ,物体的加速度,与施加在该物体上的外力成正比);3、第三定律(作用力与反作用力大小相等,方向相反); 1. 牛顿第一定律(惯性定律) 一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。 物体没有受外力作用时保持静止或匀速运动 物体在受到平衡力作用时保持静止或匀速运动 物体在受任意力作用时作变速运动。 2 物体的加速度跟作用力成正比,跟物体的质量成反比。这就是牛顿第二定律。 加速度和力都是矢量,它们都是有方向的。牛顿第二定律不但确定了加速度和力的大小关系,还确定了它们的方向之间的关系,加速度的方向跟引起这个加速度的力方向相同。 3.第三定律 两个物体间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,并且作用在同一直线上 F1 =- F2 ①力的作用是相互的同时出现,同时消失。。 ②相互作用力一定是相同性质的力 ③作用力和反作用力作用在两个物体上,产生的作用不能相互抵消。 ④作用力也可以叫做反作用力,只是选择的参照物不同 ⑤作用力和反作用力因为作用点不在同一个物体上,所以不能求合力 速度/速率 速度是距离除以时间或物体运动的比率。 对于过山车的建立,正确的理解速度, 速率和加速度都是极为重要的三个方面。 过山车必须兼顾安全和惊险,安全是过山车建造的第一要素,毫无疑问,乘客在过山车的乘坐中,必须是绝对安全的。 但速度和加速度的惊险度是过山车成功的重要因素, 这关于速度的控制。 所以包括山坡,直线,曲线,俯冲,回环和刹车系统等都是经过科学的论证和设计的,还包括材质,结构的设计都是安全基础上再生产设计的。 科学的理论基础是过山车生产设计的核心。速率。 速率是物体在某个方向上的速度。 当方向改变,速率也随之改变。过山车可以保持固定的速度,但是随着方向的变化, 速率始终是不断的发生变化。速率越快,过山车运行的速度也就越快。 通常速度可以用来代替速率,但是, 速率是有方向意义上的速度。 例如向西 100 公里/ 小时,是速率, 向西是指以 100 公里/ 小时行进的。 失重 有两种失重的经历: (1)足够快的速度离开地球到足够高的距离使所受重力近于零 ( 重力可以作用与无限距离,人永远不可能脱离)。(2) 下落的速度和和重力加速度是一样的。 即在地球上的加速度是以 米/ 秒竖直向下行进。 要使人有重量,人必须感觉到来自地面的重力反作用力。一些游乐设备在行进中,提供了 米/秒的下落速度,使人产生失重的感觉。 重量 重量是地球引力作用于物体而产生的压力。 重量作用于地球引力。 在月球上的引力是地球上的 1/6. 所以,在月球上,相应物体的重量只有地球上的 1/6 做功工作力 做功是指你用了多少拉力或推力, 使过山车在行进某一段距离。如果你仅仅是握着一个盒子, 就没有作功于盒子。如果你拖拽盒子, 就在做功了。过山车通过马达作用于链条, 使过山车沿着轨道行进而产生的.。作功克服重力而提升过山车到达某个高度。过山车越重, 则需要作越多的功。山坡的高度越高, 同样需要作越多的功。重力使过山车下降, 其实也在作功。 正数值和负数值的地球引力 重力并不是地球引力. 重力只是地球引力的一部分. 在 1G, 是地球拉你向它中心点所受的力. 第三定律告诉我们两个物体间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,并且作用在同一直线上。你的体重使座位的表面受到压力,但你又受到来自座位表面的反作用力,所以你可以相对座位静止地坐着。在自由落体, 座位不再支持你, 没有来自座位表面的反作用作用你身上,所以你感觉下落.座位没有作用于你, 你所经验的是0 G. 你能也经验G力量大于1. 这一般发生在落体的底部. 在这种情况下, 你感觉自己被推向座位, 但实际情况是座位把你向上推. 假设小山的顶部比抛物线更为小的角度。列车固定在轨道上,沿轨道行进; 然而乘客按抛物线的轨迹行进, 所以将会离开座位.. 如果长久的保持这种状况, 乘客最终会碰上安全栏杆, 而安全杆会有一个向下的作用力,使乘客座保持在位置上. 这就是负数G值,在过山车的设计中十分的明显。 近来, 线性地球引力更多的在过山设计中得以运用.刺激的加速经历使之运用的颇为广泛。线性地球引力表现为过山车加速向前运动, 正数G值的增加. 随同发生的是乘客的惯性, 身体的重心被你遗留在后面, 这也正是惊险的原因. 地球侧引 如果过山车按曲线运动行进, 但车体的运动趋势是沿直线运动的. 轨道会有一个侧面的力作用于车体, 使之沿轨道行进. 同样的, 车体作用力于乘客. 当乘客按惯性向前运动,他们受到车体的作用力. 虽然他们感觉到曲线外面的压力(通常指的是地心引力), 沿着乘客转向的方向.几个因素同时影响侧部的地球引力大小: 火车的速度, 曲线的弧度, 和曲线的数量. 曲线 如果轨道的倾斜是向内的, 那么车体也会向内倾斜, 车体的地面会对乘客产生作用力, 而不是侧面.所以一些G 值表现为正数. 通常,更大的曲线的转弯, 较少侧部力量和更多的正数的G 值. 反转 反转在回环轨道中, 作用力和转弯相似, 因为车体趋向于直线行使, 但是轨道是固定设计好的. 因此, 在回环中, 正G值产生. 由于正G值意味着座位反作用于乘客的身体, 使你在过山车乘坐中有脱离车体的感觉.

中学物理方法的研究论文

物理学是研究物质运动最一般的规律、物质基本结构及其相互作用的科学,我整理了初中物理科学论文,有兴趣的亲可以来阅读一下!

物理教学:坚持科学本质

摘要:阐述在物理教学中必须坚持科学本质教育,而不能把物理教学当做是知识的简单灌输和应试技巧的专门传授;以及在教学实践中如何对学生进行潜移默化的科学教育,提高学生科学素养,使学生形成科学的价值观和态度,使之受益终身。

关键词:物理;坚持;科学本质;学生;受益终身

物理学是研究物质运动最一般的规律、物质基本结构及其相互作用的科学,[1]是自然科学的重要组成部分。发展至今,物理学科既有悠久的科学史,又有飞速跃进的现代高科技;既与日常生活紧密联系,又饱含辨证唯物的科学思想;既有严格求实的科学实验,又有严密准确的逻辑推理。简而言之,物理的本质是科学,物理教学理所当然是科学的教育和探索,包括科学理论和技术﹑科学方法和思维﹑科学文化和人文精神等多方面的价值教学,而绝不是知识的简单灌输和应试技巧的专门传授。这是物理教学的基本原则。

国际应用物理联合会曾对20世纪物理教育进行了深刻的反思:“如果所有的学生都要学物理,那么物理教育的主要目标应该放在大多数的未来公民的兴趣和需要上,而不是放在将进一步学习物理而成为科学家或工程师的少数精英分子身上。如果物理教育是为更多学生的全面发展服务的,那就应当重视物理学家的工作成果在社会上、技术上的应用;重视物理学的哲学和物理学的历史;重视蕴含于我们文化之中的物理学方法;重视物理学家这个专业群体的特点,如支持、贡献社会的方式等。”[2]笔者在物理教学实践中也深深体会到:在课堂教学中立足于物理的科学本质教育,进行潜移默化的科学渗透,对于培养学生正确的科学思维、研究方法以及人生观、世界观的确立有着极其重要的作用;而学生正确的方法、信念、准则的形成和强化,又可以转化为学生学习物理的强大内驱力和坚实基础,进一步激发学生学习物理的兴趣和积极性,树立投身科学探究的伟大抱负。

一、以宝贵的科学精神感染人

著名物理学家钱三强先生在《物理学史》的序言中写到:“物理学发

展史是一块蕴藏着巨大精神财富的宝地,这块宝地很值得我们去开垦,这些精神财富很值得我们去发掘。”[3]在科学探索的进程中,并不总有认可、赞美,而是要能够承受来自舆论、宗教、传统观念各方面的压力。因此,伟大的科学家是有献身精神的。今天我们在赞叹伽里略的伟大,学习他的诸多理论时,更应该让学生感知伽里略用生命自由捍卫真理的勇气,理解到科学成功背后的艰辛,培养他们坚持真理的可贵信念和执着精神。

今天我们在广泛的应用电力,那么在学习“电磁感应”时,教师应该不失时机的讲述法拉第是怎样花费了十年的心血,经历了无数次的实验、失败、再实验、再失败的坎坷历程,终于首先发现了“电磁感应” 现象,开辟了人类应用电力的新纪元。从而让学生深刻体会到物理前辈不断求新探索,勇于自我反思,不屈不挠的惊人毅力,培养他们尊重失败、升华失败的科学态度和“从荆棘中收获科学成果”的坚强意志。

在物理学的发展过程中,科学是铁面无私的,科学研究是认真严谨的,但科学的发展和传续是温馨感人的,处处闪耀着“前人栽树,后人乘凉”的人性光环和崇高精神。正如牛顿所言:“如果说我比别人看的远些,那是因为我站在巨人的肩膀上”。在教学“开普勒三大定律”时,开普勒的伟大成就固然令人赞叹,但我们也应该让学生了解这一伟大成就背后的重要奠基人——第谷。第谷几十年如一日的持续观测,孜孜不倦的提高观测的精确性,实事求是的真实记录,最后在生命弥留之际,毫无保留的将全部珍贵的一手资料赠与开普勒。从第谷身上令学生深受感动的不仅是他求真务实的科学态度,更是他甘为人梯,默默奉献的伟大精神。

二、以辩证的科学思想启迪人

物理学科蕴含丰富的辨证唯物主义思想,在物理教学中渗透辩证的科学思想,可以潜移默化的启迪学生并使之:逐步认识到物理学理论的发展历程是动态发展的变化过程;切实体验到科学理论的不断进化、完善;深刻领悟到没有任何一个物理学理论可以被看作是最终完满的,人们在一定条件下的物理学认识只能是近似的、相对的。从而促使他们养成独立思考的习惯,提高认识科学问题的敏锐性和辩证性,使他们的思想沉浸在好奇之中,永不闭塞怀疑的目光。

三、以创新的科学思维塑造人

“授人以鱼,不如授人与渔”,正如著名数学家波利亚所说:“教师在课堂上讲什么当然重要,但学生想的是什么更为重要。思想应当是在学生的头脑中产生出来,教师要做一名真正的优秀的思想助产婆。”因此,塑造具有良好的思维习惯和创新科学思想的当代高中生是中学物理教育的核心价值。在教学中,教师应做到:“确立一个理念——以学生发展为本;落实两个重点——培养学生的创新思维和实践能力;实现三个转变:(1)教师角色的转变——由单纯的知识传授转变为教学活动的指导者和组织者,(2)学生学习地位的转变——由学习的客体转变为学习的主人,(3)教学方式的转变——由教师的主导变为学生的自主合作探究。[4]

教师要为学生创设丰富多彩接近实际的情景,激发学生提出有一定数量和质量的问题,启发学生根据不同的条件、从不同的角度、用不同的方法,引发不同的思路,甚至采用相互对立的思路去解决同一个问题,鼓励学生根据一定的需要,灵活多变的组合相关因素,提出可能可行的设想,可以通过生生交流,师生讨论共同探讨设想是否可行,能否解决问题,在这基础上得出设想的答案,答案可以不是单一的,而是多样的,甚至是开放式的。这样的方法有助于培养学生的创新能力,特别是当学生学会设定虚拟条件,根据解决问题的需要提出有价值的新方法时,他们的创造性思维就会在科学的殿堂自由翱翔,创造性能力同时获得质的飞跃。

四、以严谨的科学实验锻炼人

物理学的形成与发展是以实验为基础的,作为一门实验科学,它源于实验,发展于实验,在实验中得到检验,验证,并上升为高层次的科学理论。在课堂教学中,充分发挥实验的作用,不仅可以激发学生的学习兴趣,培养学生的观察能力;而且在实验中,通过学生的手脑并用,获得观察能力、实验操作能力、数据处理能力等多方面的锻炼,使科学知识与生活实践紧密结合,让学生学以致用,养成学生严谨踏实的科学作风。

物理实验主要分为演示实验、分组实验和课外实验,在教学中要充分发挥各类实验的优势,找准实验的着力点,有的放矢进行设计操作。物理实践活动要着力发挥教师的主导作用,突出学生的主体地位,应充分相信学生,使学生主动参与,让学生独立设计实验,利用物理实验,使学生在不断的实践锻炼中获得综合能力的有效提升。

五、以非凡的科学成就鼓舞人

物理学在悠久的发展过程中,人才辈出,灿如星空,杰出的人才创造伟大的成就。我国古代许多的物理学家,对物理发展有过很大的贡献,不少研究成果长期居世界领先地位。如指南针的发明与应用,不仅在我国古代军事、生产、日常生活中起过重要作用,且对促进东西方文化的交流和世界的发展都卓有功绩。这充分体现了中华民族自古以来的非凡才华和智慧,值得我们每一位炎黄子孙为之感到骄傲和自豪。

随着科技的发展,社会的进步,物理在人类生活的各个领域发挥着越来越重要的作用。在物理教学中,有意识的展示我国当代科技发展成就:例如我国近代著名的力学家、火箭专家钱学森,对我国火箭导弹和航天事业的迅速发展作出了不朽的贡献,被称为“中国的导弹之父”。 如今 “神舟”系列火箭飞船的成功发射圆了中国人的飞天梦,我国成为世界上第三个独立掌握载人航天技术和能够独立开展空间科学试验的国家。又如最近我国大亚湾中微子实验国际合作组在北京宣布,大亚湾中微子实验发现了一种新的中微子振荡,并测量到其振荡几率。这一重要成果是对物质世界基本规律的一项新的认识,对中微子物理未来发展方向起到了决定性作用,并将有助于破解宇宙中的“反物质消失之谜”。[5] ……这一系列的科学成就介绍怎不让我们的学生心潮澎湃,深受鼓舞?民族自信,爱国之情,热爱科技之心怎不油然而生?

总之,物理作为一门重要的基础科学,科学内涵悠久深远,科学素材层出不穷。物理课堂教学中必须坚持科学本质教育,深度挖掘适合教学的“科学题材”, 有效调动学生的学习积极性,让物理课堂焕发科学活力,让我们的每一节物理课都闪耀科学之光,去感染,去鼓舞学生,让学生得到锻炼,获得启迪,促进自我塑造,从而不断提高学生的科学素养,使学生逐步形成科学的价值观和态度,并使之受益终身!

参考文献:

[1] 阎金铎﹑田世昆.中学物理教学概论[M]. 北京:高等教育出版社,1997:35.

[2] 汪明.课堂教学中物理文化教育价值刍议[J]. 物理教学,2011(12):39

[3] 郭奕玲,沈慧君.物理学史[M]. 北京:清华大学出版社,2005:1-2

[4] 徐全学.提高物理教师技能的几点建议[J]. 物理教学,2011(11):21.

[5] 金良快.我国发现新的中微子振荡 有助破解反物质消失之谜. 新华社,2012年03月09日

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中学物理实验的研究论文

二、实践过程: 第一次实践:让学生在探究过程中有体验和认识 第二次实践:学生在探究过程中提高自主解决问题的能力 第三次实践:教师适时引导,学生探究意识增强 第一次实践:让学生在探究过程中有体验和认识 教学设想: 在平时教学中,测小灯泡功率的实验学生都做过,测出小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流,根据电功率的数学关系式: ,就能得到小灯泡的功率。教学中教师提出三个探究问题。学生根据教师的提问,通过小组讨论,设计出测定小灯泡功率的实验方案是否可行,让学生在计算机仿真电学实验中进行连接。演示操作过程,特别是平时滑动变阻器的连接是学生的弱项,此时,在仿真电学实验中,可以很直观地解决连接以及动态变化情况。另外,对电流表和电压表的“+”、“-”接线柱的连接,量程的选择都可以有正确的操作过程。学生进行实验操作,采集有用数据,并通过计算,测出了小灯泡的功率。学生在实践过程中,实验操作得到了有效的训练,但在实际教学中也碰到许多问题。例如,学生如何进行数据处理,电功率与这些数据之间的联系是什么等等有待解决。 教学反思: 第一次实践后,教研组开展了教研活动,在区教研员指导下进行反思,认为三个问题同时进行设计、连接、采集数据、经过运算解决探究内容容量大,坡度不够,探究不深,学生的印象不深。另外,学生主动参与实验的操作时间不足,在实践操作中反映的问题无法得到有效的解决。 第二次实践:学生在探究活动过程中提高了自主解决问题的能力 教学设想: 对第一次实践课所反映出的问题,在实践反思的基础上,重新设计了新的教学方案,新方案针对学生实验的不足,调整了教学策略,增加了学生对实验探究的讨论,包括实验方案的设计、数据的采集、学生面对方案的可操作性的互助讨论和质疑,尤其是增加了知识的迁移内容,强调了各种设计方案中数学关系式的引入及处理,让学生通过深入讨论、评价,切实提高在探究过程中解决问题的能力。 提问一:某一小灯泡标有“ , ” 字样、电源电压为6V、电键、电流表、标有“50Ω,”字样的滑动变阻器,现一电压表15V一档被坏(0—3V一档可用),怎样用实验的方法来测定小灯泡功率。 〔教学片段1〕 师:在小灯泡额定电压为伏中,电压表15伏一档被损坏,怎样测定小灯泡功率。 生:把电压表并联在滑动变阻器两端。 师:方法很好,一开始就把电压表并联在滑动变阻器两端点行吗? 生:不行。 师:为什么? 生:电路连接正确后,闭合电键时,滑动变阻应放在最大,此时,滑动变阻器两端电压超过3V,不能直接并联在滑动变阻器两端。 师:怎么办? (思考讨论后) 生:能否把电压表先接在小灯泡两端,调节滑动变阻器的滑片,使小灯泡两端电压为3V,滑动变阻器两端电压也为3V。这时,可以移动电压表,把电压表并联在滑动变阻器两端,调节滑片,使电压为时,小灯泡两端电压为,观察电流表的示数为,就能测定小灯泡的功率。 …… 提问二:某一小灯泡的额定电压为 、电源电压为6V、电键、电压表、标有“50Ω,”字样的滑动变阻器、但手中没有电流表,怎样用实验的方法来测定小灯泡功率。 〔教学片断2〕 师:调节滑动变阻器滑片,使小灯泡两端电压为伏,此时,滑动变阻器两端电压为伏,怎样知道接有电路中电阻丝的电阻大小。 生:能否测出电阻丝的长度? 师:为什么要测出电阻丝长度,才能知道阻值大小? 共3页,当前第1页123 #p# 生:因为滑动变阻器电阻丝总电阻为50欧,总长度为定值,只要测出接入电路中电阻丝的长度,用比例的办法,就能得到接入电路中电阻丝的阻值。 师:你的理论依据是什么? 生:由电阻定律可知: 。在 (材料性质)、S(横截面积)一定时,R与L(长度)成正比。 师:能否写出关系式? 生:可以。 师:用什么工具进行测量? 生:(思考后)用刻度尺。 …… 学生在不断探究思考后,想出了解决办法。通过解决测量接在电路中的电阻丝长度从而求出接在电路中的电阻。 提问三:某一小灯泡的额定电流为 ,电源电压为6V、标有“50Ω,”字样的滑动变阻器、二个电键、电流表、但手中没有电压表,怎样用实验的方法来测定小灯泡功率。 〔教学片断3〕 师:怎样用电流表测通过滑动变阻器的电流? 生:是否能让电路发生局部短路。 师:怎样发生局部短路? 生:把电键并联接在小灯泡两端,第一次让电流表示数到达小灯泡时,闭合并联的电键,使小灯泡发生短路,测出电路中的电流。 师:接下来怎么得到小灯泡两端的电压? 生:用电源电压除以电路局部短路时的电流,得到滑动变阻器接在电路中的电阻,乘以电流就是滑动变阻器两端的电压,电源电压减去滑动变阻器两端电压就是小灯泡两端电压。 师:还有其他方法得到滑动变阻器接在电路中的电阻? 生:能否还可以用刻度尺来测量? 师:可以,二种方法你们都可以试一试。 …… 教学反思: 第二次实践,重点放在学生讨论和进一步提高综合解决问题的能力上,并在解决问题的方法上寻找理论依据,让学生懂得要解决问题必须有理论基础。可用最简单的工具(刻度尺)解决较难的电学问题。实际教学中发现学生会采集数据并能用数学表达式进行运算,但不会用表格的形式进行整理。表格是实验数据处理所常用的一种方法,教师的教学应该让学生学会这样一种科学的归纳方法。 第三次实践:教师适时引导,学生探究意识得到了增强 教学设想: 在前两次实践基础上,我和组内教师就第二次实践课中存在的不足,又展开了分析及反思。大家提出,是否能就上过的问题再设置一些问题,设置些学生认知上的障碍,扩大些积极思考的范围,是否让学生在不知道电源电压的情况下来设计实验的方案,解决实际问题,让学生在活动中不断增强探究意识,初步学会发现问题、提出问题,进而找到解决问题的方法。在此基础上增加了思考题:某同学手上有一小灯泡标有“”字样清晰可见,滑动变阻器上标有“50Ω、”,电压表一档 坏了,知道电源电压为6V左右,经思考后,想出一个方法测定小灯泡的功率。此题在实验操作时有许多探究的地方,可以让学生在课余时,先讨论,设计出方案再在课内大家交流,共同参与实验,解决问题。 学生经过讨论,最后得到一个较为理想的方案。把电压表接在小灯泡两端,闭合电键,滑动变阻器处在最大值,记录此时电压表和电流表的示数,把电流表的示数乘以滑动变阻器最大阻值,得到滑动变阻器两端电压,加上小灯泡两端的电压,就能知道电源电压的正确值,随后可以用解决问题(2)中的方法,也可以用解决问题(3)中的方法,测定出小灯泡的功率。在实际的教学实践中,学生通过教师给出的表格或问题设计表格,通过数据的记录、整理,学生能从表格中看出这些数据之间的关系,并能从表格中归纳出应有的结论,也学会了正确的语言表述。 三、总结反思: 第三次实践课是全区公开课。学生通过计算机仿真电学实验,进行分析讨论,观察现象,解决实验中存在的问题,思考实验方法中没有想到的问题,通过学生实际的操作及教师的演示,大大地激发学生的积极思维,并主动参与教学过程。听课的教师对这种边讨论边实验的教学方法,影响深刻,都认为值得借鉴。 通过三次实践和二次反思,我认识到学生能否积极主动地参与课堂教学,设置的探究性问题(或称为问题情景)、探究活动能否积极有效展开,在教学过程中应注意下面这些要素: 1、选择探究内容,要切合学生的认知结构和能力基础。问题的提出要有思维的层次感及一定的认知坡度。 2、发挥现代信息技术和学科教学的整合,多渠道、多方位让学生进行探究,增强学生思维的深度。 3、教师在学生的探究活动中,要及时地解疑导拨,互动合作探究。 教师必须在这些方面下功夫,利用生活中的现象,激起学生主动探究的欲望,并不断地递进探究内容的层次,设置学生思维的坡度,通过质疑、讨论、交流等形式探寻解决问题的方法。 在此基础上,多给学生一定时间进行实践操作,学生在具体操作中,还会发现各种仪器本身所存在的局限性,并不断地反思,吸引学生主动参与到“探究、尝试、发现、创新”地过程中来。 共3页,当前第2页123 #p# 通过“三实践二反思”的教研活动,深深体会到专业研究人员引领所起的作用和教研组全体教师合作互助的教研活动的重要性,给我的教学带来新的理念、新的教学方法。课堂教学是教育教学改革的主阵地,在教学实践和反思中,只有不断地更新教师的教学理念,不断地反思自己的教学行为,改进我们的教学方法,完善我们的教学策略,才能切实有效地提高物理教学的质量,使学生“乐学、会学”,在不断地探究活动过程中,培养学生的科学素质。

初中物理在整个初中教学有着重要的作用,它不仅可以培养学生的 理性思维 ,还可以提高学生的抽象 逻辑思维 能力。下文是我为大家整理的关于初中1000字物理论文的内容,欢迎大家阅读参考! 初中1000字物理论文篇1 摘要:物理是一门历史悠久的自然学科。随着科技的发展,社会的进步,物理已渗入到人类生活的各个领域;物理学存在于物理学家的身边;物理学也存在于同学们身边;在学习中,同学们要树立科学意识,大处着眼,小处着手,经历观察、思考、实践、创新等活动,逐步掌握科学的 学习 方法 ,训练科学的 思维方式 ,不久你就会拥有科学家的头脑,为自己今后惊叹不已的发展,为今后美好的生活打下扎实的基础。 科学思维方式物理是一门历史悠久的自然学科,物理科学作为自然科学的重要分支,不仅对物质文明的进步和人类对自然界认识的深化起了重要的推动作用,而且对人类的思维发展也产生了不可或缺的影响。从亚里士多德时代的自然哲学,到牛顿时代的经典力学,直至现代物理中的相对论和量子力学等,都是物理学家科学素质、科学精神以及科学思维的有形体现。随着科技的发展,社会的进步,物理已渗入到人类生活的各个领域。例如,光是找找汽车中的光学知识就有以下几点: 1.汽车驾驶室外面的观后镜是一个凸镜 利用凸镜对光线的发散作用和成正立、缩小、虚像的特点,使看到的实物小,观察范围更大,而保证行车安全。 2.汽车头灯里的反射镜是一个凹镜 它是利用凹镜能把放在其焦点上的光源发出的光反射成为平行光射出的性质做成的。 3.汽车头灯总要装有横竖条纹的玻璃灯罩 汽车头灯由灯泡、反射镜和灯前玻璃罩组成。根据透镜和棱镜的知识,汽车头灯玻璃罩相当于一个透镜和棱镜的组合体。在夜晚行车时,司机不仅要看清前方路面的情况,还要还要看清路边持人、路标、岔路口等。透镜和棱镜对光线有折射作用,所以灯罩通过折射,根据实际需要将光分散到需要的方向上,使光均匀柔和地照亮汽车前进的道路和路边的景物,同时这种散光灯罩还能使一部分光微向上折射,以便照明路标和里程碑,从而确保行车安全。 4.轿车上装有茶色玻璃后,行人很难看清车中人的面孔 茶色玻璃能反射一部分光,还会吸收一部分光,这样透进车内的光线较弱。要看清乘客的面孔,必须要从面孔反射足够强的光透射到玻璃外面。由于车内光线较弱,没有足够的光透射出来,所以很难看清乘客的面孔。 5.除大型客车外,绝大多数汽车的前窗都是倾斜的 当汽车的前窗玻璃倾斜时,车内乘客经玻璃反射成的像在国的前上方,而路上的行人是不可能出现在上方的空中的,这样就将车内乘客的像与路上行人分离开来,司机就不会出现错觉。大型客车较大,前窗离地面要比小汽车高得多,即使前窗竖直装,像是与窗同高的,而路上的行人不可能出现在这个高度,所以司机也不会将乘客在窗外的像与路上的行人相混淆。 再如下面一个例子: 五香茶鸡蛋是人们爱吃的,尤其是趁热吃味道更美。细心的人会发现,鸡蛋刚从滚开的卤汁里取出来的时候,如果你急于剥壳吃蛋,就难免连壳带“肉”一起剥下来。要解决这个问题,有一个诀窍,就是把刚出锅的鸡蛋先放在凉水中浸一会,然后再剥,蛋壳就容易剥下来。 一般的物质(少数几种例外),都具有热胀冷缩的特性。可是,不同的物质受热或冷却的时候,伸缩的速度和幅度各不相同。一般说来,密度小的物质,要比密度大的物质容易发生伸缩,伸缩的幅度也大,传热快的物质,要比传热慢的物质容易伸缩。鸡蛋是硬的蛋壳和软的蛋白、蛋黄组成的,它们的伸缩情况是不一样的。在温度变化不大,或变化比较缓慢均匀的情况下,还显不出什么;一旦温度剧烈变化,蛋壳和蛋白的伸缩步调就不一致了。把煮得滚烫的鸡蛋立即浸入冷水里,蛋壳温度降低,很快收缩,而蛋白仍然是原来的温度,还没有收缩,这时就有一小部分蛋白被蛋壳压挤到蛋的空头处。随后蛋白又因为温度降低而逐渐收缩,而这时蛋壳的收缩已经很缓慢了,这样就使蛋白与蛋壳脱离开来,因此,剥起来就不会连壳带“肉”一起下来了。 明白了这个道理,对我们很有用处。凡需要经受较大温度变化的东西,如果它们是用两种不同材料合在一起做的,那么在选择材料的时候,就必须考虑它们的热膨胀性质,两者越接近越好。工程师在设计房屋和桥梁时,都广泛采用钢筋混凝土,就是因为钢材和混凝土的膨胀程度几乎完全一样,尽管春夏秋冬的温度不同,也不会产生有害的作用力,所以钢筋混凝土的建筑十分坚固。 另外,有些电器元件却是用两种热膨胀性质差别很大的金属制成的。例如,铜片的热膨胀比铁片大,把铜片和铁片钉在一起的双金属片,在同样情况下受热,就会因膨胀程度不同而发生弯曲。利用这一性质制成了许多自动控制装置和仪表。日光灯的“启动器”里就有小巧的双金属片,它随着温度的变化,能够自动屈伸,起到自动开启日光灯的作用。 这样的例子举不胜举,物理是一门实用性很强的科学,与工农业生产、日常生活有着极为密切的联系。物理规律本身就是对自然现象的 总结 和抽象。 谈到物理学,有些同学觉得很难;谈到物理探究,有同学觉得深不可测;谈到物理学家,有同学更是感到他们都不是凡人。诚然,成为物理学家的人的确屈指可数,但只要勤于观察,善于思考,勇于实践,敢于创新,从生活走向物理,你就会发现:其实,物理就在身边。正如马克思说的:“科学就是实验的科学,科学就在于用理性的方法去整理感性材料”。物理不但是我们的一门学科,更重要的,它还是一门科学。 物理学存在于物理学家的身边。勤于观察的意大利物理学家伽利略,在比萨大教堂做礼拜时,悬挂在教堂半空中的铜吊灯的摆动引起了他极大的兴趣,后来反复观察,反复研究,发明了摆的等时性;勇于实践的美国物理学家富兰克林,为认清“天神发怒”的本质,在一个电闪雷鸣、风雨交加的日子,冒着生命危险,利用司空见惯的风筝将“上帝之火”请下凡,由此发明了避雷针;敢于创新的英国科学家亨利 阿察尔去邮局办事。当时身旁有位外地人拿出一大版新邮票,准备裁下一枚贴在信封上,苦于没有小刀。找阿察尔借,阿察尔也没有。这位外地人灵机一动,取下西服领带上的别针,在邮票的四周整整齐齐地刺了一圈小孔,然后,很利落地撕下邮票。外地人走了,却给阿察尔留下了一串深深的思考,并由此发明了邮票打孔机,有齿纹的邮票也随之诞生了;古希腊阿基米德发现阿基米德原理;德国物理学家伦琴发现X射线;……研究身边的琐事并有大成就的物理学家的事例不胜枚举。 物理学也存在于同学们身边。学了测量的初步知识,同学们纷纷做起了软尺。有位同学别出心裁,用透明胶把制好的牛皮纸软尺包扎好,这样更牢固。然后,用大大卷泡泡糖的包装盒作为软尺的外壳,在盒的中心利用铁丝做一摇柄中心轴,软尺的末端固定在轴上,这样一个可以收拾并反复使用的卷尺诞生了。同时,这位同学受软尺自作的启示,用实验解决了一道习题:用软尺测量物体长度时,若把软尺拉长些,测量值是偏大还是偏小?他做了这样一个模拟实验:在白纸上画一条直线,标上刻度,然后用透明胶粘贴,再扯下来,便做成了 “软尺”,用“软尺”不仅找到了上题的答案,而且还清楚地看到分度值变大了,知其然,并知其所以然;学了电学的有关知识后,同学们对蚯蚓能承受的最大电压进行了探究:当给它加上的电压时,蚯蚓迅速分泌粘液,且奋力挣扎,从瓶内跳出瓶外。当给它加上3V的电压时,蚯蚓被电为两截;有同学在测量 “、”的小灯泡的功率,并研究其发光情况时,不满足于给灯泡加上的电压,而是用自己早已准备好的小灯泡做破坏性实验,不断加大灯泡两端的电压,直至电压高达9V、灯泡灯丝烧断,才停止探究;有同学在学习蒸发的知识时,不厌其烦地座在桌旁观察相同的两滴水(其中一滴水滩开),进行聚精会神地观察,然后进行分析、对比,得出影响蒸发的因素;……同学们捕捉身边的琐事进行探究的事例屡见不鲜。 身边的事物是取之不尽的,对与现实生活联系很紧密的物理学科来说,更是时时会用到的,用身边的事例去解释和总结物理规律,学生听起来熟悉,接受起来也就容易了。只要时时留意,经常总结,就会不断发现有利于物理教学的事物,丰富我们的课堂,活跃教学气氛,简化概念和规律。新课标告诉我们“义务 教育 阶段的物理课程应贴近学生生活,符合学生认知特点,激发并保持学生的学习兴趣,通过探索物理现象,揭示隐藏其中的物理规律,并将其应用于生产生活实际,培养学生终身的探索乐趣、良好的思维习惯和初步的科学实践能力。” 今天,人类所有的令人惊叹不已的科学技术成就,如克隆羊、因特网、核电站、航空技术等,无不是建立在早年的科学家们对身边琐事进行观察并研究的基础上的。在学习中,同学们要树立科学意识,大处着眼,小处着手,经历观察、思考、实践、创新等活动,逐步掌握科学的学习方法,训练科学的思维方式,不久你就会拥有科学家的头脑,为自己今后惊叹不已的发展,为今后美好的生活打下扎实的基础。 初中1000字物理论文篇2 浮力的应用 孔明灯 “孔明灯”,是以蜀汉刘备军中,足智多谋的军师诸葛亮(孔明)命名的,算起来已有一千七百多年的历史了。当年,诸葛孔明被司马懿围困於平阳,无法派兵出城求救。孔明算准风向,制成会飘浮的纸灯笼,系上求救的讯息,其后果然脱险,於是后世就称这种灯笼为孔明灯。另一种说法则是这种灯笼的外形像诸葛孔明戴的帽子,因而得名。 最早的孔明灯的作法是:用很细的竹篾做成灯笼架,四周和顶上都用薄纸糊严,只在底部留个圆口。在灯笼下面挂上松脂,点燃松脂后,灯笼就会升上空中。由于灯笼里有火光,古代战争中,曾经把它作为夜间军事行动的信号,如同现代所用的信号弹一样。 清朝年间,汉民族不满清政府的统治,纷纷起来开展“反清复明”斗争。为成义举,把放“孔明灯”作为统一行动的指挥信号。 过去,汉人们把“孔明灯”作通信联络使用,而后来人们把放“孔明灯”作为一种民间娱乐,现代人放孔明灯多作为祈福之用。男女老少亲手写下祝福的心愿,象徵丰收成功,幸福年年。 孔明灯的结构可分为主体与支架2部份,主体大都以竹篦编成,次用棉纸或纸糊成灯罩,底部的支架则以竹削成的篦组成。孔明灯可大可小,可圆形也可长方形。一般的孔明灯是用竹片架成圆桶形,外面以薄白纸密密包围而开口朝下。欲点灯升空时,在底部的支架中间绑上一块沾有煤油或花生油的粗布或金纸,放飞前将油点燃,灯内的火燃烧一阵后产生热空气,孔明灯便膨胀,放手后,整个灯会冉冉飞升空,如果天气不错,底部的煤油烧完后孔明灯会自动下降。 孔明灯的原理与热气球的原理相同,皆是利用热空气之浮力使球体升空。然而为何热空气会飘浮呢?我们可用阿基米德原理来解释它:当物体与空气同体积,而重量(密度)比空气小时就可飞起,此与水之浮力的道理是相同的。将球内之空气加热,球内之一部份空气会因空气受热膨胀而从球体流出,使内部空气密度比外部空气小,因此充满热空气之球体就会飞起来。 生活中有很多的物理现象,许多简单的现象可以用所学知识去解答。 现象一:飞快的火车有一个安全距离,当我们在公路上步行时,不宜靠中太近,除了害怕离线的车会撞到之外。还有一个意料之外的原因,对此本文将作出解答。 现象二:取两片很薄的纸,将他们贴近,用力的吹,我们并不能将纸吹开,反而出现被“吹拢”的情况。 现象三:,对于相同流量的水而言,口径大的水龙头,水的流速很慢,但是对于口径小的水龙头,可以明显的看到流速加快了。这是什么原因呢? 总结来看,空气和水都是流体,在两者之间有着一定的共同点,都遵循流体的基本性质,在流体的学习中有两个很重要的方程叫:伯努利方程和连续性方程。用它们就可以很简单的解释上面三个现象。首先,伯努里方程的基本表达式为:P+1/2pv+pgh=恒量。P指流体周围的压强大小,p指流体本身的密度,v指流体的速度。在上述但现象中,可把水和空气近似的看作理想流体,且它们作常流动。在以上前两种情况中,都可以将pgh看作是不变的,所以我们很容易的就得到P+1/2pv=恒量。容易得出压强和速度成反相关。下面将对三个现象作出具体的解释。 解释现象一:其中提到一个意外的原因就是很有可能身边的空气将我们“推”向汽车而发生意外。为什么这么说?当车飞快的从我们身边开过的时候,对周围的空气造成了影响:使它们的速度加快,在这样的情况下,根据上面的推倒易知:速度过快造成周围空气的压强减小,在汽车周围形成一个压强差,在车周围的事物就容易被“压”到车下。这是相当危险的,所以步行要尽量的靠边走。 解释现象二:当两片薄纸靠近,我们将它们看成和外面的空气分开,当我们吹气时,使得两纸间少量的空气流速加大,压强减小,外围的空气使得纸片贴在一起。 解释现象三:同流量即体积相同,所以易知SV=S V。这就是理想流体的连续性方程。它表示理想流体作定常流动时,流体的速率与流管截面积的乘积是一个恒量。由此可知,当我们将口径边小时,必然导致流速加快。根据个原理在科技上也有很大的运用,比如切割水枪,对于一样的出水量,这种水枪的口径很微小,使得出水的速度极快,所含动能极大, 在生产上有很大的运用。 最后,要介绍一个很实用的方法:取水。在家中,看到大人用一根管子插到水里,用嘴在管口吸气,水就会自己流出来,我也试过,但没有成功,现在我目标了原因:必须保证吸气的一端低于出水的一端,为什么呢?这是利用了大气压的原理。当吸气后管子里成为真空,水就被外界大气压压倒了出水端。 物理在我们的生活中有很大的作用,我们可以借着生活来学习物理,再利用物理来服务生活。 初中1000字物理论文篇3 试谈初中物理课堂提问的技巧与方法 初中物理是一门理论与实践相结合的学科,在物理教学中,仅靠教学目标与教学方案不能从根本上提高课堂教学质量。提问是提高教学效率的一个重要因素,而提问的有效性正是初中物理教师需要思考与下功夫的地方。 一、初中物理课堂提问应当新颖、有趣 对于初中阶段的学生而言,他们的自控能力非常的差,而且“玩”心非常的重,因此物理老师可有效利用学生的这种心态,将有趣的内容与物理教学结合在一起,从而使学生们能够在玩中学。老师在课堂提问内容设计过程中,应当充分考虑所提出的问题趣味性,以此来有效调动学生们的好奇心,从而激发他们的求知欲,营造一个从生疑到解疑的问题情节,从而使他们能够在愉快、富有挑战和激情的课堂环境中学习,亲身体会成功的喜悦和满足感。 二、课堂上所提出的问题具有层次性、梯度性 对于初中生而言,由于他们所储备的知识、思维认识能力等都存在着较大的差异性,因此老师在课堂教学过程中所提出的问题应对具有层次性,由简入繁,引导学生思考问题。具体而言,物理老师在设计课堂提问问题过程中,一定要根据实际情况,区分问题的难易度,并且根据问题针对性地提问不同层次的学生,尽可能地照顾到每一个层次的学生。 三、提问设计要突出重、难点 在初中物理教学中,许多教师把教学的重点放在了教学方案的设计与教学目标的制定上,而忽略了课堂提问的重要性。在物理教学中,好的提问设计会帮助教师取得意想不到的教学效果。在提问的过程中教师可以把教学的重难点融入其中,让学生在无形中学习与掌握教学内容。在制定教学目标时,要注重问题的设计,着重突出教学重、难点,提高物理课堂教学效率。 四、深入钻研教材,问题设计要从教材实际出发 教材是教学的主要资源,提问一个问题之前,教师一定要明确:为什么要问这个问题,估计学生的答案会出现那些情况,每种情况的问题在哪里。否则乱问一通,看起来好像课堂气氛很活跃,但对于培养学生分析问题,解决问题能力没什么作用,还有可能问的学生晕头转向,给教学设下障碍。因此,教师必须注意对教材的研究,理解教材的基本结构,掌握教材的重点、难点和关键,做得透彻掌握,融会贯通,这样所提问题才会有目的性。教师所提问题的切入点应选在知识的重点、难点和关键处,以及新旧知识的衔接处、过渡处和容易产生疑难的地方。提问中应避免所提问题的随意性、盲目性和主观性,尽可能不使用“对不对”“是不是”进行提问。 五、提问要有目的性 一节物理课堂中的提问,不但要针对教学的重点、难点,而且还要针对具体的教学内容,具有明确的目的性。如在学生学习热学的时候,很容易把“温度”和“热量”这两个概念混淆。这时教师可以提出这样的问题:“为什么温度不能传递而热量可以传递?”学生通过回答这个问题,搞清了温度和热量的区别,热量则是内能的多少,是能量,它只有大小没有方向,而温度是物体内部分子热运动的剧烈程度。“标志”当然是不能传递的,而“热量”则可以传递。显然,教师提问的目的很明确,目的不在于问题答案的本身,在于通过这一问题,引发学生准确地区分物理概念的内涵。 六、提问要有启发性 教师的提问应建立在激发学生思考、开发学生思维、拓展学生 想象力 的基础之上,必须具有启发性,决不能是填空式问答或判断式发问,坚决废除“灌输式”的教学方式。教师要善于把握学生的已有知识和教学内容本身的联系和矛盾,恰当地采用探究式 教学方法 ,适时提出适合学生知识水平且具有开发性的问题。教师的“教”是为了“不教”,教师必须教会学生自主学习。 七、联系现实生活实际,提高学生解决问题的意识和能力 在初中物理教学过程中,所设计的提问问题应当与学生的现实生活密切相关,最好能够保持与时俱进,即与当前最新的事物或者事件结合在一起,只有这样才能有效激发学生们的参与积极性,提高他们的学习热情。比如,近年来国内航空航天事业发展非常得快,初中物理教学过程中,很多的问题可围绕着这一主题全面展开,从而使初中物理课堂教学过程中所提出的问题选材与我们的生活更加地贴近,设计的问题也很容易激发学生的兴趣、调动他们的学习积极性,以此来培养学生学习物理的兴趣和热情。 总之,物理教师在教学过程中如果能根据学生的实际情况,采用相对应的方法达到有效提问的目的,才能充分发挥有效提问的教学功效,促进学生物理思维的发展与创新能力的培养,从而有效地提高课堂教学效率。 参考文献: [1]唐飞.浅谈初中物理作业的有效设计[J].读与写,2016,(05). [2]黄光军.初中物理教学生活化探究[J].中国校外教育,2016,(14). 猜你喜欢: 1. 初中物理论文题目 2. 关于初中物理论文范文 3. 初中物理论文范文 4. 初中物理学习心得分享 5. 初中物理新课标学习心得

初中物理实验教学综述论文

无论是在学校还是在社会中,许多人都有过写论文的经历,对论文都不陌生吧,论文是描述学术研究成果进行学术交流的一种工具。你知道论文怎样才能写的好吗?下面是我为大家收集的初中物理实验教学综述论文,欢迎阅读,希望大家能够喜欢。

【摘要】 在初中物理的教学中,进行物理实验是一个重要的环节,通过实验,可以加深学生对物理知识的理解,提高其学习的积极性,在动手进行实验的过程中,学生的动手能力、思维能力和观察能力也能得到提高。本文从初中物理实验的意义和存在的问题入手,以苏科版为例,探究初中物理实验有效教学方法,以期达到更好的教学效果。

【关键词】 初中物理;实验探究;教学策略

初中物理是一门注重培养学生分析能力、逻辑思维能力和观察能力的学科,但是因为其内容具有一定的抽象性,难以被学生所理解,仅通过老师的讲解,学生并不能对物理知识了解透彻。通过进行物理实验,可以调动学生学习的积极性,在实验过程中,学生会动手进行操作,其观察分析能力和实践能力都能得到培养。在目前实际课堂教学中,物理实验的实施还存在一些问题,本文对初中物理实验教学存在的问题进行分析,探究物理实验教学新方法。

一、进行初中物理实验探究教学的意义

1.激发学生学习物理的兴趣:物理的学习有一定难度,所以很多学生会产生逃避的心理,不愿学习。通过物理实验探究教学,让学生参与到问题的提出-探索-解决的过程中,亲自去揭开问题的答案,能将学生的学习兴趣调动起来。实验的过程中提出的问题将由学生通过自主探索得到解决,在这个过程中学生主动学习的意识得到了培养,最后问题得到解决也能增强学生的自信心,从而激发他们学习和探索的兴趣。2.使学生对物理知识的理解加深。在物理实验探究过程中,要想问题得到解决,需要学生有一定的物理知识基础,通过对实验过程的观察、分析、操作,学生会自然而然的将所学知识和实验中所展现的物理规律进行对比、验证,最终得出结论,在这个过程中就加深了对物理知识的印象和理解。3.使学生综合能力得到提高。实验探究过程是一个培养学生综合能力的过程,在实验中就行探索,需要学生亲自去动手操作、观察分析,最后问题的解决方法也需要学生总结提出,在这个过程中,学生的动手能力、分析能力、总结能力都逐渐得到了提高。

二、物理实验探究教学中存在的问题

1.实验教学方式不合理。要想实验探究教学在实际运用中达到很好的教学效果,就需要教师根据教学内容,调整教学方式,保证其灵活性。然而很多老师在实际教学过程中,很难做到这点,在进行物理实验时,没有充分考虑到教学内容、进度以及学生的物理水平来,制定合理的实验内容。通常是仅根据课本上的介绍,组织学生进行实验。这其中存在的问题就是课本上有的实验内容过于简单,不能对课本知识进行深化,而有的实验操作过于复杂,学生不能独立完成,造成预期的实验效果难以达到。2.重理论、轻实验。实验探究教学在初中物理教学中被广泛使用,但在实际应用中仍存在一些局限性,教学运用不够灵活。很多老师难以摆脱传统的教学观念,在教学时仍然采取大量讲解理论知识的方式进行,实验过程少之又少。同时由于课时的限制,要做到一课理论一课实验也比较难,通常在进行大量理论知识的讲解后再进行实验,在这个过程中学生对于之前讲解的重难点知识的印象会逐渐模糊,在实验中会难以进行操作,久而久之会失去进行实验的兴趣,影响学习效果。

三、初中物理实验探究的有效教学策略

1.让实验贴近生活,激发学生兴趣。为了让实验能够激发起学生的学习兴趣,实验的设置需要贴近生活,具有代表性,当学生有了学习兴趣,才能积极的参与到实验探究中来,教学效果才能达到。以苏科版八年级上册“光现象”这一章节中“光的发射”实验为例,在进行理论知识的讲解,使学生明白光反射的原理后,教师可向学生提问他们在生活中见到的光反射现象,并通过实验展示一些常见的光反射。2.实验设计要有目的性。为了达到教学效果,实验的设计应该具有目的性,要有一个明确的目标,通过各个实验环节的衔接,达到实验的目的。以苏科版八年级下册中“力”的实验为例,首先要明确实验的目的,这个实验是为了证明“力与力的作用是相互的”,因此实验内容可以设计为将两个充满气的气球进行挤压,在这个过程中可以明显看到气球因为挤压而变形,以此达到证明力的作用是相互的目的。3.根据实验灵活调整教学策略。除了根据教学内容制定实验外,还可以根据实验的内容将教学策略进行灵活的调整,除了教师进行演示外,也可要求学生独立完成实验,或分组合作完成实验。例如在苏科版八年级下册进行关于“浮力”的实验时,目的是为了求证物体是否在水越深的地方受到的浮力越大,教师可以要求学生相互合作进行实验。让学生自行准备铁块、线、容器、水、弹簧测力计等实验器材,由一名学生对水中铁块进行控制,将铁块置于水中深浅不同的位置,另一名学生对处于水中不同位置时弹簧测力器显示的重力数进行记录,并对铁块在空中的重力进行测量。通过两个人的配合,得出物体在水越深的地方受到的浮力越大这一观点是错误的结论,加深学生对于“力”的认识。

综上所述,在初中物理实验探究教学中应该注重结合实际情况展开教学工作,除了贴近课本内容外,还要通过不同方式激发学生的学习兴趣,从而实现教学目标。除此之外,教师也要不断完善自身,提高实验操作技能和专业水平,以为学生传授更多的知识。

参考文献:

[1]卢观音.初中物理实验探究的教学策略分析[J].考试周刊,2016,(70):144-144.

[ 摘要 ]实验教学是初中物理教学的关键。优化实验教学,用灵活、个性化的方式开展物理教学,能更好地发挥教师和学生的潜力。基于整合理念,巧妙结合物理模型、信息技术、生活情境等手段优化物理实验教学,能让物理课堂充满生机和活力,更有利于学生物理学科核心素养的提升。

[ 关键词 ]初中物理;实验教学;有效策略

物理课程立足于帮助学生从物理学视角认识自然,理解自然,建构关于自然界的物理图景;引导学生经历科学探究过程,使用科学研究方法,养成科学思维习惯,增强创新意识和实践能力;引领学生认识科学的本质以及科学技术社会环境(STSE)的关系,形成科学态度、科学世界观和价值观,为做好有责任感的未来社会公民奠定基础。初中物理教学是学生物理知识体系构建的奠基阶段,对学生进入后续物理学习,培育核心素养,实现全面发展有着非常关键的作用。当前的初中物理教学还存在一些弊病,比如教学形式僵化、课堂气氛不够活跃、课堂思维含量不高、学习趣味性不浓等问题,影响了学生的学习效率和学习积极性。如何有效提高课堂教学效率?优化物理实验是关键,以实验教学为突破口,引领课堂教学的改革与创新,是提高初中物理教学质量的必由之路,这就迫切要求教师对物理实验教学进行创新。基于整合理念,落实以下策略,可以有效提升物理实验教学的质量。

一、结合信息技术开展实验教学,实现优势互补

兴趣永远是学生最好的老师。信息技术的迅猛发展给物理教学带来了更多的选择,教师完全可以将实验教学与多媒体技术相结合,使教学智慧化、数字化。从心理学的角度来说,多媒体多样的技术手段和生动的表现形式,非常适合初中生好动、注意力不集中和好奇心强的学习心理特性,对提高教学效率非常有帮助。如果只是单纯地照本宣科,对学生灌输长篇大论的理论知识,会令课堂变得枯燥无味。物理实验本来就具有新奇活泼的优势,在实验教学中运用信息技术增强表现力,能够更好地激发学生的探究兴趣。例如,在“凸透镜成像规律”的教学中,因为凸透镜成像的规律,对初中生来说,非常复杂,有点类似于数学中的分段函数,成像结果分为三种情况:有实像和虚像、放大和缩小、正立和倒立,还有物距和像距的动态变化规律、物距和像距的大小关系,更有一倍焦距和二倍焦距特殊点的成像性质,以及光路可逆知识点的融入。面对这样复杂的知识点,实验教学的重要性更是体现得淋漓尽致,优化凸透镜成像规律的实验探索是本课教学的关键。同时,针对这一教学难点,在实验得出成像规律后,或者是第二课时教学中,用凸透镜成像规律的Flash动画课件再一次演示凸透镜成像的几种情况,既可有效进行巩固复习,也更有利于将学生头脑中零碎的实验片段组合成整体,进而动态并整体地把握凸透镜成像的各种情况,实现真正意义上的深入理解。在突破这样的教学难点时,多媒体课件辅助实验教学,利用虚拟实验的高效、动态功能,实现传统实验与信息化手段的优势互补,是优化实验教学的一种有效手段。又如,学生首次接触“光的折射”的概念时,光靠课本上的简单内容和教师的简单演示并不足以让学生完全掌握各种物理现象的特点。教师可以在课前制作好教学PPT,并通过多媒体设备展现出来。如在“光的折射”教学中,可以顺势让学生联想站在岸上看水中物体的'情景,利用多媒体制作动画,展示光路的传播路径和成像,这样能够让学生对光的折射以及在生活中的应用有更深入的理解。多媒体技术支持下的虚拟实验,能够让实验教学变得更加有趣,也更高效。

二、配合物理模型开展实验教学,提升推理能力

教学的较高境界,不是让教师成为课堂的中心,而要把课堂的主动权交还给学生,充分发挥学生的主体作用。在物理实验教学过程中,教师要鼓励学生发挥想象力和联想能力。科学推理不是毫无根据的胡思乱想,但也不必太过拘泥于形式,只要是有道理的、比较符合情理的,即使猜测有些偏差,也应该给予充分的肯定。为了便于学生理解,还可以在需要时使用物理模型辅助实验教学。例如,水在固态、液态和气态三种形态上的变化是一个比较容易混淆的问题,但它又是一个必须掌握的重点知识。这种知识光靠一遍遍地重复强调是没有用的,只有学生自己理解了才能准确掌握。为了培养学生的推理能力,笔者在课前要求学生讲讲自己对“水是怎么凝结成冰”和“水是怎么变成水蒸气的”这两个问题的理解。有学生用热胀冷缩的生活经验来解释:冷的时候水分子缩成一团就变成了固态,受热膨胀散开后就成了气态。还有学生补充说:水分子之间应该有相互吸引力,冷的时候吸引力变强,热的时候吸引力变弱。这些推测虽然不完全正确,但是却比较合理,所以笔者首先肯定了它们合理的地方,然后抛出正确的思路让学生再去思考。在这个过程中,用了水分子的模型,模拟水的变化,每个水分子用一个小圆球来表示,水分子间的相互吸引力用一根小木棍来表示。在低温时表现为吸引力,所以水的形态是相对稳定的固态和液态,而随着温度升高,水分子获得了足够的内能后,分子间的力转化为斥力,分子间的距离增大就变成了气态。在这样的启发下,学生的探究积极性得到了极大的提高,都争先恐后地提出了自己的想法,这样的课堂思维活跃,教学效果很好。

三、联系生活情景开展实验教学,培养物理思维

思维能力是学生解决物理问题的关键。教学过程中培养学生的物理思维就显得非常重要了。初中物理课堂中培养物理思维,以下两个方面必不可少:直觉思维的培养和生活化的物理探究。例如,在“光的折射和反射”教学中,就可以渗透直觉思维的培养:关于光线在折射现象和反射现象中的夹角关系,不妨先由教师给学生做演示,通过直接观察做出猜测。大部分学生都会发现,反射现象中反射角和入射角的大小是一样的。而在折射现象中,有一些学生观察不太仔细,因此误以为折射角和入射角一样大或更小。随后经过实践证明,学生能够快速地纠正自己的错误,同时观察同类型的现象时也形成了更准确的直觉思维。对生活化的物理探究,以学生理解漫反射和镜面反射之间的区别为例,可以采取将实验教学与实际生活相联系的方式进行。比如老式的电影放映机,投影仪的光照射到幕布上,因为幕布的表面并不是光滑的,光线在粗糙的表面上发生了漫反射,所以坐在任何位置的人都能欣赏到电影。而如果取一面镜子,用激光笔把一束光打在镜面上,此时发生的却是镜面反射,所以只有站在特定方向上的人才能看到镜子上的光点。这样通过与实际生活相结合,就能够把实验教学融入真实的生活情境中,帮助学生探究实际生活中的物理现象。综上所述,教师在物理实验教学过程中要善于运用多媒体技术、构建物理模型、结合生活情境等,充分发挥学生的想象力,促使学生自主学习,培养学生的物理思维能力,在有限的课堂时间里,优质高效地完成教学目标,用智慧设计课堂,用兴趣引领学习,用灵性升华教学。优化物理实验教学,对提高教学效率、完成既定的教学目标和培养学生的科学素养,都有非常重要的作用。

[参考文献]

胡建乐.浅析教学实验在初中物理教学中的巧妙应用[J].中学物理,2016(4).

生活中的物理研究论文

生活中的物理 物理学是一门非常有趣又有用的自然科学,它研究的内容十分广泛。 其实,在生活中,在我们的身边,有许许多多的物理现象。例如:飞机为什么能在天空飞行?保温瓶为什么能保温?电动机为什么能转动?用望远镜为什么能看得更远?太阳周围为何会出现颜色像彩虹的光环?天空和海水为什么是蓝色的?为什么粥烧开了会溢出来? 笔杆上的小孔有什么功用?饺子或肉丸煮熟了为什么会浮起来?为什么玻璃器皿遇忽冷忽热会裂开?怎样把开水冷却?为什么不倒翁不会倒?为什么钢笔会出水?为什么滑水运动员不会沉入水中?拔河比赛只是比力气吗?…… 当我们掌握了必要的物理知识,不仅能解释这些现象,也能利用他们为人类服务。 千变万化的物理现象,像一个个的谜。当我们掌握了必要的物理知识,揭开谜底的时候就会感悟到物理现象是十分有趣的。 我们人体就是一台充分运用物理知识装备起来的机器,它的许多部位或器官都是物理知识运用的体现。 眼睛 眼睛是人们观察世界的窗口。它是由在眼球前部凸出的坚韧的透明角膜、含有纤维胶质的透明囊状的晶状体、无色透明的水样液、视网膜及无色透明的胶状玻璃体构成的。它们的共同作用相当于一个凸透镜。从物体射进眼里的光线经过一个凸透镜折射后,在视网膜上形成倒立、缩小的实像,刺激分布在视网膜上的感光细胞,通过视神经传给大脑,于是我们就看见了物体。眼睛不仅能看见近处的物体,而且还能看清远处的物体,当物距改变时,它能靠改变晶状体表面的弯曲程度来改变眼睛这个凸透镜的焦距,因此,眼睛实际上是一种精巧的变焦系统。当然,眼睛这种调节焦距的调节功能是有限的。近视眼就不能仅靠自身的调节,而必须配以合适的凸透镜来帮助调节,从而达到看清周围物体的目的。 牙齿 人的牙齿早在母胎的第二个月就开始在胎儿的牙槽骨里生长,在婴儿出生后的七个月左右,开始有乳牙萌出,直至二周岁左右,二十只乳牙全部萌出。然而,就从母胎的第二个月开始,人的牙齿就有了细微的、明确的物理分工:(1)门牙又叫切牙,共有四对,它长得扁扁的,宽宽的,像一把刀,是专门用来咬断食物的,门牙的横截面外表很窄,好像刀口,用相同的力,能产生较大的压强,容易切断食物。(2)尖牙又叫犬牙,嘴角两边各有一对,像钩子一样,也能产生很大的压强,它的功能主要是撕碎食物。(3)磨牙又叫盘牙或臼牙。它长得特别粗壮,圆圆的,上面还有些凹凹沟沟,完全像磨豆浆用的磨子一样靠压强和磨擦把食物嚼碎磨细。无论是完整的还是撕碎的食物,最后都要经磨牙加工吞入食道。 耳朵 人耳是由外耳、中耳和内耳三个部分组成。外耳是由耳廓和外耳道组成。声音是由物体的振动而产生的一种声波,这种声波首先由喇叭状的耳廓收集进来。(有些动物的耳廓可以向各个方向转动,更有利于声波的收集,但人类耳廓上的肌肉已经退化了,所以不能活动。) 中耳包括鼓膜,鼓室和听小骨。鼓膜在外耳道的末端,是一片椭圆形的薄膜,厚仅0.1mm,当外耳的声波通过空气的振动传入时,使鼓膜振动,把声波转变成多种振动的“密码”,传向后面的鼓室。鼓室是一个能使声音变得柔和而动听的小腔,腔内有3块听小骨。听小骨能把鼓膜的振动传给内耳,传导过程还像放大器一样,把声音信号放大十倍,所以即使很轻微的声音人们也能听到。内耳是听觉神经最末梢的部分,中耳传来的声波,刺激听神经的末梢,使之兴奋,经过听神经传至大脑后,就能分辨出各种各样的声音。 皮肤 皮肤这个最大的器官是人体的第一道防线。表面积一般大约在1.4~1.6m2之间,其重量约占体重的6%左右。 皮肤由表皮、真皮和皮下脂肪层三部分组成。皮下脂肪层就好像是人体表面覆盖的一层棉被似的软垫,具有很好的弹性。当人体受到碰撞时,有缓冲作用,可以防止内脏和骨骼又受到外界的直接侵害。 皮肤最突出的物理作用是散热和保温作用。当外界温度升高时,皮肤的血管就扩张、充血,血液就带着体热通过皮肤向空气发散,同时汗腺也大量分泌汗液,通过汗液的蒸发带走体内多余的热量。当外界寒冷时,皮肤的血管就收缩,血量减少,皮肤温度降低,散热放慢,有助于体温保持恒定。 关节 关节是人体骨骼的重要连接方式和精密的连接结构,它是骨骼这一杠杆运动的巧妙支点。各块骨连接处的骨面(关节面)十分光滑,表面覆盖着透明软骨构成的关切软骨,以增强光洁度,减少摩擦。据说,两块关节软骨间的摩擦系数比滑冰时冰刀和冰的摩擦系数还小。 当然,不同部位的关节,功能不同,关节的结构也不完全相同,如肘关节是向内运动的,利于提拉重物,膝关节只能向后屈而不能前翻,同时使腿后蹬有力。 除以上器官外,人体内血压和心跳速率的关系,结构巧妙的换气站——肺和肺泡等器官,无处不体现着物理知识的运用。

闻到花香丶证明分子在做无规则运动丶冬天冰没熔化但是体积小了丶因为升华

初中物理知识在社会生产和生活中的应用 物理是与人类生产和生活最为密切的科学。在物理教学中如何将物理知识与生产实践和生活实际相联系,使学生尽可能理解物理知识在生产实际和生活实际中的应用,也就成了物理教师义不容辞的义务。 一、力学知识的广泛应用 1.重力的应用 我们生活在地球上,重力无处不在。如工人师傅在砌墙时,常常利用重锤线来检验墙身是否竖直,这是充分利用重力的方向是竖直向下这一原理;羽毛球的下端做得重一些,这是利用降低重心使球在下落过程中保护羽毛;汽车驾驶员在下坡时关闭发动机还能继续滑行,这是利用重力的作用而节省能源;在农业生产中的抛秧技术也是利用重力的方向竖直向下。假如没有重力,世界不可想象,水不能倒进嘴里,人们起跳后无法落回地面,飞舞的尘土会永远漂浮在空中,整个自然界将是一片混浊。在讲授重力时,要让学生展开热烈的讨论,充分挖掘学生的想象力,知道重力与我们的生产生活实际密切相关。 2.摩擦力的应用 摩擦力是一个重要的力,它在社会生产生活实际中应用非常广泛。如人们行走时,在光滑的地面上行走十分困难,这是因为接触面摩擦太小的缘故;汽车上坡打滑时,在路面上撒些粗石子或垫上稻草,汽车就能顺利前进,这是靠增大粗糙程度而增大摩擦力;鞋底做成各种花纹也是增大接触面的粗糙程度而增大摩擦;滑冰运动员穿的滑冰鞋安装滚珠是变滑动摩擦为滚动摩擦,从而减少摩擦而增大滑行速度;各类机器中加润滑油是为了减小齿轮间的摩擦,保证机器的良好运行。可见,人类的生产生活实际都与摩擦力有关,有益的摩擦要充分利用,有害的摩擦要尽量减少。 3.弹力的应用 利用弹力可进行一系列社会生产生活活动,力有大小、方向、作用点。如高大的建筑需要打牢基础,桥梁设计需要精确计算各部分的受力大小;拔河需要用粗大一些绳子,防止拉力过大导致断裂;高压线的中心要加一根较粗的钢丝,才能支撑较大的架设跨度;运动员在瞬间产生的爆发力等等。 可见,物理力学知识生产和生活实际中是很有用的,从宇宙天体到微观的分子、原子处处存在着各种各样的力,教师只要将课本知识与生产生活实际有机地结合起来,就能极大地激发学生的学习兴趣,从而培养他们树立崇尚科学、研究科学、应用科学精神。 二、热学知识的应用 天气的阴晴、冷暖与人类的各类活动息息相关,包含了很多的物理热学知识。如人们常喝开水、吃熟食,需要对水和食物进行加热,而加热过程中就需知道燃料燃烧或电力加热的基本知识;炎热的夏天在地上撒些水,靠水分的蒸发达到降温的目的;严寒的冬天如何保暖,汽车发动机常用水来散热,保护秧苗不被冻坏而往往采用在夜间向稻田里灌水,都充分利用了水的比热大这一特性;水稻生长在夏季,是由于水稻是喜高温的植物;各种机械轴承、火车轮箍的制造是充分利用固体的热胀冷缩原理。这些都是热学知识在生产生活中的重要应用。 答案补充 三、光、声现象的应用 人类生存需要光。白天靠阳光,夜间需要灯光,设想宇宙无光,整个世界将陷入一片漆黑,所有生物将无法生存,由此可见光的重要性。然而光到底遵循什么规律,人类怎样利用这些规律为自己服务,这是人类研究光的目的所在。如日月食现象中遵循的是光在同一均匀介质中沿直线传播;教室里通常用日光灯管而少用白炽灯,除为了节省能源外,更重要的是白炽灯这种光源容易形成阴影,而日光管是平行光,可以避免阴影使我们能够很好的工作学习;夜间行驶的汽车内不开灯是为了避免挡风玻璃反射光而影响驾驶员的视线,汽车的反光镜用凸镜而不用平面镜是为了扩大观察范围,近视眼病人要佩戴凹透镜是为了矫正物体成像在人的视网膜上,手电筒能“收光”是利用凹透焦点发出的光能平行射出。另外,教室的长度限制10m左右是避免原声、回声两次声音,从而使两种声音叠加在一起,加强原声;两山距离和海底深度的测定也是利用声音的传播原理。 答案补充 四、电学知识的应用 自法拉发现电磁感应现象以来,人类进入了电气化时代。从生活用电到交通运输、工厂企业用电,都来源于发电机,电已成为人类必不可少的主要能源。在我们的生活中,随处可见电的应用。如夜间走路用的手电,它是将化学能转化为电能;干电池不会发生触电事故,而照明用电如使用不当,将会危及我们的生命安全,这是因为不高于36V的是安全电压,而照明电路的电压是220V,远远高于安全电压;煮饭用电饭煲、电炒锅是将电能转化为内能,电力机车的行驶也是靠电能,一切家用电器都需要电。假设没有电,电动机将不能转动,电力机车不能行驶,电器都不能工作,人类社会将会倒退。因此,电是人类的好伙伴,只要我们严格遵循安全用电原则,我们就可以驯服它,利用它为人类服务。 总之,物理知识从生活实际到高科技前沿,它的应用十分广泛。作为一名物理教师,不仅要使学生理解学习物理知识的重要性,认识物理知识在当代社会中的重要作用,更要引导学生关注物理学的最新发展,使学生将所学物理知识与当前的社会实践和生活实际结合起来,坚持与时俱进,坚持科学发展观,利用物理知识推动社会和谐发展,更好地造福于人类。 答案补充 生活中的物理小常识 包括 跳高运动员为什么要助跑?为什么可以用吸管“喝”汽水?暖水瓶为什么能保温? 东西太多了,并列举了,非常有用。 写这篇文章时,多举几个例子,2000个字就能凑到了

研究汽车刹车痕迹物理实验论文

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给你提供一篇范文吧!供参考!很有用的!论文范文!!!不知对你有没有帮助? 惯性是经典力学中的一个基本概念,同时它又是人们日常生活中的一个基础性观念,并且惯性问题也是经常被物理学界讨论的一个话题(1)。可是,尽管经典力学经过了漫长的发展时期,大部分的物理教师在此问题上还存在着很多的混乱性(2),本文试从几个方面对惯性进行了讨论,望引起大家的共识。 一、惯性的意义 大家知道,惯性是物体保持静止状态或匀速直线运动状态的性质(3)。一个物体,只要不受外力作用,原来静止的就会一直静止下去,而原来运动的则会一直作匀速直线运动。这里的问题在于:惯性是否是物体的性质?依据牛顿第一运动定律,任何物体均具有惯性。因而,看来惯性不是被研究物体的性质,因为这一性质是一切物体所具有的,也就是说它与物体的个别特征无关。因而,惯性只能是存在的一个特征,是被研究对象周围的环境在此对象上的表现。换一句话说,它是存在于物体周围的一种条件,一种约束。 二十世纪初,德国数学家诺特尔(4)证明了:空间平移对称性导致动量守恒、空间转动对称性导致角动量守恒、而时间均匀性导致能量守恒。事实上,物体的惯性是时间均匀性与空间对称性的必然结果。因而它与个别的特殊研究对象无关。惯性不是个别存在物的性质,个别存在物只是惯性的显现者,惯性的本质与个别存在物的特性无关。从而我们就不能用反映个别存在物性质的量(例如质量)来测度惯性。因为惯性作为存在的一种显现,并无大小可言,它只是存在之状态的表达。 二、惯性与物体运动状态变化的难易程度无关 通常认为质量是物体惯性大小的量度是据于这样的理由:质量大的物体在相同的力作用下其运动状态不容易改变。这是由牛顿第二定律所得到的基本结论。而事实上物体运动状态是否变化,物体运动状态的变化是难还是容易是与惯性无关的。惯性所揭示出的物体之性质不在于其使(或抗拒)物体运动状态的改变或代表改变的难易程度的能力,而在于它的保持某种特定状态(静止或匀速直线运动)的本领:在最相似的物之间,错觉说着最巧妙的谎;最小的罅隙是最难度(5)。因而惯性与物体的质量无关。倘若惯性与物体的质量有关的话,则我们也可以说力与惯性也有关系。因为对于相同质量的物体而言,力越小其运动状态就越难改变。因而,也即力越小物体的惯性越大。事实上,在惯性概念发展的最初时期,牛顿就将惯性与力进行等价的思考,当然现在大家知道牛顿的把惯性等同于力的思想是错的了。如果要说质量与惯性确有联系的话,作者以为也只能从这样的一个视角来看:惯性是由其表现物体周围存在着的与时空有关的天体质量分布情况决定着的性质。这是因为,根据广义相对论,空间的性质是由天体质量的分布所决定的。至于时间,自从奥古斯丁(6)提出“什么是时间?”以来,人们还没有认清它的真面目,也因而从更深的层次上而言,人们只认识到什么是惯性而还没有搞清惯性是什么。 惯性不是一种由个别物体自身所具备的原因(诚然,所有物体均会表现出惯性),它不是我们的一种吃力的、需要支撑的、痛苦感的反映,事实上,它是存在之美感的绽开。因而“惯性是物体对任何改变其运动状态的外来作用的阻抗的性质”(7)这样一种说法就是不当的。因为这一注释还是从对牛顿第二定律的基本分析而来的,在这一注释中已经隐藏了牛顿第二定律及对惯性与物体质量等价的认同感。其实,惯性是一种令人十分安全的、舒适的、和谐的存在之性质,它使物体的存在行为非常简单,而人们也往往由于常见到这种存在的简单性而忽视了它的深层含义。静止的永远静止,运动的永远作匀速直线运动,惯性就是将存在如此单调而重复地显现在人们眼前。凡是背离了这两种物体的存在情况而用惯性去解释其存在原因的,作者以为均属一种不当的诡辩行为。可是这种诡辩行为不仅麻木了人的脑神经而且充斥着各种各样的教科书(8),我们来看一些下面的例子。 例1.惯性也有不利的一面,高速行驶的车辆因惯性而不能及时制动常造成交通事故。所以,在城市的市区,对机动车的车速都有一定的限制,以利于行车安全。(9) 在这里,不能及时制动是由于惯性还是由于制动力不够大?略作思考,读者就可判断出是由于后者。将惯性看成一种破坏力是十分荒唐的。而发生交通事故的真正原因是,由于车辆质量较大,而相应的制动力在如此质量的物体上所产生的加速度很小,不能使车辆很快地减速,从而在短时间内停下来。倘若对于质量较大的车辆来说制动力也允许更大,那么作者认为还是可以在一定的时间内制动车辆的。 并且,这个例子中的“高速行驶的车辆”及“对机动车的车速都有一定的限制”的字句很容易使学生认为惯性和物体的运动速度有关。这对于初学者来说是一个很大的误导。 例2.把斧柄的一端在水泥地面上撞击几下,斧头就牢牢地套在斧柄上了,这是什么缘故呢?(10) 通常标准答案是这样的:开始斧头和斧柄同时向下运动,当斧柄遇到障碍物时突然停止,而斧头由于惯性保持原来的运动状态,这样斧头就牢牢地套在斧柄上了。 事实上,斧头在斧柄上套牢是由于斧头克服了阻力相对于斧柄运动了一段位移,而惯性不是克服某种阻力使斧头运动的原因。在此问题中的一个效果是斧头相对于斧柄产生了某种(克服一定力的)运动,因而我们必须以斧柄为参照系来考察此种运动的实质。当以斧柄为参照时,实际上斧柄在撞击的过程中是一个非惯性系,它相对于惯性系有一个向上的加速度。因而斧头在此参照系中必受到一个向下的“惯性力”,正是此力与斧头的重力克服了斧头与斧柄之间的弹力与摩擦阻力使斧头相对于斧柄前进了一段位移,从而使斧头在斧柄上套牢。如果一定要以地面为参照系来看斧头在斧柄上套牢的问题,那么可以这样认为:虽然斧头在斧柄上向下套牢的过程中没有受到除重力以外的向下的另外力,但相对于地面而言斧头具有一定的动能和重力势能,正是这个能量克服了阻力作功从而转化为内能。所以从效果上看,一是斧头相对于斧柄向下移动了一段位移,二是斧头与斧柄的接触面上在发热。 如果仅从动力学的角度来看,斧头在斧柄上套得牢不牢是由其受到的作用力大小与作用时间(或所通过的位移)所共同决定的,也就是说它和斧头相对于斧柄的动能或动量变化有关。斧柄在“水泥地面”上“撞击”这两个条件只是使斧柄产生了相对于水泥地面的较大的动量变化率,从而也使斧头具有了相对于斧柄的惯性力。但是,虽然这个惯性力构成了斧头套牢在斧柄上的直接原因,可严格地说,斧头在斧柄上套得牢不牢的原因还和斧头的重力及斧柄的弹性和斧头与斧柄的摩擦力大小均有关系。并且斧头在斧柄上套得牢不牢和作用时间也大有关系,因而,撞击“几下”也是一个非常重要的条件。 例3.小车上竖直放置一个木块,让木块随小车沿着桌面向右运动,当小车被档板制动时,车上的木块向右倾倒。这是怎么回事呢?(11) 教科书上的答案是这样的:小车突然停止的时候,由于木块和小车之间的摩擦,木块的底部也随着停止,可是木块的上部由于惯性要保持原来的运动状态,所以木块向右倾倒。事实上,本例中小车上木块的倾倒是由于力矩作用的缘故。若以地面为参照物,小车对木块的摩擦力对木块的重心而言有一个顺时针旋转的力矩,从而木块向右倾倒。若以小车为参照物,小车被档板制动时已是一个非惯性系,作用在木块(重心)上的“惯性力”对木块的底端也产生一个使木块作顺时针旋转的力矩。 需要指出的是,在上述例2和例3中,斧头在斧柄上套牢和木块在小车上倾倒已是一个涉及物体在非惯性系中的动力学的问题。其中例2是非惯性系中的质点动力学问题,而例3则是非惯性系中的刚体动力学问题。可是,在非惯性系中,我们通常意义上所论述的牛顿第一定律已不成立,从而也失去了此两例的代表意义。也就是说,这两个例子不仅是不准确的解释而且是不适当的例子。在涉及惯性的问题上我们必须分别那些是属于惯性现象,而那些则不属于惯性现象——即为动力学现象。牛顿的例子,毫无疑问是正确的(12),但我们许多的物理学工作者却将惯性对事物的解释范围作了相当随意而并不恰当的扩展或扭曲。其实在讲述惯性时,用不着举更新鲜的特别例子,倒是需指出惯性使我们对事物常态的存在方式太熟视无睹了。这里问题的关键在于,惯性不是使物体改变运动状态(使火车制动、使斧头套牢在斧柄上、使小木块倾倒)的原因。严格地说,这些原因和物体的惯性无关,只和力有关,而至于火车制动得及时不及时,斧头套在斧柄上牢不牢,小木块倾倒得快不快,则不仅与力有关,还和物体的质量、形体、初速度有关。但即使如此地与质量和初速有关却也与惯性无关。 惯性,这个我们通常认为是由物体内在因素决定的性质,其实是物体存在方式的一种条件性:“试取汽车为参考系统来研究‘当汽车急剧刹车的时候,车中乘客有向前倾倒的倾向’这个问题,在汽车急剧刹车前,相对于汽车而言,乘客是静止的,在汽车急剧刹车时,乘客突然向前倾,这就是说,以汽车为参考系统,乘客由静止而突然向前倾,并不保持其静止状态,并不表现出惯性”(13)。这个条件就是:物体要表现出惯性,它必须处于惯性参考系中。而“事物的存在顽强地延续维持不变,无论运动是快是慢抑或停止。”(14)也只在惯性系中才成立。在研究物体的运动学与动力学问题时,惯性系总有着特殊的地位。可是,这个特殊地位的存在并不单单是人类抽象理性的功劳,并不是人类贪懒和间集化的一个报应,惯性系的存在有其形而上的基础:自然之美的呈现及人对自然之美呈现体认的同一性。如果没有了存在的时间均匀性与空间对称性,我们选取的相对于地面作匀速直线运动的参考系对研究动力学问题而言也就将成为一个畸形的怪胎。惯性系不仅在计算上向人类提供了联系物体的相互作用与相对运动的便利方式,其更根本的是它使人与存在的关系成为审美性的。惯性定律给我们的启示是:存在是美的。而惯性系则是自然对人的一个馈赠。也因而,我们应当从审美的视角来看待惯性,而不应当将它看成一个恶魔或一件便宜货。 所有的老师都要求学生不要把惯性与惯性定律混为一谈,可是当我们的老师用动力学的观点来看待惯性——也就是说,把惯性与牛顿第二定律混为一谈的时候,对学生的这一期望是合适的吗?其实这是一个误区:当教完一些物理学的基本概念与规律以后,就要求学生用它们解释自然现象。事实上,物理学中有些基本概念与规律不是要求我们去解释自然现象,它没有这个功能,它只是告诉我们要去感受些什么,它提供给我们的不是一种推理的方式,而是一个判断的原则 :它促成我们的判断更接近于自然之美的呈现。 三、惯性定律与牛顿第二定律的关系 当物体所受的合外力为零时,从牛顿第二定律可知物体处于静止状态或作匀速直线运动。可是,仅依据这一点却不能认为牛顿第一定律是牛顿第二定律的一个特例。因为这两个定律的论述对象其实是不一样的。牛顿第二定律的研究对象是一个物体,而牛顿第一定律论述的是整个存在的性质。惯性——这个任何物体均具有的性质其实不是我们的个别研究对象所具有的性质,因为这个“任何物体”,包括了天地间的万物,而万物的总称(15)即是宇宙:“四方上下曰宇,古往今来曰宙”.也即任何个别的物体都不可能无条件地具有惯性:惯性是存在的特性,是存在着的时空的特性,是宇宙的特性。 其次,牛顿第二定律是关于个别物体因果性的规律,而牛顿第一定律却与个别物体的因果性无关,它是存在之状态的表述,它的表述是与具体的特定的时间无关的、瞬时性的。正是这种非时间性(16)构成了牛顿力学的本质特征。也正是牛顿第一定律所成立的时间均匀性与空间对称性构成了惯性系的特殊地位,从而使我们可以在牛顿第二定律的意义上来研究物体的动力学关系。因为毫无疑问,物体的运动性质和规律与采用怎样的空间和时间来度量有着密切的关系(17)。由此可见,不仅牛顿第一定律不是牛顿第二定律和特例,恰恰相反,现行的动力学规律正是牛顿第一定律所揭示的存在之性在具体的个体事物上的展现。惯性定律比牛顿第二定律具有更强的基础性。也就是说,正是惯性现象,构成了牛顿动力学所以成立的操作平台。由于物体在不受外力作用下保持其速度不变,因而物体运动速度的变化才跟物体的受力相关。 最后,牛顿把惯性定律放在三个运动定律的首位也是与其对自然的信仰因素有关的。因为在文艺复兴之前的绝大部分思想家继承了亚里士多德关于物体运动内在决定论的观点。但在牛顿看来,基本的物质粒子完全是惰性的,没有任何自发的运动,而电、磁、光这些‘非物质’的力量则成为神在自然中的行动的载体(18)。也就是说,惯性定律内隐含着牛顿否定亚里士多德运动观的内在目的论从而建立新力学的形而上基础。 四、惯性与具体物体的质量无关 从上面的讨论可以看出:“质量是物体惯性大小的量度”这个论题,在几个角度去看都是错误的。第一,质量不是物体惯性大小的量度。个别研究对象的质量与其所揭示的惯性毫无关联。因为这两者从数量上来看是一对无穷大的关系,从内容上来看是个体与存在的关系,在它们之间,人类的理性不可能找到逻辑上的因果链。第二,“物体(的)惯性”这样的说法缺乏依据,因为惯性不是物体的性质。物体只是作为惯性的表现者而存在的。第三,“惯性(的)大小”这样的说法也缺乏依据,因为惯性没有大小,惯性只是存在的一种表达方式,一种特定状态的显现。第四,既然惯性并无大小,我们也不可去进行量度,事实上,任何一本教科书上也没有指出惯性与质量的函数关系,因为这一函数关系并不存在,它只是人们的一个虚假的逻辑推测,谁也不能证明质量与惯性成正比或不成正比 ,更不能得出它们之间的比例系数,因为这些关系均是虚假的。因而,物理学界流传的物体的惯性等于它的质量(19)只是人们一个随心所欲的错误言说。 由于物体质量与惯性无关,所以,将牛顿第二定律中的质量称为惯性质量就是不当的,质量的确对物体运动状态的改变有一种象力一样的阻抗作用,质量在改变物体运动的状态上而言似乎有一种“消解”、“抗拒”力的性质。因而作者认为可将现行的“惯性质量”改称为物体的“抗性质量”。正如牛顿所说:“物体只有当有其他力作用于它,或者要改变它的状态时,才会产生这种力。这种力的作用既可以看做是抵抗力,也可以看做是推斥力。(20)”因为质量与物体运动状态的变化快慢有关,它事实上具有动力学特征,当一个物体的质量大时,它对运动状态改变的阻抗能力就越大。 从逻辑上而言,我们只有将惯性从物质的内在因素中解除出来,才能完全地克服牛顿时代的机械论自然观与牛顿第一运动定律之间存在着的深刻矛盾。也就是说,这样才能使牛顿第一定律恰如其分地建立在由文艺复兴所形成的机械论而不是亚里士多德的目的论的形而上学基础之上。 五、惯性定律的表述方式 牛顿第一定律是动力学定律的基础,但它本身并不表征物体的某种动力学性质,它是关于人类体认自然之美、自然之和谐的陈述。据于上面的论述,对牛顿第一定律的陈述方式作以下的要求是并不过分的:反映时间的均匀性,空间的对称性,及自然之美对人的呈现。可是,现行的许多教科书中对牛顿第一定律的陈述是很不一致的。当然,这种不一致性用老眼光来看是无伤大雅的,但以今天的眼光来看,这种差异性就成为值得商讨的了。 例如:一个物体,如果没有受到其他物体的作用,它就保持自己的静止状态或匀速直线运动状态(21)。这样的陈述可能离惯性定律的本义较远,因为这一陈述的方式是在动力学的维度上来进行的,陈述的对象是“一个物体”。这和牛顿第二定律的研究对象是一致的,这样方式的陈述毫无疑问地可以把惯性定律认为是牛顿第二定律的一个特例,因为“如果没有”这几个字就表达了陈述事件的某种特殊性。 另外一种常见的陈述方式是:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。(22)这样一种表述比前一种完整多了,它几乎就是牛顿的原义,但这里的“一切物体”应当换成“任何物体”(23)。因为在此论述中的“任何物体”实际上是对一切物体的否定,而“有外力”应当换成“其它物体的作用”,因为惯性定律是不涉及力的,操作意义上的力这个动力学的基本概念与惯性无关。 作者试着这样来陈述惯性定律:存在着的宇宙有这样一种性质,它使任何物体在没有受到其它物体作用的时候总保持静止状态或匀速直线运动状态。或许,这样的一种陈述方式是较明晰的陈述方式,它强调了惯性与惯性的表现者(个别研究对象)的严格区分,这个陈述的主语是性质,这样的陈述才可称为关于“惯性”的定律。而我们也应当将惯性定义为:使物体保持静止或匀速直线运动状态的性质。 六、人们误解惯性的来源 人们在惯性问题上所犯的错误认识,既来源于历史上人们对于和惯性概念相联结的力与物体运动关系的一贯表达方式,又来源于牛顿的表述与对于牛顿力学理解上的偏差。“事实上,牛顿似乎注定要被人误解”。(24) 在牛顿所陈述的第一定律中:(25)“每个物体都保持其静止、或匀速直线运动的状态,除非有外力作用于它迫使它改变那个状态(Every body persists it's state of rest or of uniform motion in a straight line until it is compelled by some force to change that state.)”。牛顿对“除非有外力作用于它迫使它”作出了对应的理解,即认为保持其静止或匀速直线运动状态的物体是由内部原因的,这个内部原因即称为惯性:“vis insita,或物质固有的力,是一种起抵抗作用的力,它存在于每一个物体当中,大小与该物体相当,并使之保持其现有的状态,或是静止,或是匀速直线运动”。(26)在牛顿时代,作出这样的判断是无可厚非的:“一个物体,由于其物质的惰性(现称惯性——译者注),要改变它的静止或运动状态就极其不易。因此这种固有的力可以用一个最确切的名称‘惯性’或‘惰性力’来称它。”(27)因为在牛顿时代是无法判定惯性的本质的。从牛顿的这一段话我们大致可以判断出,他几乎是在第二定律的意义上来领会惯性的,因而他才认为(惯性)大小与该? 锾逑嗟薄U饣蛐砭褪橇鞔�两竦墓咝缘拇笮〉扔谖锾逯柿康脑�濉?墒牵�6俚恼庖欢卧桃夥岣坏乃枷肴词抢丛从谖鞣焦糯�苎��餍械墓赜谑挛锉旧淼膬仍诰龆ㄐ缘墓鄣悖骸罢�鑫锾宓墓阊有浴⒓嵊残浴⒉豢扇胄浴⒛芏�院凸咝裕�丛从谄涓鞲霾糠值墓阊有浴⒓嵊残浴⒉豢扇胄浴⒛芏�院凸咝裕灰虼耍�颐强梢韵陆崧鬯担�磺形锾宓淖钚‖⒘R簿哂泄阊有浴⒓嵊残浴⒉豢扇胄浴⒛芏�裕�⑶腋秤衅涔逃械墓咝裕�馐钦�稣苎У幕�。?8)”。 这一观点可以追踪到亚里士多德,它影响了包括牛顿在内的一大批科学家的思维方式。在牛顿之前的开普勒也就惯性说过(29):“如果天体不赋有类似于重量的惯性,要使它运动就不需要力,最小的动力就足以使它有无限的速度,但由于天体公转需要用一定的时间,有的长些,有的短些,因此非常明显,物质必须具有能说明这些差别的惯性”;“惯性,或对运动的阻力是物质的一种特性,在给定的体积中,物质的量愈多,惯性愈强。”由此我们也可见,在开普勒那里已经有惯性等同于力与质量的观点了。 从上面的论述可以看出,人们对于惯性的错误理解主要是由历史原因所造成的,这个原因主要在于:人们普遍地认为事物外在的状态是有其内在原因的。当人们在物体之外找不到令人信服的可感觉的原因的时候,就只能把它归因于物体的内部。牛顿将惯性归因于物体的内部,把惯性看成阻碍物体改变其静止或匀速直线运动状况的内力,他假设的惯性非常接近布里丹的冲力——即:惯性作为一个内力,在缺乏外部动力或阻力时,会引起无定限的直线运动(30),另一方面,牛顿的惯性观又来自于他对古希腊关于自然具有灵魂观念的继承,我们可以从他的著作中强烈地感到,他具有自然界的物体与人一样会在受到作用时产生反作用这样一种强烈的思想意向。显然,在现代人看来,自然界的物体是与人具有本质区别的。 在牛顿以后,欧拉则将牛顿关于vis insita 的比较隐晦的注释作了同牛顿之前的有些科学家的直感一样的有一定危险性的表白:“惯性是物体保持静止或保持匀速直线运动的能力.....惯性的大小与质量成正比例。”(31) 可是现在看来,这种危险性中是带有错误的。从那以后到现在,人们对于惯性的理解基本上是庸俗性质的。随着现代物理学的发展,特别是诺特尔之后,我们可以认识到使物体保持静止状态或匀速直线运动状态的原因并不在物体的内部、也跟力无关,而是由于物体所处的时间均匀性与空间对称性。也就是说,我们必须对牛顿意义上的惯性作出更开放性与发展性的理解,牛顿的vis insita(惯性是一个消极的本原,靠此本原物体维持它们的运动或静止,按照作用力的大小接受运动,按照受到阻力的大小抵制运动。(32))可以深入为两个层面的结论:在没有外力的作用下,一个物体,它能保持静止状态或匀速直线运动是由于惯性,即时间均匀性与空间对称性;在同样大小的力的作用下,一个物体它的运动状态较难改变是由于它的动力学特性——抗性,即它的质量较大。

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