山东省烟台第二中学 264000
一、运用物理知识阐明太阳的能量来源和太阳寿命。太阳是一颗恒星，具有极大的质量，约1.989×1030千克。巨大的质量会使太阳内部产生极端的高温高压，太阳内部的温度达到1500万度，压强达到2500亿个标准大气压。在这种极端的高温高压条件下，太阳内部时刻发生着原子核聚变反应。4个氢原子核聚变成1个氦核，核聚变会释放出强大的能量，强大的能量通过太阳本体辐射区，对流区及太阳大气发散出去，这就是太阳的能量来源。
根据爱因斯坦质能方程，我们知道太阳在释放强大能量的同时，会以耗损太阳质量作为代价，这个原理可以帮助我们计算太阳寿命，即根据太阳质量的变化来计算太阳寿命。太阳的寿命大约为100亿年，目前太阳正处于壮年时期。上述热反应及质能方程可以表示为：核聚变反应：411H=42He+E质能方程：E＝△mc2（上式中E表示核聚变反应时释放的能量，△m表示太阳在释放能量时的质量耗损，C表示光速，11H表示氢核，24He表示氦核。）
二、运用物理知识理解地球运动的速度。在讲地球自转时，许多学生很难理解教材中的结论：“地球表面除南北两极点外，任何地点的自转角速度都一样；地球自转的线速度，则因各纬度的不同而有差异”。我首先让学生知道角速度和线速度的概念：角速度即单位时间内转过的角度，其大小和半径的大小无关，因此，在地球自转时，无论纬度高低，一个恒星日都是3600，即大约150/时。极点为零。线速度是单位时间内通过的弧长，其大小和半径成正比，半径从赤道到两极递减，所以，线速度从赤道向两极递减。而且在地球表面线速度随海拔高度升高而变大。
在讲地球公转时，学生很难理解课本结论：“近日点角速度和线速度都最大，远日点最小”。因为地球公转轨道是近似正圆的椭圆形，所以太阳位于椭圆的一个焦点上，使地球绕日公转中出现近日和远日现象。根据开普勒第三定律：绕以太阳为焦点的椭圆轨道运行的所有行星，其椭圆轨道半长轴的立方与周期的平方之比是一个常量。即单位时间内扫过的面积相等。证明：地球位于近日点及附近时，公转的角速度和线速度快；位于远日点及附近，公转的角速度和线速度慢。地球公转速度变化很小，但地球在近日点附近公转运动快，所用时间短；远日点时，公转速度慢，所用时间长，这对地球上冬夏季节的时间长短都有一定影响。
三、运用物理知识解释“海拔高，气压低”的原因。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在学习“热力环流”时，很多学生不理解：“为什么在同一地点大气压随着海拔高度的上升而降低？”很多地理资料解释为“越往上空气越少（量少）且越来越稀薄（密度小），所以大气压越来越小”， 其实这种解释是错误的。这个知识难点用物理知识来解释就很清楚了，我首先让学生回忆初中物理“大气压”的概念：大气因受重力而产生的压强叫大气压。因为重力方向是竖直向下的，海拔越低，大气的重力越大。我们可以任取一截面，假设该截面随着海拔高度上升，不难看出大气重力对截面的压力不断减小，压强也随之减小。因此，压强和海拔高度的关系与上空大气是否稀薄没有关系，因为即使上面空气密度不变乃至于变大，越往上大气压也会越小。这样学生就好理解了。但是接下来学生又产生了一个新问题：“大气压是否可以利用液体压强公式P＝ρgh（P表示压强、ρ表示密度、g常数、h表示高度）来计算吗？”此时上面这个理论就可以轻松解释：因为大气的密度是随海拔高度的上升而减小的，而该公式里的密度应该是不变的，因此这公式在大气压的计算里是不适用的。
四、运用物理知识分析季风气候的成因。在学习“气候成因”时，季风气候的成因是个难点。我在这里让学生回忆物理中的“物质的比热”这一概念：比热容又称比热容量，简称比热，是单位质量物质的热容量，即使单位质量物体改变单位温度时的吸收或释放的内能。比热容是表示物质热性质的物理量。通常用符号c表示。其计算公式为陆地的计算公式 Q=cm△t，而常见物质中水的比热容最大，是沙土的5倍左右。根据公式Q=Cm△t，也就是说同样质量的沙土和水，吸收相同的热量，水升高的温度是沙土的5倍左右。因为水的比热大，所以海洋白天（夏季）升温慢，晚上（冬季）降温也慢，昼夜温差和年温差都小。陆地相反。因此，白天（夏季）时陆地升温快，气压低，海洋升温慢，气压高，风就从海洋吹向陆地——海风。冬季相反。与同纬度大陆相比，冬季海洋是热源,陆地是冷源；夏季海洋是冷源，陆地是热源。这样学生就很容易理解课本结论：海陆热力差异是形成季风环流，海洋性气候与大陆性气候差异等的主要原因。
五、运用物理知识辨析摩擦力对风向的影响。在学习“摩擦力对风向的影响”时，很多地理资料以及地理人对摩擦力可以减少风速的大小，起阻碍作用，没有争议，但是对摩擦力影响不影响风向存在很大争议，下面就这一问题作以下解释：摩擦力是近地面的风在形成中所受的一个力。它对风速及风向的影响可以从两个方面考虑。
一方面，形成于赤道近地面的风，只受水平气压梯度力和摩擦力两个力，而不受地转偏向力的影响。此时，摩擦力与水平气压梯度力的方向相反，水平气压梯度力大于摩擦力，两者合力与水平气压梯度力的方向一致。摩擦力只影响风速，不影响风向。
另一方面，形成于南北半球近地面的风，受水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力三个力。此时，摩擦力作为阻力，主要影响风速，但同时也影响风向。因为，风向是由风所受合力的方向决定的，摩擦力也是合力之一。摩擦力与风向相反，地转偏向力与风向垂直，水平气压梯度力与等压线垂直，摩擦力、地转偏向力的合力与水平气压梯度力的方向相反、大小相等时，风向基本稳定，斜穿等压线，摩擦力愈大，风向与等压线斜交的角度也愈大。
论文作者:孙玉荣
论文发表刊物:《中小学教育》2016年6月总第245期
论文发表时间:2016/6/21
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