从生活中学习物理知识
2018-01-15肖博文
肖博文
摘 要:物理是研究物体运动的最一般规律和物质的基本结构的学科,高中物理知识涉及声、光、电磁、力等基础内容,其中电磁学与力学占据了很大一部分,也是最重要的两大知识点。物理学是一门与实际生活结合十分紧密的学科,它能够对生活中的许多现象做出解释。本文首先阐述了从生活中学习物理知识的重要性,然后针对几个重要的知识点运用生活中的例子进行讲解,最后是全文的总结。
关键词:生活现象;实际应用;高中物理
中图分类号:G623 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2017)23-0226-01
1 引言
物理是一门来源于生活又应用于生活的学科,物理学的起源和发展无不是从发现一个又一个自然现象开始的,阿基米德的浴缸,牛顿的苹果,瓦特的茶壶,爱因斯坦的小板凳……科学史上流传着太多我们耳熟能详的故事,这些故事也在告诉我们,脱离生活的物理学只是空谈,我们不仅要记住课本上的理论知识,记住一条条定律和一个个公式,更要用善于观察的眼睛去发现生活中的物理,尝试用物理知识去对生活中的各种现象做出解释[1]。俗话说,要透过现象看本质,学好物理无疑能帮助我们训练和提高这种能力。
高中物理是理工科最基础的一门学科,也是与实际生活联系最为紧密的一门学科,大到研究宇宙天体和发展航天事业,小到坐高铁、骑自行车、乘电梯等生活出行,无不渗透着物理知识。高中物理中最重要的两个知识点便是力学和电磁学两大部分,每个部分又包含许多知识点,这些知识点与我们的实际生活息息相关,只要留心观察并加以训练,就能熟练地根据物理知识来对生活中的诸多现象进行合理的解释,甚至对一些与人的直觉相反的现象,只要加以运用物理知识,就会发现现象的背后其实是物体最基本的运动规律或者物质本身的结构所致,同时也可以在学习了一个物理知识点后去寻找生活中应用到的例子,把这两种方式结合起来,激发自己的学习兴趣,同时加深对知识点的理解。
2 如何从生活中学习物理知识
从生活中学习物理知识分为两个过程,一是对生活的现象尝试用物理原理去解释;二是针对物理知识点举例实际应用场景,解释物理知识是如何应用的。
2.1 用力学原理解释生活中的现象
力学是高中物理知识点中很重要的一部分,又分为牛顿运动学和能量与动量。下面的几个例子我们都十分熟悉。在一辆行驶的汽车上,如果汽车突然加速,乘客的身子会向后倾斜,如果突然刹车减速,乘客的身子则会向后倾斜,这一现象就可以用牛顿惯性定律解释:一切物体在不受外力的条件下,会保持原始运动状态,乘客身体向前或向后倾斜就是他们在维持之前的运动状态的表现[2]。还有一个例子是乘电梯,当电梯刚启动向上升起时,人会感受到电梯地板给自己一个向上的力量,而当电梯刚启动下降时,人会有一种要脱离地板的感觉,这是因为电梯在刚启动时要产生一个加速度,而力是加速度产生的原因,为了产生加速度,地板提供的支持力大小就要改变。再以杂技表演中的“水流星”为例,表演者用绳子拴住一个装满水的桶,然后让水桶在竖直平面上做圆周运动并且桶中的水一滴都不洒落,要解释这一现象用到向心力的知识,因为物体做圆周运动时要提供向心力才能维持圆周运动,在这里,水的重力全部用来提供物体做圆周运动的向心力,所以水才能一滴不落。
2.2 力学在实际生活中的应用
力学中的向心运动和离心运动在生活中的应用十分普遍。比如在修赛车比赛轨道时,会把弯道处修成一个斜坡,这是因为要利用轨道给赛车提供做圆周运动的向心力,短道速滑比赛的赛道、火车轨道在拐弯处的外轨道要略高于内轨道的设计也是同样的原理。洗衣机的甩干功能就是一个典型的应用离心运动的例子,电机带动桶高速旋转,利用离心率将水甩出,达到衣物与水分离的效果。
生活中,摩擦力的应用无处不在,有时需要增大摩擦力,有时需要减小摩擦力[3]。短跑比赛的选手一般都会选择穿带鞋钉的跑鞋,因为这样的鞋能与地面产生较大摩擦,给选手提供向前的推力。木匠再给木板打磨的过程中要用到表面十分粗糙的砂纸,也是为了增大与木板的摩擦,这样才能把木板打磨得平整而光滑。汽车在水泥地里打滑不能前行,这时只要在地面铺一些石子或者垫上稻草,就能增大汽车与地面的摩擦力,顺利前行。而参加冰壶比赛的两名队员需要手持毛刷在冰壶滑行的前方快速左右擦刷冰面减小冰壶与冰面的摩擦,使冰壶能准确到达营垒的中心。
当人从高空坠落时,急救人员会在救援对象的正下方鋪设气垫,起到缓冲的作用,最大限度减小伤害。这个例子用到的原理是动量定理——一个系统动量的变化等于它所受外力的冲量:
m△V=Ft
从接触气垫到静止状态,人的动量的变化是不变的,若能增大这段时间,就能减小人受到的冲击力。
2.3 电磁学在实际生活中的应用
发电机的发明是电磁感应现象最重要的一个应用,而这其中还涉及到了能量守恒定律和能量转化的知识[4]。以水轮发电机为例,水轮发电机用于水电站中,利用水流推动水轮转动,再带动发电机发电。在修建水电站时,为了增大水流产生的动能,需要建造拦河大坝,提高水位,增加河流的势能,有利于发电。电磁炉的发明是利用电磁感应原理将电能转化为内能,在电磁炉内部,先将频率较低的交流电变为直流电,再经过控制电路把直流电变为高频电流,高速变化的电流流过线圈时会产生高速变化的磁场,当磁场内的磁感线通过金属器皿(导磁又导电的材料)底部时,金属体内会产生无数的小涡流(感应电流),使器皿本身自行高速发热,然后再加热器皿内的东西。
3 结语
物理来源于生活,又应用于生活,它不仅存在于课本上,还与我们的日常生活息息相关。我们学习知识并不只是学习知识本身,而是要用学到的知识去解决生活中遇到的问题,并且在学习的过程中培养自己的观察、动手、创新能力,这些能力远比知识本身更加重要。
参考文献
[1]孙巍巍.高中物理力学知识生活化教学刍谈[J].教育.2015(52):13-14.
[2]潘宝宏.论高中物理力学知识的生活化教学[J].新课程(中).2015(12):46-47.
[3]吴胜利.从生活常识学高中物理力学知识[J].理科考试研究.2015(19):66-68.
[4]戴兆军.如何联系生活中的物理现象进行高中物理教学[J].高中数理化, 2014(14):39-39.endprint