化学知识在初中物理电学与力学教学中的作用

王灿+韩宁

随着教育改革的不断深化，让学生了解和掌握学科之间的渗透成为重点考核内容，尤其是在物理和化学学科之间联系较为密切.物理和化学是相辅相成的，尤其是化学知识在初中物理电学和力学教学中能够生动、形象地表现物理现象，帮助学生理解和记忆，提高学习效果.因此，研究化学知识在初中物理电学和力学教学中的作用很有必要.

一、化学知识可以诠释物理现象

在初中物理教学中，借助化学知识可以将复杂、抽象的物理现象生动形象地展现出来，帮助学生深层次地理解和记忆.

例如，如图1，烧杯内装有CuSO4溶液，将A、B两个碳棒分解用导线接在电源的两极a和b，几分钟后取出B碳棒，可以看到碳棒上有一层暗红色物质附着，从中可以得出以下结论：（1）电源a处是正极，b则是负极，液体内的电流方向为A→B.（2）电源a处是负极，b则为正极，液体内的电流方向仍然为A→B.（3）电源a处是正极，b则是负极，液体内电流方向为B→A.（4）电源a处是负极，b则为正极，液体内电流方向为B→A.不难看出，B碳棒上附着的暗红色物质是铜，主要是由于在接通电源前，CuSO4溶液中的Cu2+和SO2-4在水中自由移动，接通电源后受到电压影响，自由移动的离子的运动轨迹转变为定向移动，根据异电荷相互吸引的原理，带负电的SO2-4逐渐朝着电源负极的碳棒方向移动，而Cu2+得到电子还原成铜，附着在碳棒上.从中可以看出，a是电源正极，b则是电源负极，液体内Cu2+的移动方向是朝着正极方向移动.电流在通过CuSO4溶液时，同电源两级连接的碳棒发生氧化还原反应，从化学角度可以看出，此种现象就是化学中的“电解”现象.题目中电压、电荷和电流方向等相关概念来确定离子移动方向，集合电解相关知识，有利于学生理解CuSO4溶液中的Cu2+氧化还原为铜的原理.

又如，如图2，在一个密闭容器内装有石灰石和稀盐酸，烧杯附近放着小球，请分析石灰石和稀盐酸反应前后小球对容器底的压力变化情况.通过对小球受力分析来看，容器底对小球受力公式为N=G-F氣浮，烧杯内的物质在发生化学反应后会生成CO2.根据阿基米德原理，小球在受到气体浮力作用下，随着浮力的增加支持力逐渐减小，小球对容器底压力与支持力相同，所以小球对容器底的压力逐渐减小.

二、化学因素影响物理量的性质

例如，如图3，如何判断出化学电池的正极和负极？通过对锌板和铜板浸入H2SO4溶液中，接通电源后，Zn化学性质较之Cu更加活泼，所以在Zn和H2SO4溶液发生化学反应后，锌板逐渐消融，还原为Zn2+，失去电子后进入到H2SO4溶液中，溶液中的SO2-4则逐渐转移到锌板方向，H+向铜板移动，锌板聚集负电荷后变为电源的负极，铜板聚集正电荷成为电源正极.此外，受到电压作用，锌板上自由电子经由外部电路进入到铜板中，促使铜板上的H+发生还原反应，形成氢气，所以可以观察到铜板上出现气泡现象.

化学电池组成需要特定条件，首先要求两极元素活动特性不同，溶液中含有大量自由离子，电击上发生化学反应.活动性较弱的成为电源正极，而活动性较强的则转变为电源负极.这一现象与金属自由电子定向移动方向和电力方向相反规律相一致.此外，还可以利用化学原理来计算物理量，尽管这种解题方法难度较大，但是一般情况下会利用化学反应方程式计算物体质量，其中还包括压强计算、浮力等内容，因此需要学生掌握化学反应方程式，有效解决物理问题.

综上所述，化学与物理的联系较为密切，很多化学知识可以灵活运用到物理解题中，帮助学生直观了解物理现象，理解物理知识，提高解题效率.