浅谈高中物理中的对称美、相似美

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1、浅谈高中物理中的对称美、相似美人部分学生认为高中物理理论枯燥乏味，物理规律难以掌握。究其原因是没有抓住其特点，没有弄清其实质。其实只要我们稍加注意就会体会到物理这门学科美的所在。我们知道高中的内容主要包括力学、热学、电磁学、光学、原子物理学。其中力学、电磁学是高中物理的核心、主干内容。下面我们仅就其屮的对称美、相似美欣赏一下：一、从整体内容安排上看二、从具体的内容上看力学是基础，电学与热学中的许多问题都是与力学相结合的。力学又可以分为静力学、运动学、动力学以及机械振动机械波。静力学的核心是质点的平衡，只要选择恰当的研究对象，认真分析其受力，再用合

2、成或正交分解法来解决即可。运动学的核心是运动的基本规律。这里主要研究几种较典型的运动规律，其中较简单的是匀变速直线运动，用其基本规律即可直接解决。动力学是力学屮最复杂的部分。我们只要弄清它主要解决的三对矛盾：即力与加速度、冲量与动量变化；功与能量的变化，并在解决问题时选择恰当途径，许多问题较为快捷的解决。振动和波这一部分是建立在运动学和动力学基础之上的，只不过加入了振动和波的特性。电磁学是物理学中的另一大部分，可分为：静电场、恒定电流、电磁感应、交流电和电磁振荡、电磁波。静电场部分包括库仑定律、电场、场中物以及电容等。电场这一概念比较抽象，但是电

3、荷在电场中受力和能量变化是比较具体的。因此引入电场强度（从电荷受力角度）和电势（从能量的角度）描写电场，这样电场就可以和力学中的重力场（引力场）来类比学习掌握了。电与磁的核心是三件事：电生磁、磁生电和电磁生力，只要掌握这三件事的产生条件、大小、方向，这一部分的主要矛盾就抓住了。这部分的难点在于因果变化是互动的，甲物理量的变化引起乙物理量的变化，而乙反过來又影响甲，这一变化了的甲又影响乙一一这样周而复始。电磁振荡、电磁波部分可以说主要应用电磁感应的理论知识，是电磁学知识的综合应用。从以上内容上看，静力场、运动学与静电场、静磁场,非常相似，它们分别为

4、动力学和电磁感应打下基础。动力学研究了力与运动的关系，电磁感应研究了电与磁的关系重点研究了由磁如何产生电。机械振动是在力学知识的掌握基础上进-步研究力与运动的关系如：位移、速度、加速度随时间的变化而不断改变，动能与势能之间的转化；而电磁振荡又是在电磁感应知识的掌握的基础上进一步研究电与磁Z间的关系如：电流，电容的两极板的电量在随时间的变化而不断改变，电场能与磁场能之间不断相互转化。从这可以体会物理中的相似美。三、从研究方法上看在力学中研究问题时常常用到分析法、综合法、理想化法、比值法、模拟法、对比法等等。在电磁学中同样要用到上述方法。如力学中质点

5、是从实际物体抽象出來的理想化模型，它不考虑物体的大小和形状，只考虑其质量而用一个没有大小和形状的点代表有质量的物体。而在电磁学中是从实际带电体抽象出來的模型不考虑带电体的大小和形状只考虑其带电这中特征。即只抓住事物的主要孑盾而忽略其次要因素。物理中的理想模型舍弃了实际事物的非本质特征或无关特征，提取了其本质特征和相关特征，诸如质点、弹簧振子、单摆、理想气体、点电荷、电力线理想变压器、光线等等这些优美的理想模型概括了物质运动的基本规律，变复杂为简单，既抽象有形象，既简洁又合理，因而十分美好。在教学中突出物理模型的建立过程，充分展示物体模型的内在美。

6、力学中用到的比值法定义…些物理量如：速度加速度等等。电磁学中同样有电场强度、磁感强度、电势等用比值法来定义的。以加速度为例，加速度表示物体单位时间内速度的变化，反映了速度变化的快慢；而感应电动势表示穿过某一冋路中单位时间内的磁通量的变化，反映了磁通量变化的快慢。以上几点我们欣赏了物理屮的相似美和对称美，学习过程屮我们要不断从中发现美、欣赏美，这样不仅提高了我们的审美能力，也增加了学习物理的兴趣，何乐而不为呢?