2025年高考如何學(xué)習高中物理概念和規律
2024-10-25 18:32:52網(wǎng)絡(luò )整理
物理概念和物理規律是中學(xué)的精髓。如果把中學(xué)物理這門(mén)科學(xué)比作高樓大廈，那么物理概念和物理規律就是構成這座大廈的磚石和鋼筋框架。有經(jīng)驗的物理老師經(jīng)常要求學(xué)生抓好基礎知識，指的就是抓好物理概念和物理規律。
然而，有些同學(xué)卻不這樣，他們不重視對概念規律的理解與掌握，把主要精力都用在盲目做題上，其結果不但在做題中遇到了很多障礙，白白浪費了很多時(shí)間，而且始終不能抓住系統的知識體系。他們總是有一種題目很多,頭緒很亂,忙得不可開(kāi)交的感覺(jué)。最后得出一個(gè)物理難學(xué)的結論。一次，一位同學(xué)拿著(zhù)一道物理題。題目是如圖（1）：木塊A和木塊B一起沿著(zhù)斜面加速下滑，試對木塊受力分析。這位同學(xué)認為木塊B對木塊A的摩擦力應該平行于斜面向下，理由是木塊A的加速度是沿斜面向下的。（原答案給出這個(gè)摩擦力是水平向左的）他說(shuō)完后我提出了兩個(gè)問(wèn)題：1、摩擦力的方向跟接觸面是什么關(guān)系？2、加速度方向是跟合外力方向一致還是跟隨便的一個(gè)力一致？他低頭想了一會(huì )兒，說(shuō)：“我明白了。”象這樣由于概念不清，導致做錯題的例子舉不勝舉的。
什么是物理概念呢？物理概念是對物理現象的概括，是從個(gè)別的物理現象.具體過(guò)程和狀態(tài)中抽象出的具有相同本質(zhì)的物理實(shí)體。在中學(xué)物理中主要有兩大類(lèi)。一類(lèi)是用詞語(yǔ)直接表達的概念。如力、重心、點(diǎn)電荷、理想氣體、干涉、靜電平衡、勻速直線(xiàn)運動(dòng)、衰變等等。另一類(lèi)是用數學(xué)語(yǔ)言表達的概念，常稱(chēng)為物理量。如加速度a=△V/△t，動(dòng)能Ek=1/2mv2，動(dòng)量P＝MV，電場(chǎng)強度E=F/q等等。
對一個(gè)物理概念的認識，一般需經(jīng)三個(gè)階段：一、感性的具體，二、理性的抽象，三、理性的具體。老師每講一個(gè)新的概念的時(shí)候，總是首先引入我們比較熟悉的一些具體物理現象，物理實(shí)例或做一些物理實(shí)驗，使我們產(chǎn)生具體的感性的認識；再經(jīng)過(guò)去粗取精，去偽存真，由表及里的分析比較，抽象出本質(zhì)屬性，上升到理性認識；再經(jīng)過(guò)演繹的練習，使物理的抽象上升為理性的具體，實(shí)現應用所學(xué)概念有針對性的解決有關(guān)問(wèn)題。
例如：學(xué)習靜電平衡這個(gè)概念時(shí)候，老師首先舉出把一個(gè)中性導體放在勻強電場(chǎng)中的例子。引導同學(xué)認識自由電子在電場(chǎng)力的作用下發(fā)生定向移動(dòng)，產(chǎn)生感應電荷，發(fā)生靜電感應的現象。再透過(guò)這個(gè)現象認識感應電荷產(chǎn)生的附加電場(chǎng)與原來(lái)勻強電場(chǎng)的迭加，直到感應電荷的場(chǎng)強與原電場(chǎng)的場(chǎng)強大小相等時(shí)導體內部合場(chǎng)強為零，自由電子定向移動(dòng)停止，導體達到了靜電平衡狀態(tài)。從而再總結出靜電平衡等體的一些性質(zhì)：內部合場(chǎng)強為零，導體是個(gè)等勢體等等。在我們頭腦中形成一個(gè)反映靜電平衡本性的理性的抽象。進(jìn)而應用到其它各種電場(chǎng)中，由此及彼，在具體運用中升華到理性具體，得心應用地解決多變的物理問(wèn)題。
對于一些物理量，還要清楚以下內容：引入目的、定義式、單位、是標量還是是矢量、由什么因素決定、測量方法等等。如加速度這個(gè)概念，引入的目的是為了描述物體速度變化的快慢，定義式a=△V/△t，國際制中的單位是米/秒，是矢量，一個(gè)物體的加速度由它的質(zhì)量和它所受的合外力事決定。測量方法很多，課本中專(zhuān)門(mén)安排了一個(gè)測定勻變速直線(xiàn)運動(dòng)的物體的加速度的學(xué)生實(shí)驗。
這里還特別提出的是，有些物理概念不是只在一節課上，通過(guò)一兩個(gè)例子就是能夠認識清楚的。需要在長(cháng)期的學(xué)習過(guò)程中不斷地認識，不斷地理解。如力這個(gè)概論，從初中二年級就開(kāi)始學(xué)習，有了一個(gè)初步認識。升入高中后，第一章第一節又開(kāi)始學(xué)習，并給予初步的概括：力是物體對物體的作用。第三章中學(xué)習了牛頓第一定律，又進(jìn)一步認識了力作用的相互性。到此，也只是停留在機械力的范籌之內。到學(xué)習了電磁力后，才從不同領(lǐng)域，不同類(lèi)型的力的作用情況，通過(guò)聯(lián)想和類(lèi)比，形成比較深刻的認識。也就是說(shuō)，認識一個(gè)物理概念有一個(gè)不斷發(fā)現，不斷提高的過(guò)程。這就要求我們在學(xué)習中多觀(guān)察，多擴大自己頭腦中的信息量，經(jīng)過(guò)加工比較，實(shí)現對概念的深刻理解與掌握。
同學(xué)們在學(xué)習物理概念中往往存在以下蔽病，應注意克服。
�。ㄒ唬┲挥浗Y論，不注意引過(guò)程�，F舉兩道習題說(shuō)明。
例一：關(guān)于物體的加速度，下例說(shuō)法正確是的：[]
A.加速度越大，物體運動(dòng)的越快；B.加速度越大，物體速度變化越大；C.加速度越大，物體速度變化越快；D.加速度為零時(shí)，物體的速度也為零。
該題正確答案是C。在初學(xué)階段，很容易選錯。原因何在？老師引入加速度概念時(shí)，一般都要舉出幾個(gè)變速速運動(dòng)的例子，分析比較，最后強調了描述物體速度變化快慢，引入加速度。如果聽(tīng)課時(shí)，注意這些清楚的。之所以選錯是忽略了引入過(guò)程。
例二：如圖（2）。帶電量為的正電荷A，半徑為R的不帶電的金屬球的感應電荷在球內的電場(chǎng)強度的大小與方向是（）
A.kq/4R2；B.kq/6R2；C.方向指向A；D.方向背向A。
答案為ABC，很多同學(xué)都不選B。只要我們回顧一下初學(xué)靜電平衡概念時(shí)，老師分析的靜電感應過(guò)程，注意到導體發(fā)生靜電感應時(shí)內部有原電場(chǎng)，還有一個(gè)感應電荷的電場(chǎng)，這兩個(gè)電場(chǎng)反向迭加，合場(chǎng)強為零時(shí)達到靜電平衡，意味著(zhù)導體中任一點(diǎn)感應電荷場(chǎng)強都與原電場(chǎng)的場(chǎng)強等大反向。此題中原電荷q在金屬球中場(chǎng)強大小范圍為kq/9R——kq/R2，自然就含有kq/4R2和kq/6R2。
�。ǘ┲槐彻�，不理解其含義和條件。
如靜電一章，給出三個(gè)場(chǎng)強公式,E=F/q、E=KQ/r2和E=U/d。這三個(gè)公式都能計算場(chǎng)強，但各自含義和適用條件是不同的。E=F/q是定義式，對某點(diǎn)場(chǎng)強有一種量度功能，任何電場(chǎng)都適用，但它不能決定場(chǎng)強的大小。E=KQ/r2是真空中點(diǎn)電荷場(chǎng)強的決定式，只適用真空中點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)。而E=U/d反映是勻強電場(chǎng)中U.E.d三者的關(guān)系。如果不清楚這些，解題時(shí)就會(huì )出現張冠李戴的情況。
有些物理量還受狀態(tài).時(shí)空等因素的影響。如我們常常認為一個(gè)物體的重力是恒定的，只在高低及緯度變化不太大時(shí)才成立。一段導體的電阻跟它的長(cháng)度成正比，跟它的橫截面積成反比，是在電阻率ρ不變時(shí)才成立，對于一般金屬，溫度變化ρ發(fā)生顯著(zhù)變化時(shí)，計算電阻時(shí)就得考慮ρ的影響。
�。ㄈ┲恢匾曃锢�，不重視用詞語(yǔ)直接表達的概念。
中學(xué)物理課本中用語(yǔ)言直接表達的物理概念比物理量還要多。如：重心.質(zhì)點(diǎn).平動(dòng).共振.內能.點(diǎn)電荷.電磁振蕩.光心.焦點(diǎn)光譜等等。這些概念不僅定義嚴謹，而且能與其它物理概念形成一個(gè)完整的系統。如果模糊不清不，不但直接影響解答習題，而且對于學(xué)習新知識，對于系統掌握物理知識都造成障礙。比如：重心概念不清楚，涉及重力勢能變化的一些題目就難以處理；光心.焦點(diǎn)的概念不清楚，焦距的概念就建不起來(lái)；衰變的意義不清楚，半衰期就無(wú)從談起。
物理學(xué)本身就是研究物質(zhì)最基本的運動(dòng)及其規律的一門(mén)科學(xué)。物理規律反映了各物概念之間的相互制約關(guān)系，反映在一定條件下一定物理過(guò)程的必然性。
中學(xué)物理規律主要有：1.物理定理：如動(dòng)能定理，動(dòng)量定理等。2.物理定律：如牛頓運動(dòng)定律.動(dòng)量守恒定律.法拉第電磁感應定律，光的折射定律等。3.物理定則：如平行四邊形法則等。4.物理方程：如理想氣體狀態(tài)方程等。5.物理學(xué)說(shuō)：如分子運動(dòng)論，原子核式結構學(xué)說(shuō)等。
對于這些課本中明確出來(lái)的規律，不但要記住它的內容表述和對應表達式。更重要的是透徹理解。一般應抓住以下幾個(gè)方面：
�。ㄒ唬⿲�(shí)驗基礎。驗證牛頓第二定律實(shí)驗，研究楞次定律實(shí)驗等。
�。ǘ⿲С龇绞�。如根據動(dòng)量定理和牛頓它三定律推導動(dòng)量守恒定律；據玻－瑪定律和查理定律推導一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)方程等。
�。ㄈ┣宄幝山沂镜膬群肮街懈髯帜傅暮x。如動(dòng)量定理：Ft=△P,從整體上揭示物體所受合外力的沖量與它的動(dòng)量變化的直接對應關(guān)系，即兩者大小相等，方向相同。如果題目中要求合外力沖量，就有了兩條思路：一是用合外力乘時(shí)間，二是先求其動(dòng)量變化。分解看：式中F為合外力，解題時(shí)就需從受力分析入手，找出合外力，等號右邊為動(dòng)量變化，特定要求末態(tài)動(dòng)量減初態(tài)動(dòng)量。該式為矢量式，中學(xué)大綱只要求一維情況，解題時(shí)一定規定正方向，列代數式方程。變形有：F＝△p/t，說(shuō)明物體所受的合外力等于它的動(dòng)量的變化率，等。
�。ㄋ模┳⒁膺m用條件。如：庫侖定律F＝Kθ1θ2/r2只適用于真空中點(diǎn)電荷。動(dòng)量定守恒定律用于不受外力或合外力為零的系統。動(dòng)量定理對一于不論直線(xiàn)還是曲線(xiàn)，恒力還是變力，物理過(guò)程是單一的還是多階段組合的，幾個(gè)力作用于物體上的時(shí)間是否相同都適用。在中學(xué)階段對處理打擊.碰撞一類(lèi)問(wèn)題尤為方便。
�。ㄎ澹┪锢韴D象。物理圖象是物理規律的更直觀(guān).更形象的表達方式。如v－t圖象，波的圖象，P－V圖象，此外還有一些在題目中出現的圖象如F－t圖象，B－t圖象等。對圖象一般應抓住以下方面：1橫縱坐標.斜率.交點(diǎn)的含義；2對應規律煤數學(xué)表達式；3反映的物理情景。
以上所說(shuō)，者是課本中明確出來(lái)的規律。物理學(xué)中還有許多規律，需在老師指導下發(fā)現和總結，實(shí)現知識系統化。
�。ㄒ唬﹩卧R結構的概括和總結�，F以磁場(chǎng)一章為例總結如下：
�。ǘ┛鐔卧R聯(lián)系規律。舉兩例：
瞬時(shí)作用效果：F＝ma
1.力的作用效果對時(shí)間累積效果：Ft＝△P
對空間累積效果：W＝△Ex
2.功能關(guān)系：功是能力轉化量度。
1量度重力勢能變化：WG=△Ep
2量度彈性勢能變化：W彈=△Ep
3量度分子勢能變化：W分子=△Ep
4量度電勢能變化：W電=△E
5量度動(dòng)能變化：W總=△Ek
6量度機械能變化：W其它=△E
前四式把整個(gè)中丌涉及到的勢能與之對應的功總結到一起，找到了共同規律：某種勢能的變化都對應著(zhù)一種功，都是做正功時(shí)勢能減少，做負功時(shí)勢能增加，且所做功與對應勢能變化在數值上是相等的。五個(gè)式子綜合比較，使我們對功和能的關(guān)系理解的非常清楚了。
�。ㄈ⿵恼n本內容中提煉規律。如：力學(xué)中判斷物體做直線(xiàn)或曲線(xiàn)運動(dòng)的方法；判斷物體做加速運動(dòng)或減速運動(dòng)的方法。熱學(xué)中分子力隨分子距離的變化規律。電學(xué)中根據電力線(xiàn)方向比較電勢高低的方法；直流電路中電壓分配規律。幾何光學(xué)中像距.像的虛實(shí)大小隨物距的變化規律等。這些方法或規律幾乎遍布物理課的每章每節，雖然沒(méi)有形成定理或定律，也是解決物理問(wèn)題中不可缺少的工具。如能隨時(shí)系統總結出來(lái)是大有益處的。
�。ㄋ模�.在解題中發(fā)現規律。比如加速度a=△V/△t，F=△P/△t，ε=△φ/△t，加速度.合外力.感應電動(dòng)勢本來(lái)三個(gè)不同的物理量，也有一個(gè)共同點(diǎn)：都對應著(zhù)一種變化率，即對應變化的快慢，反映到圖象上就對應著(zhù)斜率。
物理習題千變尤化，只要留心，總是會(huì )找到一些共同規律的�？傊�，抓住了物理概念和物理規律，就抓住了物理學(xué)的精髓，就具備了駕馭物理學(xué)的本領(lǐng)。
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