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中專物理力學(xué)中幾個(gè)重點(diǎn)物理概念
中專物理力學(xué)中幾個(gè)重點(diǎn)物理概念
【摘 要】在物理教學(xué)過程中，物理概念在其中具有重要的作用，在明確概念的基礎(chǔ)上，學(xué)生才可以更好的學(xué)習(xí)和應(yīng)用物理知識(shí)。
所以在中專物理教學(xué)中必須重視物理概念的講解，尤其是對(duì)重點(diǎn)物理概念的解析。
【關(guān)鍵詞】中專物理;力學(xué);重點(diǎn)物理概念;解析
物理概念指的是客觀事物本質(zhì)屬性和共同特征在人腦中的體現(xiàn)，屬于抽象化的物理事情[1]。
學(xué)生獲得物理概念是學(xué)生掌握和應(yīng)用物理知識(shí)的重要前提，也可以幫助學(xué)生提升自己的解題技巧，拓展思維能力。
在此我們針對(duì)中專物理力學(xué)中幾個(gè)重點(diǎn)物理概念進(jìn)行深度的解析。
一、“合外力”和“外力之和”
在中專物理教材中，對(duì)動(dòng)量守恒定律可以在系統(tǒng)沒有受到外力或系統(tǒng)受到的外力之和是零的情況下適用。
此時(shí)所指的“外力之和”指的是分別將系統(tǒng)所承受的各個(gè)外力平移到一個(gè)點(diǎn)，對(duì)這些力的矢量和進(jìn)行計(jì)算。
“合外力”指的是在某一個(gè)物體上作用的各個(gè)外力的矢量和[2]。
由此可見，無論是“外力之和”還是“合外力”，二者都是通過平行四邊形定律進(jìn)行計(jì)算的結(jié)果，不過這兩個(gè)概念具體所指的含義存在一定的不同。
這一差異主要體現(xiàn)在：其中“合外力”所說的“外力”同時(shí)作用于一個(gè)物體，而“外力之和”中所說的“外力”表示的作用于某一系統(tǒng)各個(gè)物體的。
基于此我們認(rèn)為：“合外力”屬于和獨(dú)立個(gè)體相關(guān)的概念，但是“外力之和”則表示的是和系統(tǒng)相對(duì)應(yīng)的一個(gè)概念。
二、“機(jī)械能守恒”和“機(jī)械能不變”
“機(jī)械能守恒”與“機(jī)械能不變”這兩個(gè)概念，從字面上分析，二者似乎是相同的，但是從本質(zhì)上這兩者存在著較大的差別。
前者主要指的是系統(tǒng)內(nèi)只存在勢(shì)能以及動(dòng)能(含有彈性和重力勢(shì)能)的互相轉(zhuǎn)換，也就是說，如果動(dòng)能增加或者減少，相應(yīng)的勢(shì)能也就會(huì)減少或者增加，二者相應(yīng)的增加量和減少量很相似。
系統(tǒng)內(nèi)外界沒有獲得相應(yīng)的機(jī)械能或者各項(xiàng)形式互相轉(zhuǎn)換。
而后者屬于系統(tǒng)和外界機(jī)械能或者形式能的轉(zhuǎn)化，其他形式能所轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)機(jī)械能的數(shù)量等于系統(tǒng)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為形式能的數(shù)量。
這些情形也叫做“收支平衡”。
比如，在一水平的公路上，一輛汽車在勻速前進(jìn)，在行進(jìn)的過程中，汽車重力勢(shì)能、動(dòng)能保持穩(wěn)定不變，由此汽車的自身的機(jī)械能也保持不變。
汽車消耗汽油產(chǎn)生化學(xué)能從而克服阻力做功最后轉(zhuǎn)為汽車內(nèi)能。
此時(shí)指的是“機(jī)械能守恒”并非“機(jī)械能不變”。
假如汽車勻速行駛在光滑平面上，勢(shì)能與動(dòng)能全部保持不變，稱之為“機(jī)械能守恒”。
三、“合外力沖量”和“外力總沖量”
對(duì)于沖量，物理教材的定義為“力與力作用時(shí)間乘積叫做力的沖量”[3]。
根據(jù)這一定義可以得出“合外力沖量”為合外力乘以其作用的時(shí)間(F×t)。
按照平行四邊形定律，可得“合外力沖量”同各個(gè)分力沖量矢量和相等。
“外合力總沖量”主要指的是某一物體所受到的所有外力沖量相應(yīng)的矢量和。
而二者涉及的含義相同與否?由于沖量嚴(yán)格的數(shù)學(xué)定義表示的是過程矢量，主要是指作用力對(duì)時(shí)間所形成的累積效果，物體受到一定的外力沖量之后，其動(dòng)量會(huì)出現(xiàn)一定的變化。
動(dòng)量定理表示的是物體動(dòng)量變化和物體受到的外力沖量之間的沖量關(guān)系相應(yīng)的物理規(guī)律。
在教材中對(duì)動(dòng)量定理的推導(dǎo)是根據(jù)t時(shí)間內(nèi)物體所受到的恒定合外力實(shí)施推導(dǎo)。
但是結(jié)論中僅僅涉及了“合外力沖量”，并無談到“外力總沖量”。
但是其實(shí)二者含義是一樣的。
在實(shí)際的教學(xué)過程中，學(xué)生常常很難理解這兩個(gè)概念。
對(duì)此在課程講授之后，可以給學(xué)生布置相應(yīng)的題目：一個(gè)物體質(zhì)量為m，該物體以速度V0勻速直線運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而逐漸開始受到一個(gè)大小、方向相同的作用力F，作用力F恒定不變，t時(shí)間之后，該力突然反向發(fā)力，但是這一力的大小保持不變。
求：①在作用力F反向時(shí)，物體的速度v。
�、谧饔昧反向之后，經(jīng)過一段時(shí)間t′(t′ 經(jīng)過分析，學(xué)生可以將時(shí)間t以及時(shí)間t′內(nèi)，物體所受到的力畫出來，通過動(dòng)量定理列出方程，進(jìn)而求出速度v和速度v′。
但是如果不首先求出時(shí)間t時(shí)對(duì)應(yīng)的速度v，而是直接通過動(dòng)量定理去求時(shí)間t+t′所對(duì)應(yīng)的速度，那么學(xué)生一般都很難解答出來。
這主要是因?yàn)闊o法確定t+t′時(shí)間內(nèi)，這一物體受到的“合外力沖量”。
由此可見，學(xué)生往往只了解在時(shí)間t和t′內(nèi)，一個(gè)物體承受的“合外力沖量”是通過外力合力和時(shí)間相乘可以得出，分別為Ft與Ft′，前后方向相反。
而t+t′時(shí)間段內(nèi)，合外力不同，所以無法確定“合外力沖量”。
但是結(jié)合沖量定義以及動(dòng)量定理，我們可以知道在該時(shí)間段內(nèi)的“合外力沖量”就是時(shí)間t和時(shí)間t′兩段時(shí)間內(nèi)“合外力沖量”對(duì)應(yīng)的矢量和。
雖然中專時(shí)期學(xué)生不能結(jié)合沖量以及動(dòng)量定理解決相關(guān)問題，不過老師有必要向?qū)W生指出在含義上，“合外力沖量”同“外力總沖量”二者是相同的。
四、“合外力功”和“外力總功”
假如按照教材有關(guān)功的定義，針對(duì)以上題目，假設(shè)物體在時(shí)間t以及時(shí)間t′內(nèi)所移動(dòng)的位移為s和s′。
學(xué)生可以明確時(shí)間t以及時(shí)間t′內(nèi)對(duì)應(yīng)的“合外力功”以及“外力總功”，同時(shí)確定時(shí)間t和t′內(nèi)相應(yīng)的“合外力功”以及“外力總功”Fs和-Fs′。
但是時(shí)間t+t′內(nèi)，物體的所受到的“合外力功”卻很難計(jì)算獲得。
此時(shí)，教師可以向?qū)W生解釋：“合外力功”以及“外力總功”這兩個(gè)概念的含義是一樣的，由此問題就可以解決了。
由此可知，學(xué)生在教學(xué)過程中所出現(xiàn)的疑惑，很多是因?yàn)橹袑＝滩暮芏辔锢砀拍顩]有大學(xué)教材闡述的更加嚴(yán)謹(jǐn)，這種情況很難避免。
畢竟中專階段的學(xué)生所具備的知識(shí)有限，中專階段的教材無法做到絕對(duì)的嚴(yán)謹(jǐn)。
對(duì)此，教師可以在學(xué)生能力范圍內(nèi)，利用一些實(shí)例對(duì)概念和定義進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)充，由此可以使學(xué)生更加精確的掌握和理解相關(guān)物理概念。
五、結(jié)束語
綜上，我們了解在物理教學(xué)過程中，物理概念具有非常重要的意義，有利于學(xué)生掌握和運(yùn)用各項(xiàng)物理知識(shí)，但是由于學(xué)生自身基礎(chǔ)知識(shí)以及中專階段教材的局限，學(xué)生在對(duì)于一些物理概念的理解方面存在一定的疑惑，對(duì)此我們針對(duì)物理力學(xué)方面涉及到的幾個(gè)重要概念進(jìn)行重點(diǎn)的闡述，希望學(xué)生可以更加明確的理解和區(qū)分相關(guān)概念，從而更加清晰的處理物理難題。
參考文獻(xiàn)：
[1]石昌民. 談職業(yè)中專物理教學(xué)[J]. 農(nóng)業(yè)科技與信息，2010，06：51-52.
[2]王遠(yuǎn)松. 中專力學(xué)中幾個(gè)物理概念的淺析[J]. 中國商界(上半月)，2010，09：266.
[3]王萍. 中專物理概念教學(xué)應(yīng)注意的幾個(gè)問題[J]. 廣西高教研究，2001，01：63-65+57.
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