第八章物理规律教学

1、 本章主要问题本章主要问题v一、一、物理规律教学的重要性；物理规律教学的重要性；v二、物理规律的特点；二、物理规律的特点；v三、重点物理规律的教学要求；三、重点物理规律的教学要求；v四、学生学习物理物理规律中的常四、学生学习物理物理规律中的常v 见问题；见问题；v五、中学物理规律的教学五、中学物理规律的教学？8.1 物理规律教学的重要性物理规律教学的重要性v1、物理物理 规律是物理学的主干；规律是物理学的主干；v2、掌握有关物理规律是物理、掌握有关物理规律是物理v 教学的关键；教学的关键；v3、掌握物理规律是发展学生、掌握物理规律是发展学生v 认识能力的重要的途径。认识能力的重要的途径。一、物

2、理规律是物理学的主干一、物理规律是物理学的主干 规律规律是在一定条件下，是在一定条件下，概念之间的关系。概念之间的关系。 概念概念是点（基石、是点（基石、柱），规律是线、梁。柱），规律是线、梁。 方法方法是纽带，从是纽带，从而物理学大厦。而物理学大厦。例如：经典力学主干例如：经典力学主干牛顿三定律、万有引力定律牛顿三定律、万有引力定律二、二、 掌握有关物理规律是物理教学的关掌握有关物理规律是物理教学的关键键v学生对物理概念的加深理解，是在掌握学生对物理概念的加深理解，是在掌握规律的基础上完成。规律的基础上完成。v例：对例：对“力力”的理解。力是改变物体运的理解。力是改变物体运v 动状态的原因。

3、是在牛顿第二定律动状态的原因。是在牛顿第二定律掌握后，才算真正理解。掌握后，才算真正理解。v 理解理解“波粒二象性波粒二象性”是在掌握量子是在掌握量子力学规律之后。力学规律之后。v 理解理解“电磁波电磁波”是横波，是在掌握是横波，是在掌握电动力学规律之后。电动力学规律之后。学生对物理规律的应用程度，学生对物理规律的应用程度，取决于对规律的理解程度。取决于对规律的理解程度。这说明掌握物理规律是教学这说明掌握物理规律是教学的关键。的关键。三、掌握物理规律是发展学生三、掌握物理规律是发展学生认识能力的重要途径认识能力的重要途径v学生认识物理规律是：v 先由感性认识理性认识，v 再由理性认识实践。v这

4、是实现二 次飞跃的必经之路。v 因此说，这是发展学生认识能力的这是发展学生认识能力的重要途径重要途径重要途径！8.2 物理规律的特点物理规律的特点v一、物理规律是观察、实验、思维、想一、物理规律是观察、实验、思维、想v 象和数学推理相结合的产物；象和数学推理相结合的产物；v二、物理规律反映有关概念之间的必然二、物理规律反映有关概念之间的必然v 联系；联系；v三、物理概念具有近似性和局限性。三、物理概念具有近似性和局限性。一、物理规律是观察、实验、思维、想象一、物理规律是观察、实验、思维、想象和数学推理相结合的产物和数学推理相结合的产物v例：牛顿第一定律牛顿第一定律v 是以大量实验为基础（力是改

5、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）。v牛顿第一定律是实验、推理、想象相结合的牛顿第一定律是实验、推理、想象相结合的产物产物二、物理规律反映有关概念之间二、物理规律反映有关概念之间的必然联系的必然联系v 概念是（概念是（点点）物理量（有意义，有大）物理量（有意义，有大小）与实验测量结果对应。小）与实验测量结果对应。v 规律是（规律是（两点联线两点联线）表示有联系的概念）表示有联系的概念之间的关系，并将此关系用逻辑语言（数学）之间的关系，并将此关系用逻辑语言（数学）表示出来。表示出来。v例：牛顿第二定律例：牛顿第二定律v

6、 力、质量、加速度力、质量、加速度v 的关系。的关系。aMF三、物理规律具有近似性和局限性三、物理规律具有近似性和局限性v 由于建立规律时都采用了把研究对象理由于建立规律时都采用了把研究对象理想化想化,把物体所处的条件理想化是把物理过程把物体所处的条件理想化是把物理过程理想化，忽略次要因素。理想化，忽略次要因素。v 测量误差是不可避免的。这都使得规律测量误差是不可避免的。这都使得规律的成立是有条件的、物理规律具有近似性和的成立是有条件的、物理规律具有近似性和局限性。局限性。v 牛顿第一定律成立的条件是质点、平动、牛顿第一定律成立的条件是质点、平动、惯性参照系。惯性参照系。 v v一、使学生把握

7、新旧联系，建立事实依一、使学生把握新旧联系，建立事实依v 据，懂得研究方法。据，懂得研究方法。v二、使学生理解规律意义，把握关键词二、使学生理解规律意义，把握关键词v 语，弄清公式函义，用图象找规律。语，弄清公式函义，用图象找规律。v三、使学生明确定律适应条件和范围。三、使学生明确定律适应条件和范围。v四、使学生认清规律和概念之间得关系。四、使学生认清规律和概念之间得关系。v五、使五、使 学生学会运用规律解决问题。学生学会运用规律解决问题。一、使学生：一、使学生： 把握新旧联系，把握新旧联系， 建立事实依据，建立事实依据， 懂得研究方法。懂得研究方法。v研究物理规律的方法有二个途径：研究物理规

8、律的方法有二个途径：vvv1 1 1、实验归纳法、实验归纳法、实验归纳法vvv2 2 2、理论分析法、理论分析法、理论分析法研究方法研究方法1、实验归纳法、实验归纳法v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。v例：理想气体状态方程理想气体状态方程 的教学的教学v取一定质量的理想气体为研究对象，直接测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量多个平衡态时的P、V、T，从大量的实验，从大量的实验数据，可直接总结、概括出：数据，可直接总结、概括出：CTPVTVPTVP.2221112、理论分析法、理论分析法v（1）理论归纳理论归纳：由已知的概念、规律推出来：由已知的概

9、念、规律推出来更普遍的规律更普遍的规律v例：理想气体状态方程例：理想气体状态方程 v 的教学，可以理论分析中的的教学，可以理论分析中的“理论归理论归纳纳”，依据有二：，依据有二：v 一是一定质量的理想气体初态一是一定质量的理想气体初态v p1、V1、T1和和P2、V2、T2都是确定的，两都是确定的，两态之间关系与过程无关。态之间关系与过程无关。CTpV 由初态（由初态（ p1、V1、T1）等值变化等值变化到中间到中间 状态状态等值变化等值变化 终态（终态（ P2、V2、T2），），T1得到理想气体状态方程得到理想气体状态方程0V1V2VPP1P2T2.CTpV（2）理论演绎法：）理论演绎法：利

10、用一般规律，利用一般规律，推导出特殊规律。推导出特殊规律。v例： 利用机械能守恒定律利用机械能守恒定律来推出动能守恒定律来推出动能守恒定律v（系统受的合外力功为零）系统受的合外力功为零）恒量vmiini2121 楞次定律教学。可以通过对一系列实验楞次定律教学。可以通过对一系列实验 结果的分析概括出判断感生电流方向的规律结果的分析概括出判断感生电流方向的规律（实验归纳法）（实验归纳法） 二、使学生：二、使学生： 理解规律意义；理解规律意义； 把握关键词语；把握关键词语； 弄清公式函义；弄清公式函义； 用图象找规律。用图象找规律。1、关键词语、关键词语v 一切物体在没有受到外力作用一切物体在没有受

11、到外力作用的时候，的时候，总保持总保持匀速直线运动状态匀速直线运动状态或或静止状态。静止状态。v “ 总保持总保持” = “永永”，即是，即是“和原来一样和原来一样”。v “或或”不是不是“和和”的意思而是的意思而是非此即彼非此即彼。动量定理动量定理v 物体所受的合外力的冲量物体所受的合外力的冲量等于等于它的动量的变化。它的动量的变化。v 关键词：关键词：“等于等于”v二层含义二层含义：（1）因果关系。冲量引起动量的变化，（2）大小、方向相同。动量是状态量，冲量是过程量。v“等于”不是“就是”，仅数量相等。2、公式含义、公式含义v 首先应知道公式是怎样建立起来的，首先应知道公式是怎样建立起来的

12、，然后知道公式的物理意义。然后知道公式的物理意义。v 要知道谁表示属性，谁表示条件。要知道谁表示属性，谁表示条件。 v U是条件，是条件，v R是属性，是属性，v I是结果。是结果。RUI 3、用图象找规律、用图象找规律v用实验方法概念实验定律用实验方法概念实验定律v 如：在等压条件下，一定质量的气如：在等压条件下，一定质量的气体的温度与体积关系通过描点得图象。体的温度与体积关系通过描点得图象。t1tVV1V2V0-273C00t2一次函数一次函数由数学可知一次函数是V（t）=kx+bv由图得：vV2=kt2+bvV1=kt1+b其中V1、V2、t1、t2均已知。吕萨克定律盖）（）（得.273

13、10ttVV爱因斯坦光电方程爱因斯坦光电方程0WhEkEk0实验曲线实验曲线入射光频率入射光频率光电子的最大动能光电子的最大动能匀加速直线运动匀加速直线运动tVtVVVVVattVttVtVS202000002121222 tSv0Vv0atg 0t实验曲线实验曲线at三、三、 使学生：明确规律适使学生：明确规律适 用件合范围用件合范围v规律成立是有条件的v 适用于金属导体，不适用于高压 v 导电液体、高压导气体、含电源v 电路、有非电阻元件的电路。v牛顿定律：适用于VC时的惯性系。v单摆规律是摆角5v胡克定律：f=kx是在弹性限度内成立。RUI四、使学生；认清规律、概念四、使学生；认清规律、

14、概念 之间的关系之间的关系v概念：表示性质或属性。概念：表示性质或属性。v规律：表示性质随条件的变化特点规律：表示性质随条件的变化特点v如：如：“牛顿第一定律牛顿第一定律”和和“惯性惯性”v 常见是将“惯性”和“物体运动状态”等同起来。v 如，“打破物体的惯性打破物体的惯性”，“克克服惯性，使物体运动起来服惯性，使物体运动起来”。v惯性；是物质的属性，与物体是否惯性；是物质的属性，与物体是否运动无关。（是无条件的）运动无关。（是无条件的）v 第一定律是有条件的，条件是不受第一定律是有条件的，条件是不受一切外力。（不是合外力为零一切外力。（不是合外力为零）。五、使学生学会运用规律、解五、使学生学

15、会运用规律、解 决问题决问题v 对于重点物理规律，不仅要求学生理解，而且要求学生会灵活运用。v 因为，掌握物理规律的目的就在于能够运用物理规律去解决问题。v 运用过程使将抽象的物理规律具体化的过程，从而完成认识过程的两次飞跃，达到发展学生能力的目的。？ 8.4 主要内容主要内容*v一、感性知识不足；v二、相关的准备知识不足；v三、学生日常生活中形成的错误观念的v 干扰；v四、思维定势带来的负迁移；v五、抽象思维能力不强；v六、不会运用物理规律说明、解释现象，v 分析解决实际问题。一、感性知识不足一、感性知识不足v 教学内容中的物理现象，学生本教学内容中的物理现象，学生本身经历、感受到的很少，日

16、常的生活经身经历、感受到的很少，日常的生活经验不足。验不足。我也不我也不知道呀！知道呀！二、相关的准备知识不足二、相关的准备知识不足新课的背景知识不熟。新课的背景知识不熟。 课前的准备知识，一般指：与本节课内容相关的知识，有实验现象、概念、定律、数学方法等。？三、学生日常生活中形成的错误观学生日常生活中形成的错误观 念的干扰念的干扰v 学生在日常生活中积累不少经验，但有的是正确的，也有的是表面性和片面性，由于“先入为主先入为主”的习惯，给学生正确理解物理规律造成一定 的干扰。v如：“车运动是马拉的结果”四、思维定势带来的负迁移四、思维定势带来的负迁移定势：定势：是指人们用一种特定的方式做出 反

17、应的倾向。思维定势思维定势：在思考新问题时受先前经验 的影响（有框子）迁移：迁移：是一种学习对另一种学习的影响 。积极的影响是正迁移，迁移，消极的 影响是负迁移。迁移。学习思维定势造成负迁移。学习思维定势造成负迁移。一个三角形可用三跟火柴杆拼成，一个三角形可用三跟火柴杆拼成，四个三角形用多少呢？四个三角形用多少呢？ l例：在数学上例：在数学上y=kx，y X是是 一种思一种思 维定势。维定势。v在物理上，R=U/I。容易得出，R U，这就是这就是思维定势造成负迁移。思维定势造成负迁移。v五、抽象思维能力不足五、抽象思维能力不足v表现为：习惯于从经验出发、想当然地看问题。学生往往是用事物的现象代

18、替本质，用外部联系代替内在联系，解释现象时“就事论事”。（原因是中学生的心理正处于由形象思维向抽象思维发展、过渡的时期六、不会运用物理规律说明、解六、不会运用物理规律说明、解释现象，分析解决实际问题释现象，分析解决实际问题v 在中学阶段，学生在理解物理规律上，经努力并不会感到很困难。但运用起来时， 学生的实际表现是；遇到问题时无思路、无方法，束手无策。v 原因，首先时知识上的欠缺、再是学生的思维能力不强和思维习惯、思维定势的干扰，最主要的是学生还不了解和掌握物理学中运用知识解决问题的思路和方法。v 8.5本节主要内容本节主要内容*v一、创设便于发现问题、探索规律一、创设便于发现问题、探索规律v

19、 的物理环境的物理环境v二、带领学生在物理环境中按照物二、带领学生在物理环境中按照物v 理学的研究方法来探索物理规理学的研究方法来探索物理规v 律律v三、引导学生对规律进行讨论三、引导学生对规律进行讨论v四、引导和组织学生运用物理规律四、引导和组织学生运用物理规律一、创设便于发现问题、探索规律的一、创设便于发现问题、探索规律的物理环境物理环境v在现代教学理论中提出“情境教学”。v教师在带领学生学习物理规律，首先要引导学生发现问题，这要比教师直接给出问题好得多。怎样能使学生主动地去发现问题呢？这就是在教学的开始阶段这就是在教学的开始阶段教师要有目的、有计划的创设相公的物教师要有目的、有计划的创设

20、相公的物理情境理情境。对情境创设的要求对情境创设的要求v有利于学生发现问题有利于学生发现问题v有利于学生探索规律有利于学生探索规律v使学生感到身临其境使学生感到身临其境v使学生使学生“有惑有惑”、处于愤悱、处于愤悱的心态。的心态。物理情境创设的方式物理情境创设的方式v（1） 通过观察、实验发现通过观察、实验发现问题，也可以从分析学生生活中问题，也可以从分析学生生活中熟知的典型事例中分析问题；熟知的典型事例中分析问题；v（2） 从对学生已有知识的分从对学生已有知识的分析引伸和逻辑展开中发现问题析引伸和逻辑展开中发现问题二、带领学生在物理环境中按照物二、带领学生在物理环境中按照物 理学的研究方法来

21、探索物理规理学的研究方法来探索物理规 律（律（有三类十法有三类十法） v1、运用实验直接物理规律；、运用实验直接物理规律；v2、运用已有的知识。通过理、运用已有的知识。通过理v 论推导，得出新的物理规论推导，得出新的物理规v 律；律；v3、提出假说，检验和修正假说，、提出假说，检验和修正假说，v 得出结论。得出结论。1、运用实验总结物理规律、运用实验总结物理规律v（1）实验归纳法）实验归纳法v由对日常经验或物理现象的分析归纳得出结由对日常经验或物理现象的分析归纳得出结论（多用于定性结论）论（多用于定性结论）v例：蒸发得快慢条件例：蒸发得快慢条件v 电磁现象中得左、右手定则电磁现象中得左、右手定

22、则v 力的平行四边形法则力的平行四边形法则v 楞次定律等。楞次定律等。（2）实验数据处理法）实验数据处理法v用于定量的实验定律用于定量的实验定律v由大量的实验数据，经归纳和必要的首先处由大量的实验数据，经归纳和必要的首先处理，得到结论。理，得到结论。v例：例：v力矩的平衡条件力矩的平衡条件v胡克定律胡克定律v光的反射定律光的反射定律v气体实验定律等气体实验定律等（3）先定性、后定量分析法）先定性、后定量分析法v 先从实验现象或对实例的分析中得出定先从实验现象或对实例的分析中得出定性得结论，再进一步通过实验寻求严格的定性得结论，再进一步通过实验寻求严格的定量关系，得出定量得结论。量关系，得出定量

23、得结论。v例例v研究液体内部压强研究液体内部压强v牛顿第三定律牛顿第三定律v光的折射定律等光的折射定律等（4）依次研究两量关系法）依次研究两量关系法v在通过实验研究几个物理量的关系是，先分在通过实验研究几个物理量的关系是，先分别固定某些物理量，研究其中两个物理量的别固定某些物理量，研究其中两个物理量的关系，然后加以综合，得出几个物理量得关关系，然后加以综合，得出几个物理量得关系。系。v例例v欧姆定律欧姆定律v牛顿第二定律牛顿第二定律v焦耳定律等焦耳定律等RtQamFRUII2v在实验条件不具备得条件下，利用他人的实在实验条件不具备得条件下，利用他人的实验结果，来进行分析得出结论。验结果，来进行

24、分析得出结论。v：v例：v光电效应v氢原子得巴耳末公式v近代物理中的规律。（5）研究他人数据分析法）研究他人数据分析法2、运用已有知识，通过理论推导得、运用已有知识，通过理论推导得出新的物理规律（出新的物理规律（理论分析法理论分析法）v（1）实验定性理论推导法）实验定性理论推导法v 先用实验或实例做定性研究，在用理论推导得 出结论。v 如：电磁感应定律、动量守恒定律的研究。v（2）观察实验想象推理法）观察实验想象推理法v 在观察实验和日常经验的基础上，研究理想实验，通过推理、想象，得出结论v如：牛顿第一定律的研究（3）原有知识演怿推导法）原有知识演怿推导法 运用已有知识和数学，进行演怿或归纳推理，得出结论 如：动量定理、动能定理、气态方程、万有引力定律的研究。（4）定义、图象、演怿推导法）定义、图象、演怿推导法运用物理量的定义或函数图象，导出表达物理规律的公式运用物理量的定义或函数图象，导出表达物理规律的公式如：如：attavvvvtt00tvvvaatS2000212vtv0Satv03、提出假说，检验、修正假说，得出结论提出假说，检验、修正假说，得出结论v先引导学生在观察实验或分析推理的基础上，