重力教学中的思想方法与知识发展_科学论文

重力教学中的思想方法和知识拓展,本文主要内容关键词为:重力论文,思想论文,方法论文,知识论文,教学中论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。

创新是知识经济时代的一个显著标志。让创新型人才辈出,就要用创新教育培养学生的创新精神。但创新离不开基本概念和基本方法,基本概念规律是后续学习必备的知识拐杖,而物理思想方法更是学好物理,更好地应用物理知识解决和处理物理问题的方法和手段,在平时的教学中应该有意识地加以挖掘并在教学中加以显化,同时在教学中更应该对知识加以适度的拓展和深化,以便学生能更好的融会知识,体会其中的方法。下面以重力教学为例加以说明。

一、通过重力测量和重心概念的教学,体会等效思想

等效思想是把复杂的物理现象、物理过程转化为简单的物理规律、物理过程来研究和处理的一种重要的科学的思维方法。

重力是由于地球的吸引而使物体受到的力,要直接测得这一引力进而测得重力有较大难度,但利用等效思想能用弹簧秤测出物体的重力,物体静止时对弹簧秤的拉力(如图1)或压力的大小等于物体受到的重力。其中就应用了受两个力作用而平衡的物体,两力大小相等,可以转换测量的思想方法。

再说重心:物体的每一部分都受到重力作用,为了研究问题方便,从效果上看,可以认为物体受到的重力集中作用在一点,这一点叫物体的重心。其中“认为”两字说明:重心的概念是人为引入的。“从效果上看”:等效代换的思想,即在处理某些问题时,如果想象把构成物体的全部物质压缩成一个点集中在重心处,将不影响研究的结果。

通过对上述等效思想的显化教学,培养学生的方法意识,以便在处理日常问题时能运用这种思想方法,这是教学的出发点和归宿。

二、了解重力与引力的关系,树立严谨的科学态度

重力是由地球的吸引而产生的,但重力又不等同于引力,当物体用线悬挂并相对地球静止时悬线对物体拉力的平衡力的大小就是重力的大小,即G=-T。(见图1)

由上式可知,在地面参考系中,物体所受的重力为地球引力与惯性离心力和合力。也可这样说,地球的引力可分解为物体的重力和物体在一定纬度上绕地球转动的向心力。(如图3)。可见,物体的重力会随着纬度φ的变化而变化。

世界上最高的珠穆朗玛峰高h=8848m,由上式知,峰顶上的物体受到的重力:

。即把一物体由海平面移至珠峰,重力减小的数值还不到千分之三。

当然物体所受的重力还受到地质结构的影响。例如,在埋藏着密度较大的矿石地区,物体受到的重力就要比周围地区稍大一些,也就是说,这一地区的重力加速度要比周围地区稍大一些。重力加速度的这种变化虽然很小,却是可以测量出来的。根据这种重力异常现象,可以探测地下的矿床,这种探矿方法叫做重力探矿,是一种很重要的探矿方法。

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