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时间:2023-12-28 20:24:31
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1.熟悉并掌握中学物理新课程总教学目标、初中课程标准、教学原则,认真学习和执行《延边州中小学教学规范》,钻研中学物理新课程的相关内容,及时了解新课改的发展趋势,时刻更新教育理念。
2.熟悉的掌握新教材的知识结构和每个知识点在教学中所占的地位和作用。同时注重物理与其它学科间知识的联系与渗透,关心科学技术发展和新动态,应用信息技术提高教学效果。
3.了解每个学生的知识基础、能力水平和个性差异等,尊重学生的个性发展。根据学生的实际情况,分层教学等教学方法和教学手段,让每个学生成为自己学习的主人。
4.认真备好每节课的课时教案。书写教案时注重教材分析、教学目的、教学方法设计、实验器材的制造和选折、科学探究活动的安排、课内外作业、板书设计、教学总结中学生的反馈等。
5.坚持每学年每周2次集体备课制度,在集体备课中取长补短,相互学习和讨论优秀的教法,交流教学中存在的问题和对策,从而得到共同发展。
二、上课。
6.课堂教学要面向全体学生,根据学生的实际情况进行分层指导、提问、布置学习任务,提高全体学生的素质。
7.注重物理知识与实际生活之间的联系,积极引导学生在实际生活中观察和发现物理现象和规律。
8.引导学生在课内多动口、动手、动脑,教师做好学生学习的引导者、组织者、合作者和参与者。让学生成为学习的主人。同时让学生多参与教学活动,亲历探究过程、学会学习方法,提高创新能力。
9.设计多样化的教学方法,提高学生学习的积极性、鼓励学生参与合作学习。
11.注意渗透sts(科学・技术・社会)精神,改变物理课脱离生活的情形,积极引导学生“从生活走向物理,从物理走向社会”。努力使学生的“知识与技能、过程与方法、情况态度与价值观”得到和谐全面的发展。
12.课后及时收集教学中的反馈信息,记录教学效果、教学得失,总结经验体会,以利改进教学。
三、作业。
13.布置作业分课内、课外两种形式,完成作业的方式应多样化(笔答、口答、操作、探究、小制作、小论文等),作业份量要适度,分层布置作业。
14.要求学生独立、认真、按时完成作业,书写要规范整洁。及时检查和批改,可采取全面批改、部分批改、当面批改。及时了解学生的知识掌握情况。
15.、在及时做好作业的讲评工作。鼓励学生的独特思路和独到见解,及时纠正普遍存在的错误。
四、辅导。
16.组内教师齐心协力,帮助学生积极参与社会实践活动,明确分工进行学生开放实验、社会调查等活动。
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1.导课多媒体资源选取:有利于创设问题情境,激发学生质疑。
根据物理学科特点,物理知识源于生活,而又运用服务于生产生活。而物理学科新课程理念着重培养学生的探究精神,是从质疑起始的。所以在导课中可以运用图片、动画、音乐与视频等形式,创设问题情境。从相关知识的生活现象、物理故事、物理实验等入手搜集选取材料,激发学生质疑。例如:《声音的特性》一课可以搜集《春江花月夜》纯音频作为导课素材,在《流体压强与流速的关系》这一课中,可以搜集有关龙卷风的视频作为导课素材等。
在“四环节循环”教学模式中,合作释疑环节由教师针对本节教学目标预设每循环学习指导问题,编制学案;学生根据课本文本素材、实验、多媒体等学习资源自主、合作解决问题。因此本环节的多媒体的资源选取应是针对问题的文本、图片、视频等学习资源,并且是课本文本学习资源、演示实验或分组实验学习资源的补充,不能以现代教育技术的仿真实验代替教师的演示实验及学生的实际操作,应有利于突破重难点。如在《变阻器》一课可以搜集变阻器的构造和动态连接的动画资源等。3.展示评价环节的多媒体资源选取:有利于教师对知识点汇总的展示。学生对合作释疑环节的问题处理结果的展示,教师在评价环节应做精当的点评并对该环节的知识点进行汇总。此时资源的选取根据需要针对知识点内容,可以是文本、知识脉络图等。
教学目标是教学活动的出发点和最终归宿,所以选取多媒体素材的整合应以“辅助”教学为立足点。调研发现,部分物理教师制作的多媒体课件只是在形式上符合“四环节循环教学模式”,课件结构非常完整,操作性强,但教师使用后教学效果不好。原因是教师在课堂中没有充分发挥主导作用,过于依赖现代教育技术,不能展现教师的.主观能动课堂设计,“隶属”于课件,课件的“辅助”变成“统领”,自始至终处于被动状态,这就谈不上以学生为主体进行教学。如把四个环节内容制作进课件,按顺序演示,教学中并没引导学生进行四个环节的学习活动;又如自学质疑环节不能充分运用现代教育技术资源创造问题环境;还有把自学指导的学案内容放入课件,分页播放时一带而过,学生无法记录自学需要解决的问题等。多媒体课件的结构可以做得比较松散,只提供导课资源、学习资源、知识点展示或课堂训练题,创设学习情境。内容比较多的自学指导的学案可以选取纸质媒介,如课堂练习册、印制学案等,不应制作入课件,因为不方便学生记录。课件内在的结构联系并不重要,这样的课件可能看起来没有成型,但教学是动态的过程,教学效果的好坏是以能否有效达到时教学目标为尺度衡量的,在使用时,把握住“度”,要给学生看、听、想、做留足发挥的空间,充分突出学生的主体地位,最终实现多媒体技术与物理教学的有效整合。
三、综合运用现代教育技术手段,打造四环节循环教学高效物理课堂。
在现代教育技术手段中,除了应用多媒体课件外,还可以运用实物展台辅助教学。例如:。
(1)不方便观察现象的演示实验,老师可以在展台上进行实验;
(2)在展示评价环节,对于学生问题处理结果展示,实物展台可以发挥很大优势,把学生自主合作学习得出的结论以文本、图片、实验等方式,通过实物展台展示给全班学生,引导全体学生进行评价,使得“四环节循环教学模式”更高效。现代教育技术辅助教学促进了教育教学的发展,推动了传统的教学方式和手段的改革,为新课程改革提供了有利的辅助手段。如何提高我市现代教育技术在“四环节循环教学模式”中的应用水平,打造现代教育技术环境和新课程改革下的高效课堂,提高教育教学质量和效益,需要我们继续在实践中不断探索、改进和完善。
二、认识规律,启蒙对称美。
三、概括经验,透视简洁美。
四、客观辨证,展现理性美。
参考文献:。
[2]陆朝华,蓝海江.物理学之美探讨[j].才智,(22).。
[3]潘岳,李林洋,卢晓波.谈物理学的统一美[j].知识经济,2011(13).。
作为科学教育基本手段的实验方法引入大学物理教育已有100多年的历史、本文着重概述、分析了这期间的几次重要变革的动因、特点及影响,并总结出几点对今天有启示、借鉴作用的带有规律性的认识、更多物理论文相关范文尽在top期刊论文网。
《大学物理实验》是理工科大学生的重要基础理论课程,为其学习专业基础课程和专业实验课程奠定了不可缺少的理论基础。《大学物理实验》以基本物理理论为指导,同时通过典型的物理实验或设计性实验验证《大学物理》的理论知识的正确性。学生通过理论知识去理解实验原理、指导实验仪器的调试、解释实验现象;用理论知识去分析实验过程中的问题及处理实验数据,同时实验现象及其结果也能加深学生对理论知识的理解,为进行专业基础实验课程奠定基础,对提高学生的综合素质、培养学生发现问题―分析问题―解决问题的能力、培养学生的创新精神与实践能力具有不可或缺的作用。大学物理实验教学不能只满足于让学生掌握基本的系统的实验技能,掌握实验的基本知识和方法,更重要的是培养学生严谨的科学思维能力、培养学生发现问题―分析问题―解决实际问题的能力、培养学生利用基本理论知识进行创新的能力。为了让学生在实验过程中锻炼以上能力,我在此阐述了自己在实验教学中的点滴体会,与大家探讨。
教师教学也应与时俱进,转变传统教育观念中阻碍学生创造力发展的观点。学生的学习过程并非机械式的学习模式,美国著名认知教育心理学家奥苏伯尔认为学生的学习主要是有意义的接受学习。因此,在教学过程中,教师应以学生为中心,变传授知识为主要目标为增长经验、发展能力,调动学生研讨兴趣,让课堂气氛变得生动活泼。课堂要做到研讨为主,还要有学生与教师、学生与学生之间的互动,互动应围绕课前预习遇到的问题、实验过程中遇到的常见的问题进行探讨,问题最好是由学生提出,或教师提出以往学生所碰到过的常见的问题,并给予学生一个适当的思考时间,不必急于解答。在学生思考问题的过程中应鼓励学生发挥主观能动性,大胆推测与发表见解,引导学生大胆想象,积极思考,主动探索。尊重学生的个性,使每一个学生都能发挥自身的最大潜能。建立新型师生关系,鼓励大胆质疑与创新。在传统的教育观念中,教师不仅是知识的传授者,而且是行为的楷模,师生关系是命令与服从的关系。这种关系势必影响学生创造力的表现。新型的师生关系是教师以平等、宽容的态度,积极鼓励学生,教师不再是权威的代表,而是保护、激发创造力的支持者[2]。奥苏伯尔认为学生的学习主要是有意义的接受学习。
学生在实验具体操作过程中常常会遇到各种问题。教师应鼓励学生大胆调试实验仪器,并让学生在调试过程中仔细观察实验现象发生的变化,根据实验现象的变化判断下一步操作,并引导学生给予调试过程中实验现象的理论解释或形象的类比,加深对实验理论及实验现象的认识,逐步实现整个问题的解决。例如:大学物理实验中的示波器的原来与使用,学生在示波器的调试过程中,常常会碰到在示波器屏幕上调不出波形的情况。此时,教师应该鼓励学生去调试示波器上的按钮,并要求学生认真观察示波器屏幕上的相应参数的变化,让学生根据示波器显示的参数,分析问题的根源在哪里。譬如,示波器屏幕左上角的时间分度极小,左下角的电压分度也极小,此时看不到波形信号,则很有可能就是这两个分度值设置不合理。这一现象可以如此解释,因为示波管中的电子枪单位时间内发出的电子数不变,当时间分度与电压分度很小时,相当于示波器屏幕上电子的线密度极小,在波形的亮度太弱,难以分辨,还有一种可能就是被拉宽、拉高的波形没有曲线段落在示波器屏幕上。
美国著名心理学家马斯洛认为人的需求层次由低到高分为5级,其中最高级别的自我实现的需求中包含了人对创造力及问题解决能力的需求。学生在大学物理实验的过程本身就是一个解决问题的过程,伴随着学生对科学方法的掌握和知识的建构而获得的快乐的情感体验。为了让学生得到这一解决问题的快乐情感体验,教师在为学生解决问题的过程中应避免短时间内迅速膨胀式地传授知识,应立足于过程性评价[3]。譬如,示波器的原来与使用实验中,学生费了很大工夫都未能将某一特定频率及振幅的波形调试到示波器屏幕上。此时,教师可以与学生一起按照一定的逻辑顺序逐步分析和排除问题所在。可先分析问题是出在信号发生器还是示波器上,并遵循从源头顺沿而下的顺序逐步排除,如排除源头的信号发生器所发出的信号没有问题,再来排除连接信号源与示波器的数据线是否存在问题,分析示波器的设置,在看不到波形的时候可以引导学生找到波形的中心对称线。至于怎样找到波形的中心对称线可让学生思考,通常基础好的同学都能迅速地想到接地后输入信号被屏蔽在示波器上应该是一条直线。当学生想到这一点时,教师可以及时肯定其观点并要求其调试垂直移动和水平移动键直至水平接地信号显示在屏幕中央,继续有序地逐步分析排除,直至问题完全解决。在解决问题的过程中,学生得到了快乐的情感体验,学到的不只是刻板的知识本身,而是锻炼、强化了解决问题的思维能力,更重要的是快乐的情感体验可以增强学生解决问题能力的信心。
大学物理实验的目的就是让学生通过具体的实验认识到物质的本质及物质之间联系的基本规律。教师通过大学物理实验,有目的地加强学生对物质的本质认识,有利于培养学生的创新能力。在光的干涉与衍射实验中,让学生清晰地认识到光具有波粒二象性,同时可以引导学生分析人眼日常所到的物体不同颜色是怎么产生的,如果学生能够认识到颜色是反射的未被物体表面吸收的一定波段范围光波在人眼的视觉效果,则说明学生对光的认识有了较深刻的理解。教师可以继续引导学生光的薄膜干涉现象,并可引入一些具体的薄膜干涉的高科技应用实例,提高学生认知结构可辨别性[4],提高学生的兴趣。开拓学生的创新思维。譬如,教师用光学变色油墨的具体应用为例,将随身携带壹佰元人民币拿出来让学生观察纸币正面左下角的数字100,让学生用不同的视角去观察该数字的颜色变化,学生会发现正面看时颜色为绿色,但倾斜一定角度就会发现颜色变为紫色,让学生领悟到科技创新是对基本原理深入理解与巧妙应用。这样对开启学生的创新能力的天窗十分有用,激励之余再要求学生深入查找光变色油墨的原理,让学生更详细地理解这一原理的应用,养成学生刻苦务实的钻研精神,磨炼学生创新能力的心智。
大学物理实验不仅可以让学生受到严格的、系统的实验技能训练,掌握具体的实验技能和方法,而且可以培养学生发现问题―分析问题―解决问题的具体实际应用能力,培养学生的科学技术发展相适应的创新能力。
在物理学看来,能量从一种形式转换成另外一种形式时它的总能并没有发生变化,其中所蕴含的能量既不会增加也不会减少,既不会自行产生也不会凭空消失。这就是热力学第一定律的基本思想———能量守恒定律,但是这一定律只规定了能量的数量关系,并没有涉及到能量的转换过程。热力学第二定律———能量不能自发地从低温物体转移到高温物体,就解释了能量转换的基本方向。热力学第二定律表明,只会做功而不消耗能量的永动机是永远不可能制成的,孤立系统中实际发生的过程必然会导致其中的熵不断增加,它永远没有减少的可能。最早提出热力学第二定律的学者是麦克斯韦,后期有许多学者试图证明这一理论的错误性,但终究还是没有成功,直到1951年法国物理学家布里渊将信息论与统计物理联合起来进行研究,才证实了麦克斯韦的这一假设。这一假设中的事物交换与信息交换存在本质的区别,在事物交换中不可能出现两者共同拥有的情况,一方的增加势必导致另一方的减少,但是信息交换则不同,它不必遵循热力学定律。
可以说信息替代能源是建筑节能的基础,从布里渊的研究可以看出,信息的传递不遵循热力学定律,可以利用这一规律在热力学允许的范围内做许多事情,例如通过技术手段降低孤立系统中熵的增长速率,在生产消费过程中用信息替代能源。能源是有限的,但是信息资源却是取之不尽用之不竭的,当前社会面临的问题是社会发展导致能源在不断减少,能源消耗造成的环境污染问题也在不断增加,而环境污染反过来又会严重阻碍社会的发展,如果一直纠结于物质系统,很难找出解决矛盾的方法,而用信息资源代替物质能源就难很好地解决这一问题。
日常生活中有许多利用信息来降低能耗的实例:出行前预先在地图上标明线路,既能节省时间又可以降低汽车的能耗;在房间安装温控设施,随时了解房间的温度可以降低取暖能耗;新信息技术应用于机械设备中可以提高机械设备的工作效率,降低设备的能耗。信息的使用能够有效降低能耗,同时信息在建筑节能方面也有着十分重要的意义,当前我国引起我国建筑界普遍关注的高层建筑节能问题,就是因为对建筑节能信息了解的缺乏,才导致了设计不合理现象频繁出现,忽视信息的建筑工程必然会对整个建筑造成极坏的影响。
物理学知识在建筑节能中的运用。
(一)以物理手段实现太阳光照明。
经医学专家研究证明,太阳光可以降低诸如忧郁症、慢性疲劳综合征之类疾病产生的几率,采用物理方法将太阳光引进室内不仅可以增加晒太阳的机会,更有利于人的身体健康。在没有机会到户外享受阳光的时候,采用导光管装置就能将阳光引入室内,它主要是通过物理学中的反射原理传递光线,但是光线的每一次传递都会造成能量的损失,这种导光管装置不适合长距离的光线传递。物理学家爱德曼兹发明了一种神奇的装置,这个装置的主体是一个塑料控板,控板上安装了许多由激光切割而成的镜片,这些镜片按照一定的规律进行排列,当太阳光照射到塑料控板上时亮度便会增强,然后传递到每一个角落。许多科学家开始将研究的重点放在彩色荧光塑料上,他们试图采用荧光塑料来采集阳光,这项研究的原理是:白色是由红、绿、蓝三个颜色组合而成,科学家们尝试将由这三种颜色的塑料收集到的阳光进行重新组合,然后就形成了人类生活中所需要的白色太阳光。通过这种物理手段形成的太阳光所发出的亮度相当于两个75瓦灯泡所发出的亮度。
(二)利用太阳能取暖。
要利用太阳能进行取暖就必须选用热阻和吸热系数较大的材料,热阻是指材阻挡能量进行传递的能力,吸热系数是指物体本身吸取热量的能力。在传统热学工艺中这种方式较为常见,为了满足工艺需求一般使用热阻与吸热系数较高的材料,在减缓热量传递的同时最大限度地吸收热量。太阳能是取之不尽用之不竭的,充分利用太阳能不仅有利于节能,更有利于降低环境污染,建筑选址最好是选择阳光充足的地方,有利于阳光的接受。建筑中的玻璃选用热阻与吸热系数较大的材料能够有效地进行能量储存,这些材料在白天吸收大量的热量,然后使用储热墙或者其他储热工具将热量储存起来,在夜间温度降低时这些储热工具便可释放出热量,增加室内温度。对于冬冷夏热地区的建筑,要组织调温,窗外应当设有可以操控的遮阳设备,夏日温度较高时这些遮阳设备可以阻挡高角度阳光的照射,冬季温度较高时这些遮阳设备又可以将低角度阳光引进室内;也可以在遮阳装置中安装双层玻璃,在冬季档有日照的时候双层玻璃的吸热作用能够提升室内温度,晚上关闭反射膜或者百叶窗,能够有效的组织热量的散失,起到保温节能的作用。
(三)纳米技术在建筑材料中的应用。
纳米原本只是一种计量单位,当某种材料的粒径小于100nm时,它便可以称作是纳米材料。纳米技术是上世纪八十年代兴起的新兴技术,制作具有小粒径材料的技术就是所谓的纳米技术,纳米科学是原子物理、量子物理等多种学科的聚集点,纳米材料具有体积尺寸小的特性,从而就成就了它不同于一般材料的特质,如纳米材料具有表面效应、体积效应、宏观量子隧道效应等特殊性质。纳米技术在混凝土生产中的应用能够有效地提高混凝土的强度,通过对碱骨反应的抑制能够有效地提高混凝土材料的耐久性。由于纳米材料具有量子尺寸、光催化效应等性质,因此采用纳米技术制作而成的混凝土具有分解有毒物质、净化空气的功效。纳米材料的其它功能能够制成不同功能的混凝土材料,如能够进行智能报警与自我修复的纳米材料。纳米材料的特殊性能能够使材料的刚度、强度、韧度等发生变化,利用这些特殊的性能就可以生产出各种不同的材料,如弹性水泥、延性水泥,抗菌陶瓷、保温隔热玻璃、抗菌塑料等具有高性能的材料,这些材料不仅能够提高建筑物的使用性能,更能降低建筑物的能耗,有效的降低因能源消耗而造成的环境污染。
(四)毛细现象在建筑设计中的应用。
当液体接触到具有细微裂缝的物体或者具有较小管径的细管时,就会沿着裂缝与细管上升或下降,这种现象就被称作是毛细现象。毛细现象是由于分子间相互作用而产生的结果,纸张吸水、地下水沿着细缝上升等都属于毛细现象,这种现象在建筑中的应用能够解决许多难题。例如在装有空调的室内,无论是夏天的冷风还是冬天的热风都会使人感觉不舒适,这主要是由于空调吹出的“风”会带走人体的水分,从而引发脱水等“空调病”,而新型建筑中的温控装置则用水这一传热载体取代了传统建筑中的空气,这种新型技术能够有效的降低人体的不适感。这一技术正是使用了毛细现象的原理,建筑物的天花板上布满了网栅,它是由一根根细小的毛细管组成,这些毛细管纵横交错形成一张网,毛细管中流通着水,冬季温度较低时发电所产生的余热使管中的热水不断流动,热水的流动使室内温度上升,发电所产生的余热又使管中的冷水不断流动,从而降低室内温度。采用毛细现象制成的制冷系统大大优于传统的制冷模式,不仅能够降低能耗,更能降低身体的不舒适感。
(五)太阳墙技术的应用。
太阳墙技术的应用实际上是太阳能技术应用的一个范畴,太阳能可再生、环保、便宜等特性一直是能源研究专家观众的焦点,人们不断开发探索新的途径来实现对太阳能的利用。采用太阳墙空气集热器可以回收墙体的散热,解决新风的预热问题,在增强室内空气供给量的同时能够有效的节省能源。制作太阳墙主要采用镀锌钢薄板或铝制薄板,这些薄板外拥有许多褶皱和小孔,薄板的表面颜色较深,这些板材一般安装在距离建筑外墙20厘米的地方,并和建筑物顶部的遮雨板连接在一起形成太阳墙即热系统一个组成部分,另外一个部分由室内风机与管道组成,这两大部分就构成太阳集热系统的整体。其中薄板上的褶皱主要是用来增加板材的强度,褶皱可以根据需要的不同而设计不同的形状,板材上孔洞的数量以及分布规律则是根据实际需求确定,这主要要考虑到建筑物的功能、特点、所处地理位置、阳光充足程度等。冬季,空气通过板材上的孔洞进入集热墙,空气在流动的过程中汲取板材上吸收的热量,随后空腔的温度上升,空气就受到气压的作用进入沿着管道进入各个房间,为房间供暖;在夜间可以用风扇将由室内散失到空腔中的热空气重新扇回室内,这样既能为房间供暖,又能够为房间不断输入新鲜空气。在夏季则停止风扇的运作,室外的热空气从孔洞中进入空腔,然后又沿着空腔上端和周围的空隙流出,空气源源不断的在空腔内流动,不仅带走了室内的热量,也阻挡了热量进入室内。
物理学知识在世博馆建设中的应用。
随着传统能源的日益枯竭,环境的日益恶化,人们将更多的目光集中到节能型建筑上,中国第41届上海世博会上低碳节能型场馆成为了全世界瞩目的焦点,其场馆建设中许多技术与知识都和物理学息息相关。
(一)马德里竹屋和空气生态树。
从名称上就可以知道马德里竹屋建筑材料同其它场馆的不同之处,其外墙用一层厚厚的竹窗进行覆盖,竹窗由纵横交织的竹子编制,在空气清新的早晨将竹窗打开既可以更新室内的空气又能降低温度,在中午将竹窗关上能够抵挡热量的进入但又不会闭塞阻挡室内的空气流通,竹子由于其空心的特质能够起到很好的隔热与保温效果。空气生态树整体是由钢铁构建而成,其外观为十边形,整个场馆的直径为12米,空气生态树内部安装有可以自动开合的百叶窗与直径为7米的大型“引风机”,建筑物顶端安装有太阳能电池板,整个建筑可以实现能源自给,不必消耗额外的能源。生态树外围用黑色遮阳网遮挡阳光,虽然白色遮阳网能有有效地反射太阳光,但由于遮阳网表面不平整,太阳光在其表面会形成漫反射,白色遮阳网不利于散热,而黑色遮阳网则能吸收太阳光,同时遮阳网的结构又能有效阻挡热量的扩散。
(二)伦敦零碳馆。
伦敦零碳馆最为特别的就是安装在建筑物顶端的可以自由转动的风帽,由于夏天上海的温度较高,空气很难进入室内,风帽的自由转动就能将室外的新鲜空气引入场馆中。另外工作人员将黄浦江底层的`水通过管道引入场馆下方,底层的江水温度较低,用于对空气降温再好不过,由风帽采集而来的新鲜空气经过江水的降温后就被输入场馆中。热空气中的水蒸气较多,会使人感到沉闷,经过江水冷却后空气中的部分水蒸气会液化,空气湿度相对较低。零碳馆还采用了许多技术用于节能减排:屋顶铺设的太阳能电池与热水器能够有效的将太阳能转化成热能,供给室内的能量需求;场馆玻璃上安装的太阳能电池不仅能够增加室内的光亮度,又能为室内提供必要的电能;场馆外墙上涂有荧光材料,白天墙壁能够吸收太阳能并将其储存起来,到了夜间就能发出光亮用于照明。这些节能技术基本上都是建立在物理学的基础上,诸如太阳能电池、荧光涂料等能够有效降低场馆的能源消耗。
(三)汉堡之家馆。
汉堡之家馆外形就如同是四个打开的抽屉,这个场馆的神奇之处就在于它能够不消耗任何的能源而使场馆的温度永远维持在25℃左右。汉堡之家之所以具备如此生气的功能主要就在于其建筑中使用热传递与新能源。汉堡馆的朝向同一般建筑物有很大区别,它的整体设计是坐北朝南。设计师为了扩大北面墙体的面积,将北边一大部分墙体向抽屉一样向外延伸,而南向则采用了百叶窗与遮阳网的设计,这样的设计既能保证场馆内的光亮程度,又能有效地避免阳光直射,减少场馆的受热面积。汉堡馆的墙体有三层结构组成,其中设有很好的保温层,能够有效地阻挡室外的热量进入场馆内部;汉堡馆的每一块玻璃都是双层结构,其中充满了惰性气体,不仅能够进行保温,同时还能有效地隔绝室外噪音;汉堡馆只要能量来源就是太阳能和地热,地热所采用的就是地下水冬暖夏凉的原理,冬季温暖的地下水能够给场馆供暖,夏季凉爽的地下水又能降低室内温度,而其中地下水的抽取与输送则完全有场馆顶部的太阳能电池提供。汉堡馆拥有完整的能源系统,完全不需要额外供电。
(四)新加坡馆。
新加坡馆最为显著的特征就是场馆表面拥有许多开缝,这些开缝朝着不同方向延伸,场馆顶端一个横向的360度的大口子特别显眼。新加坡馆整体向内倾斜,下方的阴影带中不仅设有水池还有绿色植被,风从场馆上方的大口子吹入场馆内部,场馆顶端的空气流通速度同场馆内部形成极大的反差,由物理学知识可以知道空气流动迅速的地方具有较大的压强,这样场馆内部的热空气就从顶端的口子流向室外,而场馆外部的空气则经过阴影带流入场馆;空气流经阴影带时会使得阴影带中水分蒸发,变成水蒸气,而水分蒸发需要吸收热量,场馆内部的热量就这样被阴影带降低,所以场馆内部即使没有开设空调也可以很凉爽。
总结。
在中国的能源消耗排行榜中,建筑耗能位居榜首,而且随着经济发展的加剧,能源的消耗与日俱增,我国每年建成的房屋总共有16-20亿平方米,超过了所有发达国家年建筑面积的综合,这些建筑物95%以上属于高能耗建筑,且建筑单位面积的能耗差不多是发达国家能耗的三倍。在这种形式下,相关部门迫切需要采取必要手段降低建筑物的能耗,以低能耗作为建筑设计的核心思想。建筑与物理学有着密不可分的关系,建筑学的理论与思想基本上都来源于物理学知识,物理科学在环保建筑中的应用能够有效的降低能耗,20中国世博会的成功也证明了这一点,世博会建筑的核心思想就是低碳、低能耗,而物理知识的应用恰恰就帮助其实现了这一目标,相信物理技术在今后势必会更多的应用与建筑节能,为社会的可持续发展做出巨大贡献。
科技创新是经济发展的源动力,科技创新离不开高素质创新人才。通过从大学的概念、大学的任务、大学生、大学教师以及苏格拉底式教育五个方面,对德国哲学家雅斯贝尔斯的大学理念进行解读。探讨了大学作为创新人才的培养基地,应如何打造有利于人才成长的环境。
科技创新雅斯贝尔斯大学精神。
雅斯贝尔斯是德国“存在主义”的哲学家大师。他的思想领域涉及广泛、内容充沛丰富。其著作《大学之理念》和《什么是教育》,从他的存在主义哲学基础“生存、自由、超越”出发,深入和详尽地论述了他对大学教育的独特理解,为人们理解和认识大学教育的问题展现了一个极为宽阔的前景,引导人们去追溯大学教育意义的本真。
大学精神是科学精神和人文精神的统一。
对于大学的概念,几个世纪以来不同的哲学流派都有不同的观点。十九世纪英国教育家纽曼在《大学的理想》中说:“大学是我们重温苏格拉底的智慧与但丁的风采的地方,是一个培养性格知识完美的绅士的地方。”德国柏林洪堡大学创始者认为:“大学是发现创造现代科学、探索人类未知领域的地方。”英国人亨利约翰的观点:“大学是一个聚集了热情的年轻人,对世界进行讨论的地方。”二十世纪初美国人佛莱斯纳在他的《大学》一书中说:“大学是一个有机体,是社会的表征,是批判地把持一些永久性的观念的地方。”凡此种种都体现出大学对社会发展的重要意义。
二十世纪中期,雅斯贝尔斯也提出了他的大学观念:“大学是一种学校,但是一种特殊的学校。学生在大学里不仅要学习知识,而且要从教师的教诲中学习研究事物的态度,培养影响其一生的科学思维方式。大学生要具有自我负责的观念,并带有批判精神从事学习,因而拥有学习的自由;而大学教师则是以传播科学真理为己任,因此他们有教学的自由。”
大学存在的理由正是在于,它联合了一代代的文化精英共同对学问进行富有想象力的研究,同时大学也富有想象力地传递着知识,以保持知识的更新和对现实生活的联系。这是大学对社会应履行的职责,一所大学若不能做到这一点,它就没有存在下去的理由。
大学在今天而言是一个提供理想主义精神的场所,它可以表现在:一是对于伟大的文明传统的继承;二是对于未知领域的探索研究;三是对于个人品质的完善。这种理想使得大学成为激动人心的场所,让年轻自由的灵魂在伟大的领域游荡。正如纽曼所说:“大学不是诗人的生地,但一所大学如果不能激起年轻人的一些诗心的回荡,一些对人类问题的思索,那么,这所大学之缺少感染力是无可置疑的。”
为社会输送全面人才,为经济建设服务,是大学的责任。
在《什么是教育》一书中,雅斯贝尔斯写到:“大学有四项任务:第一是研究、教学和专业知识课程;第二是教育与培养;第三是生命的精神交往;第四是学术。”大学生应当为了获得精神的自由发展,经受各种挫折和克服各种困难,在广阔的学术环境中,靠着自身的努力学习找到发展自己的道路。但是大多数情况下,大部分学生会不知所措,因为在中学时代教师可以耳提面命,现在拥有了自主性反而什么东西也学不到。毫无疑问,我们不得不接受这样的事实,过多的教学方法、学习计划和辅导都违反了大学的精神。有人说,大学应该传授的东西,是让他们具有顺利通过考试的技巧和知识,这个说法对中学或许适用,但对大学生来说却是祸害无穷。
大学生应具备求真务实和勇敢探索的`科学精神。
大学教育的目的是从意志力极强、而且具备足够条件的人中挑选出一些人,来接受更高层次的教育。实际上来报考大学的高中毕业生,只是具有一定知识的普通人,因此,挑选人才的工作要由大学自己来完成。选择的标准是:具有追求真理的意愿,并具备为之可以做出任何牺牲的精神,同时对精神世界也具有孜孜不倦追求的愿望。但这些品质无法事先在高中毕业生身上鉴别出来。只有极少数人具有这种天分,他们分散在各阶层之中无法估计,按照大学的理想,这种天分可以间接通过鼓励和引导得出。
精神贵族与物质贵族不同,每一个有天赋进入大学学习的年轻人,都可以通过读书成为全国民众中的精神贵族。精神贵族来自社会各阶层之中,其本质特征是才华横溢、品德高尚、永不衰竭的个体精神,因此精神贵族为数很少,而普通人则在对精神贵族的憧憬中看到自身的价值。
雅斯贝尔斯认为:“大学生应是能把握自己命运、独立自主的人,他们已经成熟,不再需要教师的引导,因为他们能把自己的生活掌握在手中。”“大学生是在交往中成长,但仍保持其个性,他们不是普通人,而是敢拿自己来冒险的个人。这种冒险既是现实的,又充满想像力。同时,这也是一种精神层次上的升华,“每一个人都可以在冒险中感受到成为伟人的召唤。”
青年学生感到生活是严峻的,这是因为对他来说,现在比将来更具有决定性的意义,他还具有可塑性和发展的可能性。他已清楚地意识到要成为完整的人全在于自身的不懈努力和不断超越,并取决于日常的指向、生命的每一瞬间和来自灵魂的每一个冲动。
大学教师要有学术追求、道德理想和文化自觉意识。
雅斯贝尔斯对于大学培养精神贵族的观念,也反映在大学教师的职责要求上,在《什么是教育》中他写到:“大学教师首先应是研究者。他们所面对的不再是小学生,而是独立、成熟和精神已经有所追求的年轻人,大学教师要以身作则,指导学生,让他们学习刻苦钻研的精神。如果想把大学教师当作教书匠来用,那就错了。”
大学教学的原则是注重培养学生的创造精神,因此,课堂上的授课和练习都要采取一定的策略,不能让学生轻易追上,但又让他们感觉到其中的吸引力,因而加倍努力迎头赶上。这种方式胜过把教材解释得一清二楚的教书匠做法。
现在的大学注重整体的教育,忽视对天才的教育。艾尔文罗德有句话说:“一百个学生当中有九十九个听不懂讲课的内容,而第一百个人则不需要教师。”因此,我们要注重需要学习的极少数人,而不必降低要求照顾一般学生。讲课所要顾虑的,并不是中等能力的学生,而是具有冲动和理想,同时也需要被教诲的人。
当今社会是一个学习型社会,提倡终身学习,作为大学教师更应该如此。在象牙塔中的大学教师,要想发挥好教书育人的职责,不仅要敬畏知识,而且要发扬创新精神和批判精神,不断地更新知识。
教师和学生处于平等地位――苏格拉底式教育。
雅斯贝尔斯建立在其存在主义的理论基础上的关于教育方式的观点认为:“从教育本身而言,教育可分为三种基本类型:经院式教育、师徒式教育、苏格拉底式教育。三者的共同点是都需要学生对绝对真理和寻求真理的引路人――教师怀有敬畏心。三者的不同点在于经院式的教育要求人们,把自己的思想归属于一个可以栖身其中的观念体系,而泯灭自己鲜活的个性,即对教育制度的敬畏;师徒式教育的中心是教师,教师是知识和权威的象征,学生只能被动地依从于教师,而放弃对自我的负责,学生敬畏的是师傅个人;在苏格拉底教育中,学生的敬畏心情则表现在对精神的无限探求上。在这探求过程中,每个学生都要勇敢地承担起超越自身存在的责任,而不是把责任推给教师。”
雅斯贝尔斯非常推崇苏格拉底的教育思想,认为这种教育适合于“全人”的培养。他积极倡导这种形式的教育。他关于苏格拉底式教育的论述可归纳为四点:一、在教育过程中,师生是平等的参与者,不存在权威与中心;二、师生双方都要进行自由地思索,善意地对话和论争,无屈从与依附的现象;三、教师不靠强制性地灌输,而以反讽的形式,使学生认识到自身的不足,进而唤醒其内部潜在的自动力量,使他们“在探索中寻求自我永无止境的过程”,这种教育不是传递真理性的知识,而是探索、发现真理,“不是知者随便带动无者,而是使师生共同寻求真理”;四、对学生而言,由于这种教育是靠自己的努力逐步认识真理、探索道德,他们所受的教育就不是单单地增加知识,更重要的是学生整体精神得到成长。
按照苏格拉底式大学的理想,没有权威的平等关系也应存在于教授和学生之间,但是和这种关系并存的是彼此间严格的互相要求。在这里到处都存在着自我选择、自我证明的精神贵族。
结语。
大学教育本质上是苏格拉底式教育,大学生在学校自由气氛中,通过个人的自我教育可以获得内在的自由,这是大学教育的优越之处。大学教育是通过参与大学的精神生活,培养学生深具内涵的自由。因此,大学的第一个原则是研究和教学的统一,第二个原则是教育与培养过程的统一,研究和学习专业知识不但可以增长智能,而且可以激发学生对整体的意识,以及发展科学研究的态度。
周围的世界总是不断变化,但是自由地追求真理,坚守自己的精神家园,这是大学教育应该教会我们的,这也是我们的教育应当始终坚持着的本真,它应当将一代代人带入人类优秀文化精神之中,让他们在其中生活、交往和工作,并始终保持对真理的虔诚与热情,否则所有的教育都会变得毫无意义。
摘要:近些年来,光学在科学与技术应用中的不断发展,迫切需要培养适合当前社会发展需求的光学专业人才。文章分别从光学教学内容、教学方法及考核方式等方面提出了一些改革的方法和措施,注重提高学生学习的兴趣和探索的欲望,培养学生分析和解决问题的能力,取得了良好的教学效果。
关键词:光学;教学;改革。
光学课程是物理学专业最重要的基础课程之一,同时也是现代科学技术迅速发展、崛起的重要支柱。以激光为基础的现代光学的知识,已经渗透到日常生活中的众多领域,在工业、农业、交通、能源、医药、信息等领域发挥着越来越重要的作用。光学作为基础性学科具有很强的学术性,同时,光学课程的知识覆盖面广,应用性和可操作性也较强,它能够较好地锻炼学生的思维能力及理论与实际相结合的能力。而在传统的光学课程教学中,存在着重理论轻实践,理论与实际相脱离,缺乏创新,无法适应社会及专业领域的需求等问题。如何培养不仅具有扎实理论基础,还具备较强工程应用能力的光学类技术人才,是我们教学改革研究的重点问题。
1光学课程教学现状。
光学课程教学大纲计划68学时,教材内容分为干涉、衍射、几何光学、光学仪器、偏振及现代光学部分[1-3],内容繁多,教学任务较重。因此,光学一直是一门教师难教、学生难学的课程。在教学过程中,通常更加强调基础知识的理论性,而对知识的应用性和工程性关注偏少,理论联系实际显得不足,教学中不自觉地存在“重理论和基础,轻工程和应用”的倾向,淡化了光学类课程本身拥有的强烈应用和工程背景特性。另外,学生在大学阶段参与实习实践、接触实际工程问题和公司企业的机会偏少,教学与光学元器件的工程设计及公司企业的要求联系还不够,存在明显脱节现象。目前教学中教师的主导地位强,而学生的主体地位偏弱;第一课堂强,第二课堂弱;体现学生结合课本知识在“做中学”并培养自身实践精神、工程意识和创新能力的活动空间不够。
2光学课程改革的思考。
光学课程有其自身的特点,与力学、热学等学科之间的联系不太紧密,自身的知识体系比较繁杂。在具体的教学改革与实践中,主要从教学内容、教学方法、考核方式等几个方面着手。
2.1教学内容。
在教学内容上,首先要优选教材,认真制订教学计划。教学中,既要注重讲解光学课程中最基本的概念、理论,夯实学生的基础知识,提高学生的理论水平,又要加强现代光学基础的教学,增加一些现代光学的前沿知识,了解光学发展的最新动态,引导学生不断拓宽视野,激发学生的创新意识和科学探索精神,培养学生的`科学素养。例如,在讲解几何光学及光学仪器知识时,可以介绍海市蜃楼、扫描隧道显微镜。在讲解光的干涉时,可以介绍相干探测技术、全息照相、光学薄膜等。在讲解偏振现象时,可以介绍3d电影及偏振雷达探测技术等。让学生体会光学知识在日常生活中应用、发展及科学前景。另外,针对相关科学前沿知识,开展一些专题讲座,让同学们更深入地理解光学科技的发展,同时强化了基础知识的学习。或让学生课外查阅相关文献,提高学生学习兴趣,激发学生探索欲望。积极搜集光学在日常生活中应用的实例,引导学生运用已学相关理论知识,解释日常生活中的光学现象,真正实现从生活走向物理,从物理走向社会。
2.2教学方法。
在教学方法上,要注重重点、难点的理解和掌握,注重分析思路和处理问题的方法。积极引导学生理论联系实际,提高学生运用理论知识解决实际问题的能力。为了能够在有限学时内,尽可能多地讲解现代光学的内容,可以在课前布置相关的预习作业,既能节约课堂基础教学的时间,又能锻炼同学们的自学能力。在教学中,要求学生上课主动提问,培养学生自学及发现、解决问题的能力[4]。教学中针对相关课题让学生参与讨论,在讨论的过程中更透彻理解相关理论,并了解其应用,变被动学习为主动探索。在传统的理论教学基础上,尽可能多地增加实践教学的环节,改变教学观念,以任务为驱动,明确从理论到实践的具体操作过程,培养学生工程实践的能力[5]。实践教学中要求学生进行文献调研、撰写小论文及动手制作相关光学仪器,解决一定难度的实际问题、培养自身创新精神、科研意识和综合能力与素质。例如,我们在教学中将学生分组,动手制作简单光学器件,如望远镜、放大镜等,有效地激发了学生的学习兴趣、动手能力及团队合作的精神。科学技术的不断进步,使得教学方法的多样性成为可能。在教学中,针对光学课程本身的广泛应用性和工程背景,可以有针对性地介绍一两种国内外优秀光学设计软件,如zemax、oslo等。其中zemax可进行光学组件设计与照明系统的照度分析,也可建立反射、折射、绕射等光学模型。该软件还具备对光学系统进行设计、优化、分析的功能。在光学课程第三章几何光学部分,学完基础知识后,给出一些利用设计软件进行相关光学课程中涉及的光学元器件和系统设计的典型实例,如望远镜系统设计、8倍观察镜系统设计等。同时试着让同学们分组利用该软件进行相关光学设计,从而既提高学生的学习兴趣,又有效地培养学生的工程设计能力和综合应用知识的实践能力。由于在光学课程的教学过程中,有些光学现象在日常生活中比较难于观察[6],比如干涉、衍射的现象,很多感性材料只能从课本图片中获得,比如干涉条纹、衍射条纹等。为了能够使得同学们获得较多的感性材料,我们在教学过程中,利用一些计算软件,例如matlab,将干涉、衍射现象通过程序模拟展示出来,这样既给同学们提供了清晰的感性材料、直观的物理图像,也通过程序中相关参数的调节,让同学们更加深入地理解光学知识中的相关规律。图1为利用matlab软件编写的分振幅干涉中牛顿环的干涉图像,图2为氢原子光栅光谱图。物理是以实验为基础的科学。在教学过程中,改变理论与实验分开进行的现状,从教师指导演示实验,转变为学生在实验室自主实验。设置相关开放性实验课题,让学生分成实验小组,将学生自己的设计思想和实验内容相结合,鼓励学生自主创新,使课堂成为师生互动的场所。这样,即有利于将枯燥、抽象的理论生动化、具体化,又有助于对基础理论的深入理解及应用,充分调动学生学习的主动性和热情,提高了教学效果。实验室也在不断完善,力争提供更好的资源,取得更好的教学效果。
2.3考核方式。
教学考核中,摈弃一次考试决定最终成绩的做法,将平时课堂表现和论文及动手制作部分纳入最后成绩测评,关注学生学习过程而非单一的最后考试结果。充分利用学院网络资源,建立网上习题库,建立有特色的个人主页,并通过此与学生进行定期的网上交流及作业的布置和批改。网上交流的方式可以更有效地与学生沟通,实时解决学生提出的相关问题,提高了学生学习的效率。
3结语。
伴随着科技的快速进步,物理教学的手段也正在不断更新。如何培养适应新时代发展的光学专业人才,是我们教学改革的目标和方向。通过以上教学改革的探讨和在实际教学过程中的运用,使得教学活动充满了活力,极大地调动了学生学习的兴趣和探索的欲望,培养了学生自己动手实践的能力及团队合作的精神,大大提高了教学效果。
参考文献。
[1]姚启钧.光学教程[m].北京:高等教育出版社,1993.
[2]赵凯华.新概念物理教程:光学[m].北京:高等教育出版社,.
[3]郭光灿,吴强.光学[m].合肥:中国科技大学出版社,.
摘要:对经典力学范围内现行的惯性观提出了不同的看法,认为对于惯性要区分:个别研究对象的性质与存在的性质;保持某种状态的性质与改变某种状态的性质;物理学规律的动力学特性与审美性。
关键词:惯性;存在;时间;空间。
惯性是经典力学中的一个基本概念,同时它又是人们日常生活中的一个基础性观念,并且惯性问题也是经常被物理学界讨论的一个话题(1)。可是,尽管经典力学经过了漫长的发展时期,大部分的物理教师在此问题上还存在着很多的混乱性(2),本文试从几个方面对惯性进行了讨论,望引起大家的共识。
一、惯性的意义。
大家知道,惯性是物体保持静止状态或匀速直线运动状态的性质(3)。一个物体,只要不受外力作用,原来静止的就会一直静止下去,而原来运动的则会一直作匀速直线运动。这里的问题在于:惯性是否是物体的性质?依据牛顿第一运动定律,任何物体均具有惯性。因而,看来惯性不是被研究物体的性质,因为这一性质是一切物体所具有的,也就是说它与物体的个别特征无关。因而,惯性只能是存在的一个特征,是被研究对象周围的环境在此对象上的表现。换一句话说,它是存在于物体周围的一种条件,一种约束。
二十世纪初,德国数学家诺特尔(4)证明了:空间平移对称性导致动量守恒、空间转动对称性导致角动量守恒、而时间均匀性导致能量守恒。事实上,物体的惯性是时间均匀性与空间对称性的必然结果。因而它与个别的特殊研究对象无关。惯性不是个别存在物的性质,个别存在物只是惯性的显现者,惯性的本质与个别存在物的特性无关。从而我们就不能用反映个别存在物性质的量(例如质量)来测度惯性。因为惯性作为存在的一种显现,并无大小可言,它只是存在之状态的表达。
二、惯性与物体运动状态变化的难易程度无关。
通常认为质量是物体惯性大小的量度是据于这样的理由:质量大的物体在相同的力作用下其运动状态不容易改变。这是由牛顿第二定律所得到的基本结论。而事实上物体运动状态是否变化,物体运动状态的变化是难还是容易是与惯性无关的。惯性所揭示出的物体之性质不在于其使(或抗拒)物体运动状态的改变或代表改变的难易程度的能力,而在于它的保持某种特定状态(静止或匀速直线运动)的本领:在最相似的物之间,错觉说着最巧妙的谎;最小的罅隙是最难度(5)。因而惯性与物体的质量无关。倘若惯性与物体的质量有关的话,则我们也可以说力与惯性也有关系。因为对于相同质量的物体而言,力越小其运动状态就越难改变。因而,也即力越小物体的惯性越大。事实上,在惯性概念发展的最初时期,牛顿就将惯性与力进行等价的思考,当然现在大家知道牛顿的把惯性等同于力的思想是错的了。如果要说质量与惯性确有联系的话,作者以为也只能从这样的一个视角来看:惯性是由其表现物体周围存在着的与时空有关的天体质量分布情况决定着的性质。这是因为,根据广义相对论,空间的性质是由天体质量的分布所决定的。至于时间,自从奥古斯丁(6)提出“什么是时间?”以来,人们还没有认清它的真面目,也因而从更深的层次上而言,人们只认识到什么是惯性而还没有搞清惯性是什么。
惯性不是一种由个别物体自身所具备的原因(诚然,所有物体均会表现出惯性),它不是我们的一种吃力的、需要支撑的、痛苦感的反映,事实上,它是存在之美感的绽开。因而“惯性是物体对任何改变其运动状态的外来作用的阻抗的性质”(7)这样一种说法就是不当的。因为这一注释还是从对牛顿第二定律的基本分析而来的,在这一注释中已经隐藏了牛顿第二定律及对惯性与物体质量等价的认同感。其实,惯性是一种令人十分安全的、舒适的、和谐的存在之性质,它使物体的存在行为非常简单,而人们也往往由于常见到这种存在的简单性而忽视了它的深层含义。静止的永远静止,运动的永远作匀速直线运动,惯性就是将存在如此单调而重复地显现在人们眼前。凡是背离了这两种物体的存在情况而用惯性去解释其存在原因的,作者以为均属一种不当的诡辩行为。可是这种诡辩行为不仅麻木了人的脑神经而且充斥着各种各样的教科书(8),我们来看一些下面的例子。
例1.惯性也有不利的一面,高速行驶的车辆因惯性而不能及时制动常造成交通事故。所以,在城市的市区,对机动车的车速都有一定的限制,以利于行车安全。(9)。
在这里,不能及时制动是由于惯性还是由于制动力不够大?略作思考,读者就可判断出是由于后者。将惯性看成一种破坏力是十分荒唐的。而发生交通事故的真正原因是,由于车辆质量较大,而相应的制动力在如此质量的物体上所产生的加速度很小,不能使车辆很快地减速,从而在短时间内停下来。倘若对于质量较大的车辆来说制动力也允许更大,那么作者认为还是可以在一定的时间内制动车辆的。
并且,这个例子中的“高速行驶的车辆”及“对机动车的车速都有一定的限制”的字句很容易使学生认为惯性和物体的运动速度有关。这对于初学者来说是一个很大的误导。
例2.把斧柄的一端在水泥地面上撞击几下,斧头就牢牢地套在斧柄上了,这是什么缘故呢?(10)。
通常标准答案是这样的:开始斧头和斧柄同时向下运动,当斧柄遇到障碍物时突然停止,而斧头由于惯性保持原来的运动状态,这样斧头就牢牢地套在斧柄上了。
事实上,斧头在斧柄上套牢是由于斧头克服了阻力相对于斧柄运动了一段位移,而惯性不是克服某种阻力使斧头运动的原因。在此问题中的一个效果是斧头相对于斧柄产生了某种(克服一定力的)运动,因而我们必须以斧柄为参照系来考察此种运动的实质。当以斧柄为参照时,实际上斧柄在撞击的过程中是一个非惯性系,它相对于惯性系有一个向上的加速度。因而斧头在此参照系中必受到一个向下的“惯性力”,正是此力与斧头的重力克服了斧头与斧柄之间的弹力与摩擦阻力使斧头相对于斧柄前进了一段位移,从而使斧头在斧柄上套牢。如果一定要以地面为参照系来看斧头在斧柄上套牢的问题,那么可以这样认为:虽然斧头在斧柄上向下套牢的过程中没有受到除重力以外的向下的另外力,但相对于地面而言斧头具有一定的动能和重力势能,正是这个能量克服了阻力作功从而转化为内能。所以从效果上看,一是斧头相对于斧柄向下移动了一段位移,二是斧头与斧柄的接触面上在发热。
如果仅从动力学的角度来看,斧头在斧柄上套得牢不牢是由其受到的作用力大小与作用时间(或所通过的位移)所共同决定的,也就是说它和斧头相对于斧柄的动能或动量变化有关。斧柄在“水泥地面”上“撞击”这两个条件只是使斧柄产生了相对于水泥地面的较大的动量变化率,从而也使斧头具有了相对于斧柄的惯性力。但是,虽然这个惯性力构成了斧头套牢在斧柄上的直接原因,可严格地说,斧头在斧柄上套得牢不牢的原因还和斧头的重力及斧柄的弹性和斧头与斧柄的摩擦力大小均有关系。并且斧头在斧柄上套得牢不牢和作用时间也大有关系,因而,撞击“几下”也是一个非常重要的条件。
例3.小车上竖直放置一个木块,让木块随小车沿着桌面向右运动,当小车被档板制动时,车上的木块向右倾倒。这是怎么回事呢?(11)。
教科书上的答案是这样的:小车突然停止的时候,由于木块和小车之间的摩擦,木块的底部也随着停止,可是木块的上部由于惯性要保持原来的运动状态,所以木块向右倾倒。
事实上,本例中小车上木块的倾倒是由于力矩作用的缘故。若以地面为参照物,小车对木块的摩擦力对木块的重心而言有一个顺时针旋转的力矩,从而木块向右倾倒。若以小车为参照物,小车被档板制动时已是一个非惯性系,作用在木块(重心)上的“惯性力”对木块的底端也产生一个使木块作顺时针旋转的力矩。
需要指出的是,在上述例2和例3中,斧头在斧柄上套牢和木块在小车上倾倒已是一个涉及物体在非惯性系中的动力学的问题。其中例2是非惯性系中的质点动力学问题,而例3则是非惯性系中的刚体动力学问题。可是,在非惯性系中,我们通常意义上所论述的牛顿第一定律已不成立,从而也失去了此两例的代表意义。也就是说,这两个例子不仅是不准确的解释而且是不适当的例子。在涉及惯性的问题上我们必须分别那些是属于惯性现象,而那些则不属于惯性现象——即为动力学现象。牛顿的例子,毫无疑问是正确的(12),但我们许多的物理学工作者却将惯性对事物的解释范围作了相当随意而并不恰当的扩展或扭曲。其实在讲述惯性时,用不着举更新鲜的特别例子,倒是需指出惯性使我们对事物常态的存在方式太熟视无睹了。这里问题的关键在于,惯性不是使物体改变运动状态(使火车制动、使斧头套牢在斧柄上、使小木块倾倒)的原因。严格地说,这些原因和物体的惯性无关,只和力有关,而至于火车制动得及时不及时,斧头套在斧柄上牢不牢,小木块倾倒得快不快,则不仅与力有关,还和物体的质量、形体、初速度有关。但即使如此地与质量和初速有关却也与惯性无关。
惯性,这个我们通常认为是由物体内在因素决定的性质,其实是物体存在方式的一种条件性:“试取汽车为参考系统来研究‘当汽车急剧刹车的时候,车中乘客有向前倾倒的倾向’这个问题,在汽车急剧刹车前,相对于汽车而言,乘客是静止的,在汽车急剧刹车时,乘客突然向前倾,这就是说,以汽车为参考系统,乘客由静止而突然向前倾,并不保持其静止状态,并不表现出惯性”(13)。这个条件就是:物体要表现出惯性,它必须处于惯性参考系中。而“事物的存在顽强地延续维持不变,无论运动是快是慢抑或停止。”(14)也只在惯性系中才成立。在研究物体的运动学与动力学问题时,惯性系总有着特殊的地位。可是,这个特殊地位的存在并不单单是人类抽象理性的功劳,并不是人类贪懒和间集化的一个报应,惯性系的存在有其形而上的基础:自然之美的呈现及人对自然之美呈现体认的同一性。如果没有了存在的时间均匀性与空间对称性,我们选取的相对于地面作匀速直线运动的参考系对研究动力学问题而言也就将成为一个畸形的怪胎。惯性系不仅在计算上向人类提供了联系物体的相互作用与相对运动的便利方式,其更根本的是它使人与存在的关系成为审美性的。惯性定律给我们的启示是:存在是美的。而惯性系则是自然对人的一个馈赠。也因而,我们应当从审美的视角来看待惯性,而不应当将它看成一个恶魔或一件便宜货。
所有的老师都要求学生不要把惯性与惯性定律混为一谈,可是当我们的老师用动力学的观点来看待惯性——也就是说,把惯性与牛顿第二定律混为一谈的时候,对学生的这一期望是合适的吗?其实这是一个误区:当教完一些物理学的基本概念与规律以后,就要求学生用它们解释自然现象。事实上,物理学中有些基本概念与规律不是要求我们去解释自然现象,它没有这个功能,它只是告诉我们要去感受些什么,它提供给我们的不是一种推理的方式,而是一个判断的原则:它促成我们的判断更接近于自然之美的呈现。
三、惯性定律与牛顿第二定律的关系。
当物体所受的合外力为零时,从牛顿第二定律可知物体处于静止状态或作匀速直线运动。可是,仅依据这一点却不能认为牛顿第一定律是牛顿第二定律的一个特例。因为这两个定律的论述对象其实是不一样的。牛顿第二定律的研究对象是一个物体,而牛顿第一定律论述的是整个存在的性质。惯性——这个任何物体均具有的性质其实不是我们的个别研究对象所具有的性质,因为这个“任何物体”,包括了天地间的万物,而万物的总称(15)即是宇宙:“四方上下曰宇,古往今来曰宙”.也即任何个别的物体都不可能无条件地具有惯性:惯性是存在的特性,是存在着的时空的特性,是宇宙的特性。
其次,牛顿第二定律是关于个别物体因果性的规律,而牛顿第一定律却与个别物体的因果性无关,它是存在之状态的表述,它的表述是与具体的特定的时间无关的、瞬时性的。正是这种非时间性(16)构成了牛顿力学的本质特征。也正是牛顿第一定律所成立的时间均匀性与空间对称性构成了惯性系的特殊地位,从而使我们可以在牛顿第二定律的意义上来研究物体的动力学关系。因为毫无疑问,物体的运动性质和规律与采用怎样的空间和时间来度量有着密切的关系(17)。由此可见,不仅牛顿第一定律不是牛顿第二定律和特例,恰恰相反,现行的动力学规律正是牛顿第一定律所揭示的存在之性在具体的个体事物上的展现。惯性定律比牛顿第二定律具有更强的基础性。也就是说,正是惯性现象,构成了牛顿动力学所以成立的操作平台。由于物体在不受外力作用下保持其速度不变,因而物体运动速度的变化才跟物体的受力相关。
最后,牛顿把惯性定律放在三个运动定律的首位也是与其对自然的信仰因素有关的。因为在文艺复兴之前的绝大部分思想家继承了亚里士多德关于物体运动内在决定论的观点。但在牛顿看来,基本的物质粒子完全是惰性的,没有任何自发的运动,而电、磁、光这些‘非物质’的力量则成为神在自然中的行动的载体(18)。也就是说,惯性定律内隐含着牛顿否定亚里士多德运动观的内在目的论从而建立新力学的形而上基础。
四、惯性与具体物体的质量无关。
从上面的讨论可以看出:“质量是物体惯性大小的量度”这个论题,在几个角度去看都是错误的。第一,质量不是物体惯性大小的量度。个别研究对象的质量与其所揭示的惯性毫无关联。因为这两者从数量上来看是一对无穷大的关系,从内容上来看是个体与存在的关系,在它们之间,人类的理性不可能找到逻辑上的因果链。第二,“物体(的)惯性”这样的说法缺乏依据,因为惯性不是物体的性质。物体只是作为惯性的表现者而存在的。第三,“惯性(的)大小”这样的说法也缺乏依据,因为惯性没有大小,惯性只是存在的一种表达方式,一种特定状态的显现。第四,既然惯性并无大小,我们也不可去进行量度,事实上,任何一本教科书上也没有指出惯性与质量的函数关系,因为这一函数关系并不存在,它只是人们的一个虚假的逻辑推测,谁也不能证明质量与惯性成正比或不成正比,更不能得出它们之间的比例系数,因为这些关系均是虚假的。因而,物理学界流传的物体的惯性等于它的质量(19)只是人们一个随心所欲的错误言说。
由于物体质量与惯性无关,所以,将牛顿第二定律中的质量称为惯性质量就是不当的,质量的确对物体运动状态的改变有一种象力一样的阻抗作用,质量在改变物体运动的状态上而言似乎有一种“消解”、“抗拒”力的性质。因而作者认为可将现行的“惯性质量”改称为物体的“抗性质量”。正如牛顿所说:“物体只有当有其他力作用于它,或者要改变它的状态时,才会产生这种力。这种力的作用既可以看做是抵抗力,也可以看做是推斥力。(20)”因为质量与物体运动状态的变化快慢有关,它事实上具有动力学特征,当一个物体的质量大时,它对运动状态改变的阻抗能力就越大。
从逻辑上而言,我们只有将惯性从物质的内在因素中解除出来,才能完全地克服牛顿时代的机械论自然观与牛顿第一运动定律之间存在着的深刻矛盾。也就是说,这样才能使牛顿第一定律恰如其分地建立在由文艺复兴所形成的机械论而不是亚里士多德的目的论的形而上学基础之上。
五、惯性定律的表述方式。
牛顿第一定律是动力学定律的基础,但它本身并不表征物体的某种动力学性质,它是关于人类体认自然之美、自然之和谐的陈述。据于上面的论述,对牛顿第一定律的陈述方式作以下的要求是并不过分的:反映时间的均匀性,空间的对称性,及自然之美对人的呈现。可是,现行的许多教科书中对牛顿第一定律的陈述是很不一致的。当然,这种不一致性用老眼光来看是无伤大雅的,但以今天的眼光来看,这种差异性就成为值得商讨的了。
例如:一个物体,如果没有受到其他物体的作用,它就保持自己的静止状态或匀速直线运动状态(21)。这样的陈述可能离惯性定律的本义较远,因为这一陈述的方式是在动力学的维度上来进行的,陈述的对象是“一个物体”。这和牛顿第二定律的研究对象是一致的,这样方式的陈述毫无疑问地可以把惯性定律认为是牛顿第二定律的一个特例,因为“如果没有”这几个字就表达了陈述事件的某种特殊性。
另外一种常见的陈述方式是:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。(22)这样一种表述比前一种完整多了,它几乎就是牛顿的原义,但这里的“一切物体”应当换成“任何物体”(23)。因为在此论述中的“任何物体”实际上是对一切物体的否定,而“有外力”应当换成“其它物体的作用”,因为惯性定律是不涉及力的,操作意义上的力这个动力学的基本概念与惯性无关。
作者试着这样来陈述惯性定律:存在着的宇宙有这样一种性质,它使任何物体在没有受到其它物体作用的时候总保持静止状态或匀速直线运动状态。或许,这样的一种陈述方式是较明晰的陈述方式,它强调了惯性与惯性的表现者(个别研究对象)的严格区分,这个陈述的主语是性质,这样的陈述才可称为关于“惯性”的定律。而我们也应当将惯性定义为:使物体保持静止或匀速直线运动状态的性质。
六、人们误解惯性的来源。
人们在惯性问题上所犯的错误认识,既来源于历史上人们对于和惯性概念相联结的力与物体运动关系的一贯表达方式,又来源于牛顿的表述与对于牛顿力学理解上的偏差。“事实上,牛顿似乎注定要被人误解”。(24)。
在牛顿所陈述的第一定律中:(25)“每个物体都保持其静止、或匀速直线运动的状态,除非有外力作用于它迫使它改变那个状态(everybodypersistsit’sstateofrestorofuniformmotioninastraightlineuntilitiscompelledbysomeforcetochangethatstate.)”。牛顿对“除非有外力作用于它迫使它”作出了对应的理解,即认为保持其静止或匀速直线运动状态的物体是由内部原因的,这个内部原因即称为惯性:“visinsita,或物质固有的力,是一种起抵抗作用的力,它存在于每一个物体当中,大小与该物体相当,并使之保持其现有的状态,或是静止,或是匀速直线运动”。(26)在牛顿时代,作出这样的判断是无可厚非的:“一个物体,由于其物质的惰性(现称惯性——译者注),要改变它的静止或运动状态就极其不易。因此这种固有的力可以用一个最确切的名称‘惯性’或‘惰性力’来称它。”(27)因为在牛顿时代是无法判定惯性的本质的。从牛顿的这一段话我们大致可以判断出,他几乎是在第二定律的意义上来领会惯性的,因而他才认为(惯性)大小与该物体的运动和质量有关。
这一观点可以追踪到亚里士多德,它影响了包括牛顿在内的一大批科学家的思维方式。在牛顿之前的开普勒也就惯性说过(29):“如果天体不赋有类似于重量的惯性,要使它运动就不需要力,最小的动力就足以使它有无限的速度,但由于天体公转需要用一定的时间,有的长些,有的短些,因此非常明显,物质必须具有能说明这些差别的惯性”;“惯性,或对运动的阻力是物质的一种特性,在给定的体积中,物质的量愈多,惯性愈强。”由此我们也可见,在开普勒那里已经有惯性等同于力与质量的观点了。
从上面的论述可以看出,人们对于惯性的错误理解主要是由历史原因所造成的,这个原因主要在于:人们普遍地认为事物外在的状态是有其内在原因的。当人们在物体之外找不到令人信服的可感觉的原因的时候,就只能把它归因于物体的内部。牛顿将惯性归因于物体的内部,把惯性看成阻碍物体改变其静止或匀速直线运动状况的内力,他假设的惯性非常接近布里丹的冲力——即:惯性作为一个内力,在缺乏外部动力或阻力时,会引起无定限的直线运动(30),另一方面,牛顿的惯性观又来自于他对古希腊关于自然具有灵魂观念的继承,我们可以从他的著作中强烈地感到,他具有自然界的物体与人一样会在受到作用时产生反作用这样一种强烈的思想意向。显然,在现代人看来,自然界的物体是与人具有本质区别的。
在牛顿以后,欧拉则将牛顿关于visinsita的比较隐晦的注释作了同牛顿之前的有些科学家的直感一样的有一定危险性的表白:“惯性是物体保持静止或保持匀速直线运动的能力。惯性的大小与质量成正比例。”(31)可是现在看来,这种危险性中是带有错误的。从那以后到现在,人们对于惯性的理解基本上是庸俗性质的。随着现代物理学的发展,特别是诺特尔之后,我们可以认识到使物体保持静止状态或匀速直线运动状态的原因并不在物体的内部、也跟力无关,而是由于物体所处的时间均匀性与空间对称性。也就是说,我们必须对牛顿意义上的惯性作出更开放性与发展性的理解,牛顿的visinsita(惯性是一个消极的本原,靠此本原物体维持它们的运动或静止,按照作用力的大小接受运动,按照受到阻力的大小抵制运动。(32))可以深入为两个层面的结论:在没有外力的作用下,一个物体,它能保持静止状态或匀速直线运动是由于惯性,即时间均匀性与空间对称性;在同样大小的力的作用下,一个物体它的运动状态较难改变是由于它的动力学特性——抗性,即它的质量较大。
我观看了著名教育家王金战老师的讲座《让孩子爱上学习》后,感受很深,王老师关于教育孩子的观点、策略对我很有启发。我认为要想成为一名合格的家长,为孩子的成长助力,应该从以下几方面努力:
首先,我们家长应该多学习,多看书,为孩子树立良好的榜样。家庭氛围对孩子的影响是无形的,《孔子家语》中讲:“与善人居,如入芝兰之室,久而不闻其香,即与之化矣。与不善人居,如入鲍鱼之肆,久而不闻其臭,亦与之化矣。丹之所藏者赤,漆之所藏者黑,是以君子必慎其所处者焉。”由此可见,环境对孩子成长的的影响是非常大的。古代《孟母三迁》的故事也是在强调环境对孩子成长的作用。王金战老师在讲座中也强调家庭状况、学习环境以及父母关系的和谐状况都会对孩子产生影响。试想一个每天陶醉于书香氛围的家庭环境中的孩子,与一个终日被父母责骂或者父母的麻将声不绝于耳的学习环境中的孩子,他们的学习状态一定会大相径庭。不仅学习状态不同,孩子的性格、价值取向、人际交往等等都会受到是不同的。孩子不能选择家庭,但是父母有责任为孩子创造利于成长的环境。
其次,要发掘孩子的优点,不吝惜赞美的语言。好孩子都是夸出来的,现在很多教育家都在强调赏识教育。赏识可以增强孩子的自信心,赏识可以激发孩子学习的动力,赏识可以提高孩子的对自己的定位,赏识可以培养出一名性格健全、心理健康、阳光乐观、积极向上、全面发展的优秀孩子。只要我们正确热爱孩子,善于发现优点,每一个孩子都是天使,都是我们为人父母的骄傲。
第三,要正确定位孩子,引导孩子,给他宽松的学习氛围。家长要时刻关注孩子的学习,但是不能给孩子带来无形的压力。家长过度紧张,就会影响孩子的情绪。王金战老师在讲座中提到的那个由第1名落后到29名的女孩,就是学习过度紧张,过分在乎名次的典型例子。每个家长都关注孩子的学习,学习成绩的好坏都在名词上反映,我们都希望孩子名列前茅,但是孩子们的分数不可能整齐划一,必定有多少之分。作为家长,我们要正确地定位孩子的学习水平和学习能力,比如:对一份试卷中孩子的错题要区别对待,属于基础知识,由于粗心大意错的,必须提出警告,引起重视;对于中等难度的题型出错,要帮助孩子查找原因,总结归类,寻求解决办法,适当原谅;对于难度特别大,不在孩子能力范围内的,完全可以原谅,等待老师帮助解决。我们家长关注孩子的名词,但是不能让孩子感觉出来,否则对一些心理素质比较差,上进心又较强的孩子,会造成很大的压力和伤害。
我们做父母的都希望孩子成才,将来有一个好的生活状态,为了实现这个目标,我们做父母的一定要做孩子成长的助力器,而不是绊脚石。因此,让我们给孩子创造一个轻松、和谐的家庭环境,为孩子树立一对爱学习、努力上进的父母形象,在潜移默化中形成孩子积极乐观的人生态度吧!
让孩子爱上学习是每个家长的愿望,所以抱着学习的态度,认真地观看了王金战老师的讲座,并详细地做了记录。真的是受益匪浅,留给自己更多的反思。
王老师用一个个浅显易懂的故事告诉我们家长如何对待我们的孩子,如何让孩子爱上学习。首先是兴趣,作为家长要善于发现、尊重和激发孩子的学习兴趣。要想让孩子在学习上取得成功,首先应让孩子对学习有发自内心的热爱。正如王老师所讲的,培养孩子的兴趣,不仅是孩子身心健康成长的关键,也是孩子学习进步的重要保障。孩子一旦产生兴趣,就会激发孩无限量的潜能。作为家长,我们要努力让孩子感到学习是一种快乐,而不是一种负担。有些家长只关注孩子的考试成绩,很少关注学生学习过程中的感受和体验,当家长的会不自觉的把自己的意愿强加于孩子身上,逐渐地让孩子当学习成了痛苦可怕的事情,把学习当成受罪。
王老师还讲到,没有教不好的孩子。其实每一个孩子,在内心都有一种向上的力量,没有一个孩子,不想成为优秀的人,也没有一个孩子,自甘成为一名后进生。孩子不愿学习,很懒惰,就是因为动力不足,孩子需要我们的鼓励和尊重,孩子希望我们用欣赏的眼光去看待他们身上的优点,关注他们的进步,一点一滴的进步。想做到这一点其实很简单,就是千万不要拿着自己的孩子和别的.孩子比较,因为每个孩子都是独立的个体,他们都会创造属于自己的与众不同。曾在王金战老师的微博中看到过这样一段话:一个经常得不到激励的人潜能仅能开发到百分之二十到三十,一旦得到激励,潜能将会开发到百分之七十至八十,所以好孩子是夸出来的。每个孩子都有成功的潜能,之所以不成功,往往不是败在了学生手里,而是败在了家长手里。
对于我们家长来说,教育一门学问。我们是孩子的第一任老师,也是终生的老师,家长的作用是至关重要的,也是任何人无法取代的。作为没有经过任何培训,没有任何资格证书就能成为家长的我们,更需要不断地学习,和孩子共同学习。我相信,只要我们认真去做,就一定能让孩子幸福地享受学习,从而爱上学习。
每个学生都是一个独立存在的个体,他们有各自的个性,面对那些学习基础比较薄弱,家长虽然想尽各种办法,却收效甚微的学生来说,让他们爱上学习,从学习中得到乐趣,这才是提高他们学习成绩的有效方法。如何让他们爱上学习,我从中找到答案。
爱因斯坦说过:“兴趣是最好的老师,真正有价值的东西,并非仅仅从责任感产生,而是从对客观事物的爱与热忱产生。”因此,首先要善于发现、尊重和激发孩子的学习兴趣。要想让孩子在学习上取得成功,首先应让孩子对学习有发自内心的热爱。方法有很多,比如对低年级的孩子来说,让他们在活动中学习,把学习变成他们最喜爱的游戏;多带孩子与大自然亲近,在生活中学习书本上没有的知识;在课堂上善于制造悬念,让学生自主探究,引领孩子们走上爱学习的道路等等,这些都是行之有效的办法。
其次,要使孩子真正地爱上学习,需要为孩子创造良好的学习环境与学习气氛。让他们耳濡目染,自觉地学习,这才是关键。实践证明,创设良好的学习环境,不仅有利于聋生熟练掌握并正确运用语言,而且极大地激发了他们学习的积极性,对待学习,他们变得更大胆了,更勇敢了。
人是在不断进步的,有了这些好书的陪伴,有了知识的营养,我相信,只要认真去做教育的有心人,就一定能让学生幸福地享受学习,从而爱上学习。
摘要:素质教育不仅是传授给学生知识,更要注重对学生的思想教育,在教学中要适时对学生渗透德育。
关键词:适时、渗透、德育。
素质教育的一个重要要求就是教会学生“学会做人”,因此在传授知识的同时更要注重对学生德育,要适时地对学生渗透世界观、道德情感意志方面的思想教育,使学生的德育和智育同时发展,为将来走上社会打下正确的思想基础。结合物理学科的特点,我认为在课堂教学中我们可以对学生渗透以下几方面的思想教育。
一、在课堂教学中渗透辩证唯物主义的思想。
青少年时期正是世界观形成的重要时期,中学生渴望了解认识缤纷多彩的物质世界,如果在他们成长的过程中不加以引导,将不利于他们的健康成长,因此在物理教学当中就有必要对学生科学世界观的形成进行必要的渗透。在课堂教学中根据具体情况对他们进行辩证唯物主义的教育。如:在学习电热、摩擦力的知识点时,指出电热、摩擦力有对人类有利的一面,同时也有不利的一面,它们在为我们的生活提供便利的同时也会给我们带来不便,甚至危害我们的生命财产安全(举例说明),进一步分析指出看问题不能片面,要一分为二,具体情况具体分析。
二、在实验教学中培养实事求是的作风和严谨的科学态度。
物理实验是物理教学的重要环节,对于初中物理教学来说其重要性更为突出,但实验不仅仅只是为了获得几组数据来验证课本的结论或培养学生的技能,在实验过程中还要注意学生表现出来的一些不良现象,如:试验组之间相互核对数据甚至有个别学生抄写别人的数据、有的实验数据是错误的但结论仍然正确等等,对于这种不良的作风和态度老师要要严肃批评,在讲清道理后还要作必要的引导,培养他们实事求是的作风和严谨的科学态度。这不只是学好物理,而且会受益一个人的一生。
三、适时渗透爱国主义教育。
中华民族历来具有爱国的优良传统,对于这一传统美德,我们要把它发扬光大,所以有必要在物理课堂教学中适时地渗透这方面的教育,激发学生的爱国热情。例如:在讲“热机”这一节时,我就指出,火箭是我们老祖宗的发明,但是到了现代我们却落后了,现在我们的科技工作者经过艰苦努力慢慢赶上来了,于是有了今年“神七”的成功发射,使我国挤身于航天大国之列,为我们国家赢得了荣誉。但跟发达的国家相比还是有一定的.差距,希望同学们加倍努力,好好学习,将来建设好自己的家园,使我们祖国更强大起来。
四、培养学生的环保意识。
环境问题是当今世界的主要问题之一,培养学生的环保意识也是中学的一个重要课题,所以在课堂教学中,我们要有目的、有步骤的渗透这方面的教育,逐步提高学生的环保意识。如在讲授“热机”时可结合现在出现的能源危机对学生进行节能意识的教育,在学“电压”可适当讲讲废旧电池对环境的危害,在讲到“声学”“光学”时教育大家不要制造“声污染”和“光污染”……这样把环保问题不断的渗透到实际教学当中,从而不断的培养学生的环保意识,提高他们的环保意识,使他们从小养成爱护环境的良好习惯。
五、用自己良好的行为习惯思想品德影响学生。
人可以影响人,一个人在生活中的每一个动作,每一句话语都会直接或间接的影响周边的人。
在教学上老师对学生的影响是很深的,一名具备良好师德的教师往往会在教学中以他的言行举止、思想品德来影响每一位学生,慢慢潜移默化,使之效仿、学习,进而修身、修心。这也就是说,在一定程度上能使学生的思想品德得以提高,更好的去学会做人。作为新世纪的教育者,我们不仅要用语言来引导学生,更要用行动来感动感染学生。
就物理而言,中学物理教材的每一章节在德育方面都有渗透,这就要求我们教师在教学过程中认真挖掘教材适时地对学生进行德育,这样我们才能培养出既有一定文化知识又具备优秀品德的人,这也是我们进行素质教育的根本。
摘要:对经典力学范围内现行的惯性观提出了不同的看法,认为对于惯性要区分:个别研究对象的性质与存在的性质;保持某种状态的性质与改变某种状态的性质;物理学规律的动力学特性与审美性。
关键词:惯性;存在;时间;空间。
惯性是经典力学中的一个基本概念,同时它又是人们日常生活中的一个基础性观念,并且惯性问题也是经常被物理学界讨论的一个话题(1)。可是,尽管经典力学经过了漫长的发展时期,大部分的物理教师在此问题上还存在着很多的混乱性(2),本文试从几个方面对惯性进行了讨论,望引起大家的共识。
一、惯性的意义。
大家知道,惯性是物体保持静止状态或匀速直线运动状态的性质(3)。一个物体,只要不受外力作用,原来静止的就会一直静止下去,而原来运动的则会一直作匀速直线运动。这里的问题在于:惯性是否是物体的性质?依据牛顿第一运动定律,任何物体均具有惯性。因而,看来惯性不是被研究物体的性质,因为这一性质是一切物体所具有的,也就是说它与物体的个别特征无关。因而,惯性只能是存在的一个特征,是被研究对象周围的环境在此对象上的表现。换一句话说,它是存在于物体周围的一种条件,一种约束。
二十世纪初,德国数学家诺特尔(4)证明了:空间平移对称性导致动量守恒、空间转动对称性导致角动量守恒、而时间均匀性导致能量守恒。事实上,物体的惯性是时间均匀性与空间对称性的必然结果。因而它与个别的特殊研究对象无关。惯性不是个别存在物的性质,个别存在物只是惯性的显现者,惯性的本质与个别存在物的特性无关。从而我们就不能用反映个别存在物性质的量(例如质量)来测度惯性。因为惯性作为存在的一种显现,并无大小可言,它只是存在之状态的表达。
二、惯性与物体运动状态变化的难易程度无关。
通常认为质量是物体惯性大小的量度是据于这样的理由:质量大的物体在相同的力作用下其运动状态不容易改变。这是由牛顿第二定律所得到的基本结论。而事实上物体运动状态是否变化,物体运动状态的变化是难还是容易是与惯性无关的。惯性所揭示出的物体之性质不在于其使(或抗拒)物体运动状态的改变或代表改变的难易程度的能力,而在于它的保持某种特定状态(静止或匀速直线运动)的本领:在最相似的物之间,错觉说着最巧妙的谎;最小的罅隙是最难度(5)。因而惯性与物体的质量无关。倘若惯性与物体的质量有关的话,则我们也可以说力与惯性也有关系。因为对于相同质量的物体而言,力越小其运动状态就越难改变。因而,也即力越小物体的惯性越大。事实上,在惯性概念发展的最初时期,牛顿就将惯性与力进行等价的思考,当然现在大家知道牛顿的把惯性等同于力的思想是错的了。如果要说质量与惯性确有联系的话,作者以为也只能从这样的一个视角来看:惯性是由其表现物体周围存在着的与时空有关的天体质量分布情况决定着的性质。这是因为,根据广义相对论,空间的性质是由天体质量的分布所决定的。至于时间,自从奥古斯丁(6)提出“什么是时间?”以来,人们还没有认清它的真面目,也因而从更深的层次上而言,人们只认识到什么是惯性而还没有搞清惯性是什么。
惯性不是一种由个别物体自身所具备的原因(诚然,所有物体均会表现出惯性),它不是我们的一种吃力的、需要支撑的、痛苦感的反映,事实上,它是存在之美感的绽开。因而“惯性是物体对任何改变其运动状态的外来作用的阻抗的性质”(7)这样一种说法就是不当的。因为这一注释还是从对牛顿第二定律的基本分析而来的,在这一注释中已经隐藏了牛顿第二定律及对惯性与物体质量等价的认同感。其实,惯性是一种令人十分安全的、舒适的、和谐的存在之性质,它使物体的存在行为非常简单,而人们也往往由于常见到这种存在的简单性而忽视了它的深层含义。静止的永远静止,运动的永远作匀速直线运动,惯性就是将存在如此单调而重复地显现在人们眼前。凡是背离了这两种物体的存在情况而用惯性去解释其存在原因的,作者以为均属一种不当的诡辩行为。可是这种诡辩行为不仅麻木了人的脑神经而且充斥着各种各样的教科书(8),我们来看一些下面的例子。
例1.惯性也有不利的一面,高速行驶的车辆因惯性而不能及时制动常造成交通事故。所以,在城市的市区,对机动车的车速都有一定的限制,以利于行车安全。(9)。
在这里,不能及时制动是由于惯性还是由于制动力不够大?略作思考,读者就可判断出是由于后者。将惯性看成一种破坏力是十分荒唐的。而发生交通事故的真正原因是,由于车辆质量较大,而相应的制动力在如此质量的物体上所产生的加速度很小,不能使车辆很快地减速,从而在短时间内停下来。倘若对于质量较大的车辆来说制动力也允许更大,那么作者认为还是可以在一定的时间内制动车辆的。
并且,这个例子中的“高速行驶的车辆”及“对机动车的车速都有一定的限制”的字句很容易使学生认为惯性和物体的运动速度有关。这对于初学者来说是一个很大的误导。
例2.把斧柄的一端在水泥地面上撞击几下,斧头就牢牢地套在斧柄上了,这是什么缘故呢?(10)。
通常标准答案是这样的:开始斧头和斧柄同时向下运动,当斧柄遇到障碍物时突然停止,而斧头由于惯性保持原来的运动状态,这样斧头就牢牢地套在斧柄上了。
事实上,斧头在斧柄上套牢是由于斧头克服了阻力相对于斧柄运动了一段位移,而惯性不是克服某种阻力使斧头运动的原因。在此问题中的一个效果是斧头相对于斧柄产生了某种(克服一定力的)运动,因而我们必须以斧柄为参照系来考察此种运动的实质。当以斧柄为参照时,实际上斧柄在撞击的过程中是一个非惯性系,它相对于惯性系有一个向上的加速度。因而斧头在此参照系中必受到一个向下的“惯性力”,正是此力与斧头的重力克服了斧头与斧柄之间的弹力与摩擦阻力使斧头相对于斧柄前进了一段位移,从而使斧头在斧柄上套牢。如果一定要以地面为参照系来看斧头在斧柄上套牢的问题,那么可以这样认为:虽然斧头在斧柄上向下套牢的过程中没有受到除重力以外的向下的另外力,但相对于地面而言斧头具有一定的动能和重力势能,正是这个能量克服了阻力作功从而转化为内能。所以从效果上看,一是斧头相对于斧柄向下移动了一段位移,二是斧头与斧柄的接触面上在发热。
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摘要:在研究这三大定律的过程中,不应仅限于对这些定律的理论层面的研究,而应更深一步了解牛顿三大定律的发展历史,理解牛顿三大定律实际意义。当然,作为一名刚刚步入物理学专业的大学生,更重要的是从中汲取开发和锻炼物理思维的养料,使自己的物理思维从无到有、从浅到深。首先介绍牛顿三大运动定律的发展史以及定律的内容,然后对牛顿三大定律的实际意义和基于此产生的关于物理思维的思考进行论述。
关键词:牛顿三大定律、物理思维。
正文:通过阅读相关资料,我们发现牛顿定律是进行了一系列整理、分析并结合多年的实验结果及经验的积累。
总结。
出的。牛顿第一定律的思想就是惯性,所谓惯性就是具有保持静止状态或匀速直线运动状态的性质即保持运动状态不变的性质。经过多年的不懈研究,多位学者的不断修正,惯性的思想最终被牛顿完整地总结出,并广泛被人知晓。牛顿第二定律把力与运动结合在了一起,将加速度、质量、及合外力之间建立联系,所以这一部分的深度研究不仅需要强大的力学基础,同时运动学的知识也是不可缺少的。再看牛顿第三定律,它相比于其他两个定律就更加简练,作用力与反作用力的思想与我们的生活的联系也更加密切。
通过查阅资料我们发现,在发现三大定律的过程中,牛顿除了对他所目睹的自然现象产生疑问并做出大胆假设,建立模型外,仍大量参考了前人文献。康德、亚里士多德、伽利略、开普勒等人的学术贡献为牛顿提出“牛顿三大定律”铺好了前路。与其说是牛顿发现了三大定律,不如说是牛顿总结并修改了前人的观点,对于眼前的自然现象提出了大家共认的暂时合理的解释。
其实,遍览古今中外的物理学研究成果,每一项重大发现的背后,总有前人铺路的影子。而物理思维在物理研究中扮演的恰恰是除了前人贡献之外的所有角色。其重要性可见的一般。所谓科学研究,不过是对前人成果的去繁就简,推陈出新。而物理思维,就是决定在研究过程中到底什么是该去掉的“繁”、该留下的“简”、该推走的“陈”、该出现的“新”。物理思维也是科学思维的一种,它区别于化学思维、生物思维、数学思维的地方,也就是它最显著的特质就是物理思维的主体是受过物理学思维训练的的人,客体是客观物理事物且与现实宏观世界联系异常紧密,不可分割。
最后,用物理思维的定义来做结尾:物理学是研究物质运动最一般的规律、物质的基本结构及物质间的相互作用的一门学科,它的研究对象具有客观性,不以人的意志而转移。而我们要认识这种自然界物质的运动、相互作用等的本质规律和特征,就必须在头脑中形成对整个物理世界本质的、完整的、深刻的反映,就要对观察过的物理现象、物理事实、物理过程等在大脑中形成清晰的物理图景,并反复加工、合理改造、去粗取精,把感性认识上升为理性认识,此即我所理解的物理思维。
参考文献:
1)孙一丹.浅析牛顿三大定律的发展与原理.g633.7.中国知网。
2)佚名.浅析牛顿三大定律的发展与原理.中国论文网。
结课作业。
尊敬的xx领导:
您好!首先非常感谢你关注我的自荐信!我叫xxx,是广东省xxx工艺美术学院影视动画专业的应届毕业生。在贵单位广纳贤才之际,我冒昧一试,诚盼与您共谋发展。我是一个活泼、开朗、乐观向上的男孩,几年的大学生活,我经历颇多,收获颇丰。作为一名学动画的学生,作为一名学生干部,我认真负责,工作出色,得到同学的赞赏和老师的认可;作为一名新时代的青年,我积极参加社会实践,加强自身素质修养。
现在,我以满腔的热情,准备投身到现实社会这个大熔炉中,虽然存在很多艰难困苦,但我坚信,大学生活给我的精神财富能够使我战胜它们。
在校期间,我勤奋学习专业知识,努力把理论知识运用到实践中去,曾参加全国大学生电子设计竞赛,并取得佳绩。此外我很喜欢电脑,不仅熟练掌握基本应用软件的使用,而且顺利通过国家社会和劳动保障部高新技术信息职业资格中级考试和微软atc认证考试。在英语方面,通过国家英语四级,并且参加英语口语培训。此外,我积极投身学生会和广播站等学生组织为同学服务,表现出色,贡献卓越,曾先后荣获校级“优秀三好学生兼优秀团员”、“优秀学生干部”、“校广播站系统”杰出工作者“等称号。
我叫xxx,是xxx大学物理学专业应届本科毕业生。值此择业之际,我怀着一颗赤诚的心和对教育工作的执著追求,真诚地向您推荐自己,希望能加入贵校这片生机盎然的大地,用我所学,奉我所能。
大二暑假期间我到广州市荔湾区交通管理总站实习,大三暑假到广州市天河区棠下街广棠社区居民委员会实习,两次实习活动让我以一个在校生的身份早早的接触社会,了解社会上为人处事与工作的概况,明白学校与社会的不同,收获了一份难能可贵的经验。我性格开朗,生性随和,待人真诚,与人为善,和同学相处融洽。
大学四年里,我时刻按照“宽专业、厚基础、强能力、高素质”的标准去锻炼及发展自我,被评为本专业唯一一个20xx届xx省优秀毕业生。学习上,我刻苦努力,圆满完成了学校开设的物理专业课、教育学等课程,平均成绩在85分以上,学习成绩连续四年居班里第一,专业基础扎实,可以说对从事教育工作所必须掌握的`相关知识有了相当程度的理解和掌握。大三下学期,通过培训学习,我获得了xx省基础教育新课程师资培训证书,并在咸阳市最早开展“杜郎口教学模式”的高新一中实习,在一个多月的教育实习中探讨、学习、并演练了这种新型教学模式,取得了良好的课堂教学效果,实习成绩为“优秀”。此外,在业余时间我还担任过初、高中物理家教,将所学应用于实践,并熟悉中学教材教法。
“万丈高楼平地起”,所以我对于师范生的基本技能尤为重视。通过努力,我顺利通过了全国普通话等级考试,并以优异的成绩获得一级乙等证书;此外,我顺利通过了国家英语四、六级考试,六级成绩为500,也通过了国家计算机二级考试,且能闲熟操作word等office办公软件,网络检索信息的能力也较强。此外,我还曾参与校内大学生科研训练项目,提高动手能力和团队协作能力。课余,我还通过书刊网络等媒介涉猎各方面的知识,不断扩充知识面,全面提高自身素质。
在大学期间,我一直担任学生会团总支副书记、学生党支部书记、校党委宣传部广播站播音员、英语俱乐部主持人等工作,有较强的英语口语能力、语言表达能力、组织管理能力和人际交往能力。同时积极参加各种文体社会实践活动,多次在校园文化艺术节之英语风采大赛、朗诵赛、演讲赛获一等奖,被评为“外语学习和文艺活动先进个人”。因品学兼优,连续三年获校一等奖学金和国家励志奖学金,并获校级“优秀学生”、“优秀学生干部标兵”、“优秀共产党员”等光荣称号。
我深知:是为人才,修德为先。感谢您dd希望您能给我一个机会,“投之以桃,报之以李”,我一定会踏踏实实的做好每一份工作,为贵单位事业献上绵薄之力,再次感谢!
我正处于人生中精力充沛的时期,并且热爱教育事业,决心做一位优秀的人民教师。我相信我能做到为人师表,我一定会无愧于“人类灵魂的工程师”这一光荣称号。良禽择木而栖,递交这份自荐信是经过了慎重考虑和充分准备的,如果贵校给我一次机会,我一定能努力拼搏、继续开拓进取,我会用自己的努力证明您选择是正确的。
最后祝贵校蓬勃发展,蒸蒸日上!
此致
敬礼!
本文是以工程管理毕业论文《六西格玛方法在光纤生产中的应用》为例,以下是论文提纲。
第一章绪论。
1.1选题背景。
1.2选题意义。
1.3本论文的主要内容。
1.4本文主要研究方法。
第二章六西格玛管理概述。
2.1六西格玛管理定义。
2.1.1六西格玛的定义。
2.1.2六西格玛的统计含义。
2.1.3六西格玛的管理含义。
2.1.4六西格玛的价值观。
2.2dmaic改进模式。
2.2.1dmaic的过程活动。
2.2.2dmaic各阶段的内容及其工具。
2.3六西格玛管理在企业中的实施。
2.3.1企业实施六西格玛管理的具体步骤。
2.3.2企业实施六西格玛管理的注意点。
第三章a公司质量管理现状。
3.1企业简介。
3.2光纤生产工艺流程。
3.2.1预处理工序。
3.2.2拉丝工序。
3.2.3筛选工序。
3.2.4检测工序。
3.3光纤产品的主要质量问题。
3.3.1光纤强度差。
3.3.2pmd超标。
3.3.3几何尺寸超标。
3.3.4涂覆不良。
3.3.5光纤排线不良。
3.4企业的主要质量问题。
第四章六西格玛管理在光纤涂覆层质量改进项目中的应用。
4.1定义阶段。
4.1.1光纤涂料。
4.1.2uv固化系统。
4.1.3光纤搓动装置。
4.2测量阶段。
4.3分析阶段。
4.3.1光纤表面发粘。
4.3.2光纤涂层损伤。
4.3.3光纤涂层中有气泡。
4.3.4光纤涂层不均匀。
4.4改进阶段。
4.5控制阶段。
第五章六西格玛理论在改善光纤几何性能方面的应用。
5.1定义阶段。
5.1.1拉丝炉的设计。
5.1.2改进机会。
5.2测量阶段。
众所周知,物理学中有惯性的概念,惯性力的概念;而且惯性是有大小的,惯性力是不存在的。笔者在长期的教学研究中发现,认为惯性有大小是不合理的,惯性力也未必是一种假想的力,它很可能是一种客观存在。博士论文,惯性。
1.惯性力的概念。
惯性1.1惯性力的原始概念。
大家知道:牛顿定律只适用于惯性系而不适用于非惯性系。例如在由静止加速前进的火车上,受合力为零的小球会相对于火车向后加速运动。为了使牛顿运动定律在火车中同样成立,需要引入惯性力的概念,所引入的惯性力大小,其方向与火车的加速度方向反向。这样就有牛顿第二定律得以成立。也就是说:相对于地面(我们认为是惯性系)有加速度的参照系是非惯性系,非惯性系中牛顿运动定律不成立,欲使牛顿运动定律成立,需要引入惯性力。正是在这些问题中,我们认识了什么是惯性力。然而本文所要定义的惯性力与上述惯性力的概念是完全不同的。
1.2惯性力的新定义。
我始终有这样一个猜想:“所有物质组成的宇宙具有这样的一种性质,它可以允许任何物体对其保持原有的运动状态,而不允许任何物体对其有加速度;如果物体对宇宙有加速度,物体就会受到宇宙对它的一种约束力,这种力就是我所定义的惯性力。即惯性力是宇宙对物体的一种约束力,它并不是假想的力,是一种真实作用力。”[需要说明的是,我这里所说的惯性力只是真正的惯性力在我们所能看到的参考系中的分力,而真正的属性力我们是无法知道的,因为我们不可能知道绝对的加速度。以上这段文字在英语稿中没有]惯性力的施力物体是宇宙,就好象重力的施力物体是地球一样。宇宙中的一切物体只要对宇宙有加速度,就一定受到惯性力。惯性力的大小与其相对于惯性系的加速度成正比,与相对于惯性系的加速度的方向相反。如果物体的质量为m,对惯性系的加速度为a,则惯性力的大小为f=ma。显然惯性力是非平衡状态下才受到的一种力。关于惯性力的产生机理,我猜想应该类似于变化的电场产生磁场。当然这仅仅是一种猜想,有待于实验的验证。
2.从做功和能量转化角度能够论证惯性力存在的合理性。
众所周知:在粗糙水平面上拉动物体匀速运动的过程中,外力克服摩擦力做功,使其它能转化力内能;物体在外力作用下匀速上升,外力克服重力做功使其它能向重力势能转化;电场中,外力作用下使物体逆电场力方向匀速运动,其它能转化为电势能;磁场中,外力克服安培力做功,其它能转化为导体中的电流能;上述过程中,都有一个共同的特征:“在不同的能量转化的过程中,总有一种力克服另一种力做功,即能量转化的过程是两种力对物体共同作用的过程,而且一个力做正功,另一个力做负功的过程,也就是说不同的能量形式与不同的作用力相对应”。我们也注意到这些过程都是匀速运动,不应当存在惯性力。
如果我们在光滑水平面上拉动物体做加速运动,物体动能增加,当然在我们已有的物理知识体系内,可以解释为外力做的功等于物体动能的增加。如果不认为存在惯性力,这里就产生一个究竟克服什么力做功,其它能转化为动能的问题;有了惯性力的概念,我们就可以回答:“外力克服惯性力做功使其它能转化为动能。”;同样地,如果一个具有一定初动能的物体,在粗糙水平面上运动,其动能越来越小,这里也有一个什么力克服摩擦力做功,使动能转化为其它能的问题。确立了惯性力的概念,我们就可以回答:“物体动能减小的过程中,是向前的惯性力克服摩擦阻力做功,使物体的动能转化为内能。”。也就是说,在其它能向动能转化,或动能向其它能转化中,只有承认惯性力的存在,才能更好地解释能量转化的过程。所以物体在对惯性系有加速度的运动过程中,应当受到惯性力。
3.惯性的大小问题。
由牛顿第二定律可知,物体所受的合外力不为零时,物体将产生加速度,加速度的大小与物体所受的合外力成正比,与物体的质量成反比。
我们知道,加速度是速度的变化率,是描述物体运动状态变化快慢的物理量;牛顿第二定律说明:物体的加速度由合外力和物体的质量共同决定,相同外力时,物体的质量越大加速度就越小,因此质量越大的'物体运动状态就越难改变。由此得出结论:物体的质量越大,物体维持原有运动状态的本领就越大――即物体的惯性越大。也就有了质量是物体惯性大小的量度,物体的惯性与质量成正比的说法。以上说法即传统又权威,以至于在长期的教学和科研中,对于以上关于惯性大小的认识,是没有人提出过怀疑的!
难道惯性真的有大小吗?如果惯性有大小之说,且与质量成正比,那么质量不同的物体惯性不同。博士论文,惯性。既然质量大的物体惯性大,质量小的物体惯性小,如果一个质量很大的物体具有很大的惯性,而另一个质量远比前者小的另一物体惯性必可以认为忽略不计,也就不能保持原运动状态了。但是由惯性定律可知:对于任意物体无论质量大小,在不受外力时同样都能保持原有的运动状态,这一点并不因为质量的不同而有差异,即同样有惯性,也就是说质量不同的物体在拥有惯性上是平权的。博士论文,惯性。根据惯性的这一特征,就使笔者对惯性大小的说法产生怀疑,因为我们已知的所有描述物质某种性质的物理量、化学量以及其它量,都有一个其大小表示这种性质程度的问题。博士论文,惯性。例如:描述物体导电性能的电阻率、描述弹簧弹性的劲度系数、描述化学中酸碱性的ph值。如果描述某一性质的物理量接近或等于零则表示这种性质很弱或不存在。但是物体的质量无论多么小,其不受外力时同样能够保持原有的运动状态,以上事实说明:其它描述物质属性的物理量或化学量,都有一个由量变到质变的过程,而对于物体的惯性不存在上述现象。因此得出结论:任何物体都具有相同的惯性――无大小之别。
4.惯性大小问题的本质。
有了惯性力的概念,我们重新分析一下惯性的大小问题。笔者认为惯性是没有大小的,原因是无论质量大小,在不受外力时都能保持原有的运动状态,即物体保持原运动状态的性质是一样的。质量大小不同的物体运动状态改变难易不同的原因是:使质量不同的物体产生相同的加速度时,物体所受的惯性力与质量正比,因此需要更大的外力作用。是惯性力有大小,而惯性无大小。
5.从惯性力角度分析惯性质量与引力质量。
很多物理学家们探索过惯性质量与引力质量之间的关系,到目前为止尚未发现二者的差异。所谓惯性质量即中的,而引力质量即中的。事实上只要确立了惯性力的客观存在性,二者相等就是必然的,或者说二者就是同一个质量,不应该存在差异。
证明如下:设在重力场中,惯性质量为的物体做自由落体运动,其加速度为g,其引力质量为,由于加速度g向下,所以惯性力必为且方向向上,必有引力与惯性力等值反向,而,所以,问题得证。
6.惯性力概念与牛顿运动定律的关系。
6.1惯性力概念与牛顿第一定律不矛盾。
重新建立了惯性力的概念之后,我们再来审视一下运动定律。牛顿第一定律:由于物体受到的其它外力为零,物体保持静止或匀速直线运动状态。此时物体没有加速度,惯性力也为零,惯性力概念与牛顿第一定律不矛盾。
6.2惯性力概念与牛顿第二定律不矛盾。
牛顿第二定律告诉我们:物体的加速度与所受外力成正比与质量成反比,即,。根据前文惯性力的定义,因为物体在外力f的作用下有了加速度a,加速运动的物体本身必然受到来自宇宙的大小为,方向与加速度相反的惯性力作用。我们知道,物体实际受到的力不以参考系的改变而改变,因为它们是真实存在的力。现在我们以物体本身为参考系,它必然是平衡的。
由平衡条件必有:即,这样牛顿第二定律就成了在承认惯性力前提下的一个必然结论。这说明在承认惯性力存在的前提下,对物体重新受力分析,列出的平衡方程与牛顿第二定律是不矛盾的。