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管窥如何掌握重量知识

2018-09-17玉一桐

知识窗·教师版 2018年4期
关键词:物理量惯性牛顿

玉一桐

人们经常提到的重量与我们的生产生活、国防、科研有着极其密切的关系,且重量在物理学中也是不可或缺的物理量,它在力学体系中占有重要地位。因此,掌握好重量这一知识体系对高中生来说至关紧要。物理概念因其抽象性,总有“只可意会,难以言传”的感觉。其实,我觉得掌握知识的难易程度在于你对该学科学习技巧的摸索和掌握。对于如何学好物理,结合对重力知识的学习和掌握过程,我谈谈自己的体会,希望对高性学好物理知识有所帮助。

一、对重量概念反复分析,联系实际深刻认识

最初,我们把物体落地或物体从空中落向地面的现象认为是一种自然现象,至于为什么,人或是百思不得其解,或是放弃思考。直到英国物理学家牛顿通过观察思考、实验探索,发现和总结了万有引力定律后,这一问题才得以解决,这是重量这一概念产生的原因,也是我对重量这个物理量最初的认知。实质上,重量是一种引力,是由于地球吸引而产生的力,是万有引力的一种,所以我们称之为重力。重力的大小与物体的质量相关,而且不同的地方,物体所受的重力各不相同。实验研究表明,在地球上,质量是一千克的物体所受的重力是9.8牛顿。如果用公式表示就是:f=mg、g=9.8/牛顿·千克。

国外许多国家把重量直接定义为地球对物体的万有引力,如美国《PSSC物理》一书中规定:“一个物体所受地球的引力的大小叫作物体的重量。”在中国,虽然我们没有把重量直接定义为万有引力,但把重量当作万有引力在应用,仍是十分普遍的。如重力(即重量)充当人造卫星的向心力,以及物体在月球上的重量是它在地球上重量的六分之一。上述讲到的重量,实际上都是万有引力。

重量和质量的关系与区别在于:重量是一种由于地球吸引而产生的力,具有方向性,它的方向是竖直向下的,在实验室,它的大小可以用测力计或弹簧秤来测量。我经常对一些生活现象进行观察,并把它和自己所学的知识相结合,从而加深对知识的理解和掌握。如当物体放在水平地面上时,地面所受压力等于物体所受重力,但重力绝不等同于压力,它们是性质完全不同的两种力。又如我们奔跑时,停下来不容易;行驶的汽车速度越快,刹车时越困难,人们说这是惯性。它与重力是否有关系,我一直在思考这个问题。直到学习了牛顿第一定律,我才真正理解:一切物体都有保持自己运动状态的本质属性,即惯性。惯性的大小与运动无关,它与质量有关,质量越大的物体惯性越大。因为在地球上质量与重量成正比,所以重量越大惯性越大。

二、通过实践加深对物理公式中各物理量含义的理解

在学习物理知识时,我们可以通过实践加深对物理知识的理解,如解答重力做功问题:①重10牛顿的物体从5米的高处落下,重力做功是多少?②工人用20牛顿的力将重60牛顿的箱子水平向前推动5米,重力做功是多少?根据功的计算公式W=FS,我们要透彻理解公式中各个物理量的含义,以及题目的具体要求,然后通过具体分析,确定解题方法。

经过分析得出:①重力的方向与物体位移的方向一致,所以重力做功W=FS=5×10=50焦耳;②重力的方向竖直向下,而箱子是水平移动的,所以重力做功是0焦耳。这两个例题主要是考察我们对重力做功概念的理解和掌握。又如送货员把重60牛顿的货物扛上6米高的三楼,重力做功是多少?这实际是重力做负功,也叫作克服重力做功。这个问题应回答:克服重力做功120焦耳。哲学上讲,我们对事物的认知过程就是“从认识—实践,再认识—再实践的螺旋式上升过程”。

三、结语

物理学是一门实验学科,通过自己学习重量相关知识的过程,我感到,只要我们认真观察、勤于思考、重视实验、善于总结,就一定能学好物理这门科学。

参考文献:

[1]刘殿岩.高中习题知识化清单[M].北京:北京大學出版社,2007.

[2]张伟.中学物理研究[J].东北师范大学学报,2012,(12).

(作者系衡水第一中学高二741班学生)

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