如何挖掘物理概念的内涵
怎样挖掘物理概念呢?笔者就教学感悟谈谈看法。
一、初步感知,准确理解
在掌握概念的基本规律,理清思路之前,我们得先初步感知概念的字面意思,在准确理解的基础上,引导学生找出概念的本质,进而准确理解概念的内涵,掌握物理现象、物理过程的本质属性。
比如“功”的概念。物理学上把“功”称作机械功,即力与物体在力的方向上通过的距离的乘积。这个概念也许比较抽象,我们先可初步感知:“功”本义是功绩,功业,功劳。那怎样才有功绩呢?那就要用力从事工作。当我们把力气用在物体上,让物体移动了,我们就做功了。那这种力气究竟有多大呢?那就看物体在这个力的方向上移动的距离。在这初步感知的基础上,学生就能准确理解做功的两个因素:力和距离。知道物理上的“功”原来是力在物体沿力的方向发生位移的过程中的积累效应。
二、挖掘隐性条件,探究内涵
挖掘隐性条件其实就是引导学生运用比较、分析综合、概括、判断等思维方法,对感性材料进行思维加工,进而抽象概括出事物的本质属性,使学生形成清晰的认识。高中教学中需要对“功”进一步细化、公式化,特别是力F与位移S不在同一直线上时。
(一)功与哪些因素有关
例1:下列几种情况下力F都对物体做了功:①水平推力F推着质量为m的物体在光滑水平面上前进了S。②水平推力F推着质量为2m的物体在粗糙水平面上前进了S。③沿倾角为θ的光滑斜面的推力F将质量为m的物体向上推了S。下列说法中正确的是____
A.③做功最多 B.②做功最多
C.做功都相等 D.不能确定
通过分析可知,功的计算公式W=F?S,若一个力作用在物体上,物体在这个力的方向发生了位移S,那么这个力做的功W就是F?S,与这个物体是否受到其他力无关,与这个物体的运动状态也无关,这是对功的概念基本的理解要求,在此基础上我们又可进行如下探究,从而挖掘其内涵。
(二)关于位移S,我们可以从三个方面挖掘其内涵
1.力的方向的位移
如右图,分解力或分解位移。
2.相对地面的位移,
例2:如图,质量为M、长度为l的小车静止在光滑的水平面上。质量为m的小物块(可视为质点)放在小车的最左端。
现用一水平恒力F作用在小物块上,使物块从静止开始做匀加速直线运动.物块和小车之间的摩擦力为f。物块滑到小车的最右端时,小车运动的距离为S。在这个过程中,拉力对小车做的功多少?是Fl还是F(l+s)?小车克服摩擦力做的功多少?fs还是f(l+s)?
通过分析功的概念可知位移相对地面的,故拉力对小车做的功F(l+s),小车克服摩擦力做的功fs。
物理概念和物理规律是中学的精髓。把握概念和物理的形成过程,以本为本,循序渐进,挖掘其内涵。