如何讲解物理规律
如何讲解物理规律
物理学作为一门以实验为基础，研究自然界中一切物质的运动、物质结构及变化、物质相互作用的基本规律的学科，具有很强的实践性和科学的严谨性，而物理规律（包括定律、定理、原理和定则等）是物理现象、过程在一定条件下发生、发展和变化的必然趋势及其本质联系的反映．它是中学物理基础知识最重要的内容，是物理知识结构体系的枢纽．因此，规律教学是中学物理教学的中心任务．在物理课堂教学中，教师应注意引导学生分析、体会建立物理概念、物理规律的科学方法。在中学物理课本中，用科学方法建立物理概念、探索物理规律的内容是很多的。教师在教学中应当自觉挖掘教材中的科学方法教育因素，对学生进行科学方法教育，培养其科学素质。那么怎样才能搞好规律教学呢？ 一、物理规律的类型 １．实验规律：物理学中的绝大多数规律是实验规律，是在观察和实验的基础上，通过分析归纳总结出来的，我们把它们叫做实验规律．如牛顿第二定律、欧姆定律、法拉第电磁感应定律、气体实验三定律、光的反射和折射定律等． ２．理论规律：有些物理规律是以已知的事实为根据，通过推理总结出来的，我们把它叫做理论规律．如动能定理是根据牛顿第二定律和运动学公式推导出来的．又如万有引力定律是牛顿经过科学推理而发现的．
３．理想规律：有些物理规律不能直接用实验来证明，但是具有足够数量的经验事实．如果把这些经验事实进行整理分析，去掉非主要因素，抓住主要因素，推理到理想的情况下，总结出来的规律，我们把它叫做理想规律．如牛顿第一定律、质点、理想气体、光滑表面、轻绳、轻杆等模型的建立等．二、物理规律教学的基本方法 在物理规律的教学过程中，不仅要让学生掌握规律本身，还要对规律的建立过程、研究问题的科学方法进行深入了解，更重要的是如何应用规律来解决具体问题．为此，对不同的物理规律应采用不同的教学方法． １．实验规律的教学方法 （１）探索法 探索实验法就是根据某些物理规律的特点，设计实验，让学生通过自己做实验，总结出有关的物理规律． 例如在牛顿第二定律的教学中，让学生通过实验探索加速度与力的关系以及加速度与质量的关系．使学生得出：在质量一定的条件下，加速度与外力成正比；在外力一定的条件下，加速度与质量成反比的结论．在此基础上，教师指导学生总结加速度、外力和质量间的关系，得出牛顿第二定律． 在胡克定律的教学中，让学生通过实验探索弹簧的伸长量与弹簧的弹力的关系，从而得出胡克定律等。 采用探索实验法，不但能使学生将实验总结出来的规律，深刻理解、牢固记忆，而且还能充分调动学生学习的主动性，增强学习兴趣，更重要是通过这种方法使学生掌握了研究物理问题的基本方法． （２）验证法 验证实验法是采用证明规律的方法进行教学，从而使学生理解和掌握物理规律．具体实施时先由教师和学生一起提出问题，将物理规律直接告诉学生，然后教师指导学生并和学生一起通过观察分析有关现象、实验结论，验证物理规律． 例如在“力的合成方法”的教学中，让学生通过实验验证平行四边形定则，再在此基础上，进行理论探讨，得出合力大小与方向的表达式．例如验证动量守恒定律、验证机械能守恒定律等。
验证实验法的最大特点是学生学习十分主动．这是因为在验证规律时，学生已知问题的答案，对于下一步的学习目的及方法已经清楚，所以更加有的放矢，也更容易发现新的物理问题． （３）演示法 演示实验法就是教师通过演示实验，引导学生观察，根据实验现象，师生共同分析、归纳，总结出有关的物理规律．
如在“焦耳定律”的教学中，可采用如下的方法： ①根据日常生活和生产实际经验，分析出电热I与电流强度Q、电阻R和通电时间t有关． ②研究方法：控制变量法．当电流I、时间t相同时，研究电热Q与电阻R的关系．当电阻R、时间t相同时，研究电热Q与通电时间t的关系． ③通过演示实验找出Q与I、R和t的关系．这个演示实验的关键是如何提高实验的可见度．我们采用先进的教学设备——实物投影仪将温度计液柱的升降情况直接投影到大屏幕上．让全体学生都能看到温度计液柱的变化．由实验得出结论：当I与t一定时，R越大，Q越大；当R与t一定时，I越大，Q越大；当I与R一定时，t越大，Q越大． ④根据演示实验结论，分析得出焦耳定律．这种方法要充分发挥演示实验的作用，增强演示实验的效果． ２．理论规律的教学方法 理论规律是由已知的物理规律经过推导，得出的新的物理规律．因此，在理论规律教学中应采用“理论推导法”． 如在“动能定理”的教学中，教师提出问题：质量为m的物体在外力f的作用下，由速度v1，经过位移s，达到速度v2．请学生运用所学的知识，找出外力所做的功跟物体动能变化的关系．学生在老师的指导下，根据牛顿第二定律和运动学规律，都能运用“理论推导法”推导出动能定理的数学表达式． ３．理想规律的教学方法 理想规律是在物理事实的基础上，通过合理推理至理想情况而总结出的物理规律．因此在教学中应用“合理推理法”．如在牛顿第一定律的教学中，要引导学生通过在不同表面上做小车沿斜面下滑的.实验，发现平面越光滑，摩擦阻力越小，小车滑得越远．如果推理到平面光滑、没有摩擦阻力的情况下，小车则将永远运动下去，且速度不变，做匀速直线运动，从而总结出牛顿第一定律．又如理想气体状态方程也是在理想条件下得出的．
三、物理规律教学中应注意的问题 １．弄清物理规律的发现过程 （１）实验规律都是经过多次观察和实验，进行归纳推理得到的．如牛顿第二定律、气体实验三定律等． （２）理论规律是由已知规律经过理论推导而得到的新规律．如万有引力定律是由牛顿第二定律推导出来的． （３）理想规律都是由物理事实，经过合理推理而发现的．如牛顿第一定律，理想气体状态方程．
２．注意物理规律之间的联系 有些物理规律之间是存在着相互关系的．以牛顿第一定律与牛顿第二定律为例，两个定律是从不同的角度回答了力与运动的关系．第一定律是说物体不受外力时做什么运动，第二定律是说物体受力作用时做什么运动．第一定律是第二定律的基础，没有第一定律，就不会有第二定律．虽然第一定律可以看成是第二定律的特例，但不能去掉第一定律． ３．要深刻理解规律的物理意义 在规律教学过程中，要引导学生深刻理解规律的物理意义，防止死记硬套．为此应做好以下几点： （１）从理论上解释实验规律，做到从理论和实验两个方面来充分认识物理规律．如玻意尔定律是实验定律，也可以从分子动理论来解释它，做到理论与实验相统一． （２）要从物理意义上去理解物理规律的数学表达式．如ρ＝m/v．对同一物质而言，不能说密度跟质量成正比，跟体积成反比．因为同一物质的密度是不变的． （３）要引导学生总结物理规律间的相互联系，以便更深入的理解物理规律．如动量守恒定律与牛顿第三定律的关系；动能定理、动量定理跟牛顿第二定律的关系等． （４）要充分认识物理规律中各个物理量的物理意义．如F=ma中的F指的是物体所受的合外力；在E=ΔΦ/Δt中，要区别Φ、ΔΦ、ΔΦ/Δt的物理意义；又如在a=Δv/Δt中，要区别v、Δv、Δv/Δt的物理意义． ４．注意物理规律的适用范围 物理规律往往都是在一定的条件下建立或推导出来的，只能在一定的范围内使用．超越这个范围，物理规律则不成立，有时甚至会得出错误结论．这一点往往易被学生忽视，他们一遇到具体问题，就乱套乱用物理规律，或者盲目外推，得出错误结论．因此，在物理规律教学中，要引导学生注意物理规律的适用范围，使他们能够正确使用物理规律解决实际问题． 四、运用物理规律解决实际问题 在规律教学中，要指导学生运用物理规律去分析和解决具体的物理问题，在使用中进一步加深对物理规律及其物理意义的理解． １．培养学生运用物理规律解决实际问题的能力 例题的作用就是示范性，通过对例题的分析，总结出解决问题的思路、方法与步骤，引导学生应用物理规律解决实际问题．如牛顿第二定律的应用可分为３个方面： （１）由力F求加速度a． （２）由加速度F求力a． （３）由m=F/a来解释惯性与质量的关系． 针对上述３种情况，可以各设计一个典型例题，指导学生运用牛顿第二定律解决实际问题，从而达到培养学生运用物理规律解决实际问题的能力． ２．强化训练学生运用物理规律解决具体问题的能力 精心挑选习题，让学生通过适量训练，在实践中总结运用物理规律解决实际问题的方法与技巧，从而达到提高运用物理规律解决物理问题的能力．注意习题要少而精，不搞题海战术． ３．适时组织测验，检查学生运用物理规律解决实际问题的能力 适时、定期组织物理测验，是检查物理规律教学效果的有效途径．
综上所述，我们对物理规律的教学进行了系统、全面、具体的研究，总结出了一般规律．但教学是一门创造性艺术，只有在教学中不断创新，敢于试验，大胆改革，才能提高物理规律的教学水平．
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