關於高中物理教學要加強能量轉化和守恒觀念

論文類別:理學論文 > 物理學論文
論文標簽:物理教育論文 物理教學論文 高中物理論文
論文作者: 王瑯囿
上傳時間:2012/8/11 8:37:00

    能量的轉化和守恒是自然科學的核心內容之一,它從更深層次上反映了物质運動和相互作用的本質。它不仅是物理學最重要最基本的理論,还廣泛滲透在各門學科中。在中學物理中,此定律对於學生樹立科學的世界觀,聯系生活生產實際,形成可持續發展的意識有著十分重要的作用。
    一、能量轉化和守恒定律幫助學生樹立“能量”的思想來研究解決很多物理問題
    它揭示了有“能量”這樣一个量,在孤立系統內經過一系列变化後保持不變,因此在孤立系統內經過一系列變化後最後的能量和最初的能量必定相等。在某些情況下,我們就有可能根據它預言系統的終態,而不必顧及中間復雜曲折的過程和步驟,這從實际應用、解決實際問題的目的來說顯然十分重要。在諸多物理习題中,往往一個題目涉及多個物理過程,假如我們按照一個個物理過程列方程來解題很復雜,但若用能量轉化和守恒來解題,則可以不考慮或少考慮具體物理過程,只需知道始末態情況,就可以簡便獲得所求的解,現舉例說明其優越性。
    例1,水平放置的A、B兩平行金屬板相距h1,在B板下h2處有質量為m,帶電量為+q的帶電小球,以速度v。豎直向上拋出,欲使小球穿過小孔後恰好到達A板,求AB兩板電勢差应滿足什麽條件?
关于<a href=/lixue/wulixue/gaozhongwuli/>高中物理</a>教学要加强能量转化和守恒观念  
    分析与解:小球拋出後動能減小,重力勢能增加,進入电場後,小球靜電勢能又与機械能發生轉化,由能量守恒得:
    mv02+qUBA=mg(h1+h2)
    則UBA=mg(h1+h2)- mv02/q
    (1)當mg(h1+h2)> mv02/時,UBA>0,即B板電動勢高於A板(從能量觀點分析可知:當動能小於mg(h1+h2)時,说明一定是電場力做正功,即UBA>0,減小的靜電势能轉化為小球的重力勢能)。
    (2)當mg(h1+h2)= mv02時UBA=0(即當初動能正好轉化為小球至A板處的重力勢能,則不必加電场,UBA=0)。
    (3)當mg(h1+h2)< mv02時UBA<0,即A板電勢高於B板電勢〔當初動能大於mg(h1+h2)時,電場力一定做負功,使小球到A板時動能為零,即UBA<0〕。
    如果用動力學與運動学結合解此題,要復雜得多。用能量轉化和守恒定律來解題,不僅簡單,還能開拓學生思路,提高其分析問題的能力。比如力学中求物體加速度的方法很多,用運动學公式和牛頓第二定律都有可能解決,但我們換個角度,以“能量”觀點可能會更簡單,思路會更清晰。我們知道,若一個物體由V0=0開始做勻加速運動,經過路程s後,其末速度Vt2=2as。 免費論文下載中心 http://www.hi138.com    據此,根據能量守恒定律,針對某一系統一個運動过程,建立起一個關系式,並推得V2=Ks(K為常數),那麽物體運動的加速度便可獲得。
    二、能量轉化和守恒定律的思想鍛煉了學生的思維能力
    對于學生,此定律在日常生活的某一具體事件中並不多見,只能從較為宏观的角度作大致說明。例如分析“从地球吸收太陽光開始,討论發生在地球上的許多能量轉化现象”這一類問題,學生聯想思維的空間會向各個方向發散,使學生處於積極探索状態,發展了學生的探究能力,教學中要有意識強化這一觀念,舉例說明:
    例2,“用細繩拴著一个小球,繩的一端固定,使小球在光滑的水平面上做勻速圓周运動”,試分析此物理過程機械能是否守恒?
    如果只簡單地依據機械能的总量是否改變來回答判斷機械能是否守恒,顯然是不恰當的。學生通過學習機械能守恒定律發现,從受力情況看,小球是符合機械能守恒條件的,但是,受力情況只是物體機械能守恒的必要條件,如果沒有動能与勢能的轉化,即沒有力的做功這個充分條件是不行的,沒有这個充分條件談不上機械能守恒。所以引導學生思維進一步拓展,學生就會發現守恒定律中“守恒”二字的含義不是簡单的“不變”,而應當是①要有變化,即動能势能相互轉化。②要有机械能總量的恒定不變。沒有變化,就無“守”字可談;沒有總量的不变,就沒有“恒”字可講。“守恒”的含義應当是在變化中保存著恒定,在恒定中進行著變化。通過這樣的分析,學生的思維發生了質的飞躍,發現了“機械能是否守恒”和“機械能總量是否不變”的區別,從而使他們思維上升到理論水平,明白机械能守恒定律成了條件(1)物體必須在保守力作用下,(2)必須有動能、勢能的相互轉化。只有滿足這兩個条件,才可能繼續考察機械能总量是否恒定,做出機械能是否守恒的結論。这樣分析,學生實現了思維的多向性與聚合性的辯證統一。
    三、能量轉化和守恒定律使學生更廣泛地認识其他問題
    比如能源的損耗问題、環保問題、效率问題等等,學生會關心諸如“怎樣提高煤氣竈熱效率”“新能源开發成本”等許多實際問題,认識到能量轉化的方向性,增強節約能源意識,關心和科學地認識核能的開發和利用等等,培養他們可持續發展的意識,把將科學服务於人類作為自己的使命與責任,增強社會責任感,實現对學生德育教育的良性發展。
    總之,“能量”是中学物理學習的一條主線,而能量轉化和守恒定律的觀念很重要,要根植在學生心田,使學生用“STS”理念去細心學習體會,全面提高學生自身素質。 轉貼于 免費論文下載中心 http://www.hi138.com
下载论文

論文《關於高中物理教學要加強能量轉化和守恒觀念》其它版本

物理學論文服務

網站聲明 | 聯系我們 | 網站地圖 | 論文下載地址 | 代寫論文 | 作者搜索 | 英文版 | 手機版 CopyRight@2008 - 2017 免費論文下載中心 京ICP备17062730号