中学物理教学法8.ppt

中学物理教学过程的基本形式 第八章 物理规律教学 §8．1 物理规律教学的重要性  物理规律（包括物理定律、定理、原理、法则、公式等）反映了物理现象、物理过程在一定条件下必然发生、发展和变化的规律、它反映了物质运动变化的各个因素之间的本质联系，揭露了事物本质属性之间的内在联系．在一定意义上说，物理规律揭示了在一定条件下某些物理量间内在的、必然的联系． 整个中学物理是以为数不多的基本概念和基本规律为主干而构成的一个完整的体系，是由基本概念、基本规律和基本方法及其相互联系构成了学科的基本结构．其中，基本概念是基石，基本规律是中心，基本方法是纽带． §8.2 物理规律的特点 一、物理规律是观察、实验、思维、想象和数学推理相结合的产物 二、物理规律反映有关物理概念之间的必然联系 三、物理规律具有近似性和局限性 §8．3重点物理规律的教学要求 一、使学生把握新旧知识的联系和建立物理规律的事实依据，懂得研究物理规律的方法 物理规律本身反映了物理现象中的相互联系、因果关系和有关物理量间的严格数量关系. 物理规律的获得主要有两种途径： 一种是直接从实验结果中分析、归纳、概括而总结出来，即实验归纳法； 另一种途径是利用已有的概念和规律，通过逻辑推理或数学推导，得出新的规律，即理论分析法.理论分析法可以是利用已有的概念和规律，推导出更普遍的规律，这属于理论归纳；也可以是利用较一般的规律，推导出特殊的规律，这属于理论演绎. 二、要使学生理解物理规律的物理意义 中学阶段所研究的物理规律，一般都要用文字语言加以表达，即用一段话把某一规律的物理意义表述出来.对于物理规律的文字表述，要认真加以分析，使学生真正理解它的含义，而不能让学生去死记结论.对规律的文字表述的引出，必须在学生对有关问题进行分析、研究、并对它的本质有相当认识的基础上进行，切不可在学生毫无认识或认识不足的情况下“搬出来”，“灌”给学生，然后再逐字逐句解释和说明. 对于物理定律公式，一要研究它是怎样建立起来的.在实验归纳法中，是怎样把实验数据通过思维加工和数学加工，转化为定律的表达式的；在理论分析法中，定律的表达式是怎样通过严密地推理而得出的.二要研究公式所表示的物理意义.要使学生从物理意义上去理解公式中所表示的物理量之间的数量关系，而不能从纯数学的角度加以理解. 许多物理规律也可以用函数图线来表达，函数图象有简明、清晰、直观的优点.在中学物理中，利用图象表达物理规律有以下几个作用： 1.利用函数图象归纳实验定律，讨论实验定律.这是科学研究中常用的一种方法. 例如，研究在等压条件下，一定质量的理想气体的体积随温度变化的规律，就可以利用描点法画出由实验数据得出的等压线（如图9-3），然后推得盖·吕萨克定律的数学表达式： ? 进一步研究图象，由于等压线未通过原点，表明在0℃时的体积为V0，延长等压线交t轴于D点，得到t=-273℃，而从“外推”到“零体积”，引入理想气体温标，初步明确绝对零度的物理意义，为引入理想气体状态方程奠定基础. 2.用图象形象地描述物理规律.数学公式能精确地描述物理规律，配合函数图象，表达就更形象、明显，就能够加深学生对规律的理解. 3.在学生数学知识不足的情况下，利用函数图象来表明物理规律；利用函数图象导出有关公式.例如，分子与分子间的相互作用力是怎样随分子间的距离而变化呢？在中学阶段，无法建立力与距离的函数关系，如能画出如图9-5所示的函数图象，从作用力曲线可以清楚地看出：当两个分子很靠近时，斥力大于引力，合力为斥力；在r=r0处，引力和斥力相抵消，r0就是分子间平均距离；当r=rm时，有效引力最大；当r＞R时，合力已非常微小，可以看作等于零，R称为分子作用半径.这样，学生就能形象地初步了解分子间相互作用的规律，也便于用它来解释许多物理现象. 有些物理规律的公式，需要运用高等数学来推导，如匀变速直线运动的位移公式。 我们可以利用速度-时间图象来推出这一公式，如图9-6等等. 综合上述，利用图象表达物理规律，既有与用公式表达相辅相成的一面，又有它自己的独特作用.无论是用公式表达，还是用图线表达，都要突出它的物理意义，使学生真正做到理解. 三、使学生明确物理规律的适用条件和范围 每一个物理规律都是在一定条件下反映某个物理现象或物理过程的变化规律的，规律的成立是有条件的.因此，每一规律的适用条件和范围也是一定的.学生只有明确规律的适用条件和范围，才能正确地运用规律来研究和解决问题，才能避免乱用规律、乱套公式的现象. 例如，欧姆定律适用于金属导体，不适用于高电压的液体导电，不适用于含源电路或含有非线性元件的电路.而且I、U、R必须是同一段电路上的三个物理量. 再如，胡克定律的适用条件是在弹性限度以内；单摆振动的公式的成立条件是摆角小于5°；牛