中学物理教学论：第八章 物理规律教学

公式）
V V1
V2
-273CV00
T2
0 T1
Ek
T 0 0
Ek h W
*分析物理规律的含义的方法
（一）用文字表达的规律 ▪ 构成：对象+条件+结论 ▪ 分析的思路：
1、规律是描述什么的 2、规律的内涵：对象、条件、结论
例：牛一
一切物体总保持匀速直线运动或静止状态，直到有外力迫使它改 变这种状态为止 1、描述物体不受外力时的运动规律 2、(对象)一切物体：指任何运动状态下的物体 3、(条件)直到有外力：即 不受外力（理想） 受平衡力（实际） 4、(结论)总保持：指保持原来的运动状态不变
▪ 牛顿第一定律是实验、推理、想象相结合的产物
2、物理规律反映有关物理概念之间的必然联系
大多数概念是物理量（有意义，有大小），且 与实验测量结果对应。
规律是揭示了概念之间的联系（或关系）， 并将此联系（或关系）用逻辑语言（数学）表 示出来。 例：牛顿第二定律:力、质量、加速度 的关系。
F ma
3、物理规律具有近似性和局限性
物理规律：包括物理定律、定理、原理、定则、 公式 等
物理规律是物理现象、物理过程在一定条件下必然发生、 发展和变化规律的反映，揭示了在一定条件下某些物 理量间内在的、必然联系。
物理概念和物理规律的区别在于：
（1）前者是思维形式，后者是客观规律； （2）前者是无条件的，后者是有条件的。
**如何认识物理规律教学的重要性？
在实际教学中，究竟采用哪种方法，要视具体情况而定。但是，无论采 取哪种方法，都必须使学生明确建立规律的过程、依据，以及采用的方 法。
实验归纳法
▪ 直接从实验结果中分析、归纳、概括而总结出来规律的
一种方法。
例：理想气体状态方程的教学
取一定质量的理想气体为研究对象，直接测量多个平 衡态时的P、V、T，从大量的实验数据，可直接总结、 概括出：
第八章 物理规律教学
学习本章时注意思考下列问题：
1．什么是物理规律？物理概念和物理规律有什 么区别？如何认识物理规律教学的重要性？
2．物理规律的特点是什么？ 3．物理规律的教学要求是什么？ 4．中学生学习物理规律时有哪些常见问题？ 5．物理规律教学的一般过程是什么？
一、什么是物理规律？物理概念和物理规 律有什么区别？
公式表达 用数学公式把物理规律的内容表达出来。对于物理公式 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的推理而得出的。 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。
物理规律教学的重要性主要体现在：
（1）掌握物理规律和形成物理概念之间是相辅相成、 相互促进；
**规律反映了概念之间的联系。如概念不清，规律也很难
不理解。
** 学生对物理概念的理解，是在掌握规律的基础上完成。
例：* 对“力”的理解。力是改变物体运动状态的原因。 是在牛顿第二定律掌握后，才算真正理解。
* 理解“波粒二象性”是在掌握量子力学规律之后。 * 理解“电磁波”是横波，是在掌握电动力学规律之后。
图象表达：
许多物理规律也可以用函数图线来表达。 在中学物理中，利用图象表达物理规律有以下几个作用： ★利用图象归纳实验规律，讨论实验规律；（盖·吕萨克定律） ★利用图象形象地描述物理规律；（爱因斯坦光电效应方程） ★利用图象来表明物理规律；（分子力随分子间距离而变化曲
线） ★利用图象来导出有关公式。（如由速度-时间图像导出位移
（2）物理规律是物理学科结构的主干。
规律是在一定条件下，揭示了概念之间的关系。 概念是点（基石、柱）， 规律是线、梁。 方法是纽带，
从而构成物理学科结构大厦。 例如：经典力学主干
——牛顿三定律、万有引力定律
（3）物理规律教学是培养能力、开发智力、 发展心理品质的途径
学生认识物理规律是： 先由感性认识——理性认识， 再由理性认识——实践。
近似性是指 研究对象和过程的理想化， 实验的测量误差的存在。
局限性是指 在一定范围内发现的， 在一定条件下推理得到的， 并在有限领域内检验的。
牛顿运动定律成立的条件是质点、平动、惯性参照系。
三、物理规律的教学要求是什么？
1、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。
新旧知识的联系： *物理规律中揭示了一类物理现象的相互联系； *物理概念之间的因果联系； *物理量之间的方向关系； *物理量之间的数量关系。
物理规律的事实依据：观察、实验、已有知识 研究物理规律的方法： 理想化方法、比较和分类、类比、归纳和演绎、假说、
数学方法。
最
Fds m dv ds mvdv dt
s
v2
Fds mvdv
0
v1
Fs
1 2
mv22
-
1 2
mv12
2、要使学生理解物理规律的物理意义
物理规律一般有三种表达方式：
文字表达 用一段话把某一规律的物理意义表述出来。
对物理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。
2、理想气体的实验规律，如玻马定律等
由初态（ p1、V1、T1）等值变化到中间 状态等值变化 终态（ P2、V2、T2），
.P T1
T2
P1
.
P2
得到理想气体状态方程
pV C T
0 V1
V V2
（2）理论演绎法：利用一般规律，推导出特 殊规律。
例：利用运动学和牛顿第二定律来推出动能定理
F ma
这是实现二次飞跃的必经之路。
这也是发展学生认识能力的重要途径
二、物理规律的特点是什么？
1、物理规律是观察、实验、想象和数学推理相结 合的产物
例：牛顿第一定律 是以大量实验为基础（力是改变物体运动状态的原因）。 但不受外力的作用（这个条件）是一个推理的想象， （应注意的是不受外力作用，不是合力为零）。
P1V1 P2V 2 ..... PV C
T1 T2
T
理论分析法
（1）理论归纳：由已知的概念、规律推出来更普遍
的规律 例： 理想气体状态方程
pV T
的C教学，
理论分析中的“理论归纳”，
依据有二：
1、一定质量的理想气体初态P1、V1、T1和终态 P2、V2、T2都是确定的，两态之间关系与过程无 关。