1、第九章 物理规律教学 切勿成为事实的保管员。要透彻地了解切勿成为事实的保管员。要透彻地了解事物的奥妙，持之以恒地搜寻支配它们事物的奥妙，持之以恒地搜寻支配它们的法则的法则 巴甫洛夫巴甫洛夫一、本章内容提要一、本章内容提要 1物理规律、分类及其特点物理规律、分类及其特点 2物理规律教学物理规律教学 3学生学习物理规律常见的问题学生学习物理规律常见的问题二、本章需思考及应重点解决的问题二、本章需思考及应重点解决的问题1、什么是物理规律，中学物理规律主要包括哪、什么是物理规律，中学物理规律主要包括哪些类型？些类型？2、物理规律一般过程是怎样的，教学中应注意、物理规律一般过程是怎样的，教学中应注意哪几
2、个方面？哪几个方面？3、选择中学物理教材中某个物理规律写出教案、选择中学物理教材中某个物理规律写出教案并试讲。并试讲。91物理规律分类及特点n一、一、物理规律物理规律n二、分类二、分类91物理规律分类及特点 一、一、物理规律物理规律 是理现象和物理过程在一定条件下发生发展是理现象和物理过程在一定条件下发生发展 和变化的必然趋势。它和变化的必然趋势。它 反映了在一定条件下某反映了在一定条件下某物理量之间的内在必然联系。物理量之间的内在必然联系。(阎金铎）阎金铎）是物理现象或过程的本质联系在一定条件下是物理现象或过程的本质联系在一定条件下必然发生、发展和变化的规律性的反映。（许国必然发生、发展和变
3、化的规律性的反映。（许国梁）梁）二、分类二、分类 1物理定律：牛顿运动定律、欧姆定律物理定律：牛顿运动定律、欧姆定律 2物理定理：动量、动能定理物理定理：动量、动能定理 3物理原理：阿基米德原理、功能原理物理原理：阿基米德原理、功能原理 4方程、公式：气态方程、导体电阻公式方程、公式：气态方程、导体电阻公式 5法则、定则：左右手定则法则、定则：左右手定则 6其它：力的平衡条件，串并联电路规律，萘其它：力的平衡条件，串并联电路规律，萘 的熔解与凝固规律。的熔解与凝固规律。1物理规律与其它规律一样只能发现不能创物理规律与其它规律一样只能发现不能创 造。是观察、实验、思维、想象和教学推理相结造。是观
4、察、实验、思维、想象和教学推理相结合的产物。合的产物。例：牛顿第二定律则是在取得大量实验数据例：牛顿第二定律则是在取得大量实验数据的基础上，经过的基础上，经过 分析与综合，并利用数学方法分析与综合，并利用数学方法总结出来又被实验和生产实践证明无误的客观规总结出来又被实验和生产实践证明无误的客观规律。律。发现物理规律的方法发现物理规律的方法 实验归纳法：欧姆定律实验归纳法：欧姆定律 理论演绎法：动量定理、动能定理理论演绎法：动量定理、动能定理2物理规律是反映有关物理概念之间的必然联系物理规律是反映有关物理概念之间的必然联系 例：牛顿第二定律：由质点、力、质量加速度例：牛顿第二定律：由质点、力、质
5、量加速度 欧姆定律：由导体、电流、电压、电阻三个欧姆定律：由导体、电流、电压、电阻三个可可 测量的物理量，表明了通过研究对象（导体）测量的物理量，表明了通过研究对象（导体）的电阻加在研究对象（导体）两端电压的定量关的电阻加在研究对象（导体）两端电压的定量关系。系。3 3物理规律具有近似性和局限性物理规律具有近似性和局限性 例：牛顿运动定律：适用于质点惯性系、宏观、例：牛顿运动定律：适用于质点惯性系、宏观、低速范围。低速范围。1物理规律是物理学知识体系的中心枢纽（是物理规律是物理学知识体系的中心枢纽（是该枢纽的主心骨）该枢纽的主心骨）2使学生掌握物理规律是物理教学的中心任务使学生掌握物理规律是物
6、理教学的中心任务 例：同一直线上二力合成，需掌握力的三要例：同一直线上二力合成，需掌握力的三要素等。素等。流体力学流体力学阿基米德阿基米德 3建立和掌握物理规律有助于发展学生的智能建立和掌握物理规律有助于发展学生的智能 例：实验探索、分析综合、归纳推理而建立例：实验探索、分析综合、归纳推理而建立4是对学生进行思想教育的重要途径是对学生进行思想教育的重要途径 例：渗透辨证唯物主义例：渗透辨证唯物主义 在教材结构体系上，怎样使中学物理教学显在教材结构体系上，怎样使中学物理教学显得得 有起有落，使能散得开又收得拢，有重点而有起有落，使能散得开又收得拢，有重点而无难点，内容丰富而又不杂乱，单靠物理概念
7、无难点，内容丰富而又不杂乱，单靠物理概念形成体系还不够必须以物理定律作组织教材的形成体系还不够必须以物理定律作组织教材的枢纽，使教学在一定阶段把握住一个教学中才枢纽，使教学在一定阶段把握住一个教学中才成。成。流体力学流体力学阿基米德原理阿基米德原理 动力学动力学牛顿运动定律牛顿运动定律 电磁学电磁学电磁感应定律电磁感应定律9 92 2物理规律教学物理规律教学9 92 2物理规律教学物理规律教学 1提出问题、创设便于发现问题探索规律提出问题、创设便于发现问题探索规律的物理环境（只能发现、不能创造）的物理环境（只能发现、不能创造）（1）实验法：例牛顿第三定律）实验法：例牛顿第三定律 （2）举例法：
8、例讲授影响蒸发快慢的）举例法：例讲授影响蒸发快慢的 因素因素2带领学生探求物理事实的内在联系形成规律带领学生探求物理事实的内在联系形成规律 （1）举例总结法）举例总结法 例：蒸发快慢的因素同样湿的衣服质量例：蒸发快慢的因素同样湿的衣服质量 同、面积同同、面积同 （2）实验归纳法）实验归纳法 例：阿基米德原理实验例：阿基米德原理实验：水水盐水盐水酒精酒精煤油煤油 （3）单因子实验法）单因子实验法 例：欧姆定律实验：保持一个量不变，研例：欧姆定律实验：保持一个量不变，研究另几个量。究另几个量。（4）先定性后定量推演法）先定性后定量推演法 例：焦耳定律实验例：焦耳定律实验Q=I2Rt（5）理想实验法
9、）理想实验法 例：牛顿第一定律例：牛顿第一定律（6）理论分析法）理论分析法 串、并联电路中电阻定律：理想推导、串、并联电路中电阻定律：理想推导、实验验证实验验证（7）假设探讨法）假设探讨法 例：二力平衡的方法例：二力平衡的方法3引导学生对规律进行讨论加深理解规律引导学生对规律进行讨论加深理解规律 （1）规律的物理意义）规律的物理意义 例：欧姆定律例：欧姆定律R=V/I（指同一导体）（指同一导体）I=V/R（任何导体）（任何导体）（2）规律表述中的关键词语和公式中各字母的）规律表述中的关键词语和公式中各字母的 意义意义 例：阿基米德原理：例：阿基米德原理：“浸入浸入”“”“排开排开”、“”（3）
10、公式中各物理量的单位）公式中各物理量的单位 一般按国际单位制一般按国际单位制 液（4）规律成立的条件和适用范围）规律成立的条件和适用范围 例：欧姆定律适用于金属导体所构成的载流例：欧姆定律适用于金属导体所构成的载流电路，对非金属导体就不一定适用。（酸、碱、电路，对非金属导体就不一定适用。（酸、碱、盐溶液）例如不适用于包含电源电路和含有非线盐溶液）例如不适用于包含电源电路和含有非线性元件的电路。性元件的电路。（5）明确这一规律有关的概念、规律间的关系）明确这一规律有关的概念、规律间的关系4引导学生运用规律解决问题引导学生运用规律解决问题 （1）用典型的问题通过教师的示范和师生的共）用典型的问题通
11、过教师的示范和师生的共 同讨论，使学生逐步领会。分析、处理和解决同讨论，使学生逐步领会。分析、处理和解决问题的思路和方法。问题的思路和方法。（2）组织学生进行运用规律的练习）组织学生进行运用规律的练习 （3）鼓励学生运用学过的规律独立地进行观察）鼓励学生运用学过的规律独立地进行观察和实验，自己动手、动脑进行小设计和小制作，和实验，自己动手、动脑进行小设计和小制作，创造性地解决一些简单实际问题创造性地解决一些简单实际问题。猜想假设应用延伸提出课题总结规律推理论证实验检验实验观察分析归纳(演绎法)有一些占主干地位的基本规律，其教学的成有一些占主干地位的基本规律，其教学的成败对于学生能否学好物理知识
12、，能否运用物理败对于学生能否学好物理知识，能否运用物理知识解决实际问题，具有关键性作用，必须下知识解决实际问题，具有关键性作用，必须下大力气抓好。大力气抓好。1使学生把握新旧知识的联系和建立物理规律的使学生把握新旧知识的联系和建立物理规律的事实依据，懂得研究物理规律的方法。事实依据，懂得研究物理规律的方法。例：理想气体状态方程例：理想气体状态方程 PV/T=C的教学的教学 用理论分析法：一定质量的理想气体初态用理论分析法：一定质量的理想气体初态P1、V1、T1和终态和终态P2、V2、T2 是确定的，两个状是确定的，两个状态之间的关系与所经历的过程无关；根据气体态之间的关系与所经历的过程无关；根
13、据气体实验定律即：初态实验定律即：初态(P1、V1、T1)中间状态中间状态 终态终态(P2、V2、T2)。亦可用实验。亦可用实验 归纳法。归纳法。物理规律本身反映了物理现象中的相互联物理规律本身反映了物理现象中的相互联系因果关系和有关物理量间的严格数量关系。载系因果关系和有关物理量间的严格数量关系。载物理规律的教学中必须将那些原先分散学习的有物理规律的教学中必须将那些原先分散学习的有关物理概念结合起来，把研究它们的关系作为主关物理概念结合起来，把研究它们的关系作为主题。题。学生认识和掌握物理规律的过程相当于一个学生认识和掌握物理规律的过程相当于一个简简 化了的探索和研究过程物理规律的获得主要化
14、了的探索和研究过程物理规律的获得主要两种，一是实验归纳法，另一种是理论分析法。两种，一是实验归纳法，另一种是理论分析法。教学中究竟采用哪种方法，视具体情况而定。教学中究竟采用哪种方法，视具体情况而定。也可以以一种方法为主，再介绍另一种方法。无也可以以一种方法为主，再介绍另一种方法。无论用哪种方法，都必须使学生明确建立规律的过论用哪种方法，都必须使学生明确建立规律的过程、依据以及采用的方法。程、依据以及采用的方法。2要使学生理解物理规律的物理意义要使学生理解物理规律的物理意义（1）物理规律的文字表述的物理意义）物理规律的文字表述的物理意义即关键词语，加强学生印象，引起注意达到即关键词语，加强学生
15、印象，引起注意达到 全面理解。全面理解。例：楞次定律例：楞次定律 产生电流的磁场总是阻碍引起产生电流磁通产生电流的磁场总是阻碍引起产生电流磁通 量的变化。量的变化。含义：增加时，阻碍增加（其方向与原磁场含义：增加时，阻碍增加（其方向与原磁场 方向相反）方向相反）减少时，阻碍减少（其方向与原磁场方向相减少时，阻碍减少（其方向与原磁场方向相 同）同）讲解中，要讲清关键词语加深学生印象，讲解中，要讲清关键词语加深学生印象，引起注意达到全面理解。引起注意达到全面理解。（2）物理公式的物理意义物理公式的物理意义 例：胡克定律例：胡克定律F=-kx 物理意义物理意义 电阻定律电阻定律 普适气体普适气体R
16、明确公式汇总各字符代表的物理意义，正负明确公式汇总各字符代表的物理意义，正负 号表示号表示 的含义及各物理量正负的含义及物理常的含义及各物理量正负的含义及物理常数的物理意义，是正确理解灵活运用规律的充要数的物理意义，是正确理解灵活运用规律的充要条件。条件。物理意义物理意义（3）用函数图像表述物理规律的几点作用用函数图像表述物理规律的几点作用 利用函数图像归纳实验定律，讨论实验利用函数图像归纳实验定律，讨论实验 定律定律 用图像形象地描述物理定律用图像形象地描述物理定律 在学生数学知识不足地情况下，利用函数图像在学生数学知识不足地情况下，利用函数图像来表明物理规律；利用函数图像导出有关公式。来表
17、明物理规律；利用函数图像导出有关公式。利用图像表达物理规律，既有与用公式表利用图像表达物理规律，既有与用公式表达相达相 辅相成地一面，又有它自己的独特作用。辅相成地一面，又有它自己的独特作用。无论是用文字表述，公式表达，还是用图形表达，无论是用文字表述，公式表达，还是用图形表达，都要突出它的物理意义，使学生真正做到理解。都要突出它的物理意义，使学生真正做到理解。3使学生明确物理规律的适用条件和范围使学生明确物理规律的适用条件和范围 例：万有引力定律：例：万有引力定律：将太阳和地球作为质点将太阳和地球作为质点,否则否则R R0，F 个别学生对个别学生对F=F=mv2 2/R=/R=mw2 2R
18、R，若作为匀速圆，若作为匀速圆周运动与半径成正比还是成反比感到困惑不解。周运动与半径成正比还是成反比感到困惑不解。焦耳定律公式焦耳定律公式 Q=IQ=I2 2R Rt （适用直流、交流电路）（适用直流、交流电路）若用部分电路的欧姆公式代入后若用部分电路的欧姆公式代入后 Q=IVQ=IVt=V2t/R （只适用于纯电阻电路）（只适用于纯电阻电路）一切物理规律一切物理规律 必须受到一定的条件和必须受到一定的条件和范围制约。离开应用条件和范围物理规律也就范围制约。离开应用条件和范围物理规律也就失去意义了失去意义了。4 使学生认清所研究的物理规律与有关的物理概使学生认清所研究的物理规律与有关的物理概
19、念和物理规律之间的关系念和物理规律之间的关系 例：例：I=V/R I=V/R 与与 R=V/IR=V/I R=L/S R=L/S 和和 V=IR V=IR 通过分析、比较，把它们的含义剖析清楚并通过分析、比较，把它们的含义剖析清楚并区别开来。区别开来。5使学生学会运用物理规律说明解释现象，分析使学生学会运用物理规律说明解释现象，分析 和解决实际问题和解决实际问题 对于重点物理规律不仅要求学生理解而且要对于重点物理规律不仅要求学生理解而且要求会灵活运用，在这一过程中，一方面可以巩固、求会灵活运用，在这一过程中，一方面可以巩固、深化和活化对规律的理解；另一方面，可以使学深化和活化对规律的理解；另一
20、方面，可以使学生学到分析、处理实际问题的方法发展学生生学到分析、处理实际问题的方法发展学生 的能力。的能力。1注意在形成规律的过程中先定性后定量注意在形成规律的过程中先定性后定量 例：牛顿第二定律例：牛顿第二定律 保持小车的保持小车的m m不变研究不变研究F F与与a的关系的关系定性说明定性说明质量相同的情况下物体所受的力越生的加速度越质量相同的情况下物体所受的力越生的加速度越大。大。而后定量研究而后定量研究F F、m m、a a之间的定量关系。之间的定量关系。学习物理规律先定性、后定量，由易到难学习物理规律先定性、后定量，由易到难逐步深入符合学生的认识水平和认识规律，使学逐步深入符合学生的认
21、识水平和认识规律，使学生感到水到渠成、必然发展、易于接受。生感到水到渠成、必然发展、易于接受。2注意让学生掌握获得规律的方法注意让学生掌握获得规律的方法 在建立物理规律的过程中要忽略次要因素，在建立物理规律的过程中要忽略次要因素，突出主要因素，采用实验归纳法、理论分析法等突出主要因素，采用实验归纳法、理论分析法等 在物理规律的教学过程中，应当强化学生的在物理规律的教学过程中，应当强化学生的物理方法论的教育，让学生了解物理学常用的一物理方法论的教育，让学生了解物理学常用的一些方法。这对于提高学生的思维能力发展学生些方法。这对于提高学生的思维能力发展学生 智力，具有重大的现实意义和长远意义。智力，
22、具有重大的现实意义和长远意义。3物理规律教学要注意阶段性物理规律教学要注意阶段性 （1 1）了解阶段）了解阶段主要是初步建立和形成物理规律要求学生明主要是初步建立和形成物理规律要求学生明确规律的来源物理意义确规律的来源物理意义适用条件并能够记忆或适用条件并能够记忆或再现。再现。（2 2）简单运用阶段）简单运用阶段 主要能使学生学会直接应用物理规律解决一主要能使学生学会直接应用物理规律解决一些基本练习题。些基本练习题。能把一些物理规律与物理过程和现象对号入能把一些物理规律与物理过程和现象对号入座，分析和解决一些简单的实际问题。强化学座，分析和解决一些简单的实际问题。强化学 生记忆掌握物理规律，提
23、高学生初步分析问题的生记忆掌握物理规律，提高学生初步分析问题的能力。能力。（3 3）理解阶段）理解阶段 在运用物理规律的过程中，让学生深入理解在运用物理规律的过程中，让学生深入理解规律的物理意义和适用条件、范围。规律的物理意义和适用条件、范围。例：物理规律的成立条件，公式变形后的物例：物理规律的成立条件，公式变形后的物理意义和适用条件。理意义和适用条件。应用物理规律解决实际问题的方法和步骤，应用物理规律解决实际问题的方法和步骤，应注意哪些问题。应注意哪些问题。（4 4）综合阶段）综合阶段 这一阶段要使学生了解规律的局限性。并能这一阶段要使学生了解规律的局限性。并能运用中适当适当规律的外延。运用
24、中适当适当规律的外延。使学生对规律的使学生对规律的理解达到深化和活化，并培养学生创造性的思维理解达到深化和活化，并培养学生创造性的思维能力。能力。4 4注意讲解一些物理规律的联系与区别注意讲解一些物理规律的联系与区别（1 1）现象：有些学生容易把一些物理规律混淆在一起，）现象：有些学生容易把一些物理规律混淆在一起，因此在解答物理习题时往往不知应用哪一个规律，不知因此在解答物理习题时往往不知应用哪一个规律，不知如何下笔。如何下笔。（2 2）教学要求：在教学过程中，要从各方面讲清它们的）教学要求：在教学过程中，要从各方面讲清它们的联系与区别。联系与区别。例：功能定理、功能关系式和机械能转化与守恒定
25、理，例：功能定理、功能关系式和机械能转化与守恒定理，牛顿第二定律与动量定理、动能定理的联系与区别。牛顿第二定律与动量定理、动能定理的联系与区别。定理表达式及其变换式的联系与区别等。在讲清定理表达式及其变换式的联系与区别等。在讲清它们的联系与区别中，加深学生对物理规律的理解。这它们的联系与区别中，加深学生对物理规律的理解。这样才能使学生在应用中灵活掌握物理规律。样才能使学生在应用中灵活掌握物理规律。93学生学习物理规律中常见的问题和心理障碍93学生学习物理规律中常见的问题和心理障碍 现象：中学生抽象思维能力不强他们理解物现象：中学生抽象思维能力不强他们理解物理规律特别需要有充分的感性材料做基础。
26、否则理规律特别需要有充分的感性材料做基础。否则势必造成学习上的困难。势必造成学习上的困难。例例：电磁感应和自感：电磁感应和自感 例：研究和运用质点运动学的一些规律时涉及到例：研究和运用质点运动学的一些规律时涉及到时间、时刻、位置、位移、速度、加速度等概念，时间、时刻、位置、位移、速度、加速度等概念，还涉及到坐标系、函数图像、代数运算、矢量等还涉及到坐标系、函数图像、代数运算、矢量等数学知识。若准备不足势必造成学习困难。数学知识。若准备不足势必造成学习困难。有的正确，但有一定的表面性和片面性。有的正确，但有一定的表面性和片面性。有的形成了一些错误观念有的形成了一些错误观念“先入为主先入为主”例：
27、物体受力才能运动不受外力物理根本不会运例：物体受力才能运动不受外力物理根本不会运动。动。现象：正迁移有利于学生掌握新知识现象：正迁移有利于学生掌握新知识 负迁移干扰物理规律的理解和掌握。负迁移干扰物理规律的理解和掌握。例：有的学生总认为功率大的白炽灯泡（或电炉）例：有的学生总认为功率大的白炽灯泡（或电炉）的电阻大，理由是根据焦耳定律的电阻大，理由是根据焦耳定律 实际上：实际上：Q=IQ=I2 2R Rt（适用于直流、交流电路）（适用于直流、交流电路）Q=IVQ=IVt=V2t/R （纯电阻电路）（纯电阻电路）现象：中学生在心理发展上正处在思维发展现象：中学生在心理发展上正处在思维发展的转折期，
28、由经验型的具体形象思维向理论型的的转折期，由经验型的具体形象思维向理论型的抽象逻辑发展。抽象逻辑发展。学生在学习物理之前已经接触到大量生活中学生在学习物理之前已经接触到大量生活中的物理现象这很容易养成一种从经验出发，想当的物理现象这很容易养成一种从经验出发，想当然看问题的习惯，他们往往用事务的现象代替本然看问题的习惯，他们往往用事务的现象代替本质。质。用外部联系代替内部联系在解释物理现象时用外部联系代替内部联系在解释物理现象时往往往往“就事论事就事论事”不习惯于运用物理概念和规律不习惯于运用物理概念和规律进行逻进行逻 辑分析，说理和表述。辑分析，说理和表述。现象：运用上束手无策现象：运用上束手无策 原因：知识上的欠缺原因：知识上的欠缺 抽象思维能力不强和学生的思维习惯、思维抽象思维能力不强和学生的思维习惯、思维定势干扰因素外。最主要的是学生不了解和掌握定势干扰因素外。最主要的是学生不了解和掌握物理学中运用知识去分析、处理、解决问题的思物理学中运用知识去分析、处理、解决问题的思路和方法。路和方法。
