浅谈初中物理公式的应用

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摘要：由于在物理学习时，初中学生受阅读理解能力的限制，对概念、定律的理解相对困难一些，所以运用物理公式解决实际问题会更加困难，针对学生的认知的特点，结合自己的教学体会，从学生的实际出发，谈谈怎样采用行之有效，通俗易懂的教法，从启趣，启思，启智方面去引导学生学习物理公式。让学生能够较为准确应用公式，解决物理问题和解释相关的物理现象。关键词：初中，物理公式，应用教学初中学生学习物理公式有三大困难：一、对物理公式不理解，二、应用公式解决问题的能力较差，三、对物理公式的推导变换和灵活应用能力差。而实物理公式，不仅具有计算功能，更重要的是用它们来分析物理问题，解释物理现象，在解决生活中的实际问题过程中，为我们所用，达到学习的目的。下面就物理公式的应用教学问题谈谈我个人的几点做法和体会。一、让学生深入理解物理公式的意义由于受数学公式学习的影响，学生在学习物理公式时往往不注重理解物理公式中的各物理量的制约关系。如电流、电压、电阻之间的关系U=IR。从逻辑上来说，由于电压是产生电流的原因，因此在电阻不变时只能说电流与电压成正比，而不能说电压与电流成正比。公式变形后R=U/I即在欧姆定律公式中电阻R是与电压U和电流是无关的，它只是电压和电流的比值而已，是导体的基本属性。只具有计算意义。决定导体电阻的关系式是R=ρ（l/s）。教学中只有向学生讲清楚定义式与计算式的区别，才能防止学生生搬硬套公式。再如理解了公式的应用才能运用自如。如液体压强公式P=ρhg中，h指的是从液面往下的深度，而不是高度。学生往往以高度来理解，得出的结果恰恰相反。还有P=F/S中的F，学生习惯性的认为压力F大小等于重力G，其实不然。要告诉学生压力与重力的方向与条件是不同的，结果也是不一样的。如一个物体放在斜面上时，它对斜面的压力就不能等于重力。为了帮助学生理解F与G的本质区别，我用实验演示来引导学生。具体如下：我先用一块海绵粘在一木块上，然后再海绵上放一方形铁块，让学生观察铁块下方海绵的下凹情况。然后让整个粘有海绵的木块慢慢的竖起来，提醒学生注意观察板上的海绵变化情况，并进一步启发引导学生思考。在图2中，铁块的重力与图1中的重力大小，方向是相同的，但G和F显然是不一样的。最后让学生用手按住图2中的铁块，慢慢的增加F的大小，让学生在趣味实验中探究F与G的本质区别。二、以公式强化物理方法教学如何运用物理公式解决问题呢？下面简单谈谈我的看法。1.控制变量法控制变量法是常用的规律探究方法，在物理教学中有着广泛的应用。用控制变量法去分析解决物理问题，可以深化学生对物理公式的理解。 如公式P=U2/R，P=I2R的应用，对于很多初中学生来说，是件头痛的事。因为学生弄不懂电功率P与电阻R的关系。如应用“控制变量法”，问题就好解决了。P=U2/R是指电压不变或相等时，电功率与电阻成反比，如在并联电路中或电源电压不变的情况下。电阻越大功率越小。而P=I?R是指电流不变时或相等时，比较几个用电器的电功率的大小。这时电功率与电阻成正比，如在串联电路中的几个用电器，电阻越小功率越小。对公式深刻理解了，学生用上述的两个公式来分析串联、并联电路中的用电器的功率问题，就不难了。在课堂教学中，我让学生讨论并联的两个灯泡，灯丝越粗的功率越大。而在串联电路中恰好相反问题时学生都懂得利用控制变量法来分析，知道了并联时两个灯泡的不变量是电压，而串联时两个灯泡的不变量是电流，因此，能够快速的找到对应的公式求解。 而用P=FV可以解析为什么机动车过沙地或上坡时要挂低档位。引导学生思考，一辆机动车出厂后，功率基本是不变的，因此功率不变时，为什么速度越小获得的动力就越大。如图 ：已知在电路中电流表的示数为0.3A，电阻R1为10欧。滑动变阻器最大电阻为20欧电源电压为不变，滑片向左滑动时，电压表的示数变化情况如何？对于这道题，由于对“控制变量法”中的不变量理解不够深入，很多的学生往往凭直觉就下结论，认为电阻变小，电压表的示数也会变小。理由是根据公式U=IR，电压U2与电阻R2成正比。电阻变小了，电压也会变小，结果看起来虽然是正确的，但分析的过程和方法却是错误的。而有的则认为电流变大了，电压也会变大，结果恰恰相反。其实他们都忽略了必须有一个量不变时，它们的定量关系才能成立。在本题中R、I、U都在发生变化，如果利用公式U=IR来解决问题，对初中生来说，显然是很困难的。得出的结果也往往是错误的。如果在演示实验的基础上，引导学生讨论分析电路中真正不变的量是谁，而后用串联电路中U=U1+U2来解决，就容易多了。因为在公式中电源电压U不变，而电阻R1是定值电阻，所以电流变大时，由公式U=I1R1知U1也会变大，因而U2变小。这样引导学生，学生会明白这样分析的原因，就会正确地运用控制变量法来突破难点了。2、一题多解法在学习物理的过程中，很多学生思维往往是单一的。碰到问题只想到一种解决的方法。如果想到的方法无法解决问题时，就无从下手了。而运用公式的变形，可达到“一题多解”就有助于发散学生的思维、有助于学生对课本知识的进一步理解，更有助于教学面向全体学生、有助于学生科学素养的形成。如：一个体积为1dm 的铜球，其质量是3.16kg，问铜球是空心的还是实心的？（已知铁的密度为8.9× 10? kg/m? ）（1）、已知铜球的体积和铜的密度，则可以假设该球为实心的球，计算出其质量m，根据m是否等于铜球的质量得出结论。（2）、已知铜球的质量和密度，可以计算出3.16kg铜的实际体积V1 ，根据V1 与V 是否相等得出结论。（3）、已知铜球的体积和质量，则可以假设该球为实心的球，计算出其密度ρ，由ρ是否等于铁的密度得出结论。在这道题中运用公式ρ=m的变形得到m=ρv，v=m/ρ的灵活运用，通过引导学生讨论分析，使学生对物理公式ρ=m有了更为深刻的理解。。3、物理公式的比值运算法学生在数学中已经学习了比例函数，初中物理也有许多求比值的问题，如能巧妙地把比例函数运用到物理问题的求解过程中来，那么物理学习就不会很困难了，甚至事半功倍的效果。如：甲、乙两种物体的质量之比是13，体积之比是25，则它们的密度之比是（ ）分析：由公式ρ=m可知，对甲乙两物体分别有ρ甲=m甲， ρ乙=m乙所以：ρ甲/ρ乙=（m甲甲）：（v乙/ m乙）=（m甲/m乙）：（v乙甲）=（1/3）×（5/2）=5/6这是常规的解法。但如果我们引用比例函数，效果会更好。由公式ρ=m知道ρ与m成正比，与v成反比。因此在数值上密度之比等于质量之比1/3乘以体积之比2/5的倒数5/2。即ρ甲/ρ乙=（1/3）×（5/2）=5/6。再如在P=F/S中，F1：F2=1：2，S1：S2=3：4，求P1：P2。利用比例运算解答过程是：F1：F2=1：2看作第一种物理量F=1/2。S1：S2=3：4看作第二种物理量S=3/4。则P=F/S=（1/2）÷（3/4）=（1/2）×（4/3）=2/3，即为P1：P2的值，此解法巧用了物理同种量方可比的特性，利用公式快速运算，相比于常规方法便捷多了。以上是本人在教学中的一点心得体会，即教师在教学过程中，要注重让学生多理解公式、推导公式、应用公式，把物理公式的应用过程转化成物理公式的再学习的过程，通过启趣、启思、启智，多层次、多过程的强化学生对物理公式的理解和掌握，为后续学习奠定基础。 参考书目[1]《初中物理新课标》.主办单位：人民教育出版社[2]《现代物理课程与教学论》.作者：丘名实[3]《海南新教育》.主办单位：海南师范大学