高一物理校本課程

高一物理校本課程第一節(jié)初、高中物理研究的差異及其對策同學們初中畢業(yè)升入高中研究，普遍感到物理難學，教師也感到難教，究其原因主要是由于初高中物理課程要求存在著差異和學生研究方法的差異。處理好這些差異，順利實現(xiàn)初、高中物理課程研究的銜接，學好高中物理的一個重要方面。一、差異產(chǎn)生原因的分析（一）課程要求的差異1．定性分析和定量分析的差異初中物理課程中大多數(shù)多問題都重在定性分析，即使進行定量計算，也是相對比較簡單的比例關(guān)系的運用；高中物理課程，大部分問題不單是作定性分析，而且要求進行大量的，甚至相對復(fù)雜的定量計算。例如初中物理只要知道彈簧的形變越大，彈力就越大；而高中物理要求知道F=kx并且要求能夠用這個公式進行分析和計算。2．知識的呈現(xiàn)的形象思維與抽象思維的差異初中物理課程的呈現(xiàn)基本上是以形象思維為基礎(chǔ)，大多數(shù)問題是以生動的自然現(xiàn)象和直觀的實驗為依據(jù)，讓學生通過形象思維獲得知識；而高中物理課程的知識的呈現(xiàn)，多數(shù)以抽象思維為基礎(chǔ)。問題研究的實驗不再是以直觀直接得結(jié)論，而需要在實驗基礎(chǔ)上，加以抽象、歸納，才能得結(jié)論。例如初中物理只要求知道速度是描述物體運動快慢的物理量給的公式為s=vt而高中物理要求區(qū)分平均速度、瞬時速度、平均速率、瞬時速率。3．初中課程的問題多是單因素的歸因的邏輯關(guān)系；高中課程的問題的歸因則是多因素的復(fù)雜邏輯關(guān)系，且是以遞進式、歸納式的邏輯關(guān)系為主。分析問題時還需較多使用假設(shè)、判斷的推理邏輯手段。例如右圖求斜面上的物體受到的摩擦力的大小和方向，就必須通過假設(shè)、分析、判斷和推理才能完成。4．初中物理問題的解決，對應(yīng)用數(shù)學工具的要求不高，主要使用算術(shù)、代數(shù)辦法；高中物理問題的解決，使用數(shù)學工具提高到了需大量使用代數(shù)、函數(shù)、三角函數(shù)、圖像、向量（即矢量）運算、極值等辦法的綜合應(yīng)用上。例如利用v-t圖象來求物體舉動的加速度和位移。又如如何理解a-F圖象斜率的物理意義。（二）學生研究方法的差異1．初中物理的研究，同學們慣于教師的（知識）傳授。在研究中，對知識點的理解停留在“簡單問題”的“簡單理解”上；高中物理的研究則要求學生獨立地在老師的指導下獲取知識。要求學生要能（把課本作為工具）形成“自主研究”慣，更要求學生在研究中學會多層次、多角度的邏輯分析，學會尋找知識點的“連續(xù)性”關(guān)系。2．初中物理知識的簡單性，決定了學生在研究中較多運用記憶方法掌握知識，對理解、分析方法使用的程度要求不高；高中物理知識的復(fù)雜性，決定了學生在研究中需要以理解、分析、歸納為主的方法來進行研究。同時，還需“形成物理學思想”，尋找物理課研究的門路。3．高中物理題的求解，要肄業(yè)生在數(shù)學工具使用上學會用數(shù)學語言表示物理問題，學會數(shù)學工具的靈活應(yīng)用，實現(xiàn)大量定量分析的自若化。二、克服差異的研究對策1．關(guān)注新舊知識同化，順利實現(xiàn)升級研究的過度同學們進入高中研究，無論是教材理解方面、思維活動方面、研究物理的方法方面、完成作業(yè)應(yīng)用的手段方面等，與初中階段相比，存在著明顯的梯度。仔細捉摸高中課程所研究的問題跟初中課程曾研究過的相關(guān)問題，在語言、研究方法、思維特點等方面存在的差異，明確新舊知識間的聯(lián)系與差別，通過課前預(yù)和課堂研究，在老師的幫助下把舊知識同化新知識，順利地達到知識的遷移，減少高中物理研究的困難。2．注重思維能力的培養(yǎng)，早入高中物理研究的門道針對高中課程的知識呈現(xiàn)多以抽象思維為基礎(chǔ)的特點，在研究中，應(yīng)注意自己的抽象思維能力培養(yǎng)，快速形成抽象思維慣，形成分析、判斷、歸納、總結(jié)的抽象思維能力，能夠早入高中課程研究的門道。例如：高一年級的“勻變速直線運動”對加速度概念的確定，要分析此運動現(xiàn)象的特點（軌跡是直線，速度均勻變化），尋找速度變化量，尋找速度變化有快慢的規(guī)律，歸納出a＝Δv/t的物理意義。然后再總結(jié)“a”的定義的要素，充分理解“a”的意義。實現(xiàn)從現(xiàn)象→特點→規(guī)律→“知識點”的抽象概括。3．重視物理實驗的研究，造就物理研究能力高中物理課程的演示實驗，是培養(yǎng)學生研究能力的最重要的手段。要能夠從演示實驗的觀察中，學會研究，尤其要學會對有形的物理現(xiàn)象進行抽象思維，并能歸納結(jié)論，形成研究慣，培養(yǎng)研究能力。如“牛頓第二定律”的演示實驗，在課堂演示中，要充當研究者，從實驗→讀取數(shù)據(jù)→繪制圖形→尋找物理量的數(shù)學關(guān)系→得出公式的程序?qū)嵤┻^程中，把研究的任務(wù)交給自己，老師只是“引路人”，讓自己來完成研究，得出結(jié)果。從研究中產(chǎn)生興趣，形成研究慣，訓練研究能力。4．認真做題上好題課，增進分析問題的能力的提高高中學生，尤其是剛進高一的學生，不會做題目的現(xiàn)象較為突出。認真做題積極思考，上好題課是分析問題能力提高的關(guān)鍵。在題課中應(yīng)該著重聽思路、聽方法。要懂得做題的思維過程是─—尋找問題現(xiàn)象、分析問題特點、歸納已知條件、確定所用知識、建立解題模型（方程或圖形等）、完成具體運算。要明白解題的根據(jù)是什么？怎樣聯(lián)想？如何推算？要知道什么是歸納和演繹？如何進行判斷等分析方法，要形成良好的解題慣，以實現(xiàn)學生分析問題能力的提高。5．利用好教材工具，加強教材瀏覽鍛煉，提高自學能力充分利用好教材，加強閱讀訓練，學會閱讀，閱讀教材時注意去尋找每章每節(jié)的知識點，注意尋找定律的成立條件、要素、結(jié)果等內(nèi)容，加強對知識的理解。大力提倡同學們對課本閱讀過程中進行理解、有創(chuàng)見的，會靈活運用的現(xiàn)象。及時糾正死記硬背的現(xiàn)象，學會讀書，從而提高學生的自學能力。關(guān)注以上幾點，可以減少研究物理的厭倦、畏難情緒，增強研究物理的信心和積極性，提高研究興趣，達到克服差別的目的。第二節(jié)轉(zhuǎn)變思維方式學好高中物理許多同硯反映高一的物理怎么這樣難，上課能聽懂，作業(yè)卻不會做，同初中的物理完全分歧。在研究過程根據(jù)中學生的思維特點，掌握研究物理的辦法，就能較快順應(yīng)高中物理的研究。在整個中學階段，學生的思維能力迅速發(fā)展，其抽象邏輯思維處于優(yōu)勢地位。因此，中學物理研究應(yīng)遵循思維發(fā)展的規(guī)律，著力培養(yǎng)思維能力，掌握研究物理的思維方法。一．建立合理的物理模型和理想化過程——科學抽象法。合理的物理模型和理想化過程是抽象思維的產(chǎn)品，是研究物理規(guī)律的一種行之有效的辦法。比如，研究物體的舉動，首先要確定物體的位置。物體都具有大小形狀，舉動的物體，各點的位置變化一般是各不相同的，所以要詳細描繪物體的位置及其變化，并不容易。但在肯定條件下，把物體抽象為質(zhì)點，忽略物體的大小形狀，問題就簡單了。如在平直公路上行駛的汽車，車身上各局部的舉動情況相同，當我們把汽車作為一個整體來研究它的舉動，就可把汽車當作質(zhì)點。引入物理模型，可以使問題的處理大為簡化而又不會發(fā)生太大的誤差。對于比較復(fù)雜的研究對象，可以先研究它的理想模型，然后對研究結(jié)果加以修正，即可用于實際事物。例如，忽略分子的體積和分子之間的相互作用的理想氣體是不存在的，它只是實際氣體在肯定程度上的近似，對于高溫低壓下不易液化的實際氣體，如氫、氧、氮、氦氣和空氣等，在常溫常壓下就可看成理想氣體，這樣處理誤差小，應(yīng)用簡便?！袄硐霘怏w狀態(tài)方程”的導出就是把空氣當作理想氣體，然后在肯定條件通過實驗觀察、研究氣體狀態(tài)變化時，壓強、體積、溫度三個參量之間的關(guān)系，從而得出在分歧條件下理想氣體的三個實驗定律，即?！R定律、查理定律和蓋·薩克定律，再應(yīng)用邏輯推理和數(shù)學辦法舉行綜合，總結(jié)出理想氣體的狀態(tài)方程。在常溫、常壓下，用理想氣態(tài)方程處理實際問題，帶來的誤差小且非常簡單。但對高壓、低溫條件下的氣體就不適用了。不過，從分子的引力和斥力兩方面臨理想氣體狀態(tài)方程加以修正、推廣，得范德瓦耳斯方程即可應(yīng)用于實際氣體了。高中教材中，要樹立大量的物理模型，如“質(zhì)點”、“單擺”、“理想氣體”、“點電荷”、“核式結(jié)構(gòu)”等都是理想模型，還有大量的理想化過程，如“勻速直線舉動”、“簡諧振動”、“等壓變化”、“絕熱變化”、……這就要求同硯們深思在初中物理研究過程當中了解，樹立合理的物理模型和理想化過程，對于研究和研究物理問題的重要性，要提高研究這種辦法的自覺性。在研究物理知識的同時，關(guān)注處理較復(fù)雜的物理問題時采用的具體分析、合理簡化、科學抽象的辦法，有利于思維能力的造就，以免接觸到理想模型時感到陌生，或認為是憑空想象的。初中物理雖然沒有講甚么是物理模型和理想化過程，但可以讓學生領(lǐng)悟到這種辦法。例如，初二《連通器》一節(jié)分析連通器中的液面為甚么相平時，首先設(shè)想在連通器下部正中有一個小液片AB（如圖），然后根據(jù)二力平衡和液體壓強公式推導出只有兩側(cè)液面相平時，AB才不動的結(jié)論。要明白知道：合理假設(shè)→邏輯推理→驗證結(jié)論是研究物理學的主要辦法之一，這對造就抽象思維、空間想象力很有利。又如，分析托里拆利實驗原理時，同樣可以在管口處設(shè)想出一個液片舉行研究。經(jīng)過這種思維辦法的鍛煉，同硯們對《浮力》一節(jié)，分析浮力產(chǎn)生的原因時“假設(shè)有一個正方體完全淹沒在水里”自然就能理解了。這樣，為高中階段研究樹立理想模型作了鋪墊。理想實驗也是物理學中一種特殊的科學思維辦法，它是在體系的觀察與實驗的根蒂根基上，捉住主要矛盾，忽略次要矛盾，對實際過程作出更深入的邏輯分析和抽象的一種辦法。如XXX的斜面實驗和自由落體實驗。初中研究XXX的斜面實驗，目的不是單純地讓同硯們了解慣性定律發(fā)現(xiàn)的歷史，關(guān)鍵是使學生懂得邏輯推理和理想實驗相聯(lián)合的研究辦法：①從用力推小車，小車舉動，停止用力，小車還能繼續(xù)舉動的感性認識出發(fā)，分析得出，舉動著的物體，若不受外力作用仍要作直線舉動，初步突出了物體不受外力作用仍能保持原來舉動狀態(tài)的素質(zhì)聯(lián)系。②用毛巾鋪在斜面下端的水平木板上，讓小車從斜面滑下，它在毛巾上通過的距離很小。撤去鋪在木板上的毛巾，再讓小車由斜面統(tǒng)一位置滑下來，它在平板上通過的距離就遠得多。在愈光滑的平面，小車舉動得愈遠。從這一究竟分析得到：舉動物體速度的變化是遭到其它物體作用的緣故。③在以上實驗究竟的根蒂根基上，應(yīng)用想象和推理，就可設(shè)想一個理想實驗：讓小車在絕對光滑的平面上舉動，它不受任何障礙作用，則它保持勻速直線舉動狀態(tài)。這里突出了小車這個物體不受其它物體的作用時，將保持勻速直線舉動這一素質(zhì)聯(lián)系，而摒棄那種某一物體要遭到其它物體不變的作用（即XXX作用），才保持勻速直線舉動這一乍看起來符合一般“經(jīng)驗”的究竟。二．對感性材料的深加工——歸納法。歸納法是從個別究竟中概括出一般規(guī)律的思維辦法。它對研究和研究物理學有重要作用。許多定律和公式都是應(yīng)用歸納法總結(jié)出來的。例如，高中必修課《電磁感應(yīng)征象》的教學過程當中，我們可以聯(lián)系初中研究的阿基米德定律時的思維辦法：觀察實驗→分析推理→歸納結(jié)論。首先做一些生動的“電磁感應(yīng)”實驗舉行觀察，獲得鮮明的感性認識，然后再對各種電磁感應(yīng)征象舉行比較與分析，使同硯們初步認識到：①閉合回路中局部導線作切割磁力線舉動時，產(chǎn)生感應(yīng)電流；②磁鐵與閉合線圈作相對舉動時，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流；通電螺線管（原）與閉合線圈（副）作相對舉動時，閉合線圈（副）中產(chǎn)生感應(yīng)電流；線圈（原）中的電流突然接通或斷開時，閉合線圈（副）中會產(chǎn)生感應(yīng)電流；通電線圈（原）中的電流強度大小發(fā)生變化時，閉合線圈（副）中也會產(chǎn)生感應(yīng)電流。這些結(jié)論，都是從實驗究竟中抽象出來的，只分別反映了“電磁感應(yīng)”征象的一個側(cè)面，而沒有反映其素質(zhì)。把這些結(jié)論歸納起來，得出“穿過閉合回路所圍面積的磁通量發(fā)生變化時，會產(chǎn)生感應(yīng)電流”的結(jié)論。“磁通量的變化”并不是直觀感知的對象，而是一個抽象的概念，是在大量實驗的根蒂根基上抽象思維的產(chǎn)品。我們借助磁通量的變化，便能夠形成關(guān)于電磁感應(yīng)征象的相對完整的認識。應(yīng)當注意的是：初中物理強調(diào)以實驗和觀察為根蒂根基，在此根蒂根基上抽象出概念，歸納為規(guī)律。由于初中生的思維還屬于經(jīng)驗型，需要感性材料作支持。高中生的思維雖屬于實際型，但對一些比較抽象內(nèi)容的理解上，仍需借助于一些經(jīng)驗型思維或形象思維，向抽象思維的更高條理的轉(zhuǎn)化，來理解這些抽象的內(nèi)容。這種轉(zhuǎn)化在高一年段表現(xiàn)尤其突出。所以，高中物理研究仍要借助觀察實驗，但有時可以在已有知識的根蒂根基上，舉行分析推理而得出結(jié)論，然后用實驗來檢驗。因此，在高、初中分歧階段的研究，均要重視實驗，通過實驗獲得生動具體的感性認識，在此根蒂根基上舉行分析、綜合、抽象、概括，從而掌握事物的素質(zhì)和規(guī)律。三．跟已知的理性知識相類比——類比法。類比推理是人們認識事物的思維形式之一，它能幫助從已知事物的有關(guān)實際樹立假說去說明新事物；用某些已知的屬性來說明未知的屬性，以增強說服力，使人們?nèi)菀桌斫?。例如，XXX把光征象與聲征象舉行類比，提出光的波動說，德布羅意從光的波粒二象性類比得出微觀粒子的二象性原理。因此，類比也是物理教學中一種常用的辦法。例如，初中“電壓”與“水壓”類比來說明電壓的作用，即抽水機（保持）→水壓→水流，類比得出電源（保持）→電壓→電流。利用類比辦法時要注意，類比推理得出的結(jié)論是否正確需要經(jīng)過實踐的驗證，才能確定。如“水管中有水流動的必要條件是水管兩端有水壓”，與此類似“導體中有電流的必要條件是導體兩端有電壓”，此結(jié)論理由不充分，只能說“可能有電壓”，至于是否有電壓，有待于實驗的驗證。如果不注意推理的周密性，容易使同硯們在將來的研究中濫用類比，導出不正確的結(jié)論。研究初中物理時，同硯們已熟悉并能應(yīng)用類比法，高中物理研究時則應(yīng)根據(jù)已經(jīng)熟悉的類比法，來處理課本中的重點、難點問題。例如，把電場類比于重力場、電勢差類比于高度差、電勢能類比于重力勢能，就比較容易理解“電勢差”與“電勢能”兩個難點。同樣，電的電容是一個比較抽象的概念，若把電跟盛水的直筒比較，水量相當于電量，水深相當于電勢差。。分歧的直筒使它們的水面升高1厘米所需的水量分歧，這與使分歧的電電勢差增加1伏所需的電量分歧相類似。這個比喻可以幫助同硯們形象地理解電容的含義。中學生的思維具有階段性和連續(xù)性，初、高中階段各有其典型的思維特征，而其特征并非截然分開的，高一階段蘊含大量初中階段的思維特點，初三階段產(chǎn)生高中階段的思維特點。因此，高中物理研究過程中要學會利用初中物理研究的一些思維方法，并注意加以提高和發(fā)展?？傊鶕?jù)初、高中學生的思維發(fā)展規(guī)律，高中物理研究要重視掌握、應(yīng)用研究物理的思維辦法。只要思維辦法學會了，高中物理研究的困難就會迎刃而解。第三節(jié)樂趣興趣加探究＿＿談中學物理研究辦法在自然科學課程中，物理學科是相對比較難學的一門課程，學過物理的大部分同學，特別是物理成績中差等的同學，總有這樣的疑問：“上課聽得懂，聽得清，就是在課后做題時不會。”。物理課程初中、高中、大學各研究一遍，初中物理較多是定性的，高中物理則有較多的定量計算；初中物理以現(xiàn)象為主，比較形象，高中物理則要透過現(xiàn)象看本質(zhì)，有一定的抽象思維要求，大學定量的東西更多了，抽象思維要求更高了，而且要用高等數(shù)學去計算。那么，如何學好物理呢？要想學好物理，應(yīng)當能夠做到不僅是能把物理學好，其它課程如數(shù)學、化學、語文、地理、等都能夠?qū)W好。要想成為一位真正研究好的學生，第一條就要好好研究，就是要敢于吃苦，就是要珍惜時間，就是要不屈不撓地去研究。樹立信心，堅信自己能夠?qū)W好任何課程，堅信有幾份付出，就應(yīng)當有幾份收獲。以上談到的是研究態(tài)度，思想辦法問題。下面就針對物理的特點，提出具體的研究辦法。淺談一些自己的看法，以便對同硯們的研究有所幫助。首先分析一下上面同硯們提出的普遍問題，即為甚么上課聽得懂，而課下不會做？我作為物理科的教師有這樣的切身感覺：比如讀某一篇文學作品，文章中對自然景色的描寫，對人物心里舉動的描寫，都寫得令人叫絕，而自己也知道是如此，但若讓自己提起筆來寫，未必或者說就不能寫出人家的水平來。聽別人語言，看別人文章，聽懂看懂絕對沒有問題，但要自己寫出來變成自己的東西就不那么容易了。又比如小孩會說的東西，要讓他寫出來，就必須經(jīng)過重復(fù)寫的練才能達到那一步。因而要由聽懂變成會作，就要在聽懂的根蒂根基上，多多練，方能掌握其中的規(guī)律和奧妙，真正變成自己的東西，這也正是研究中學物理應(yīng)該下功夫的地方。功夫如何下，在研究過程當中應(yīng)該達到哪些具體要求，應(yīng)該注意哪些問題，下面我們分幾個條理來具體分析。1．重視科學探究，培養(yǎng)自己的創(chuàng)新能力科學探究能力對一個人來說是極為重要的，中國有句古語叫“格物致知”——通過對事物的探究來獲得知識和能力。物理課程往往是通過講故事、創(chuàng)情景，引導你進入所學的內(nèi)容；再通過親身體驗或科學探究掌握概念規(guī)律；比如小實驗、小制作、小課題研究、校外參觀、調(diào)查及上網(wǎng)收集資料、獲取信息等，然后要求你能將所學的知識與實際生活、社會應(yīng)用聯(lián)系起來，達到學以致用的目的，同時也培養(yǎng)了研究物理知識的興趣。對整個中學階段的探究活動要求逐步做到：提出假設(shè)或猜想；設(shè)計探究方案；收集證據(jù)或進行實驗；通過分析得到結(jié)論并作出評價。2．全面、深入、準確地理解物理概念、規(guī)律、方法應(yīng)該了解到知識和能力是不可支解的，我們不應(yīng)該把某些知識與某種能力簡單地對應(yīng)起來。顯然，一個知識貧乏的人不可能有很強的能力。所以，我們應(yīng)該體系掌握物理知識。具體來說，就是基本概念要清楚，基本規(guī)律要熟悉，基本辦法要熟練。由物理征象、物理概念、規(guī)律等組成的物理實際好比一棵大樹，各局部內(nèi)容是緊密聯(lián)系形成的一有機的整體，有主干、支干、樹葉等。在逐章逐節(jié)研究全部知識時，要注意深入理解和體會各知識點間的內(nèi)在聯(lián)系，樹立知識結(jié)構(gòu)，使自己具備豐富的、體系的物理知識，逐步體會各知識點的地位、作用、分清主次，理解實際的本色，這是提高能力的根蒂根基。關(guān)于基本概念，舉一個例子：比如說速率，它有兩個意思：一是表示速度的大?。欢潜硎韭烦膛c時間的比值（如在勻速圓周運動中），而速度是位移與時間的比值（指在勻速直線運動中）。關(guān)于基本規(guī)律，比如說平均速度的計算公式有兩個經(jīng)常用到v＝s／t、v＝(v0＋vt）／2。前者是定義式，適用于任何情況，后者是導出式，只適用于做勻變速直線運動的情況。應(yīng)該注意，對基本物理概念、物理規(guī)律的深刻理解不可能一次完成，它需要一個反復(fù)加深認識的過程。遇到新的現(xiàn)象、新的問題、新的領(lǐng)域，我們都需要重新認識、體會有關(guān)概念、規(guī)律的準確含義。這樣我們就不斷在越來越廣泛的知識和背景上來把握概念、規(guī)律，從而對它們的理解就更全面、深入和準確。再說一下基本方法，比如說研究力學問題中的受力分析常采用的整體法和隔離法，就是一個典型的相輔形成的方法。最后再談一個問題，屬于三個基本之外的問題。就是我們在研究物理的過程中，總結(jié)出一些簡練易記實用的推論或論斷，對幫助解題和學好物理是非常有用的。如，“沿著電場線的方向電勢降低”；“同一根繩上張力相等”；“加速度為零時速度最大”：“洛侖茲力不做功”等等，類似的問題很多，我們應(yīng)該不斷總結(jié)、歸納。應(yīng)該注意，對基本物理概念、物理規(guī)律的深刻理解不可能一次完成，它需要一個重復(fù)加深認識的過程。遇到新的征象、新的問題、新的領(lǐng)域，我們都需要重新認識、體會有關(guān)概念、規(guī)律的準確含義。這樣我們就不斷在越來越遍及的知識和配景上來把握概念、規(guī)律，從而對它們的理解就更周全、深入和準確3．注意物理狀態(tài)、物理過程、物理情景的分析。對一個物理問題，在弄清題意確定應(yīng)用的物理規(guī)律和研究對象后，就要對對象舉行物理狀態(tài)、物理過程、物理情形的分析，對問題形成鮮明的物理圖象。這樣才容易破除一些毛病觀念的干擾，找準解決問題的出發(fā)點。尤其是對一些較難的、靈活性較大、情形較新的問題，分析清楚物理過程才容易找到解題的關(guān)鍵條件或問題中的隱蔽條件。具體來說，題目不論難易都要盡量畫圖，有的畫草圖就能夠了，有的要畫精確圖，要動用圓規(guī)、三角板、量角器等，以顯示幾何關(guān)系。畫圖能夠變抽象思維為形象思維，更精確地掌握物理過程。有了圖就能作狀態(tài)分析和動態(tài)分析，狀態(tài)分析是固定的、死的、間斷的，而動態(tài)分析是活的、連續(xù)的。4．掌握好知識結(jié)構(gòu)，提高解決問題的能力物理知識是分章分節(jié)的，它們既相互聯(lián)系，又相互區(qū)別，所以在物理研究過程中要重視知識結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)地掌握好知識結(jié)構(gòu)，這樣才能把零散的知識系統(tǒng)起來。大到整個物理的知識結(jié)構(gòu)，小到力學的知識結(jié)構(gòu)，甚至具體到章，如靜力學的知識結(jié)構(gòu)等等。這個過程對同學們能力要求較高，章節(jié)內(nèi)容互相聯(lián)系，不同章節(jié)之間可以互相類比，真正將前后知識融會貫通，連為一體，逐漸找到知識的聯(lián)系。另一方面，靈活應(yīng)用物理概念、規(guī)律。只有通過實踐、通過應(yīng)用才能檢查出我們對物理概念、規(guī)律是否真正理解，哪些內(nèi)容理解了，哪些內(nèi)容還沒有理解。解題是物理概念、規(guī)律的一種應(yīng)用。只有不斷通過解題實踐提高分析解決問題的能力，不斷總結(jié)解題經(jīng)驗教訓，才能靈活運用規(guī)律解決問題。在解題過程中出現(xiàn)錯誤是常有的事，當代著名的哲學家XXX認為“我們的一切知識都只能通過糾正我們的錯誤而增長?！彼?，我們應(yīng)該抓住錯誤不放。發(fā)現(xiàn)錯誤是我們進步、提高的起點，許多錯誤是由于我們沒有真正理解概念、規(guī)律造成的，找到錯誤的根源就使我們對概念、規(guī)律的理解提高一步，這是根本上的提高，極為有用。通過一定量題的求解，我們會發(fā)現(xiàn)在理解概念、規(guī)律方面的許多問題，也會發(fā)現(xiàn)解題方法、技巧方面的許多問題，還會積累不少的解題技巧、經(jīng)驗，這些都要求我們及時地歸納總結(jié)。例如：力學問題中研究對象的選定；怎樣利用圖象分析解決問題；怎樣確定電勢的高低；怎樣畫草圖找出解題思路等等。總而言之，研究物理主要是要理解，不要認為聽老師講解就會懂得物理，只有反復(fù)思考、不斷探索問題的實質(zhì)，才能真正懂得物理。中學階段的研究是為大學研究做準備的，對同學們自學能力提出了更高的要求，以上所述的物理研究的基本過程，就是對自己自學能力的培養(yǎng)過程，學會了研究方法，對物理科有了興趣，掌握了物理這門實驗學科與實際結(jié)合比較緊密的特點，經(jīng)過自己不斷的探索，定會把中學物理學好。第四節(jié)生活中的物理朋友，你是否知道生活中的各種征象都包含著奇妙的物理知識。下面，請隨我一起，進入多彩的物理世界。馬路上的物理征象我們都有這樣的經(jīng)驗：站在馬路旁，當一輛鳴笛的汽車向我們開來時，聽到的聲音會越來越高，這就是XXX效應(yīng)。為什么會產(chǎn)生多普勒效應(yīng)呢？我們知道，聲音是一種波，由于聲源產(chǎn)生的聲波能引起人耳膜振動。聲音振動的頻率越高，人聽到的音調(diào)就越高，反之就越低。1、波源接近觀察者波源接近觀察者時，觀察者單元時間內(nèi)接收到的完全波的個數(shù)增多，即接收到的頻率增大；波源遠離觀察者時，觀察者單元時間內(nèi)接收到的完全波的個數(shù)減少，即接收到的頻率減小。2、觀察者接近波源觀察者接近波源時，觀察者單元時間內(nèi)接收到的完全波的個數(shù)增多，即接收到的頻率增大。觀察者遠離波源時，觀察者單元時間內(nèi)接收到的完全波的個數(shù)減少，即接收到的頻率減小。3、觀察者和波源沒有相對運動在波源和觀察者沒有相對舉動時，單元時間內(nèi)波源發(fā)出幾個完全波，觀察者在單元時間內(nèi)就接收到幾個完全波，觀察者接收到的頻率等于波源的頻率。多普勒效應(yīng)不僅適用于聲波，他也適用于所有類型的波，包孕光波，電磁波等等。XXX效應(yīng)看似簡單，卻有著非凡的用途。例如光波的多普勒效應(yīng)，又稱多普勒-斐索效應(yīng)。由于法國物理學家斐索（1819-1896）于1848年獨登時對來自恒星的波長偏移做了解釋：如果恒星遠離我們而去，光的譜線就向紅光方向移動，成為紅移。如果恒星朝向我們舉動，光的譜線就向紫光方向移動，成為XXX，并指出了，利用這種效應(yīng)測量恒星相對舉動的辦法。研究完了多普勒效應(yīng)，下面讓我們來看看光的其他征象。晴天天空為甚么是蔚藍的，朝霞為甚么又紅又黃？太陽光先經(jīng)過地球的大氣層才能到達地面，大氣層的空氣與水蒸氣，會把陽光向四面八方分散的發(fā)射，這叫做散射?？諝夥肿訉ΣㄩL越短的光，就越容易散射。當太陽光經(jīng)過大氣層時，波長短的藍，靛，紫光就被散射，在地球上日間的人（B點）看到這些散射光，天空就呈蔚藍；紅，橙，黃光波長較長，不容易被散射，就能通過較厚的大氣到達A點（黃昏），所以A點的人看到紅橙黃的晚霞。磨砂玻璃濕了水后為什么變得透明？磨砂玻璃只能透過光線而不能看透景象，好像蠟紙一樣是半透明的，但是，當磨砂玻璃濕了水以后就變得透明而能看清楚景象了。因為磨砂玻璃的表面是凹凸不平的，當光線到達這凹凸不平的表面時，就向不同的方向凌亂的折射，人眼看到這些光線時就只能見到光，而看不見景象。當磨砂玻璃濕了水后，表面就變得平滑了，由于水的折射率和玻璃相差不大。所以光線在凹凸表面的折射程度減小，光線就能保持規(guī)則的折射，就能看到景象了。在生活中，只要留心觀察生活中的現(xiàn)象，就會有許多意想不到的收獲。讓我們踏著物理大師們的足跡，繼續(xù)精彩的物理旅程。游樂場中的物理征象游樂場是人們休閑娛樂的好去處，其中的游樂項目驚險刺激，讓人回味無窮，最著名的要數(shù)過山車了，那種風馳電掣、有驚無險的快感令不少人著迷。實際上，過山車的運動包含很多物理原理。人們在設(shè)計過山車時巧妙地運用了這些原理，從而使乘坐時的感覺妙不可言。為什么過山車一個坡比一個坡矮呢？開始時，機械裝置推動過山車達到最高點，之后就沒有任何裝置對它提供動力了，這時勢能最大，動能最小。隨著高度突然下降，引力勢能大部分轉(zhuǎn)化為動能，一部分由于摩擦產(chǎn)生熱量，消耗了少量機械能。此時，過山車已經(jīng)沒有上升到像前一個小山丘那樣的高度所需要的機械能了。所以，過山車要設(shè)計成后面的小山丘比前面的小山丘低。當過山車走完了它的行程，機械制動裝置就會非常安全地使過山車減速并停下來。減速的快慢是由氣缸來控制的。經(jīng)歷了一次如此驚心動魄并充滿物理知識的旅程，相信熱愛物理的你肯定會感到十分有趣吧。下面繼續(xù)我們的旅程。飲食中的物理征象中國在廚藝上是世界聞名的，八大菜系的各種招牌菜，都是色、香、味俱全的精品，而在廚房中也包含著不少的物理知識。我們做飯中經(jīng)常要用到雞蛋，那么如何判斷雞蛋是生的還是熟的呢？把雞蛋放在桌上，用手把雞蛋迅速扭動，離手后觀察它的轉(zhuǎn)動情形。如果雞蛋轉(zhuǎn)動得很順利，就是熟蛋。反之，如果轉(zhuǎn)動得不順暢的，就是生蛋。因為熟蛋被扭動時，蛋白蛋黃同時一起被扭動，它轉(zhuǎn)得很順利。生蛋被扭動時，只是蛋殼受力，而蛋白和蛋黃幾乎未受力。由牛頓第一定律（慣性定律）可知，蛋白和蛋黃因慣性幾乎停留不動，于是，蛋殼的轉(zhuǎn)動就被蛋黃拖慢了。如果雞蛋轉(zhuǎn)動一段時間后，突然按停雞蛋，并立即縮手，縮手后不再轉(zhuǎn)動的，是熟蛋；縮手后能自動再轉(zhuǎn)幾下的是生蛋。因為熟蛋被按停時，蛋殼、蛋白和蛋黃都全部停止，縮手后就繼續(xù)靜止。如果生蛋被按停時，只是蛋殼暫時停止，但是蛋白和蛋黃因慣性仍然轉(zhuǎn)動，縮手后，能帶動蛋殼重新再轉(zhuǎn)動幾下。在做飯時，當我們買來或者從冰箱中取出凍肉、凍雞時，用什么方法解凍最好呢？凡有經(jīng)驗的人都會知道應(yīng)該將肉放在水中。因為同等情況下，水比空氣導熱能力強，更容易使凍肉解凍。而用什么溫度的水解凍效果最好呢？有人會認為，用溫度較高的水可以放出較多熱量，從而使肉快速解凍。但是，事實并非如此，用接近℃的冷水最好。原因是什么呢？凍肉溫度是在℃以下，若放在熱水里解凍，凍肉從熱水里吸收熱量，其外層迅速解凍，而使溫度很快升到℃以上，此時肉層之間便有了空隙，傳遞熱的本領(lǐng)也就下降，使內(nèi)部的凍肉不容易再吸熱解凍，從而形成硬核。若將凍肉放在冷水中，則因其吸熱而使冷水溫度很快降到℃，且部分水還會結(jié)冰，因為1克水結(jié)冰時可放出80卡熱量，而相對地，1克水降溫時只放出1卡熱量水結(jié)冰放出的如此之多的熱量被凍肉吸收后，使肉外層的溫度較快升高，而內(nèi)層又容易吸收熱量，這樣，整塊肉的溫度也就較快升到℃，如此反復(fù)幾次，凍肉就可以解凍了。從營養(yǎng)角度分析，這種均勻緩慢升溫的方法也是科學的。解凍后，就可以用肉制作美味的菜肴了。加熱涼粥或冷飯時，國內(nèi)發(fā)出“撲嘟，撲嘟”的聲音，并不斷冒出氣泡來。一嘗，粥或飯并不熱，這是為什么呢？把涼粥或飯加熱與燒開水是不一樣的。雖然水是熱的不良導體，對熱的傳導速度很慢，但水具有很好的流動性，當鍋底的水受熱時，它就要膨脹，密度減小就上浮，周圍的涼水就流過來填補，通過這種對流，就把鍋底的熱不斷地傳遞到水的各個部分而使水變熱。而涼粥或飯既流動性差又不易傳導熱，所以，當鍋底的粥或飯吸熱后，溫度就很快上升，但卻不能很快地向上或四周流動，大量的熱就集中在鍋底而將鍋底的粥燒焦。因熱很難傳到粥的上面，所以上面的粥仍然是涼的，因此加熱涼粥或飯時，要在鍋里多加一些水，使粥變稀，增強它的流動性。此外，還要勤攪拌，強制