中学物理教学中的科学性错误案例及其分析.pdf

该【中学物理教学中的科学性错误案例及其分析 】是由【小辰GG】上传分享，文档一共【11】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【中学物理教学中的科学性错误案例及其分析 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。:.
中学物理教学中的科学性错误案例及其分析
中学物理教学,首先应当注重的是教学的科学性。无论是对物理现象、物理概念
和物理规律的描述,还是实验或练****题的内容、数据等等都应当是准确无误的。有些问
题在中学阶段不可能一次讲深、讲透、讲全,但在内容和方法上不应有科学性错误。笔
者从中学物理教辅材料中以及听课中发现一些科学性错误,本文就通过其中的几个科学
性错误的实例来分析、讨论产生错误的原因以及如何避免错误的发生。
一、中学物理教学中常见的科学性错误
?
例1某一构件由两个菱形组成,如图1所示,AB和DE是两根硬杆,各交点都用
光滑铰链连接。大菱形的边长是2l,小菱形边长是l。现设法使顶点F以匀加速度a水
平向右运动,求:
(1)C点的加速度多大?(2)求当两个菱形都是正方形,F点的速度为v时,A点的加
速度的大小和方向。
命题者的解答如下::.
上面解答中认为:A点的切向加速度和C点的加速度沿AC杆的分量相同,即认为沿
不可伸长的杆的方向的加速度是相等的。笔者认为此结论仅适用于杆的平动问题,像上
例是错误的,更不能推广到普遍的情况。
下面通过例子来说明。
如图2所示,长为l的杆AB沿着墙壁滑下,设OA=x,OB=y,则。
图2:.
此式说明杆两端点的加速度沿杆方向的分量是不相等的,两者
的差值为A相对于B的法向加速度。
我们可以得出这样的结论:对于轻杆在非平动的运动过程中,
两端点的速度沿杆方向的分量是相等的,两端点的加速度沿杆方向的
分量是不相等的,两者的差值为一个端点相对于另一端点的法向加速
度。:.

之和吗?:.
=ρVg在任何情况下都适用吗?
例3如图5所示,天平是平衡的,放在天平两端托盘上的是两只盛水的杯子,B
端杯子中有一木块,木块用线拴着,线吊在杯底上,若把线剪断,则木块受到水的浮力
作用,开始匀加速上升,此时答案为()。


此题中认为木块受到水的浮力作用,开始匀加速上升,这是不准确的。首先,当
木块相对于水运动时,应考虑流体动力学,对于稳定流动的理想流体,沿一流线各点的
压强、速度和高度三者的关系为:。其次,假定木块匀加速
向上运动成立,则同体积的水匀加速向下运动,它们的加速度大小应相等,类似阿特武
德机。它们的加速度大小不可能大于重力加速度。若按照浮力F=ρVg,木块作为加速运
动,则ρVg-mg=ma,,只要取,有a>g,这是不可能的。
4.“跳环”实验能用中学物理中的电磁感应现象解析清楚吗?
例4“跳环”实验装置如图6所示。将条形铁轭竖直(磨光面向上)放在U形
铁芯的一个立柱上,套上线圈及铝环。把线圈0~1600匝的两端接220伏特交流电源。
演示时,接通电源,铝环立即跳起,并可悬浮在铁轭上。
图6
笔者曾在听课中发现有教师对实验作这样的解释:由于铝环中产生感应电流的磁
场与通电线圈磁场方向相反,所以两者相互排斥。:.
“单摆”还是“复摆”?
例5一个半径为r的空心金属球壳内充满水后,用一根长为L的轻质细绳悬挂起
来,形成一个单摆,如图9所示,若在摆动过程中,球壳内的水从球壳底端的小孔缓缓
泄漏,则此摆周期为(摆角小于5°)()。
图9:.
,可知周期不变,为
,可知周期由不断增大
,可知周期由先逐渐增大,后又减小,最后为
,所以周期变化情况无法可知
命题者认为水从球壳底端的小孔缓缓泄漏的过程中,相当于摆球的重心先下降后上
升到原位置,相当于单摆的摆长先增大后减小到原长,故选C。显然,命题者把“单摆”
和“复摆”混在一起,考虑到摆球的大小,有时不能简单地将它作为单摆处理。:.
?
二、错误的原因分析及避免错误的对策
从以上列举的常见科学性错误的实例分析来看,产生错误的原因是多方面的,现归
纳如下。

外推在中学物理****题教学中有一定的作用。例如,“人船模型”“子弹穿木块模
型”,就是利用人在静止的船上前进,船则后退以及子弹穿木块问题中得到的一些结论:.
外推到情境相同的问题中,使问题化繁为简,化难为易。但是外推时,必须注意要合理
外推,否则将出错。在学生中,不合理的外推常常表现在乱使用物理模型、乱套公式。
在教师中不合理的外推就会在****题编制中出错,误导学生。例如,我们知道沿不可伸长
的杆的方向的速度是相等的,不能随意外推到沿不可伸长的杆的方向的加速度是相等;
在直流电路中,串联电路的总电压等于分电压之和;在交流电路中,总电压不一定等于
分电压之和;纯电阻电路总电压等于分电压之和,电阻和电感或电容串联时,总电压的
瞬时值等于分电压的瞬时值之和,而有效值就不等于分电压有效值之和。

任何物理规律都是在一定条件下才适用的。例如,公式F=ρVg只适用于流体静
力学。只有在规律适用的范围内才可运用,牛顿定律只有在宏观、低速和惯性系中才适
用,在微观高速的范围内,必须用相对论的观点解决问题。

为了解决实际问题,往往从实际物理情境中抽象出物理模型,中学物理中都是理
想化模型,例如单摆就是理想化的物理模型,如果把实际摆当作单摆,则摆球就应当作
质点处理;如果实际摆不能当作单摆,则只能用复摆来处理。能否当作理想化模型也是
有条件的,例如弹性的水平面也是理想化模型,对宏观的小球来说是弹性的水平面,对
微观的离子来说则不能抽象为弹性的平面。小球在粗糙斜面上的运动就不能把小球当作
质点,因为小球在斜面上的运动是滚动的。

中学物理就内容来说是简单的,通过学****可以解释有些自然现象、实验现象。但
是实际问题往往较复杂,有的现象的解释需要的知识面较广,我们可以让学生知道现象,
课堂上不能解释的要明确告诉学生,可以让学生进行探究学****但不能用简单的原理应
付学生,如上述的“跳环”实验。

物理学是一门实验科学,是理论和实验高度结合的精确科学。物理实验或练****题
的内容、数据等等都应当是符合实际的,编制****题时必须考虑数据的数量级,如上述的
小球的带电量等。
从产生错误的原因来看,出现科学性错误的原因是多方面的,笔者认为最主要的
原因是缺乏物理知识的再学****作为中学教师除了学****教学理论外,也要不断学****普通
物理,否则随着教龄的增加,物理知识水平不断下降,最后只是一个高中生水平。因此,:.
避免科学性错误,首先,加强物理知识的再学****要有清晰的物理图景。其次,加强理
论联系实际,注重实验教学,特别是设计和制作实验。最后,在课堂教学中要注意“创
新”与“科学性”的关系。