中学物理力学教学探析

杨小希

摘 要： 中学物理力学在整个中学物理教材中占有很重要的地位，它既是中学物理教材中重要的组成部分，又是中学物理的难点所在。

关键词： 中学物理教学 力学 教学特点 教学方法力学是研究物质机械运动规律的一门学科，是整个物理学的基础，它的一些基本概念和规律是物理学中最重要、最基本的概念和规律，贯穿物理教学的始终。本文对力学在中学物理教材中的地位、教学特点进行了阐述，并对力学的教学进行了探讨。

一、推理方法

推理的前提与结论之间的联系，反映了事物之间的必然联系。功和能的概念，以及机械能守恒定律等，都采用了推理方法。功和能的表达式，可以运用牛顿运动定律和运动学知识推导得出；而动能定理和机械能守恒定律既可通过牛顿定律推导，又可通过功和能的表达式推导。由推理得出的动能定理和机械能守恒定律又在分析和解决问题中表现出明显的优点，它们都是物体运动的过程关系，不必涉及瞬时关系，因而使问题得以简化。

二、系统化结构化的教学

在中学物理教学中，两条主线贯穿力学——动能定理和动量定理、机械能转换和守恒定律及动量守恒定律。这两个定理、两个定律来源于牛顿运动定律，与牛顿三定律一起构成质点动力学的基本规律，是力学部分的重点知识。围绕这两条主线，要深入分析牛顿运动定律，为这两个定理打好基础。动量定理、动能定理是在牛顿定律基础上派生出来的定理或推论，它们提供的表达式与牛顿运动定律等价，可代替牛顿二定律的矢量表达式中的某分量式，而不是什么新的表达式。但是动量守恒定律是自然界普遍的规律之一，能量守恒和转换定律也是反映自然现象的重要规律之一，它们的作用远远超出机械运动的范围。

三、由感性到理性、由浅入深，提高对事物认识的深刻性和科学性

如关于摩擦力方向，可以通过简便实验：把一物体放在桌面的一张纸上，用手向右拉纸，观察到物体随纸向右运动，由此得到它受到的静摩擦力方向向右，由事实否定摩擦力方向跟运动方向相反的错误观点，从而得到静摩擦力方向跟相对运动趋势方向相反的结论，进一步引导学生讨论运动趋势方向如何判断，可以从“假如没有摩擦，物体将怎样运动”中推得。至于分析随水平转盘一起转动的物体所受摩擦力的方向，则可在学生学习了运动和力、圆周运动后再讨论。

四、用最精确的语言表达物理学规律

在教学过程中，只有将教材的教学方法、结构搞清楚，才能达到运用数学方法解决物理问题的目的。在“力”这一章中，重点解决什么是矢量和矢量的运算方法问题。对物理矢量必须透彻理解，掌握其数学运算法则——矢量的平行四边形法则。引导学生对“代数和”与“矢量和”进行对比，体会矢量的质的差别，从而自觉地运用矢量运算法则。在“物体的运动”这一章中，先提出质点这个理想化模型，并研究质点动力学中的几个基本概念、位移、速度、加速度等。从数学角度分析这些量之间的函数关系，再进行运动的合成与分解的矢量运算。

“机械能”和“动量”这两章是在运动学和动力学的基础上讨论力的空间和时间积累效应，从而引出功和能、冲量和动量等概念。功和能将矢量运算变成了代数运算。教材从力对物体做功引出动能和动量定理，研究了重力、弹力做功的特点，引出势能的概念，得出结论：在只有重力、弹力做功时，机械能守恒。在应用动量守恒定律时，应选用惯性系，物体的动量mv、速度v的大小和方向也与参照系的选取有关。应特别注意计算同一系统中各部分的动量不能用不同的参照系。

五、注重科学方法的教育

物理力学的教学不仅要搞好力学基础知识和实验技能的教学，而且要搞好科学方法和思维方式的教育。力学作为物理学的一个重要分支，它主要研究物体机械运动的规律及其应用。力学内容一般位于物理教材的开始章节，物理学中的一些基本概念，如速度、力、功和能等，都是在力学中首先提出的。正如美国著名物理教育家杰拉耳德·霍耳顿所指出的：“无论是从逻辑上还是从历史上讲，力学都是物理学的基础，也是物理学和其他科学的典范，力学之于物理学如同骨骼之于人体。”从力学教学开始，如能让学生从中领悟一些基本的科学方法，对帮助学生进一步学习物理学的其他内容，以及学习自然科学的其他学科都是有益的。

六、既要发展学生的智力，又要培养学生的能力

物理教学既要发展学生的智力，又要培养学生的能力，而后者较前者更重要。从物理学本身来看，它研究的各种现象和规律是互相联系的，既要用最科学的方法传授给学生，又要使他们具有独立获取知识和驾驭知识的能力。

七、培养学生的独立实验能力和自学能力

要培养思想活跃，有创新精神和创造能力的人才，就必须加强学生的实验能力和自学能力。物理实验是将自然界中各种物理现象在一定条件下，按照一定的物理规律创造一定的条件使它重现。做物理实验，必须满足于一定的条件才能获得预想的结果，如设计实验步骤、选择测量仪器、正确观察现象、完整的读取数据、严格的计算等，是做好实验不可缺少的过程。让学生按照上述过程科学训练，掌握科学实验的规律，激发学习积极性，就能增强学生灵活运用物理知识解决实际问题的能力。

八、经验归纳方法和实验归纳方法

经验来自实践，是客观事物在人们头脑中的反映，是认识的开端。但经验有待深化，有待上升到理论。人们在与客观事物打交道的过程中，通过感官所获得的关于客观事物的现象和对外部联系的认识，这就是经验。在历史上，人们都普遍认为“静止”是物体的自然状态，要使物体保持运动必须对物体施力；如果撤去力，物体就会自然地停止下来。但这个经验是错误的。

总之，我们要以“学科体系的系统性”贯穿始终，使知识学习与智能训练融合于一体，形成一个系统的完整框架。系统化、结构化的教学能使学生头脑中形成力学体系的清晰图像，有益于培养学生的探索精神，从被动学习转为主动学习，用自己的智慧和力量攻克学习难关，取得良好的学习效果。