物理教学结合哲学思想

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职业中专学校物理教学中德育教育的渗透

职业中专学校物理教学中德育教育的渗透

职业中专学校物理教学中德育教育的渗透学校是培养人才的摇篮,教师是塑造学生灵魂的工程师。

在日常教育教学中注重德育渗透,给学生以潜移默化的影响是每位教育工作者义不容辞的责任。

那么,在职业中专物理教学中如何渗透德育教育?下面本人将结合教学实践,从培养学生辩证唯物主义观点和爱国主义思想,谈谈自己的一些拙见。

一、深入挖掘教材中的德育内容物理学知识中本身隐含着重要的德育内容,其中包括爱国主义教育,科学态度和科学精神教育,以及世界观、价值观、人生观、道德品质等方面的教育。

教师要精心研究教材,将它们挖掘出来,并与物理知识的学习有机地结合在一起,以便寓德育效果于智育教育之中。

这就要求我们首先要有教书育人的新观念,在备课的过程中将德育内容和物理知识融会贯通,并且在授课中要自然贴切,使学生在不知不觉中受到熏陶,决不能生搬硬套、牵强附会。

二、在物理教学中培养学生辩证唯物主义观点。

哲学和物理有着相同的起源,也有着统一的归宿。

所以,物理教学应建筑在辩证唯物主义的基础上讲解物理现象和过程,阐述物理知识内在的辩证关系,使学生通过具体物理知识的学习,逐步树立辩证唯物主义的世界观。

1、在物理教学中强调实验教学。

要想培养学生的科学精神,教师必须以身作则,自己认真做好演示实验,严格按规则操作,尊重事实,如实记录。

鼓励学生独立完成课本中的实验和制作,发挥他们的主动性、创造性,只要持之以恒就能培养学生的科学态度。

在日常生活或物理教学中,常常会遇到一些模棱两可的疑难问题,学生的观点不统一,这时让事实来回答问题是最好的解决方法。

比如“自由落体运动”一节,开始学生对“在真空中,羽毛和铜钱同时落下”,感到不可思义、将信将疑,此时要求学生立刻亲自做实验,验证释疑。

最后教师强调“实践是检验真理的唯一标准。

”这样,既传授了知识,又培养了学生实事求是的科学态度。

2、在物理教学中注意渗透“具体问题具体分析”,克服片面性和表面性。

在分析电功率和电阻的关系时有这样的问题:电阻大的导体消耗的电功率大?还是电阻小的物体消耗的电功率大?回答这样的问题当然是具体情况具体分析。

悟物穷理——高中物理探究思想浅谈

悟物穷理——高中物理探究思想浅谈

悟 物 穷 理
高 中物 理 探 究 思 想 浅谈
方 礼 结
( 江 苏 省 郑 梁 梅 高 级 中学 , 江苏 涟水 哲 学 ‘ l J 陪物 穷理 ” 讨 论 当代 教 育 思 想 的 核 心 内涵 , 并在 此基 础 上 探 讨 高 中物 理教 学 中如 何 培 养 学 生 的 探 究思想 , 旨在 为 广 大教 师 提 供 建 议 和 参 考 。 关键 词 :高 中物 理 悟 物 穷理 探 究思 想


学 生 提 出 了一 个 问 题 : “ 当汽 车 行 驶 在 桥 面 上 时 ,拱 形 桥 面和 凹型 桥 面 哪 一 种 对 汽 车 的 行 驶 有 利 ? 哪 一 种 桥 面 又 能 对 桥 起 到最大保护作用?” 学 生 讨 论 后 得 出结 论 : 凹型 桥 面 对 汽 车 的 行驶有利 。 而拱 形 桥 能 够 对 桥 梁 起 到 最大 保 护 作 用 。 笔者 : “ 那 么, 怎样 才 能证 明 呢 ? ” 学生 : 汽 车驶 过 弧 形桥 面 时 , 需 要 向心 力F , 它 是 由重 力 M g 和支 承力N 组合 而成的 ; 当汽 车 行 驶 在 凹 型桥 面时 , F = N — Mg . N = Mg + F , 则汽车产生势 能 , 能 帮 助 汽 车 快 速 驶 过 桥 面 ;当 行 驶 在 拱形 桥 面 时 , F = Mg — N . N= Mg — F, 拱 形 桥 的 支 承 力 N较 小 . 其 大 小 等 于 汽 车 对 桥 梁 的压 力 , 因此 能 对 桥 梁 起 到 更 好 的 保 护作 用 综上 . 相 对 于针 对 纯 粹 的知 识 进 行 讨 论 , 这 种 针 对 生 活原 型 的讨 论 和 分 析 更 能 激 发 学 生 的参 与 热 情 . 同 时在 讨 论 中使 学 生 收 获 的 不 仅 是 课 本 知识 , 更收获实践 知识 , 如此 , 则 更 能 激发学生的探究兴趣 , 培养探究思想。 2 . 知行合一。 让 学生 掌 握 正 确 的探 究方 法。 探 究 思 想 的 形 成 有 赖 于 长 期 采 用 正 确 的探 究 方 法 ,而 要 掌握正确的探究方法 , 必须行知合一 , 在“ 悟物 ” 的 同时 以知 为 行, 将 自觉 性 与 实 践 性 相 结 合 。那 么 , 如何让学生掌握正确 的 探 究 方 法 呢 ?笔 者 认 为 , 教 师 需 要 从 两 个 层 面加 强对 学 生 的引

物理教学要力求理论与实践相结合

物理教学要力求理论与实践相结合

物理教学要力求理论与实践相结合理论来源于实践,只有实践才能检验理论的真实性。

物理是以实验为基础的学科,物理的定义、定理、规律、定律都建立在大量的实验和实践活动中,所以我认为,实验教学不能仅局限在课上,也可以在课下;可以使用实验室所配备的器材,也可以自备自制教具,甚至可以使用我们日常生活中的现有物品。

经常用学生身边的物品做实验,如用水和玻璃做光的色散实验等,这些器材学生更熟悉,更有利于使学生明白物理就在身边,物理与生活联系非常紧密。

而且通过这些课本上没有出现的器材启发学生的创新能力:大家一起来想一想,还可以用什么来说明我们要知道的内容,或者,这种类似的方法我们可以用来解决其他什么问题等等。

调动学生刚刚起步的创新的意识和创新的精神。

在现行的初中物理教科书中共安排了120多个演示实验,可见演示实验在物理教学中所占的比例之大。

有的教师倾向与学生的实验操作而淡化演示实验,这是完全错误的。

因为演示实验是物理教学的重要手段之一,它体现了具体与抽象相结合、实践与理论相结合的教学原则。

第一、演示实验能为学生提供直观形象的感性认识学生学习物理的过程是一个从感性到理性的过程,演示实验给学生提供了直观形象的感性认识,通过直观形象的演示实验,让学生得到感知,从而形成物理概念、理解物理规律。

初中生年龄小,生活经验不足,实践经验更缺乏,因此对抽象的物理概念、物理规律的理解和掌握存在着不同程度的困难。

这就要求教师在课堂上做好演示实验,弥补其中的不足。

通过演示前人发现的物理现象,让学生身临其境,获得直接具体的经验,得到感性认识,然后通过教师的启发引导,经过分析和推理、归纳和总结,由感性认识上升到理性认识,形成物理概念,总结出物理规律。

例如,我们天天生活在大气里,但初中学生对大气有没有压强、大气的压强究竟有多大等一般是不清楚的,及时听说过一般也不一定信服。

如果在课堂上成功地演示“马德堡半球实验”和“托里拆利实验”,让学生看到大气压强存在的确证,那么学生对大气压强的存在和大气压强的数值就有了十分深刻的印象,掌握大气压强的概念也就牢固了。

经世致用,物理应当活学活用

经世致用,物理应当活学活用

经世致用,物理应当活学活用作者:吴大奎来源:《中学生导报·教学研究》2013年第16期摘要:物理作为一门重要的基础学科,在中学阶段备受关注。

此外,它更是一门经世致用的学问。

许多同学找不到合适的学习方法,成绩难以提高,甚至产生畏惧。

经过笔者长期的教学实践得出的结论是,在物理学习的过程中不仅要调动积极的学习兴趣,还要学会去灵活运用,这样才会达到理想的效果。

在应用方面,物理涉及到了生活的各个领域,而我们往往忽视了它在法制教育方面对学生的教育意义,在本文将重点阐述。

关键词:初中物理;兴趣;应用;法制教育我国古代心学大师王阳明先生曾经提出以“经世致用”为核心的哲学体系,在他的哲学思想影响下,培育出以徐阶为代表的一批优秀的政治家。

而物理,作为解释事物内在规律的一门学科,自然有着它的哲学意义,在物理的学习中,“经世致用”的理念显得尤为重要。

所以,我们中学生不仅要学物理,还要有兴趣的去学物理,更要学以致用。

下面笔者将从“如何激发学生的学习兴趣”和“以物理教学在法制教育的应用为例解释如何学以致用”这两个方面来做详细阐述。

一.在中学物理教学中如何激发学生兴趣:我们都知道,兴趣是一个人带有积极情绪去探究某种事物或进行某种活动的心理倾向。

学习兴趣作为兴趣的一种,一般认为,它是指学生对学习活动产生的心理上的爱好和追求的倾向,是推动学习活动的内部动机,也是影响学业成就的重因素。

有浓厚的学习兴趣不仅可以让同学轻松掌握知识做到事半功倍,而且可以使得学生灵活运用。

激发学习兴趣是物理教学中一条基本教学原则。

通常来讲,兴趣分为直接兴趣和间接兴趣:直接兴趣是指对活动过程本身感兴趣,其特点是新奇、具体、往往具有可操作性和实践性;而间接兴趣则为对事物的结果感兴趣,这种兴趣的激发,即用物理现象、物理过程的内部规律来激发学生的学习兴趣,将使兴趣不断得到深化。

下面笔者将从培养学生的直接兴趣和间接兴趣两个方面来做详细介绍:1.1培养学生学习物理的直接兴趣直接兴趣的激发是由教学过程本身和教学内容的特点直接引起来的。

浅谈力学教学中的辩证唯物主义教育

浅谈力学教学中的辩证唯物主义教育
物理学既然是一门自然科学, 它就必然是自然界客观规律的反 映遥 实践证明任何科学研究都必须在准确的哲学思想指导下进行,否 则将会导致失败遥 [2]而辩证唯物主义的哲学思想是指导自然科学强大 的思想武器遥 普通物理的学习和研究也一定受到辩证唯物主义的制 约,反过来,物理学的内容又为辩证唯物主义提供了丰富的实例遥 在物 理教学中渗透辩证唯物主义教育,也可以结合物理教学内容和辩证唯 物主义的基本观点展开以下几方面的教育遥 [3]
2 对立统一规律教育
唯物辩证法的实质和核心是对立尧统一规律,这一规律揭示了事 物发展的起源和动力,是认知世界和改变世界的基本方法遥 根据物理 教学的内容,揭示了对立尧统一规律,使学生对所学知识的理解更加深 刻,提高认知事物的能力遥 辩证唯物主义讲事物的变化和发展,总是同 讲事物的矛盾联系在一起,因为事物的矛盾是事物变化发展的根本原 因所在遥 所谓的矛盾,就是指事物内部对立的两个方面互相依赖又互 相排斥的关系,也称对立统一遥 野对立统一冶规律是宇宙间的根本规律遥 世界上的一切事物都是矛盾着的统一体,都包含着相互对立的两个方 面遥 正是由于矛盾着的两个对立面又统一尧又斗争,才推动事物的运动 发展和变化遥在物理教学中,要对学生渗透这一观点遥例如,牛顿第三定 律又指出,作用力和反作用力的方向总是且永远相反的,大小是永远相 等的遥 作用力增加,反作用力也随着增加;反之也是如此遥 另外,它们还 分别作用在两个物体上,永远不会相互抵消遥 所以作用力和反作用力 始终是相互分离尧相互排斥和相互对立的,这表明了双方的对立性和 斗争性遥 就拿机械运动来说袁现实的机械运动总是在相互联系尧相互作 用的物体之间发生的遥 这个相互作用的过程一分为二,便是作用和反 作用两个对立的方面了遥 例如,我们用力拉车,表现了人拉的作用;车在 接受这种作用的同时,却总是保持原来的静止而阻止人向前运动,这表 现了车的反作用遥 这样,在人和车之间,就出现了两种对立的相互作用遥

物理思想的作用

物理思想的作用

一、学习“思想方法”和“物理哲学”的意义学习“思想方法”和“物理哲学”,一方面对于学习物理知识本身意义重大。

另一方面,对于学生的能力提高,对于学生综合素质的形成都有深远的意义。

1.激发兴趣,产生快乐高中学生对物理的学习,不存在“因为缺少学习时间所以成绩差”的因果关系,很多学生也不存在“因为脑子慢所以成绩差”的因果关系。

凡是成绩好的学生,特别是成绩极好的学生,都是对物理的兴趣浓,学习中产生快乐。

以前有人说男孩子物理好的多,其实是以前男孩子对物理感兴趣的人多──男孩子在儿童时期的游戏特点(追求刺激和竞争、喜欢创造和探索),造就了男孩子的兴趣特点──男孩子就喜欢探究客观奥秘。

就是女孩子,也有物理学的很好的,追踪其原因会发现,这样的女孩子在儿童时期就形成了与男孩子一样的性格和爱好。

物理知识一般来讲是枯燥的,而一旦钻入其思想方法和物理哲学的境界,将对其产生极大的兴趣。

现在人们生活特点的变化以及各种综合因素的原因,使女孩子与男孩子儿童时期的环境特点拉近,所以就课堂上的表现来看,女孩子不逊色于男孩子,也不像过去物理好的多数是男孩子了。

那么,进入学生时代,特别是进入高中,如何能保持对物理的兴趣,关键就是能否在“思想方法”和“物理哲学”层面上去学习物理。

若不上升到这个层面上学习,物理的知识本身会给学生以“枯燥无味”的感觉,没有了色彩,没有了生气,进而也就没有了对物理的感情。

而“思想方法”和“物理哲学”犹如调味剂,它能把学生带到快乐学习的境界之中。

2.是学习物理知识的必要工具特别高中物理:用力学,也只能学的一般,用心学,才能学的优秀。

所谓用力的学,可理解为单纯的、机械的学知识,那么用心的学,则是学思想方法、学物理哲学。

思想方法、物理哲学是由于物理知识深刻性的引发,而升华到“方法”、“哲学”层面上的认识。

在此层面上学习物理,回头看一些具体的物理知识层面的问题时,会有“居高临下”的感觉,能给物理规律以更深刻、更准确的理解,以致提高人看问题的敏锐性和正确性。

融入“课程思政”元素的高中物理电磁学教学设计

融入“课程思政”元素的高中物理电磁学教学设计

Creative Education Studies 创新教育研究, 2023, 11(5), 987-995 Published Online May 2023 in Hans. https:///journal/ces https:///10.12677/ces.2023.115154融入“课程思政”元素的高中物理电磁学教学设计于少卿*,李祖君#佳木斯大学理学院,黑龙江 佳木斯收稿日期:2023年2月9日;录用日期:2023年5月4日;发布日期:2023年5月15日摘 要物理课程内容中可融入丰富的思政教育元素,以物理知识为载体,融入思想政治教育内容,有意识培养学生思想政治素质的教学理念,将价值导向与知识传授相融合,构建高中思政教育框架,揭示了高中物理“课程思政”内涵,并指出当前物理课程思政存在的问题,从个人、社会、国家三个层面进行归纳、整合,构建物理课程思政内容,再从教学过程、师生活动、思政意图等方面进行教学设计并对高中物理“磁场对运动电荷的作用力”分析,挖掘可融入物理教学的思政元素,并从学校、教师、学生三个角度给出教学建议。

关键词课程思政,高中物理,教学设计The Teaching Design of High School Physical Electromagnetism Integrating “Curriculum Ideology and Politics” ElementShaoqing Yu *, Zujun Li #School of Science, Jiamusi University, Jiamusi Heilongjiang Received: Feb. 9th , 2023; accepted: May 4th , 2023; published: May 15th , 2023*第一作者。

#通讯作者。

于少卿,李祖君AbstractThe content of physics course can integrate rich ideological and political education elements, tak-ing physics knowledge as the carrier, integrate ideological and political education content, con-sciously cultivate students’ ideological and political quality teaching concept, integrate value orientation and knowledge imparts, construct the framework of high school ideological and polit-ical education, reveal the connotation of high school physics “curriculum ideological and political”, and point out the existing problems in the current physics curriculum ideological and political education. The ideological and political content of physics curriculum is constructed through in-duction and integration from the three levels of individuals, society and the country. Then, the teaching design is carried out from the aspects of teaching process, activities of teachers and stu-dents, ideological and political intention, and the “force of magnetic field on moving charge” of high school physics is analyzed. The ideological and political elements that can be integrated into physics teaching are explored, and teaching suggestions are given from the three perspectives of schools, teachers and students. KeywordsCurriculum Ideology and Politics, High School Physics, Teaching DesignCopyright © 2023 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0). /licenses/by/4.0/1. 引言习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上强调,高校思想政治工作关系高校培养什么人、如何培养人以及为谁培养人这个根本问题,各个学科应该充分发挥其思政元素配合思想政治课,使各类课程与思想政治理论课同向同行,形成协同效应[1]。

基于物理思想方法的智慧教学

基于物理思想方法的智慧教学

等 效 思 想 — — 从 等 同 效 果 出 发 。对 研 究 的对 象 、 研
究的过程 、 对象 的结构 、 功能等进行变换处理 的思想 。
类 比思 想— — 根 据 两 个 或 两 类 对 象 的 某 些 相 同或
多样 的 , 物 质是不 灭的 , 运动是物 质的存在方式 , 空间和
时 间是 运 动着 的 物 质 的 存 在 方 式 , 物 理 世 界 是 普 遍 联 系
的。
相似 的属性 .去推断 出它们其他 的相同或相似 的属性 : 还有许许多多卓越 的实验 , 具有极其 丰富和精彩 的物理
与 其说 是传 授 丰 富 而 深 奥 的 物 理 知 识 . 倒 不 如说 是 以 物
种 沉 重 的负 担 : 如果 方法 的背后没有 思想 , 方 法 只 不 正如古希腊哲学家赫拉克利特所说 . 智 慧 只 在 于 一
过 是 笨 拙 的工 具 。 件事 , 就是认识那善于驾驭一切的思想。 就 学 习而 言 , 学 生的智慧集 中体现在 对物理思 想方法 的深刻领 悟和 自 觉运用上 , 可 以说 领 悟 与 运 用 物 理 思 想方 法 的 过 程 就 是
师要让 物理思想 的光辉 照亮学生的学 习过程 , 放飞学 生智 慧 , 体 现在 : 以鱼学渔 中生长智 慧 , 实验操作 中进 发 智慧, 融入 生活中增长智 慧, 应用领悟 中提升智 慧。
【 关键词 】 物理教 学 思想方法 智 慧教 学
英 国哲学 家怀特海 指出 : “ 教 育 的全 部 目的 就 是 使 人 具 有 活 跃 的智 慧 。要 使 知 识 充 满 活 力 , 不 能 使 知 识 僵 化, 这 是 一 切 教 育 的核 心 问题 。 ” 教 育 的本 质 在 于促 进 人 的发 展 ,教 育 的过 程 在 于更 好 地 发 掘 人 的 良好 天 性 、 潜 能及潜在价值 。 因此 , 教 育 的 使命 在 于启 迪 学 生 的 智 慧 , 使 学 生 的 良好 天 性 得 以 保 护 . 潜能得 以开发 . 这 正 是 我
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物理教学结合哲学思想哲学是世界观、是方法论。

物理学作为一门自然科学,内含了诸如对立统一、普遍联系、整体思维等辩证唯物主义哲学思想。

在物理教学中进行哲学思想的渗透,既有助于实现中学物理的教学目标,也是培养学生辩证思维的重要途径。

下面就如何在中学物理教学中进行哲学思想的渗透作一些粗浅的探讨。

一、对立与统一在“研究摩擦力”的课堂教学中,某老师引导学生分析了行驶中的后驱汽车所受摩擦力的情况,费尽周折才勉强得出结论:汽车在行驶时,前轮受到的摩擦力向后,后轮受到的摩擦力向前。

但是,仍有同学不解地问:“老师,依照这个结论,汽车前、后轮受到的摩擦力不是相互矛盾吗?”老师只得强调说:“对,你说得没错,汽车后轮受到的摩擦力对汽车来说是驱动力,汽车前轮受到的摩擦力对汽车来说是阻力。

”看着同学们似懂非懂的神情,该老师明白,学生对这一问题依然理解不透。

在接下来的第二次课中,老师有意颠倒了教材编排顺序,提前学习了牛顿第三定律,接着他摆出了如图1所示的实验装置。

当他用遥控器启动后轮驱动的电动小汽车时,让同学们料想不到的一幕出现了,与前轮接触的木板被向前推出,与后轮接触的木板被向后推出。

如何解释这一实验现象呢?老师要求学生结合刚刚学习的牛顿第三定律,自己找原因,得结论。

同学们通过讨论分析思路逐渐清晰,认识到这都是轮与板间的相互摩擦所致,依据两板的运动方向就可应用牛顿第三定律推出汽车前、后轮所受摩擦力的方向。

上节课遗留的疑惑顺理成章地破解了。

这时,老师又不失时机进一步指出,汽车前、后轮所受的摩擦力产生的效果虽然是矛盾、对立的,但又是统一的:当前、后轮所受摩擦力大小相等时,汽车匀速前进,当后轮所受摩擦力大于前轮所受的摩擦力时,汽车加速前进。

课后一个学生深有感触地说,政治老师所说的“对立统一规律”总是觉得很空洞、很抽象,经历了这堂物理课才深有体悟。

“实验求真”是认识事物的必要经历,是掌握知识形成技能的关键过程;“对立而统一”是辩正的观点,是方法论。

这正是新课标所追求的多维目标之一。

二、局部与整体隔离法与整体法是解决物理问题常用的基本方法,与隔离法相比整体法解题来得更系统、更简便,但整体法的灵活运用对解题者的思维能力、思维品质的要求更高,一些看似与整体法不搭界的问题,通过虚拟一个条件或打通一个结点就可以将各个对象巧妙地联系起来,最终借助整体法解决问题。

例1.如图2所示,在绝缘的光滑水平面上固定着等质量的A、B、C三个带电小球,三球共线,若释放A球,A球初始加速度为-1m/s2(选水平向右为正方向),若释放C 球,其初始加速度为3m/s2,则释放B球,其初始加速度为多大?方向如何?解析:依题意,分别释放三球中的某一小球与同时释放三球相比较,相应球所产生的初始加速度是相同的。

若同时释放三球对整个系统而言,所受的合外力为零,则在释放的瞬间由牛顿第二定律有:F=maA+maB+maC=0即:aB=-(aA+aC)=-[(-1)+3]m/s2=-2m/s2这说明只释放B球其加速度大小为2m/s2,方向向左。

小结:此题若用隔离法求解,涉及三对相互作用力,比较麻烦。

而虚拟一个将三球同时释放的条件,再以系统为研究对象,运用牛顿第二定律求解,只要注意定律的瞬时性、矢量性,便能快捷、简便地得出正确答案。

例2.如图3所示,三个物体的质量分别为m1、m2、M,斜面的倾角为α,绳的质量不计,所有接触面光滑,当m1沿斜面下滑时,要求斜面体静止,则对斜面体应施加多大的水平力?方向如何?解析:对m1、m2构成的系统由牛顿第二定律有:m1gsinα-m2g=(m1+m2)a①对m1?m2和M构成的整个系统就水平方向而言,若施力使斜面体静止,只有m1具有水平向右的加速度分量ax且:ax=acosα②所以,对斜面体必须施加水平向右的推力F,如图4,则对整个系统在水平方向上由牛顿第二定律有:F=m1ax③解①、②、③得:F=m1g(m1sinα-m2)cosαm1+m2小结:这种以系统为研究对象的解题方法,只追究了系统在水平方向上的动力学行为即达目的,既回避了物体运动的多维性和相互作用的复杂性,又体现了牛顿第二定律在某一方向上的独立性。

从上面两道例题不难看出:系统内物体运动同步与不同步、一维运动与多维运动均可用整体法求解,在学生掌握了隔离法的基础上,适时引导学生运用整体法解决动力学问题,不但能从更高层面上帮助学生认识牛顿第二定律的瞬时性、矢量性、独立性,还能培养学生用普遍联系、整体思维的观念分析问题,培养学生的求同思维能力,提高学生的解题速度,收到事半功倍的效果。

三、对称与不对称对称是自然界中一种普遍的现象,它反映了物质世界的和谐、优美与均衡。

物理学中也存在大量的对称现象,如物理模型结构对称、物体运动的对称、电场、磁场分布的对称、电路、光路的对称等等。

具有对称性的现象,其相互对称的部分存在某些相同的特征。

因此,一旦确定了某一部分的规律,便可推知另一部分的规律,这就是对称的思想方法。

利用对称法分析问题,可以避免复杂的数学运算,出奇制胜,使问题得以快捷求解。

运用对称法解题的关键在于寻找事物的对称性并使之显示出来。

有时我们甚至把一些表面上不具有对称性的问题,通过一定的方法转化为具有对称性的问题,以便用对称规律求解。

1.缺失的谐振对称例3.如图5所示,一升降机在箱底装有若干个弹簧,设在某次事故中,升降机吊绳在空中断裂,忽略摩擦力,则升降机在从弹簧下端触地后,直到最低点的一段运动过程中()。

A.升降机的速度不断减小。

B.升降机的加速度不断增大。

C.先是弹力做的负功小于重力做的正功,然后是弹力做的负功大于重力做的正功。

D.到最低点时,升降机加速度的值一定大于重力加速度的值。

分析与求解:由动力学知识可知A、B两答案是错误的;根据动力学知识和动能定律不难判定C答案是正确的。

对于D答案若用常规的思维方法就难以作出结论。

如果假设弹簧触地后,触地端被牢固地粘接在地上,此后升降机将做类简谐运动,运动到最高点时,升降机将受到重力和弹簧拉力的共同作用,其加速度大于重力加速度,根据简谐运动的对称性,升降机在最低点的加速度大小与最高点的加速度大小相等,所以升降机在最低点的加速度的值也一定大于重力加速度的值。

点评:这里升降机只是在最后阶段做简谐运动,是一个残缺的简谐运动过程(不到半个周期),分析时虚构一个条件,将前面残缺的简谐运动过程补充完美,便可巧借简谐运动的对称性,对D答案作出正确判断。

2.不对称中的对称例4.如图6所示,长为5m的细绳两端分别系于竖立在地面上相距为4m的两杆的顶端A、B上,绳上挂一个光滑的轻质挂钩,其下连着一个12N的物体。

平衡时绳中的张力为多少?分析与求解:从图上来看A、B两杆的高度不等,不对称;挂钩将绳子分成长度不等的两段,也不对称。

但挂钩与绳的接触点受三个力而处于平衡态,因挂钩光滑,两段绳张力大小相等TA=TB,则两绳与水平方向夹角必相等α=β,受力的对称性体现出来。

设:A侧绳长为l,挂钩到A杆的距离为x,TA=TB=T,根据共点力的平衡条件和对称性有:2Tsinα=F①cosβ=cosα=xl②xl=4-x5-l③sin2α+cos2α=1④联立①、②、③、④解得绳子的张力:T=10N点评:此题的图示给人的直觉是不对称的,但透过不对称表象便能分析出其受力的对称性,而这正是解决此题的突破口。

3.对称中的不对称例5.如图7所示,两个大小相同的金属板构成一个平行板电容器,两板所带的电量分别为Q1=-1.0×10-8C、Q2=+3.0×10-8C的电量,测得两板间电势差U=100V,求该电容器的电容。

分析与求解:常见的电容两极板所带的正、负电荷的电量相等,而本题两极板所带的电量不相等,对此很多学生认为不好解。

如何使不相等转化为相等是解题的关键。

其实,如果两板带等量的同种电荷,两板间的电场强度处处为零。

由此可在两极板上分别虚拟增加大小均为1.0×10-8C的负电荷,则两极板带有电量为 2.0×10-8C的异种电荷。

则:C=QU=2.0×10-8C100F=2.0×10-10F。

点评:从结构上讲平行板电容器是典型的对称型容器,但此题中两板的电量分配却是不对称的,通过虚拟等量的同种电荷加入其中,在不改变题目初衷的前提下,使问题得以轻松的解决。

对称与不对称原本就是相对的、辩证的、可以转化的。

物质有正、反之分,电荷有正、负之分,磁极有南、北之分,磁生电,电生磁,对称性广泛存在于物理现象、物理规律之中,1820年丹麦物理学家奥斯特通过试验首先发现了电流的磁效应,一些物理学家认为磁与电之间的关系一定存在某种对称性,便试图寻找它的逆效应,提出了磁能否产生电的问题,英国物理学家法拉第怀着这一信念进行了长达10年的研究和大量的实验,终于在1831年发现了磁生电的电磁感应现象。

在教学中,注意不失时机地引导学生运用对称性分析解决问题,不但能优化学生的思维品质,培养学生用联系的观点分析问题,用变通的方法解决问题,还会给学生美的启迪,激发学生崇尚科学、热爱科学的思想情感。

物理学,特别是物理教学,不能只固守在客观的知识体系上,不能只是定理、定律、公式的集合,还应当包括如何去学习物理学,如何去真正地掌握它、使用它,以及人对它的感情和态度等。

这些是人与自然关系范畴里的内容。

物理学与哲学可以说是同系一个源头,很多哲学思想来源于物理学科内容,一些哲学思想的形成和发展,起始于物理规律的发现。

就连思想方法的问题也是与物理知识交织在一起的,甚至二者没有明显的界限。

爱因斯坦的相对论就是从哲学的角度来揭示物理规律的,是哲学思想向物理学延伸的最好例证。

波粒二象性、量子理论、热力学第二定律等内容都与唯物辩证法交融在一起。

特别是高中物理里面有些知识体系本身是比较深奥和复杂的,对于高中学生,要求系统掌握是不现实的。

因而,在高中向学生介绍这些知识的时候,要重在向学生渗透这些知识之中蕴含的世界观和方法论。

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