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重在理解抓住本质

2016-11-28刘爱平

科学中国人 2016年32期
关键词:凸透镜电动机重力

刘爱平

江西省抚州市实验学校

重在理解抓住本质

刘爱平

江西省抚州市实验学校

初中物理知识从学生的认知难易程度分为声、热、光、力、电五大部分,学生更容易接受理解。但是有一部分知识比较抽象学生不容易掌握,在教学中应使学生明白只有抓住事物的本质,才能更好地理解和掌握这部分知识。下面就一些知识难点探究如何抓住事物本质达到教学目的,希望对大家有一点启示。

一、光现象

人教版八年级物理上册第五章介绍透镜及其应用,众所周知凸透镜成像规律是本章的重难点。通过课堂演示实验或者学生动手实验总结出凸透镜成像规律是较好的教学方式,学生在认真观察实验的基础上理解透镜成像规律更容易。但是有很多学校受制于教学条件无法让学生自己动手实验,也有教师在很多时候考虑到演示效果不理想放弃课堂演示这样一个“鸡肋”。那此时可以怎样进行教学呢?联系上一章我们可以发现凸透镜成像其实就是光的折射现象,这一章就是光的折射知识的延伸。由三条特殊光路通过作图也可以帮助我们达到教学目的。如图1:

图1

从图1中我们可以得到当物距u>2f时物体AB通过凸透镜成倒立、缩小的实像,而且从图中还可以看出当物距u减小(即物体AB靠近凸透镜至图示红线位置)所成实像A2B2也是倒立缩小,像A2B2相比A1B1变得更大,像距也变大(即像远离凸透镜)。

二、电学

很多学生在初三学习电学知识停留在对知识的死记硬背,比如在处理电功、焦耳热量的计算时由于对知识的理解不够常常认为焦耳热与电功无论什么时候在数值上相等。因为学生对于纯电阻、非纯电阻电路不理解,在处理相关问题时内心中总是在纠结什么电路才称为纯电阻电路,弄不清楚就乱蒙了。这里我们可以从能量转化的角度去引导学生理解什么是纯电阻电路。比如下题:

例:某玩具电动机的额定电压是3V,它正常工作时的电流为0.1A。电动机线圈电阻为3Ω,若此电动机工作300s,那么它所消耗的电能及产生的热量分别是多少?

对于这样的问题学生按照公式去计算都不会出错,但这是否意味着学生已经掌握理解这一个知识点呢?若将上题稍微变换很多学生就容易迷糊。

这里应该告诉学生抓住功是能量转化的量度,应从能量转化的角度去理解:电动机正常工作时,所消耗的电能转化为两部分,一是机械能(用以对外做功)二是焦耳热,所以此时电路为非纯电阻电路,当用手按住电动机叶片使其停止转动,电动机非正常工作,所消耗的电能仅转化为焦耳热,此时电路为纯电阻电路。理解了纯电阻电路与非纯电阻电路的区别,学生在处理这类问题时才能得心应手,知道什么时候只能用电功公式、焦耳定律公式分别计算,什么时候两公式可以混用。

三、力学

在学习液体压强时,学生经常会提出这样的疑问:在学习固体压强时教师会强调固体放置在水平面上时对水平地面的压力与本身重力大小的关系是F=G,与固体形状无关。所以在处理液体压强的计算题时学生认为非柱形容器中液体对容器底的压力与液体本身重力关系依然符合F=G。对于这样的问题我们应该如何处理才能是学生容易接受呢?一般的教法都是采用“等效替代”的思路进行处理。如图2容器中装有一定质量的液体,液柱高h,容器底面积为s0,问液体对容器底的压力有多大?

图2

由液体压强公式P=ρɡh和F=PS可推出

而由体积公式V=Sh我们可以认为这是一个以S0为底,H为高的圆柱体液柱,那么液体对容器底的压力就等于该圆柱体液柱的重力。而学生之所以认为F=G是没有考虑到液体对容器侧壁也有压力。

在滑轮组机械效率计算中,准确把握有用功、额外功和总功的概念厘清什么条件下哪个力对物体做的功是有用功、额外功,哪个力对物体做的功是总功是解决此类问题的关键。有用功是指对人们需要的有意义的功,但有用功在不同的情况下有不同的理解:如竖直匀速提升重物时克服物体重力做的功就是有用功,水平匀速拉动物体时克服摩擦力做的功就是有用功……若学生只懂得死记硬背,不追本溯源的话,当题目稍微灵活一些、难度大一些,那么学生得到的只能是错误答案。

再比如在作用力与反作用力、平衡力的学习中应该抓住二者最明显的区别:作用的物体不同。前者分别作用在两个物体上而后者作用在同一个物体上;而在探讨等臂杠杆的知识时,可以以托盘天平为例引深学习。既然托盘天平是一个等臂杠杆,那么作用在杠杆上的动力和阻力是什么力,是左右托盘中物体的重力吗?经过分析我们可以得到当天平在水平位置平衡时物体对杠杆的压力大小等于物体本身重力,而物体对杠杆的压力才是动力和阻力。理解了这一点在后面的综合类问题上我们才不至于找不到突破口而茫然无措。

类似问题还有很多,总而言之要抓住问题本质而不是流于形式、表面,学知识要善于抓住根本、精耕细琢,而不是囫囵吞枣、不懂装懂才能为我们学习打下夯实的基础,为人生的起航扬起助飞的风帆!

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