初中生如何有效地提高学习成绩-物理实用学习法
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    ——如何有效地提高物理学习成绩

    物理学是一门实验科学,学习时,物理概念的形成与巩固都离不开物理实验。通过实验还可以培养科学探索的精神和能力。

    ——杨振宁

    一、学习物理基础知识的方法

    中学物理学习的核心和关键是概念和规律的学习。概念的组合、概念的联系和制约构成规律。概念的学习是基础,没有概念就没有规律,因此要领的形成非常重要。物理要领的形成往往是以表象为中介的。表象反映的是事物的外部特征,不一定是本质的,概念反映的才是事物本质的特征。表象在形成当中,在一定时期靠思维定势,因此对思维定势的问题应有一个正确的认识。既要利用它积极的一面,也要克服它消极的影响。

    学生学习物理有一种倾向,很容易“想当然”地看问题。因为他们不是从学物理那天起才开始接触物理现象的,在学习物理之前已经接触到大量的物理现象。他们对物理现象的认识往往不是从本质上去认识,而是根据生活中的感受去作判断。而物理学的要求则是先建立有关的概念,然后再根据概念作出分析和判断。因此,开始接触物理知识时应将自己的认识纳入学习物理的轨道上来,有意进行训练,逐步形成正确分析物理问题的习惯。有了这样的习惯,物理也就好学了。

    物理学科是一种思维学科,没有思维,物理学就没法展开。建立概念的目的不是为了记住它,而是要运用概念形成一个新的规律,由此一环扣一环地向前发展,这就是物理学的特点。有的同学说:“物理概念和公式我记得滚瓜烂熟,整本书我几乎可以背出来,但为什么考试成绩总是不理想呢?”这就是因为没有抓住学好物理的关键:理解概念,学会物理思维方法。

    学生比较有意识、有系统地接触物理现象是从初二开始的,在老师的引导下对物理的符号、术语等基本语言和基本思路有所了解。虽然初二的学生已经具备抽象思维的能力,但是,如果把能用符号代表实物作为由具体形象思维转化为抽象思维的标志,并用它来检验物理思维水平则是不恰当的。因为5N的力的符号对学生引起的表象绝没有5个苹果那样清晰。5个苹果有大小、形状、味道、颜色……从它的内涵,能引起学生丰富的联想,而5N的力对某些学生来说,起作用的只是5这个数字,对1N的力究竟是有多大,并没有直接体会的经验。学生感性知识和直接经验的不足,直接影响到他们对物理概念的学习和理解。

    由于物理研究对象都是理想化的模型,不可避免地与实际生活中所见到的现象和学生原有的生活经验有些出入,这就使得一些学生一时难以接受这一思想和方法。在分析问题过程中,不是按照分析、综合、抽象、概括的思维程序,也不是依靠归纳和演绎得到符合逻辑的结论,而是单凭直觉、想像,以我为是。从形象思维到抽象思维的发展过程是思维活动从幼稚向成熟发展的过程,这种表现的具体实例俯拾皆是。这说明即使到了高中阶段,学生物理思维还比较幼稚,未能达到成熟和定型。因此,学生能力的开发注意不够,物理的基本思路、基本方法训练不够,思维不入门、不开窍,是物理思维发展的最大心理障碍。每一个希望学好物理的同学,对此都须予以足够的重视。

    1.物理概念学习法

    一个物理概念,是对某类型物理现象的概括,是物理知识的核心内容之一。学习物理概念时,须先将物理现象进行分类比较,将同一类型的物理现象的共性找出来,概括并能说明这一类型的物理现象的本质特征。例如:“质量”概念,各个物体的物质组成不同,但“物体所含物质的多少”就是物体的共性,即质量,与物体的形状、所处的状态、地理位置和温度无关。

    抽象地理解概念是困难的,如果把概念放在实例中去记忆,去理解,就要简单得多,也就更容易区分相关因素和无关因素,找出共同特征。如“蒸发”概念,对应水在任何温度下都能蒸发,且需吸热,就能够很快地对“蒸发”概念理解透彻。

    再者,不能将物理概念任意外推,因为这样就会导致概念与事实不相容的矛盾。例如:“惯性”这个概念,它说明一切物体都具有保持其原来的运动状态的性质。物质运动或静止,不是因为物体是否受力,而是物体具有“惯性”。受力与否,是决定物体运动状态变化与否的必要条件。两千多年前,古希腊科学家亚里士多德认为“力是维持物体运动的原因”,他之所以错误,就是没有概括出物体运动的本质特征。

    2.物理定律学习法

    物理概念和物理规律是物理知识的核心内容,是物理课中的基础知识,物理定律是通过归纳大量事实和实验中认识的客观规律后形成的科学结论。如牛顿第一定律、欧姆定律、焦耳定律、阿基米德原理等。

    (1)准确理解物理定律的物理意义

    知道物理定律的内容,理解其实质,能用准确的语言表述,能联想一个实例。

    (2)明确物理定律的适用条件

    物理定律是客观规律的总结,但它并不一定在任何条件下都成立。因此,不能忽视物理定律所适用的范围和条件。如:热平衡方程Q吸=Q放的成立条件是:系统与外界无热交换。若系统与外界有热交换,则只能在不计一切热损失的条件下才能成立。

    (3)弄清各物理量间的相互联系

    弄清各物理量间的相互联系,透彻理解各概念,知道定律的建立(或推导)过程,重视各部分知识间的联系,把前后概念连贯起来,从而使知识系统化、条理化。

    (4)建立物理定律对应的模型

    对每一个物理定律,都应记住它所对应的模型或典型范例。要了解它的研究对象、研究对象的运动状态等。如:“反射定律”的典型范例是平面镜成像。

    (5)记住物理定律所对应的典型实验

    物理定律的基础是物理实验,应将物理定律与相应的典型实验对应起来,有利于对物理定律的理解和深化。

    如:“欧姆定律”所对应的典型实例就是研究“电压与电流强度的关系”实验。

    3.物理公式学习法

    物理公式(含物理定律的数学表达式)是物理学成熟的重要标志,从定性到定量的研究,使物理现象从经验升华到科学。物理公式一般可分为三类:

    (1)定义式

    它是对一类问题的概括性表达式,表示某一物理概念的意义。使用这类公式,不能简单地从数学角度看,而应透过数学表达式这个现象,去领会它的物理实质。如:密度ρ=m/V,绝不能认为密度与质量M成正比,与体积V成反比,密度是物质自身的特性,由物质的种类决定,与物体的质量和体积无关。同理,电阻的定义R=U/I也是如此,电阻R由组成电阻的材料、长度、横截面积来决定。

    (2)物理定律、规律、原理表达式

    它揭示了这一类物理现象在运动变化过程中所遵循的法则。使用时,要特别注意这类表达式的适用范围和条件。

    例如:液体压强公式p=ρgh,它表达了液体在内部各处产生的压强所遵循的规律,它的适用范围是:静止液体,应特别注意的是,h是从液体上表面往下测量的深度,而不是通常意义上所说的高度。

    (3)计算式

    它是对某一物理过程或物理规律进行合理推论、扩展以后得到的计算某一物理量的最简式,一般地,计算式适用范围比相应的物理定律、规律和原理表达式的范围更窄。如公式S=vt,它适用于计算匀速直线运动中的距离等。

    4.单位换算记忆法

    单位换算记忆法即记忆物理单位换算规律的方法。要熟练运用单位换算技巧,必须掌握换算单位的规律。

    (1)牢固掌握所学过的物理量及其单位

    例如,长度单位:千米、米、分米、厘米、毫米、微米;体积单位:米3、分米3(升)、厘米3(毫升);质量单位:吨、千克、克、毫克;功率单位:千瓦、瓦特,等等。

    (2)记住单位换算率

    一般有十进率、百进率(面积单位用)、千进率(体积与质量单位用)。还要记住某些特殊进率的单位,如1小时=60分、1分=60秒。牢固掌握物理量单位及其换算率,进行熟练运用,物理单位换算的技巧就能迅速提高。

    5.物理卡片记忆法

    卡片种类繁多,作用各异。制作物理卡片是进行有效记忆的方法之一。

    物理卡片既具有一般卡片所有的摘录、备忘的作用,又具有其独特的长处和优点。制作时既不能从课本中简单地抄录,也不能是课文内容的摘要,又不能是概念的拼凑和罗列。物理卡片一般有下面三个类别:①完整的物理概念或物理过程。②实验设计或实验器材。③典型习题的解答。

    利用这一方法时应做到如下几点:

    ①加题目。在系统复习、综合分析、归纳概括的基础上,确定题目。

    ②作选择。抄录的内容宜选取能说明特征、简明扼要的文句。

    ③注来源。说明卡片材料的出处,以便日后考查。

    ④分类存放。分类存放,便于记忆和查考。如果随手乱放,则犹如大海捞针无处可觅。

    ⑤定期读。每隔一段时间,复读卡片一次,加强记忆。复读时,既温故又要能知新,有新的增删,作必要的补充。

    如:以初中物理的质量概念和量具刻度尺为例,制作物理卡片如下:

    类别:物理量

    名称质量符号m

    物理意义物体所含有物质的多少

    计算公式m=G/gm=ρV

    国际单位千克符号kg

    测量仪器天平、杆秤

    二、物理实验的操作方法

    物理是一门以实验为基础的学科,物理学所表达的定律,绝大多数是用实验探索得出来的,也就是通过大量实验进行观察,取得数据,然后加工整理,运用精辟的数学工具,将大量的数据上升为规律。重要的实验结果往往可以更新物理观念,直接影响科学技术的进步。从1901年到1980年,在颁发的74次诺贝尔物理学奖项中,有三分之二以上的奖项是奖给物理实验或与实验相关的项目的,由此足见物理实验在物理学中的地位是何等重要。

    中学物理实验,根据实验的性质可划分为验证性实验、应用性实验和探索性实验;根据实验教学的方式又可分为教师演示实验与学生分组实验。无论哪一类实验,同学们在学习中都应引起高度重视,尤其应特别珍惜每一次亲自动手的实验机会。

    (1)明确实验的目的

    做任何事情都必须有一个明确的目的,学做实验也不例外。物理实验的目的就是通过实验观察和实验手段,使同学们有效地掌握基础物理知识,掌握初步的实验技能和培养动手能力。因此学做物理实验要解决好以下三个问题:

    ①了解基本实验仪器的构造、原理,学会实验仪器的使用方法。

    ②巩固和强化所学过的理论知识,验证物理规律,探求新的知识。

    ③培养独立的实验操作能力。学生实验是以学生为主体的教学实践活动,在教师指导下,通过同学们自己预习,自己亲自操作、测定,自己做总结得出结论,这无疑是培养与锻炼同学们实际动手能力和独立工作能力的极好的机会。特别是通过自己进行实验设计,选配仪器进行组装,独立进行实验,就更能有效地发挥同学们的主观能动性,开发其创造才能。

    (2)掌握实验的步骤与方法

    在明确实验目的以后,做好实验的关键是掌握实验步骤和方法,特别是整个实验装置的性能、调节和使用的方法及其注意事项,都应心中有数。有些仪器设备比较复杂,往往一时难以搞清楚它的构造、原理及性能,实验前必须先熟悉它,了解其使用方法。实验过程中对每一件仪器在实验中所起的作用,也就是应用它要解决的问题都要搞得清清楚楚。只有这样才能做到测量准确、数据可靠、结果可信,才能保证实验过程的顺利并能达到预期的目的。

    实验步骤表示实验操作的先后顺序,它是按实验课题、实验目的、实验装置的特殊性能的要求所设计的程序,本身是科学而严密的。所以,在实验过程中必须严格按照实验设计的程序进行操作,决不能随心所欲,任意改变。

    (3)注意实验中的观察与思考

    做实验主要是为了促进对物理基础知识的掌握。同学们通过理解实验原理、操作实验仪器、观察实验现象和分析实验结果等活动,使观察能力、思维能力、操作能力都得到初步的锻炼。在实验过程中,为了进行正确的思维活动,必须认真观察,并在观察中进行深入思考,这样才能加深对基础知识的理解,而新的发现和创造也往往产生于观察与思考中。

    进行实验观察要有明确的目的性。没有明确目的只是一般的感知,不能算是观察。在观察时应明确观察对象、条件、要求以及观察的计划和步骤等。许多优秀学生表现出很强的观察能力,主要是因为他们观察的目的性很强,他们课下注意复习和预习,上课前对有关知识已经有所了解,这样在进行实验时,他们的注意力很快就集中到最重要、最关键的现象上,因而能够获得丰富的感性认识,在加深对已学知识理解的同时,也进一步提高了自己的观察能力。

    观察要认真细致,专心致志,对每一个细小的变化都不放过。丹麦物理学家奥斯特于1820年某日在大学讲课时,机敏地观察到通电导线附近放置的小磁针偏转了,他紧紧抓住这一细微的现象,深入研究,得出电流周围有磁场的结论,建立了电和磁之间的联系,为电磁场理论的发展奠定了基础。观察时粗枝大叶,漫不经心,是培养观察能力的大敌,是不可能在物理学的研究中有所成就的。

    观察还要注意方法。物理实验现象多种多样,应学会从各个不同角度进行观察,既要全面,又要有重点,分清主次,井然有序。而且,有些物理变化过程不是短时间完成的,如固体的升华现象等,这就需要长时间耐心的观察。有些物理现象出现得很突然、迅速,且又很快消失,这就需要多次观察,从而获得准确的实验结果。同时,进行观察时还要善于提出问题,并及时记录实验现象和有关数据,以便对实验结果作出正确的分析。

    (4)做好实验的分析与总结

    做物理实验时,仅仅记下一些物理量的大小和实验现象是不够的,还需要将测得的数据进行归纳整理,由表及里、去粗取精,运用数学工具(如代数法和图象法),总结出物理规律。

    我们所做的实验,大多数是前人已经做过的实验,一些物理参数经过反复多次实验测定已有准确的结果。当我们做这些实验时,绝不能单纯地以对错与否为目标而改凑数据,更不能把测量中的失误简单地归结为仪器设备的问题而不去深入探讨与研究失误的原因。一旦出现失误,我们要仔细分析实验条件和全部过程,找出导致实验失败的真正原因,改正错误,重新测定。只有这样才能通过实验积累经验,并且养成科学的态度。

    对于学生分组实验,做完实验后要写出系统的实验报告,实验报告要求自己设计,其内容包括“实验目的”、“仪器与装置”、“实验原理”、“实验步骤”、“数据记录与计算”、“结论与问题讨论”等。实验报告要力求图表正确、条理清楚、文理通顺。书写实验报告的能力是自然科学研究中必须具备的一种基本能力。

    1.物理现象观察法

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

    (1)激发主动性

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

    (2)明确观察目的

    要明确具体的观察目的、观察中心、观察条件和范围。

    (3)准确记录

    观察时,要准确记录物理现象的发生、发展和终结结论,写出观察报告。

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

    2.物理实验操作法

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

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

    进行实验应注意以下事项:

    (1)树立严谨的科学态度

    要一丝不苟地进行实验,实事求是地记录,不放过任何一个现象变化和细节。

    (2)构思方法技巧

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

    三、物理试题的解题方法

    物理试题是物理学习中的难点和重点,下面介绍几种有效的解题方法。

    1.解题方法一:观察比较法

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

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

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

    2.解题方法二:公式法

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

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

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

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

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

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

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

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

    3.解题方法三:作图法

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

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

    作图法主要用于:

    (1)根据光的反射定律画光路图

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

    (2)平面镜成像的作图

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

    (3)画透镜的光路图

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

    (4)根据光路图判定所用的光学器件

    其方法是连接成光路→判定是反射还是折射→判定是会聚还是发散,步骤是:

    ①把题目所给定的入射光线和出射光线连接起来,使光路保持连续。

    ②判定光学器件使光线是反射还是折射,以确定是面镜还是透镜。

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

    ④在光路发生改变的位置上填入被选定的光学器件。

    4.解题方法四:比例法

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

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

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

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

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

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

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

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

    5.解题方法五:概念辨析法

    运用概念辨析法的一般步骤是:①分析研究题目所给条件和提出的问题。②回忆有关概念的内涵与要点。③用概念去辨析题目所给的条件与问题。④进行分析、判断、推理,综合得出正确结论。

    如《力和运动》一章运用概念辨析法解题的前提是对力的概念、惯性、惯性定律、力和运动关系要理解透彻,认识清楚,要能记住概念的内涵和要点。知道力的物质性,力的作用离不开物体,不论是直接接触物体间的相互作用力,还是不直接接触物体间的作用力,有力就一定有施力物体和受力物体,力发自于物体又作用于物体,在受力分析时,找不出施力物体的力是不存在的。对重力、弹力(指拉力、推力、提力、压力、举力、支持力等)和摩擦力的区别和联系;惯性和惯性定律的区别和联系;平衡力和相互作用力的区别和联系的正确掌握是做好概念型习题的关键。

    运用概念辨析法研究力和运动关系的问题时正确进行受力分析或运动状态的分析至关重要。受力分析要有条理性:一般按重力、弹力、摩擦力顺序寻找,也可以按方向寻找,如水平方向受的力、竖直方向受的力。运动状态的分析较简单,一般只有静止、匀速直线运动和少量变速运动,只有受力情况、运动情况分析清楚了,才能正确辨析。

    又如对密度这一概念的解析:

    某种物质单位体积的质量叫做这种物质的密度。密度的计算公式是

    ρ=mV.

    在国际单位制中,密度的单位是千克/米3。实际使用时,密度的单位还可以取克/厘米3。1克/厘米3=103千克/米3。

    应当注意,密度是物质的一种特性。特性指某种物质所特有的、能够与其他物质相互区别的性质,形态、颜色、软硬等都是物质的特性。每一种物质都有一定的密度,不同物质的密度不相同,我们可以通过密度区分不同的物质。

    对于ρ=mV不能从数学的角度理解为密度和质量成正比,密度和体积成反比。因为密度反映物质的一种特性,不随质量和体积的变化而变化。当物体的质量增大(或减小)多少倍,其体积也增大(或减小)多少倍,质量m与体积的比值不变,即密度不变。如一块砖分成大小不等的两块,每小块砖的密度仍和整块砖的密度一样。

    对于同一种物质,它的密度是不变的说法是有一定条件的。如同一种物质在不同的物态(固态、液态、气态)和条件(温度)下,其密度也是不同的。如冰融化成水,密度增大了,但质量是不变的。

    6.解题方法六:数学法

    物理和数学是两个关系极为密切的学科,数学知识是研究和学习物理的基本工具之一。在中学物理中,有许多物理概念和物理规律是用数学来表达的,还有更多的物理问题需要应用数学方法来推导、论证、计算,所以要学好物理,必须掌握好数学工具,熟悉各种数学方法在物理解题中的具体应用。常用的数学方法有:

    (1)求比例

    当一个或几个物理量不变时,其他物理量之间存在着一定的比例关系,这样灵活运用比例法,将相关物理公式或物理量进行对比的一种方法。比例法往往使复杂的问题简单化,简捷方便。

    (2)列方程

    通过对题目的分析将物理问题归结为数学问题时,设法将所求的问题化为一些确定的未知量,再将条件所规定的已知量与未知量之间的关系具体化。根据情况,把未知量、已知量合在一起,依据物理规律列出等式,建立方程(或方程组)求解。

    (3)图像法

    图形是联系抽象理论与形象实际的思维桥梁。物理中的图形种类很多,有一定随意性的示意图,有按一定要求的图示,有几何图,还有坐标图等等。当我们解答一些抽象的物理问题时,就可以利用图形来抽象问题的形象本质,帮助思维,给问题的解决带来方便。

    (4)极值法

    当事物从一种状态突变为另一种状态时,在转变处必然存在一种极值。例如当由大变小又突然变大时,就必然存在一个极小值。这种极值问题无论在数学上还是物理上,都是一个十分灵活的方法,若求出极值就能反映出物体的变化规律。

    四、学习物理的思维方法

    物理学科是对形象思维和抽象思维都要求很高的学科,由形象思维开始(研究物理现象),然后向抽象思维过渡(概括出规律),这就是物理学习的思维规律。在整个中学阶段,物理学习都应该十分重视逻辑因果思维的强化训练。

    1.思维方法一:归纳法

    物理归纳思维法就是指在物理学习中从个别特殊事例到一般普遍规律进行推理的思维方法。

    例如,动能定律是应用很广泛的物理规律。在中学教材中,往往先证明初速度不为零的运动物体受到与运动方向相同的恒定的外力作用下,外力对物体所能做的负功等于物体动能的减少;最后推广到物体受到几个力的作用,各外力对物体所做功的代数和等于动能的变化,从而推断出结论:外力对物体所做总功等于物体动能的增量。

    在使用归纳推理思维法时,要注意以下几点:第一,推理的前提必须正确;第二,推理过程要符合规则;此外,还要注意到被归纳的对象尽可能多而全,否则会产生以偏概全的错误。

    2.思维方法二:演绎法

    此方法是指由一般到个别进行推理的思维方法。应用时,通常把一般判断作为推理的出发点,这叫做大前提;把叙述的中介判断称为小前提。由大前提和小前提推断出的结果叫做结论。这种演绎推理过程,就是形式逻辑中著名的三段论。

    例如,在研究导体与绝缘体时,知道:凡是金属都能导电(大前提),水银是金属(小前提)。所以,水银能导电(结论)。

    随着近代科学日益理论化、体系化,演绎思维将显得更为重要。爱因斯坦指出:“适用于科学幼年时代以归纳为主的方法,正让位于探索性的演绎法。”但需指出:演绎思维推得的结论还须与客观事实相对照,若发现错误还需及时修正。

    3.思维方法三:类比法

    这是一种由特殊情况到特殊情况的推理方法。此类方法是根据两个对象之间,在某些方面的类似性或同一性,以此类推出它们在其他方面也可能类似或同一。

    青年时代的伽利略,观察教堂顶悬挂的油灯在摆动,发现吊灯的摆动幅度尽管越来越小,但每次摆动的时间似乎是相等的,由此类比推理出单摆振动的等时性。

    类比推理是一种富于创造性的思维方法。当资料很少还不足以进行归纳和演绎的条件下,类比推理可以充分发挥优势,凭借稀少的知识和个别熟悉的对象,推测出未知事物的客观规律,当然这种推理是否正确,还必须经过实践的检验。

    4.思维方法四:数理结合思维法

    这是一种把物理知识与数学知识在头脑里结合起来进行数理结构的综合思维,进而产生数理结合功能,体现出数理结合能力的思维方法。

    中学物理中,大量的题目是以n元一次方程组的形式出现,少量的则要解一元二次方程。惟有在完全弹性碰撞中才出现二元二次方程组,运用降元法,化为二元一次方程组,然后求解。此外,极值问题可谓中学物理中的一类难题,求解时,按题目要求,根据物理规律列出函数关系式,再依函数式的特点,运用适当的数学方法求取极值。

    但要注意,运用数学解决物理问题,必须以物理实验、物理概念和物理规律为依据,然后借助于数学分析法,不能撇开实验、概念、规律和具体的物理过程,去追求数学的分析推理。

    5.思维方法五:求异法

    这是一种有意训练自己敢于质疑、发挥创造、独立求新的思维方法。求异思维时要牢牢把握住四个基本特点。

    (1)多端性。指从多种途径思考问题,用多种方法解决问题,既可以是过去的,也可以是现在的,甚至可以是将来的;既可以是已知的,也可以是未知的;既可以是错误的,也可以是正确的;既可以是纵向的,也可以是横向的;既可以是动态的,也可以是静态的;既可以是顺向的,也可以是逆向的,等等。

    (2)独特性。指打破常规,克服思维定势的负效应,标新立异,开拓创造,与众不同地思考和解决问题的方法。

    (3)逆众性。指的是对已知的现成结论,不迷信,不盲从,不唯众,而是从新的角度加以思考、分析,找出其缺陷与不足,加以扬弃。

    (4)变通性。指思考问题时,善于将某一概念或解题变通应用,能举一反三,触类旁通,从而解决一连串的相关问题。

    6.思维方法六:研讨法

    物理学中的隔离研讨思维有两种意思。一种是隔离法解题,就是当研究对象确认后,将这个物体(或体系)从有关的物体中隔离出来,单独进行研究与讨论,分析求解。另一种隔离研讨思维,实质上是一种取出一小段进行讨论,进行微分处理。如在变速直线运动中,整体的速度是变化的,当从中隔离出一小段,且这一小段取得很小时,可以认为这小段内速度是不变的,求其位移与时间的比值,即代表这一时刻的速度。

    采用隔离法解题时,一定要注意研究对象明确,切不可张冠李戴。例如用动量定理解题,要确定哪一个物体是受到冲量的物体,它的动量如何变化,这是研讨单位单体运动。而在使用动量守恒定律解题时,则要隔离出相互作用的那几个物体组成的体系,一般以讨论双体为主。在热学和电学中,有时也要隔离出研究对象进行研讨,从而使脉络清晰,条理明白。

    上篇提高各科学习成绩的有效的具体方法

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