例1(2014四川9)石[图1]墨烯是近些年发现的一种新材料,其超高强度及超强导电、导热等物理化学性质有望使21世纪的世界发生革命性的变化.用石墨烯制作超级缆绳,人类搭建“太空电梯”的梦想有望在本世纪实现.科学家们设想,通过地球同步轨道站向地面垂下一条缆绳至赤道基站,电梯仓沿着这条缆绳运行,实现外太空和地球之间便捷的物资交换.
(1)如图1所示,若“太空电梯”将货物从赤道基站运到距离地面高度为[h1]的同步轨道站,求轨道站内质量为[m1]的货物相对地心运动的动能.设地球自转角速度为[ω],地球半径为[R];
(2)当电梯仓停在距地面高度[h2=4R]的站点时,求仓内质量[m2]=50kg的人对水平地板的压力大小.取地面附近重力加速度[g]=10m/s2,地球自转角速度[ω]=7.3×10-5rad/s,地球半径[R]=6.4×l03km.
解析(1)设货物相对地心的距离为[r1],线速度为[v1],则[r1=R+h1],[v1=r1ω],货物对地心的动能为[Ek=12m1v21],解得[Ek=12m1ω2(R+h1)2]
(2)设地球质量为[M],人相对地心的距离为[r2],向心加速度为[a],受地球的万有引力为[F],则[r2=R+h2],[a=ω2r1],[F=Gm2Mr22],[g=GMR2]
设水平地板对人的支持力大小为[FN],人对水平地板的压力大小为[FN′],则
[F-FN=m2a,FN′=FN],代入数据得[FN′]=11.5N
2.科学研究[图2][B][F][v][M]
例2(2014北京24)导体切割磁感线的运动可以从宏观和微观两个角度来认识.如图2所示,固定于水平面的[U]形导线框处于竖直向下的匀强磁场中,金属直导线[MN]在与其垂直的水平恒力[F]作用下,在导线框上以速度[v]做匀速运动,速度[v]与恒力[F]方向相同,导线[MN]始终与导线框形成闭合电路.已知导线[MN]电阻为[R],其长度[L]恰好等于平行轨道间距,磁场的磁感应强度为[B],忽略摩擦阻力和导线框的电阻.
(1)若导线MN的质量m=8.0g、长度[L]=0.10m,感应电流[I]=1.0A,假设一个原子贡献一个自由电子,计算导线MN中电子沿导线长度方向定向移动的平均速率ve(已知导线MN的摩尔质量[μ]=6.0×10-2kg/mol);
(2)经典物理学认为,金属的电阻源于定向运动的自由电子和金属离子(即金属原子失去电子后的剩余部分)的碰撞.展开你想象的翅膀,给出一个合理的自由电子的运动模型;在此基础上,求出导线MN中金属离子对一个自由电子沿导线长度方向的平均作用力f的表达式.
(2)假设所有自由电子以同一方式运动.
[If-fLΔt=0],其中[If]为金属离子对电子的作用力的冲量,其平均作用力为[f],则[If=fΔt],得[f=fL=evB]
[Q=We=EIt=BLvIt],所以[f=evB]
方法3(力的平衡解法):因为电流不变,所以假设电子以速度[ve]相对导线做匀速直线运动.因为导线[MN]的运动,电子受到沿导线方向的洛伦兹力[fL]的作用[fL=evB],沿导线方向,电子只受到金属离子的平均作用力[f]和[fL]作用,二力平衡,即[f=fL=evB]
[物理学与体育运动]
例3(2014全国新课标卷II24)2012年10月,奥地利极限运动员菲利克斯鲍姆加特纳乘气球升至约39km的高空后跳下,经过4分20秒到达距地面约1.5km高度处,打开降落伞并成功落地,打破了跳伞运动的多项世界纪录,取重力加速度的大小[g]=10m/s2.
[h]=3.9×104m-1.5×103m=3.75×104m
解得[t]=87s,[v]=8.7×102m/s
(2)运动员在达到最大速度[vm]时加速度为零,由牛顿第二定律,有[mg=kvm2],由图3可读出[vm]≈360m/s,代入得[k]=0.008kg/m
关键词:生活中物理现象物理学习
学生在进行高中物理学习的时候,绝大部分都认为物理是一门非常枯燥的学科,理论多,学习起来难度很大,久而久之就对物理学习产生厌烦感,失去学习的兴趣。但其实不然,物理是虽然是一门理论性比较强的学科,但是其实物理教学也非常重视实践。学生之所以容易失去对物理学习的兴趣,往往是因为他们没有掌握有效的学习方法。同时在物理课程的学习过程当中并不能将所学的知识应用到生活当中,做到学以致用。
一、生活中物理现象结合课本物理知识的重要性
生活中物理现象同所学物理知识相结合,对高中生的学习方面有着非常重要的作用。首先,二者相结合可以培养学生的思维和观察方式,提高学生的思维能力,还可以开阔学生的视野,是一个很好的补充学生知识经验的方法。每个人的生活都离不开物理,在日常的学习工作以及生活当中,我们碰到的很多现象都需要运用到物理知识去解释。例如每天都要用到的电,里面涉及到物理知识中的串、并联等,同时还要求掌握起码的用电安全知识。高中生的物理学习涉及到的不仅仅是电学,还有其他诸如力学、光学等等,这些都是和日常生活紧密相联的。所以,必须学习好物理知识,为今后的工作和学习打下良好的基础。
二、高中生学习物理时存在的不足
由于绝大部分的高中生在学习物理课程知识的时候受制于教学实践和实验条件,所以学到的知识几乎都是纯理论性的东西,并没有充分利用理论知识去参与实践,这严重影响了学生对于物理知识的认知,这样一来,学生在物理学习的过程中严重缺乏实践能力。此外,目前的教育现状下,虽然教育改革在不断推进,但是应试教育的影响仍然非常深远,考试成绩决定着学生学习成绩的好坏。所以,在物理知识的学习过程中,学生将大部分的精力放在了教材知识的学习上,严重忽略了将物理知识同生活中的物理现象结合起来,造成了学生对于生活中的物理知识的认识非常匮乏。物理理论知识本来就是非常抽化的东西,一定要借助实际现象才能更好的理解。
三、将生活中的物理现象结合课本物理知识
(一)生活中的激光
在学习高中物理的时候,将生活中的物理现象同理论学习结合起来,对于学生学习兴趣的提高具有重要作用。例如学习到“激光”有关知识的时候,学生可以通过教材知识了解到激光在现实生活中有着非常广泛的应用,无论在医学上,还是在工业上,激光都能够被利用上。激光跟普通的光是不一样的,激光频率比较单一,具有相干性,颜色又不复杂,强度还大,平等度和方向性保持的非常好,学生可以在生活中寻找出与激光有关的事物。像医学上常用的治疗胆结石的激光碎石机,学生要了解它的使用原理,这是因为激光具有很高的强度,可以直接穿透皮肤并且几乎没有创伤性,手术之后也不用担心会产生疤痕。又比如电影业使用到的激光全息投影机,就是利用到了激光单色性与相干性进行制作的,在激光的作用下屏幕上会显示全息影像,从而让图像变得更加具有感染力。再有,在当前的一些美容业中,很多时候都会用到激光祛斑、激光祛痣等等。学生在学习掌握了一定的物理知识之后,还需要学以致用,善于利用所学的物理知识去发现生活中的物理现象,以此进一步加深对物理知识的理解和掌握。
(二)生活中的电磁波
(三)生活中的颜色
四、结语
参考文献:
[1]金玉.应用生活中的物理现象来进行高中物理教学的重要意义[J].中学生数理化(学研版),2013,(04).
[2]李双晶蓓.生活中的物理现象与物理学习[J].中学物理,2016,(03).
[3]戴兆军.如何联系生活中的物理现象进行高中物理教学[J].高中数理化,2014,(14).
关键词:物理学;日常生活;现象;应用
我们在做饭时,若留心看一下炉灶、器皿以及做饭、炒菜中等出现的一些现象,定会发现很多处要用到物理知识。
一、热凉粥或冷饭时,锅内发出“扑嘟、扑嘟”的声音,并不断冒出气泡来,但一尝,粥或饭并不热,这是为什么?
把凉粥或饭烧热与烧开水是不一样的。虽然水是热的不良导体,对热的传导速度很慢,但水具有很好的流动性。当锅底的水受热时,它就要膨胀,密度减小就上浮,周围的凉水就流过来填补,通过这种对流,就把锅底的热不断地传递到水的各部分而使水变热。而凉粥或饭,既流动性差又不易传导热。所以,当锅底的粥或饭吸热后,温度就很快上升,但却不能很快地向上或四周流动,大量的热就集中在锅底而将锅底的粥烧焦。因热很难传到粥的上面,所以上面的粥依然是凉的。加热凉粥或饭时,要在锅里多加一些水,使粥变稀,增强它的流动性。此外,还要勤搅拌,强制进行对流,这样可将粥进行均匀加热。
三、炒肉中的“见面熟”。逢年过节,人们总要炒上几个肉菜,那么怎样爆炒肉片呢?
若将肉片直接放入热油锅里去爆炒,则瘦肉纤维中所含的水分就要急剧蒸发,致使肉片变得干硬,甚至于会将肉炒焦炒糊,大大失去鲜味。为把肉片爆炒得好吃,师傅们往往预先将肉片拌入适量的淀粉,则肉片放到热油锅里后,附着在肉片外的淀粉糊中的水分蒸发,而肉片里的水分难以蒸发,仍保持了原来肉的鲜嫩,还减少了营养的损失,肉又熟得快,即“见面熟”。用这种方法炒的肉片,既鲜嫩味美,又营养丰富。
四、冻肉解冻用什么方法最好?从冰箱里取出冻肉、冻鸡,如何将其解冻呢?
用接近0℃的冷水最好。因为冻肉温度是在0℃以下,若放在热水里解冻,冻肉从热水中吸收热量,其外层迅速解冻而使温度很快升到0℃以上,此时肉层之间便有了空隙,传递热的本领也就下降,使内部的冻肉不易再吸热解冻而形成硬核。若将冻肉放在冷水中,则因冻肉、冻鸡吸热而使冷水温度很快降到0℃且部分水还会结冰。因1克水结成冰可放出80卡热量(而1克水降低1℃只放出1卡热量),放出的如此之多的热量被冻肉吸收后,使肉外层的温度较快升高,而内层又容易吸收热量,这样,整块肉的温度也就较快升到0℃。如此反复几次,冻肉就可解冻。从营养角度分析,这种均匀缓慢升温的方法也是科学的。
五、熟鸡蛋如何剥壳?
熟鸡蛋是人们爱吃的,尤其是趁热吃味道更美。细心的人会发现,鸡蛋刚从滚开的卤汁里取出来的时候,如果你急于剥壳吃蛋,就难免连壳带“肉”一起剥下来。要解决这个问题,有一个诀窍,就是把刚出锅的鸡蛋先放在凉水中浸一会,然后再剥,蛋壳就容易剥下来。一般的物质(少数几种例外),都具有热胀冷缩的特性。可是,不同的物质受热或冷却的时候,伸缩的速度和幅度各不相同。一般说来,密度小的物质,要比密度大的物质容易发生伸缩,伸缩的幅度也大,传热快的物质,要比传热慢的物质容易伸缩。鸡蛋是硬的蛋壳和软的蛋白、蛋黄组成的,它们的伸缩情况是不一样的。在温度变化不大或变化比较缓慢均匀的情况下,还显不出什么;一旦温度剧烈变化,蛋壳和蛋白的伸缩步调就不一致了。把煮得滚烫的鸡蛋立即浸入冷水里,蛋壳温度降低,很快收缩,而蛋白仍然是原来的温度,还没有收缩,这时就有一小部分蛋白被蛋壳压挤到蛋的空头处。随后蛋白又因为温度降低而逐渐收缩,而这时蛋壳的收缩已经很缓慢了,这样就使蛋白与蛋壳脱离开来,因此,剥起来就不会连壳带“肉”一起下来了。
六、锡焊的铁壶为什么水烧干后不及时发现很容易把壶烧坏?
用焊锡的铁壶烧水,壶烧不坏,若不装水,把它放在火上一会儿就烧坏了。这是因为水的沸点在1标准大气压下是100℃,锡的熔点是232℃,装水烧时,只要水不干,壶的温度不会明显超过100℃,达不到锡的熔点,更达不到铁的熔点,故壶烧不坏。若不装水在火上烧,不一会儿壶的温度就会达到锡的熔点,焊锡熔化,壶就烧坏了。
七、油炸食物时,溅入水滴会听到“叭、叭”的响声,并溅出油来
这是因为水的沸点比油低,水的密度比油大,溅到油中的水滴沉到油底迅速升温沸腾,产生的气泡上升到油面破裂而发出响声。当锅烧得温度较高时,洒点水在锅内,就发出“吱、吱”的声音,并冒出大量的“白气”。这是因为水先迅速汽化后又液化,并发出“吱、吱”的响声。当汤煮沸要溢出锅时,迅速向锅内加冷水或扬(舀)起汤,可使汤的温度降至沸点以下。加冷水,冷水温度低于沸腾的汤的温度,混合后,冷水吸热,汤放热。把汤扬起的过程中,由于空气比汤温度低,汤放出热,温度降低,倒入锅内后,它又从沸汤中吸热,使锅中汤温度降低。腌菜往往要半月才会变咸,而炒菜时加盐几分钟就变咸了,这是因为温度越高,盐的离子运动越快的缘故。
八、此外,生活中还有许多有趣的物理学现象
【关键词】物理学习;实际生活
一、物理学习与实际生活联系的重要意义
作为学生,在物理学习中,应该积极主动的发现物理与生活之间的关系,让自己的创新能力、创造能力得到发展。我认为,物理学习与生活之间的关系,具有重要的意义,具体体现在以下几个方面:
1.加强物理与生活之间的联系,有利于激发我的学习兴趣
兴趣是最好的老师,是最稳定的心理因素,对我的学习会产生重要的影响。我发现,在物理的学习中,我的许多同学,都对物理学习有着厌恶的情绪,内心非常抵触,即使学习了,也是被强迫、被压制的,基本上内心缺少学习的真正欲望。我的物理老师,在新课程改革的背景下,逐渐的转变教学理念,加强物理学习与生活之间的联系,引导我们对物理现象进行观察,提升了学习的兴趣,加强了学习的动力。例如,在生活中我们都吃过茶叶蛋,特别是趁着热乎劲来吃,但是在热的时候,温度较高的鸡蛋很难剥皮,很容易将肉和壳同时剥下来,这就是日常生活中常见的物理现象,作为学生要认真的观察,为自己的学习增添活力,逐步提升自己的学习兴趣,为自己的学习锦上添花。
2.加强物理学习与生活的联系,有利于提升自己的创新能力、思维能力
在物理的学习中,对生活现象进行细致的观察,有利于培养自身的观察能力,有利于在物理生活中找到知识,更好地激发动作能力,让自己创造能力得到发展。
二、物理知识与生活之间的联系
我根据自己的学习经验,总结了一些经典的物理知识与生活之间的联系,具体来说,体现在以下几点进行:
1.热学知识在生活中的应用
2.电学知识在生活中的应用
3.力学知识在生活中的应用
在物理的学习的时候,重力是基本的知识点,为了方便学生理解,老师往往以人站在地球上为案例进行讲解。我经过仔细的观察,发现杠杆原理在生活中得到广泛的运用,跷跷板、剪刀等都是杠杆原理的体现。有固定的点,两边的长度相同,类似结构的生活用品,都是杠杆原理的展现。阿基米德有句经典的名言“给我一个支点,我能撬动整个地球”,同样是运用了杠杆定理。
4.声学知识在生活中的应用
在人们日常的交流活动中,我们能够通过一个人的声音。来判断在这个人是谁,这个时候我们应用的就是声学中的知识。不同的人发出的声音都具有自身的特色,每个人的音色有自己的独特性,当我们与他们熟悉之后,脑海中就会保存他们具有独特意义的声音,当我们与他们沟通的时候,脑海中自然会播放他们的声音。同样,在生活中我们还可以利用声音去测算距离,如果你在平原上呼喊,是没有回声的,在狭窄的山谷里呼喊,就是由回声的,这个就是声音的回声原理,在山崖上呼唤,就能够知道山崖的距离,这都是物理声学知识在生活中的应用,这些知识具有非常强烈的趣味性,有利于加强我对知识的运用能力。
总而言之,在当前的物理学习中,加强生活与物理学习的联系,打破传统的学习模式与思维的习惯,提升学生的学习兴趣具有关键的作用。我认为,在以后的学习中,要逐渐加强物理知识与生活之间的关系,提升自己的学习兴趣,提升物理学习的实效性。
[1]赵立成.浅谈高中物理生活化教学策略[J].教育科学,2013(1):38―38.
[2]钟伟青.浅谈新课程理念下高中物理有效教学策略[J].中学物理,2010(21):37―37.
[关键词]物理知识生活应用
物理是一门历史悠久的自然学科。随着科技的发展,社会的进步,物理已渗入到人类生活的各个领域。《物理课程标准》中指出,物理课程的构建应注重让学生经历从自然到物理、从生活到物理的认识过程,经历基本的科学探究实践,注重物理学科与其他学科的融合,使学生得到全面发展。下面笔者就以我们每一个同学身边切身经历的物理现象入手,丰富我们的物理知识,拓宽我们学习物理的视野。
衣:夏天的衣服主要以浅色为主,冬天衣服主要以深色为主,原因是夏天浅色衣服吸收太阳辐射热本领弱,穿着凉爽,冬天深色衣服吸收太阳辐射热本领强,穿着暖和;冬天穿棉袄暖和,是因为棉布、棉花以及棉花中的大量空气是热的不良导体,使得人体上的热不易散失,起到保暖的作用;航天员的宇航服能使航天员身体内外气压相等,防止产生身体不适的现象。
食:人每天要食用大量的食物,是为了摄入大量的能量,以维持人体正常的生命活动所需的能量;人们生活中常食用的腌菜和腊肉,是分子扩散现象的具体应用;人们在水中煮汤圆颜色是白色的,而在油锅里煮汤圆颜色是黄色的,甚至是黑色的,原因是油的沸点比水的沸点高得多;在做青椒炒肉时,厨房里的人总是呛得眼泪直流,有的还打喷嚏,这是因为分子扩散的原因;炒菜时各种调料放在一起,方能做出香喷可口的菜,这也是分子扩散的原因;在高山上煮饭要使用高压锅,是因为高山上气压低,水的沸点低而导致煮不熟饭,使用高压锅可以增大锅内气压,提高锅内水的沸点,从而煮熟饭菜;生活中以电饭煲、电炒锅为主的各种加热设备,是运用了电流的热效应来工作的;一碗滚烫的汤,要想使它很快冷却下来,最简单的办法就是用嘴吹,其原因就是吹气时加快了空气流动,从而加快了水分的蒸发吸热;给水瓶掺开水时,听听掺水时的声音就知道水是否掺满没有,这是因为水的多少会导致所发出声音音调的不同;喝饮料用力吸细管时,饮料便吸入到嘴里,这是因为用力吸细管时,使得管内气压小于外部大气压,在大气压的作用下,把饮料压入到了嘴里。我们吃饭用的筷子是费力的杠杆,所以我们每一个人要想吃饭都必须自食其力付出劳动。
住:建筑工地上,建筑工人用重垂线来检查所建房屋的墙壁是否竖直,这是运用了重力的方向竖直向下的原理;农村上修建平房时所用的人字架是三角形的,原因是三角形具有稳定性;我们的教室两边都开有较大的窗子,原因是加快空气的对流,使得坐在教室里的人能呼吸到充足的氧气,同时可以加快人体汗液的蒸发,使人感觉凉爽;家中的穿衣镜是利用平面镜成像原理制成的;修房屋、做家具随时随地都要运用到测量知识。唐朝时期的杨贵妃很会享受,炎热的夏季,酷热难当,在当时没有空调,她就命皇宫里的太监和宫女,在房顶上不断的倒水,她坐在房里就不会很热,这是利用了增大水的散热面积,从而加快了水的蒸发吸热。
行:我们穿的鞋子,鞋底有花纹,这是为了增大摩擦,从而人才能正常行走;我们上、下学骑的自行车上面所包含了很多的物理知识。车胎、脚踏板和手把套都有花纹,这是为了增大摩擦;用力捏刹车,可以增大刹车鼓与车圈的压力,从而增大摩擦,把车刹住;自行车前进过程中,前后轮都受到地面的摩擦力作用,自行车后轮相对地面有向后运动的趋势,则它受到地面向前作用的摩擦力,前轮相对于地面有向前运动趋势受到地面向后摩擦力;自行车的车圈是圆形的而不是矩形的,原因是滚动摩擦比滑动摩擦小得多;坐垫下有弹簧,起到缓冲作用,使得我们坐的时候感觉舒服。再说汽车,它所运用到的物理知识更多。比如:汽车两边的观后镜是凸镜,它可以让司机看到更宽的范围;汽车上的发动机是热机;汽车前面的挡风玻璃是斜放的,这是为了防止车内物体所成的像成在司机的正前方,从而影响司机的视线;司机和坐在前排的人都必须系安全带,这是为了防止汽车高速行驶突然遇见紧急情况而刹车,由于惯性而带来的危害。
2高中物理知识点在生活中的应用
2.1在教学时注重生活实例的引入
2.2注意教学模式的多样化发展
2.3注意培养学生的物理能力
此处我们讲的物理能力除了包括传统意义上学生解决物理习题的能力,还包含了学生的物理意识、创新以及操作能力、团队意识以及通过理论指导实践的能力等等。一位优秀的物理人才,必须要具备以上的物理能力。为此,教师必须在日常的物理课堂教学中注重对学生物理意识与能力的培养,最终达到及时教师不说,学生也能够领会的程度。在对学生创新及动手能力培养过程中,首先就需要教师为学生营造适宜的教学氛围,保证学生心态的放松,从而能够根据自身的意愿去探究知识,出现错误及时改正[3]。而在团队合作意识的培养中,教师要引导学生当遇到靠自身的能力不能解决的问题事,加强和他人的合作,体会到合作所带来的乐趣和满足感,以切实可行的合作来增强学生的团队合作意识与能力。学生对物理知识的灵活运用能力的培养是在以上各项能力培养的基础之上而展开的,只有学生的物理知识量足够丰富时,在生活中遇到相应的情况才可以灵活运用各物理知识点解决问题。
2.4通过物理知识解决生活中的实际问题
3结语
受我国传统应试教学的影响,我国教育中培养出的人才更像是一部考试机器,能够真正运用物理知识解决实际问题的只占到少数。为了切实提升学生的物理能力,必须提升学生利用物理知识点解决生活实际问题的能力。
作者:南宫琛佳单位:平顶山市第一中学
参考文献:
[1]刘君.新课程背景下高中物理生活化教学研究与实践[D].长春:东北师范大学,2007.