牛顿第二定律的应用

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牛顿第二定律的应用范文第1篇

【中图分类号】 G633.7 【文献标识码】 A

【文章编号】 1004―0463（2016）04―0107―01

牛顿第二定律在经典物理学中占有十分重要的地位，该定律的探究过程一直视运用控制变量思想获得物理规律的典范，它定量地表述了物体的加速度与所受的外力之间的瞬时关系.物体受到外力作用时，它所获得的加速度的大小与外力的大小成正比，与物体的质量成反比，加速度的方向与外力的方向相同.以下对牛顿第二定律进行几点说明：

首先，牛顿第二定律可以写为分量形式，如果在直角坐标系中O-xyz中，将合外力F分解为三个正交分量F在x方向受到的力，F在y有方向受到的力，F在z方向受到的力，相应的加速度分别为ax、ay、az，分量可为F在x方向受到的力等于物体的质量乘以速度在x方向对时间的导数，也可写为质量乘以物体在x方向的位移对时间的二次导数；F在y方向受到的力等于物体的质量乘以速度在y方向对时间的导数，也可写为质量乘以物体在y方向的位移对时间的二次导数；F在z方向受到的力等于物体的质量乘以速度在z方向对时间的导数，也可写为质量乘以物体在z方向的位移对时间的二次导数.物体在x方向受到的合外力Fx=max，物体在y方向受到的合外力Fy=may，物体在x方向受到的合外力Fz=maz.

其次，若仅有作用力F1作用于质量为m的物体时，物体所产生的加速度为a1；仅有作用力F2作用于质量为m的物体时，物体所产生的加速度为a2……同样，若仅有作用于Fn作用于质量为m的物体时，物体所产生的加速度为an.当此物体同时受力F1， F2……Fn作用时，物体产生的加速度等于每个力单独作用时，物体产生的加速度的叠加，也等于这几个力的合力所产生的加速度，即物体所受的合外力F外= F1+F2+……Fn=m（a1+ a2+……+an）=ma，合外力的方向则为几个分力方向的矢量和，其中，F1=ma1 ，F2=ma2……，Fn=man.

应用牛顿第二定律时，往往要用到整体法和隔离法、正交分解法、假设法等，其解题步骤可归结为：

1. 确定研究对象：可以以某一个物体为对象，也可以以几个物体组成的质点组为对象.设每个质点的质量为mi，对应的加速度为ai，则有：F合=mia1+ mna2+……+mnan.对这个结论可以这样理解：先分别以质点组中的每个物体为研究对象用牛顿第二定律：F合=mia1， F2=m2a2，……，Fn=mnan，将以上各式等号左、右分别相加，其中左边所有力中，凡属于系统内力的，总是成对出现的，其矢量和必为零，所以最后实际得到的是该质点组所受的所有外力之和，即合外力F.

2. 将各对象分离后分析它们的受力情况.

3. 选定参考系和坐标系：若研究对象在不共线的两个力作用下进行加速运动，一般用平行四边形定则（或三角形定则）解题.若研究对象在不共线的三个以上的力作用下进行加速运动，一般用正交分解法解题（注意灵活选取坐标轴的方向，既可以分解力，也可以分解加速度）.

4. 列出牛顿运动方程的各分量式.如果独立方程数小于未知数的个数时，需要列出补充方程.当研究对象在研究过程的不同阶段受力情况有变化时，那就必须分阶段进行受力分析，分阶段列方程求解.

5. 解方程.

6. 讨论.

应用举例：

如图所示，mA=1kg，mB=2kg，A、B间静摩擦力的最大值是5N，水平面光滑.用水平力F拉B，当拉力大小分别是F=10N和F=20N时，A、B的加速度各多大？

解：先确定临界值，即刚好使A、B发生相对滑动的F值.当A、B间的静摩擦力达到5N时，既可以认为它们仍然保持相对静止，有共同的加速度，又可以认为它们间已经发生了相对滑动，A在滑动摩擦力作用下加速运动.这时以A为对象得到aA=f/mA=5m/s2，再以A、B系统为对象得到F =（mA+mB）a=15N.

牛顿第二定律的应用范文第2篇

在讲解《牛顿第二定律》这一课中，从理论知识方面来说，首先要求学生能够掌握牛顿第二定律的概念，通过控制变量法来研究加速度、质量和力三者之间的关系，并学会用图像来进行数据分析和处理。除此之外，还要了解力学中基本的国际单位以及导出单位。

从实践过程方面来说，采用实验教学法，让学生仔细观察实验过程，动手进行测量，根据实验结果来归纳物体加速度、质量与外力之间的关系，然后由教师引导学生更深入地理解牛顿第二定律，以发散学生的思维能力，锻炼学生的逻辑推理能力，培养学生的动手实践能力，从而发现物理规律。

从情感态度和价值观方面来说，要培养学生的合作能力，使学生自主投入到教学过程中，培养学生实事求是、追寻真理的精神。

二、教材分析

牛顿第二定律是高中物理课程中的重点教学内容，是整个动力学的核心规律，而经典力学的学习也要以动力学为基础，因而牛顿第二定律的教学具有重要的意义。而且牛顿第二定律的学习可为学生日后对热学和电学等内容的学习奠定基础。

三、教法建议

可采用实验法、归纳法等方法实施教学，通过多媒体技术制作课件和表格来帮助学生理解牛顿第二定律的知识点。

四、教学重点

《牛顿第二定律》的教学重点在于如何通过实验来得出相应的结论，推导出牛顿第二定律。

五、教学难点

《牛顿第二定律》的难点在于如何引导学生真正掌握牛顿第二定律的含义和其延伸意义。

六、教学过程

1.复习导入

教师在开讲之前，要先帮助学生回复之前所学的牛顿第一定律，让学生回忆起牛顿第一定律的概念：一切物体，在没有收到力的作用时，总保持静止或匀速直线运动状态。另外，还要帮助学生巩固力和质量的关系，不同质量的物体在同样大小的力的作用下，会有不同的反应，质量越大的物体，其运动的速度则越慢，惯性越大。

2.新课引入

在复习导入之后，教师则要引入新课内容。教师可以向学生提出问题，当一个物体受三个变量的影响，如何发现这三个变量之间的关系和规律。采用控制变量法，来固定其中一个变量，从而研究其他两个变量。让学生自行设计小实验，举出生活中的实例来证明加速度与物体质量及所受外力总和之间的关系。

3.实验设计

第一个实验：改变小车运行的轨道，让小车在无外力的情况下受到平衡力的影响。在这个实验过程中，教师可做相应的讲解。当小车在运行的时候会受到摩擦力的影响，致使小车产生加速度。为了使小车不受摩擦力的影响，则可以将小车行驶的木板垫高，使小车不受拉力的影响而做匀速运动，让小车行驶的重力和摩擦力相平衡，然后再使其受拉力的影响，便能使其只受拉力一个力的影响。

第二个实验：使M保持不变，让小车受不同的外力影响做匀速直线运动。让小车拉动纸带并通过所设定的打点计时器，利用相应的公式来求得拉力不同情况下的小车加速度值，并以表格的形式呈现出来。

第三个实验：重复第二个实验，保持F值固定不变，登记不同质量小车的加速度值，并同样将其以表格的形式呈现。

完成实验之后，则可以将第二个实验和第三个实验的表格数据进行比较，然后画出相应的图像，并对两个图形进行分析，以联想二者间的关系。最后在分析之后则要进行总结和归纳，可得出：当物体的质量相同的时候，物体的质量则与加速度成反比。

七、例题

某省的高速列车在运行的时候最快的速度可以达到270 km/h，机车持续牵引力为150 N。假设此高速列车的总质量是100吨，而高速列车所受到的重力则为0.1×103N。问：列车受牵引力的影响进行匀速直线运动，那么需要多长时间其将会达到最大运行速度？

解：根据列车的总质量为100吨，其最快运行速度为75 m/s，而牵引力为150 KN，列车阻力则为f=0.1×103N

可依据牛顿第二定律得到一下式子：

a=（F-f）/m=（1.57×103-1.0×103）/1.0×105=0.57（m/s）

t=（V1-V2）/a=（75-0）/0.57≈131.6（s）

八、板书设计

1.实验探究：讨论三个变量之间的关系和规律

（1）当质量一定的时候，加速度和物体所受合外力成正比。

（2）当合外力一定的时候，加速度与物体质量成反比。

2.牛顿第二定律

（1）概念。

（2）公式：a=F/m。

（3）特性：矢量性；瞬时性。

3.力学单位

（1）力学国际单位包含基本单位和导出单位两个部分。

（2）基本单位有三个分别是：长度单位m，质量单位kg，时间单位s。

牛顿第二定律的应用范文第3篇

    一、物理规律的类型

    1.实验规律物理学中的绝大多数规律,都是在观察和实验的基础上,通过分析归纳总结出来的,我们把它们叫做实验规律.如牛顿第二定律、欧姆定律、法拉第电磁感应定律、气体实验三定律等.

    2.理想规律有些物理规律不能直接用实验来证明,但是具有足够数量的经验事实.如果把这些经验事实进行整理分析,去掉非主要因素,抓住主要因素,推理到理想的情况下,总结出来的规律,我们把它叫做理想规律.如牛顿第一定律.

    3.理论规律有些物理规律是以已知的事实为根据,通过推理总结出来的,我们把它叫做理论规律.如动能定理是根据牛顿第二定律和运动学公式推导出来的.又如万有引力定律是牛顿经过科学推理而发现的.

    二、物理规律教学的基本方法

    在物理规律的教学过程中,不仅要让学生掌握规律本身,还要对规律的建立过程、研究问题的科学方法进行深入了解,更重要的是如何应用规律来解决具体问题.为此,对不同的物理规律应采用不同的教学方法.

    1.实验规律的教学方法

    (1)探索实验法

    探索实验法就是根据某些物理规律的特点,设计实验,让学生通过自己做实验,总结出有关的物理规律.

    例如在牛顿第二定律的教学中,让学生通过实验探索加速度与力的关系以及加速度与质量的关系.使学生得出:在质量一定的条件下,加速度与外力成正比;在外力一定的条件下,加速度与质量成反比的结论.在此基础上,教师指导学生总结加速度、外力和质量间的关系,得出牛顿第二定律.

    采用探索实验法,不但能使学生将实验总结出来的规律,深刻理解、牢固记忆,而且还能充分调动学生学习的主动性,增强学习兴趣,更重要是通过这种方法使学生掌握了研究物理问题的基本方法.

    (2)验证实验法

    验证实验法是采用证明规律的方法进行教学,从而使学生理解和掌握物理规律.具体实施时先由教师和学生一起提出问题,将物理规律直接告诉学生,然后教师指导学生并和学生一起通过观察分析有关现象、实验结论,验证物理规律.

    在“力的合成方法”的教学中,采用如下的方法和步骤:

    ①复习旧知识引入新课题,提出问题.以天花板上的吊灯受力分析为例,可用一根绳子吊住灯,使它不向下掉;也可用两根绳子吊住它.用一根绳子吊灯时,灯受一个拉力作用;用两根绳子吊时,灯受两个拉力作用.可以看出两个拉力作用的总效果跟一个拉力产生的效果相同.

    提出问题:“合力与分力二者间有何关系?”

    ②将平行四边形定则明确告诉学生.

    ③让学生通过实验验证平行四边形定则,再在此基础上,进行理论探讨,得出合力大小与方向的表达式.验证实验法的最大特点是学生学习十分主动.这是因为在验证规律时,学生已知问题的答案,对于下一步的学习目的及方法已经清楚,所以更加有的放矢.

    (3)演示实验法

    演示实验法就是教师通过精心设计的演示实验,引导学生观察,根据实验现象,师生共同分析、归纳,总结出有关的物理规律.

    如在“焦耳定律”的教学中,可采用如下的方法:

    ①根据日常生活和生产实际经验,分析出电热I与电流强度Q、电阻R和通电时间t有关.

    ②研究方法:控制变量法.当电流I、时间t相同时,研究电热Q与电阻R的关系.当电阻R、时间t相同时,研究电热Q与通电时间t的关系.

    ③通过演示实验找出Q与I、R和t的关系.这个演示实验的关键是如何提高实验的可见度.我们采用先进的教学设备——实物投影仪将温度计液柱的升降情况直接投影到大屏幕上.让全体学生都能看到温度计液柱的变化.由实验得出结论:当I与t一定时,R越大,Q越大;当R与t一定时,I越大,Q越大;当I与R一定时,t越大,Q越大.

    ④根据演示实验结论,分析得出焦耳定律.这种方法要充分发挥演示实验的作用,增强演示实验的效果.

    2.理想规律的教学方法

    理想规律是在物理事实的基础上,通过合理推理至理想情况而总结出的物理规律.因此在教学中应用“合理推理法”.如在牛顿第一定律的教学中,要引导学生通过在不同表面上做小车沿斜面下滑的实验,发现平面越光滑,摩擦阻力越小,小车滑得越远.如果推理到平面光滑、没有摩擦阻力的情况下,小车则将永远运动下去,且速度不变,做匀速直线运动,从而总结出牛顿第一定律.又如理想气体状态方程也是在理想条件下得出的.

    3.理论规律的教学方法

    理论规律是由已知的物理规律经过推导,得出的新的物理规律.因此,在理论规律教学中应采用“理论推导法”.

    如在“动能定理”的教学中,教师提出问题:质量为m的物体在外力f的作用下,由速度v1,经过位移s,达到速度v2.请学生运用所学的知识,找出外力所做的功跟物体动能变化的关系.学生在老师的指导下,根据牛顿第二定律和运动学规律,都能运用“理论推导法”推导出动能定理的数学表达式.

    三、物理规律教学中应注意的问题

    1.弄清物理规律的发现过程

    物理规律的发现,大致分为3种情况:

    (1)实验规律都是经过多次观察和实验,进行归纳推理得到的.如牛顿第二定律、气体实验三定律等.

    (2)理想规律都是由物理事实,经过合理推理而发现的.如牛顿第一定律,理想气体状态方程.

    (3)理论规律是由已知规律经过理论推导而得到的新规律.如万有引力定律是由牛顿第二定律推导出来的.

    2.注意物理规律之间的联系

    有些物理规律之间是存在着相互关系的.以牛顿第一定律与牛顿第二定律为例,两个定律是从不同的角度回答了力与运动的关系.第一定律是说物体不受外力时做什么运动,第二定律是说物体受力作用时做什么运动.第一定律是第二定律的基础,没有第一定律,就不会有第二定律.虽然第一定律可以看成是第二定律的特例,但不能去掉第一定律.

    3.要深刻理解规律的物理意义

    在规律教学过程中,要引导学生深刻理解规律的物理意义,防止死记硬套.为此应做好以下几点:

    (1)从理论上解释实验规律,做到从理论和实验两个方面来充分认识物理规律.如玻意尔定律是实验定律,也可以从分子动理论来解释它,做到理论与实验相统一.

    (2)要从物理意义上去理解物理规律的数学表达式.如ρ=m/v.对同一物质而言,不能说密度跟质量成正比,跟体积成反比.因为同一物质的密度是不变的.

    (3)要引导学生总结物理规律间的相互联系,以便更深入的理解物理规律.如动量守恒定律与牛顿第三定律的关系;动能定理、动量定理跟牛顿第二定律的关系等.

    (4)要充分认识物理规律中各个物理量的物理意义.如F=ma中的F指的是物体所受的合外力;在E=ΔΦ/Δt中,要区别Φ、ΔΦ、ΔΦ/Δt的物理意义;又如在a=Δv/Δt中,要区别v、Δv、Δv/Δt的物理意义.

    4.注意物理规律的适用范围

    物理规律往往都是在一定的条件下建立或推导出来的,只能在一定的范围内使用.超越这个范围,物理规律则不成立,有时甚至会得出错误结论.这一点往往易被学生忽视,他们一遇到具体问题,就乱套乱用物理规律,或者盲目外推,得出错误结论.因此,在物理规律教学中,要引导学生注意物理规律的适用范围,使他们能够正确使用物理规律解决实际问题.

    四、运用物理规律解决实际问题

    在规律教学中,要指导学生运用物理规律去分析和解决具体的物理问题,在使用中进一步加深对物理规律及其物理意义的理解.

    1.培养学生运用物理规律解决实际问题的能力

    例题的作用就是示范性,通过对例题的分析,总结出解决问题的思路、方法与步骤,引导学生应用物理规律解决实际问题.如牛顿第二定律的应用可分为3个方面:

    (1)由力F求加速度a.

    (2)由加速度F求力a.

    (3)由m=F/a来解释惯性与质量的关系.

牛顿第二定律的应用范文第4篇

物理规律（包括定律、定理、原理和定则等）是物理现象、过程在一定条件下发生、发展和变化的必然趋势及其本质联系的反映。它是中专物理基础知识最重要的内容，是物理知识结构体系的枢纽。因此，规律教学是中专物理教学的中心任务。怎样才能搞好规律教学呢？本人经过多年的物理教学，总结出了有关规律教学的一些见解。

1物理规律的类型

中专物理规律主要分为以下三种类型

1.1实验规律物理学中的绝大多数规律，都是在观察和实验的基础上，通过分析归纳总结出来的，我们把它们叫做实验规律。如牛顿第二定律、欧姆定律、法拉第电磁感应定律、气体实验三定律等。

1.2理想规律有些物理规律不能直接用实验来证明，但是具有足够数量的经验事实。如果把这些经验事实进行整理分析，去掉非主要因素，抓住主要因素，推理到理想的情况下，总结出来的规律，我们把它叫做理想规律。如牛顿第一定律。

1.3理论规律有些物理规律是以已知的事实为根据，通过推理总结出来的，我们把它叫做理论规律。如动能定理是根据牛顿第二定律和运动学公式推导出来的。又如万有引力定律是牛顿经过科学推理而发现的。

2物理规律教学的基本方法

在中专物理规律的教学过程中，不仅要让学生理解掌握规律本身，更重要的是如何应用规律来解决具体问题。为此，对不同的物理规律应采用不同的教学方法。

2.1实验规律的教学方法

2.1.1探索实验法。探索实验法就是根据某些物理规律的特点，设计实验，让学生通过自己做实验，总结出有关的物理规律。

例如在牛顿第二定律的教学中，让学生通过实验探索加速度与力的关系以及加速度与质量的关系使学生得出：在质量一定的条件下，加速度与外力成正比；在外力一定的条件下，加速度与质量成反比的结论。在此基础上，教师指导学生总结加速度、外力和质量间的关系，得出牛顿第二定律。

采用探索实验法，不但能使学生将实验总结出来的规律，深刻理解、牢固记忆，而且还能充分调动学生学习的主动性，增强学习兴趣，更重要是通过这种方法使学生掌握了研究物理问题的基本方法。

2.1.2验证实验法。验证实验法是采用证明规律的方法进行教学，从而使学生理解和掌握物理规律。具体实施时先由教师和学生一起提出问题，将物理规律直接告诉学生，然后教师指导学生并和学生一起通过观察分析有关现象、实验结论，验证物理规律。

在“力的合成方法”的教学中，采用如下的方法和步骤：①复习旧知识引入新课题，提出问题．以天花板上的吊灯受力分析为例，可用一根绳子吊住灯，使它不向下掉；也可用两根绳子吊住它。用一根绳子吊灯时，灯受一个拉力作用；用两根绳子吊时，灯受两个拉力作用。可以看出两个拉力作用的总效果跟一个拉力产生的效果相同。

提出问题：“合力与分力二者间有何关系？”

②将平行四边形定则明确告诉学生。

③让学生通过实验验证平行四边形定则，再在此基础上，进行理论探讨，得出合力大小与方向的表达式。验证实验法的最大特点是学生学习十分主动。这是因为在验证规律时，学生已知问题的答案，对于下一步的学习目的及方法已经清楚，所以更加有的放矢。

2.1.3演示实验法。演示实验法就是教师通过精心设计的演示实验，引导学生观察，根据实验现象，师生共同分析、归纳，总结出有关的物理规律。

如在“焦耳定律”的教学中，可采用如下的方法：

①根据日常生活和生产实际经验，分析出电热I与电流强度Q、电阻R和通电时间t有关。

②研究方法：控制变量法。当电流I、时间t相同时，研究电热Q与电阻R的关系。当电阻R、时间t相同时，研究电热Q与通电时间t的关系。

③通过演示实验找出Q与I、R和t的关系。这个演示实验的关键是如何提高实验的可见度。我们采用先进的教学设备——实物投影仪将温度计液柱的升降情况直接投影到大屏幕上，让全体学生都能看到温度计液柱的变化。由实验得出结论：当I与t一定时，R越大，Q越大；当R与t一定时，I越大，Q越大；当I与R一定时，t越大，Q越大。

④根据演示实验结论，分析得出焦耳定律。这种方法要充分发挥演示实验的作用，增强演示实验的效果。

2.2理想规律的教学方法理想规律是在物理事实的基础上，通过合理推理至理想情况而总结出的物理规律。因此在教学中应用“合理推理法”。如在牛顿第一定律的教学中，要引导学生通过在不同表面上做小车沿斜面下滑的实验，发现平面越光滑，摩擦阻力越小，小车滑得越远。如果推理到平面光滑、没有摩擦阻力的情况下，小车则将永远运动下去，且速度不变，做匀速直线运动，从而总结出牛顿第一定律。又如理想气体状态方程也是在理想条件下得出的。

2.3理论规律的教学方法理论规律是由已知的物理规律经过推导，得出的新的物理规律。因此，在理论规律教学中应采用“理论推导法”。如在“动能定理”的教学中，教师提出问题：质量为m的物体在外力f的作用下，由速度v1，经过位移s，达到速度v2。请学生运用所学的知识，找出外力所做的功跟物体动能变化的关系。学生在老师的指导下，根据牛顿第二定律和运动学规律，都能运用“理论推导法”推导出动能定理的数学表达式。

3物理规律教学中应注意的问题

3.1要深刻理解规律的物理意义

3.1.1从理论上解释实验规律，做到从理论和实验两个方面来充分认识物理规律。如玻意尔定律是实验定律，也可以从分子动理论来解释它，做到理论与实验相统一。

3.1.2要从物理意义上去理解物理规律的数学表达式。如ρ＝m/v，对同一物质而言，不能说密度跟质量成正比，跟体积成反比。因为同一物质的密度是不变的。

3.1.3要引导学生总结物理规律间的相互联系，以便更深入的理解物理规律。如动量守恒定律与牛顿第三定律的关系；动能定理、动量定理跟牛顿第二定律的关系等。

3.1.4要充分认识物理规律中各个物理量的物理意义。如F=ma中的F指的是物体所受的合外力；在E=ΔΦ/Δt中，要区别Φ、ΔΦ、ΔΦ/Δt的物理意义；又如在a=Δv/Δt中，要区别v、Δv、Δv/Δt的物理意义。

3.2注意物理规律的适用范围物理规律往往都是在一定的条件下建立或推导出来的，只能在一定的范围内使用。超越这个范围，物理规律则不成立，有时甚至会得出错误结论。这一点往往易被学生忽视，他们一遇到具体问题，就乱套乱用物理规律，或者盲目外推，得出错误结论。因此，在物理规律教学中，要引导学生注意物理规律的适用范围，使他们能够正确使用物理规律解决实际问题。

3.3注意物理规律之间的联系有些物理规律之间是存在着相互关系的。以牛顿第一定律与牛顿第二定律为例，两个定律是从不同的角度回答了力与运动的关系。第一定律是说物体不受外力时做什么运动，第二定律是说物体受力作用时做什么运动。第一定律是第二定律的基础，没有第一定律，就不会有第二定律。虽然第一定律可以看成是第二定律的特例，但不能去掉第一定律。

4运用物理规律解决实际问题

在规律教学中，要指导学生运用物理规律去分析和解决具体的物理问题，在使用中进一步加深对物理规律及其物理意义的理解。

4.1培养学生运用物理规律解决实际问题的能力

例题的作用就是示范性，通过对例题的分析，总结出解决问题的思路、方法与步骤，引导学生应用物理规律解决实际问题。如牛顿第二定律的应用可分为3个方面：

（1）由力F求加速度a；

（2）由加速度F求力a；

（3）由m=F/a来解释惯性与质量的关系。

针对上述3种情况，可以各设计一个典型例题，指导学生运用牛顿第二定律解决实际问题，从而达到培养学生运用物理规律解决实际问题的能力。

4.2强化训练学生运用物理规律解决具体问题的能力

牛顿第二定律的应用范文第5篇

物理规律(包括定律、定理、原理和定则等)是物理现象、过程在一定条件下发生、发展和变化的必然趋势及其本质联系的反映。它是中专物理基础知识最重要的内容,是物理知识结构体系的枢纽。因此,规律教学是中专物理教学的中心任务。怎样才能搞好规律教学呢?本人经过多年的物理教学,总结出了有关实验规律教学的一些尝试。

一、实验规律的物理学的含义

实验规律物理学中的绝大多数规律,都是在观察和实验的基础上,通过分析归纳总结出来的,我们把它们叫做实验规律。如牛顿第二定律、欧姆定律、法拉第电磁感应定律、气体实验三定律等。

对于物理规律而言,还有理想规律、理论规律,这里就不再细述。

二、实验规律的教学方法实施

在中专物理规律的教学过程中,不仅要让学生理解掌握规律本身,更重要的是如何应用规律来解决具体问题。

1.探索实验法。探索实验法就是根据某些物理规律的特点,设计实验,让学生通过自己做实验,总结出有关的物理规律。

例如在牛顿第二定律的教学中,让学生通过实验探索加速度与力的关系以及加速度与质量的关系使学生得出:在质量一定的条件下,加速度与外力成正比;在外力一定的条件下,加速度与质量成反比的结论。在此基础上,教师指导学生总结加速度、外力和质量间的关系,得出牛顿第二定律。

采用探索实验法,不但能使学生将实验总结出来的规律,深刻理解、牢固记忆,而且还能充分调动学生学习的主动性,增强学习兴趣,更重要是通过这种方法使学生掌握了研究物理问题的基本方法。

2.验证实验法。验证实验法是采用证明规律的方法进行教学,从而使学生理解和掌握物理规律。具体实施时先由教师和学生一起提出问题,将物理规律直接告诉学生,然后教师指导学生并和学生一起通过观察分析有关现象、实验结论,验证物理规律。

在“力的合成方法”的教学中,采用如下的方法和步骤:

①复习旧知识引入新课题,提出问题.以天花板上的吊灯受力分析为例,可用一根绳子吊住灯,使它不向下掉;也可用两根绳子吊住它。用一根绳子吊灯时,灯受一个拉力作用;用两根绳子吊时,灯受两个拉力作用。可以看出两个拉力作用的总效果跟一个拉力产生的效果相同。

提出问题:“合力与分力二者间有何关系?”

②将平行四边形定则明确告诉学生。

③让学生通过实验验证平行四边形定则,再在此基础上,进行理论探讨,得出合力大小与方向的表达式。验证实验法的最大特点是学生学习十分主动。这是因为在验证规律时,学生已知问题的答案,对于下一步的学习目的及方法已经清楚,所以更加有的放矢。

3.演示实验法。演示实验法就是教师通过精心设计的演示实验,引导学生观察,根据实验现象,师生共同分析、归纳,总结出有关的物理规律。

如在“焦耳定律”的教学中,可采用如下的方法:

①根据日常生活和生产实际经验,分析出电热I与电流强度Q、电阻R和通电时间t有关。

②研究方法:控制变量法。当电流I、时间t相同时,研究电热Q与电阻R的关系。当电阻R、时间t相同时,研究电热Q与通电时间t的关系。

③通过演示实验找出Q与I、R和t的关系。这个演示实验的关键是如何提高实验的可见度。我们采用先进的教学设备――实物投影仪将温度计液柱的升降情况直接投影到大屏幕上,让全体学生都能看到温度计液柱的变化。由实验得出结论:当I与t一定时,R越大,Q越大;当R与t一定时,I越大,Q越大;当I与R一定时,t越大,Q越大。

④根据演示实验结论,分析得出焦耳定律。这种方法要充分发挥演示实验的作用,增强演示实验的效果。

除此之外,还有理想规律的教学方法和理论规律的教学方法

理想规律是在物理事实的基础上,通过合理推理至理想情况而总结出的物理规律。因此在教学中应用“合理推理法”;理论规律的教学方法理论规律是由已知的物理规律经过推导,得出的新的物理规律。因此,在理论规律教学中应采用“理论推导法”。

三、实验规律的教学中应注意的问题

1.要深刻理解规律的物理意义,从理论上解释实验规律,做到从理论和实验两个方面来充分认识物理规律;要从物理意义上去理解物理规律的数学表达式;要引导学生总结物理规律间的相互联系,以便更深入的理解物理规律。如动量守恒定律与牛顿第三定律的关系;动能定理、动量定理跟牛顿第二定律的关系等。

2.注意物理规律的适用范围物理规律往往都是在一定的条件下建立或推导出来的,只能在一定的范围内使用。超越这个范围,物理规律则不成立,有时甚至会得出错误结论。这一点往往易被学生忽视,他们一遇到具体问题,就乱套乱用物理规律,或者盲目外推,得出错误结论。因此,在物理规律教学中,要引导学生注意物理规律的适用范围,使他们能够正确使用物理规律解决实际问题。

3.注意物理规律之间的联系有些物理规律之间是存在着相互关系的。以牛顿第一定律与牛顿第二定律为例,两个定律是从不同的角度回答了力与运动的关系。第一定律是说物体不受外力时做什么运动,第二定律是说物体受力作用时做什么运动。第一定律是第二定律的基础,没有第一定律,就不会有第二定律。虽然第一定律可以看成是第二定律的特例,但不能去掉第一定律。

四、实验规律的教学中要学会运用物理规律解决实际问题

1.培养学生运用物理规律解决实际问题的能力

例题的作用就是示范性,通过对例题的分析,总结出解决问题的思路、方法与步骤,引导学生应用物理规律解决实际问题。

2.强化训练学生运用物理规律解决具体问题的能力