物理學(xué)上10大科學(xué)定律及理論
科學(xué)定律常??梢员痪?jiǎn)成數(shù)學(xué)表達(dá)式,比如偉大的E=mc2。這類公式是基于大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)上的一種特定表述,并且一般只有在某些特定條件存在時(shí)才能成立。小編在這里整理了相關(guān)資料,希望能幫助到您。
物理學(xué)上10大科學(xué)定律及理論
10、眾理論的敲磚石:大爆炸理論
標(biāo)準(zhǔn)釋義:大爆炸是描述宇宙誕生初始條件及其后續(xù)演化的宇宙學(xué)模型,其得到了當(dāng)今科學(xué)研究和觀測(cè)最廣泛且最精確的支持。目前一般所指的大爆炸觀點(diǎn)為:宇宙是在過(guò)去有限的時(shí)間之前,由一個(gè)密度極大且溫度極高的太初狀態(tài)演變而來(lái)的(根據(jù)2010年所得到的最佳觀測(cè)結(jié)果,這些初始狀態(tài)大約存在于133億年至139億年前),并經(jīng)過(guò)不斷的膨脹到達(dá)今天的狀態(tài)。
當(dāng)有誰(shuí)想要試著觸碰一下深?yuàn)W的科學(xué)理論,那么,從宇宙下手就對(duì)了,而解釋宇宙如何發(fā)展至今的大爆炸理論就是最好選擇。這條理論的基礎(chǔ)架構(gòu)在埃德溫·哈勃、喬治斯·勒梅特、阿爾伯特·愛(ài)因斯坦以及許多其他人士的研究之上,該理論說(shuō)白了,就是假設(shè)宇宙開(kāi)始于幾乎140億年前的一次重量級(jí)的爆炸。當(dāng)時(shí)的宇宙局限于一個(gè)奇點(diǎn),包含了宇宙中的所有物質(zhì),宇宙原始的運(yùn)動(dòng):保持向外擴(kuò)張,在今天仍在進(jìn)行著。
大爆炸理論能得到如此廣泛的支持,離不開(kāi)阿諾·彭齊亞斯和羅伯特·威爾遜的功勞。他們架設(shè)的一臺(tái)喇叭形狀的天線,接收到了一種怎么都消除不掉的噪聲信號(hào),那就是宇宙的電磁輻射,即宇宙微波背景輻射。正是最初的大爆炸使得現(xiàn)在整個(gè)宇宙都充滿了這種可以檢測(cè)到的微弱輻射,對(duì)應(yīng)溫度大約為3K。9、推算出宇宙年齡:哈勃定律
標(biāo)準(zhǔn)釋義:來(lái)自遙遠(yuǎn)星系光線的紅移與它們的距離成正比。該定律由哈勃和米爾頓·修默生在將近十年的觀測(cè)之后,于1929年首先公式化,Vf=Hc×D(遠(yuǎn)離速率=哈勃常數(shù)×相對(duì)地球的距離),其在今天經(jīng)常被援引作為支持大爆炸的一個(gè)重要證據(jù),并成為宇宙膨脹理論的基礎(chǔ)。
這里涉及一個(gè)前文提到的人,埃德溫·哈勃。此人對(duì)宇宙學(xué)的貢獻(xiàn)值得讓人來(lái)回溯下他的事跡:在20世紀(jì)20年代呼嘯掠過(guò)、大蕭條蹣跚而至的歲月里,哈勃卻演繹了突破性的天文研究。他不僅證明,除了銀河系外還有其他星系的存在,還發(fā)現(xiàn)了那些星系正以遠(yuǎn)離銀河系的方向運(yùn)動(dòng),而他公式中的遠(yuǎn)離速率就是星系后退的速度。哈勃常數(shù)指的是宇宙膨脹速率的參數(shù),而相對(duì)地球的距離主體也是這些星系。但據(jù)說(shuō),被尊為星系天文學(xué)創(chuàng)始人的哈勃本人卻非常不喜歡“星系”一詞,堅(jiān)稱其為“河外星云”。
隨著時(shí)間流逝,斗轉(zhuǎn)星移,哈勃常數(shù)值也發(fā)生著變化,但這并沒(méi)很大關(guān)系。重要的是,正是該定律幫助量化了宇宙各星系的運(yùn)動(dòng),推算遙遠(yuǎn)星系的距離。而“宇宙是由許多星系組成”的概念的提出,以及發(fā)現(xiàn)這些星系的運(yùn)動(dòng)可以追溯至大爆炸,它們都使哈勃定律就像同樣以此人命名的天文望遠(yuǎn)鏡般著名。8、改變整個(gè)天文學(xué):開(kāi)普勒三定律
標(biāo)準(zhǔn)釋義:即行星運(yùn)動(dòng)定律,由開(kāi)普勒發(fā)現(xiàn)的行星移動(dòng)所遵守的三條簡(jiǎn)單定律。
第一定律:每一個(gè)行星都沿各自的橢圓軌道環(huán)繞太陽(yáng)運(yùn)行,而太陽(yáng)則處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)中;
第二定律:在相等時(shí)間內(nèi),太陽(yáng)和運(yùn)動(dòng)著的行星的連線所掃過(guò)的面積都是相等的;
第三定律:各個(gè)行星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)周期的平方和它們的橢圓軌道的半長(zhǎng)軸的立方成正比。
圍繞著行星的運(yùn)行軌道,尤其是它們是否以太陽(yáng)為中心,科學(xué)家與宗教領(lǐng)袖以及自己的同行進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)數(shù)個(gè)世紀(jì)的爭(zhēng)斗。16世紀(jì)時(shí),哥白尼提出了在當(dāng)時(shí)引發(fā)巨大爭(zhēng)議的日心說(shuō)理論,認(rèn)為行星是以太陽(yáng)而不是地球?yàn)橹行倪M(jìn)行運(yùn)行的。此后第谷·布拉赫等人也相繼有所論述。但真正為行星運(yùn)動(dòng)學(xué)建立明確科學(xué)基礎(chǔ)的,是約翰內(nèi)斯·開(kāi)普勒。
開(kāi)普勒于17世紀(jì)早期提出的行星運(yùn)動(dòng)三大定律,描述了行星是如何圍繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的。第一定律,又被稱為橢圓定律;第二定律,又被稱面積定律,換句話解釋該定律,就是說(shuō)如果你連續(xù)30天跟蹤測(cè)算地球與太陽(yáng)之間連線隨地球運(yùn)動(dòng)所形成面積,就會(huì)發(fā)現(xiàn)不管地球在軌道的哪個(gè)位置,也不管何時(shí)開(kāi)始測(cè)算,結(jié)果都是一樣的。至于第三定律,也稱調(diào)和定律,它使得我們能夠建立起一個(gè)行星軌道周期與距太陽(yáng)遠(yuǎn)近之間的明確關(guān)系。比如金星這樣非常靠近太陽(yáng)的行星,就有著比海王星短得多的軌道運(yùn)行周期。正是這三條定律,徹底摧毀了托勒密復(fù)雜的宇宙體系。7、大部分理論的基石:萬(wàn)有引力定律
標(biāo)準(zhǔn)釋義:牛頓的普適萬(wàn)有引力定律表示為,任意兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)通過(guò)連心線方向上的力相互吸引。該引力的大小與它們的質(zhì)量乘積成正比,與它們距離的平方成反比,與兩物體的化學(xué)本質(zhì)或物理狀態(tài)以及中介物質(zhì)無(wú)關(guān)。該理論能夠由一個(gè)已經(jīng)寫進(jìn)今天高中物理課本的公式進(jìn)行表述:F=G×[(m1m2)/r2]
盡管今天人們將其看作是理所當(dāng)然的事情,但當(dāng)艾薩克·牛頓在300多年前提出萬(wàn)有引力學(xué)說(shuō)的時(shí)候,無(wú)疑是當(dāng)時(shí)最具有革命性的重大事件。牛頓提出的理論可以簡(jiǎn)單表述為:任何兩個(gè)物體,不管各自質(zhì)量如何,相互之間都會(huì)發(fā)生作用力,而質(zhì)量越大的東西產(chǎn)生的引力越大。公式中,F(xiàn)指兩個(gè)物體之間的萬(wàn)有引力,用“牛頓”作為計(jì)量單位;m1和m2分別代表兩個(gè)物體的質(zhì)量;r為兩者之間的距離;G是引力常數(shù)。
這是多種實(shí)踐條件下都相當(dāng)精確的定律,但物理學(xué)發(fā)展至今,人們已經(jīng)知道牛頓對(duì)重力描述的不完美性。然而,該定律仍不失為迄今所有科學(xué)中最實(shí)用的概念之一,它簡(jiǎn)單、易學(xué)、且涵蓋面很廣,以至于在廣義相對(duì)論初問(wèn)世的一段時(shí)間內(nèi)都甚少有人問(wèn)津。更有意義的是,萬(wàn)有引力定律讓渺小的人類獲得了計(jì)算龐大星球之間引力的能力,并且在發(fā)射軌道衛(wèi)星與測(cè)繪探月航線等方面尤其有用。6、物理科學(xué)有了基本定理:牛頓運(yùn)動(dòng)定律
標(biāo)準(zhǔn)釋義:牛頓第一定律為慣性定律;牛頓第二定律建立起物體質(zhì)量與加速度之間的聯(lián)系;牛頓第三定律為作用力與反作用力定律。
還是牛頓。每當(dāng)我們談?wù)撈疬@位人類歷史上最杰出的科學(xué)家之一,總不由得從他最著名的力學(xué)三大定律開(kāi)始。因?yàn)檫@些簡(jiǎn)潔而優(yōu)雅的定律,奠定了現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ)。
簡(jiǎn)單理解三大定律的意義,其第一條就讓我們知道,滾動(dòng)的皮球之所以能夠在地板上運(yùn)動(dòng),必定是受到外力的推動(dòng)。這外力可能是與地板之間的摩擦,也許是小孩子踢出的一腳。第二定律以F=ma這個(gè)公式表述,同時(shí)也意味著一個(gè)具有方向性的矢量。那個(gè)皮球滾過(guò)地板時(shí),因?yàn)榧铀俣鹊脑?,獲得了一個(gè)指向滾動(dòng)方向的矢量。通過(guò)它便能夠計(jì)算出皮球所受到的作用力。第三定律相當(dāng)簡(jiǎn)潔,也最為人們所熟知,其意思無(wú)外乎,用手指隨便戳戳哪個(gè)物體的表面,它們都將用同等的力量進(jìn)行回應(yīng)。5、熱力學(xué)基礎(chǔ)基本完備:熱力學(xué)三定律
標(biāo)準(zhǔn)釋義:熱力學(xué)第一定律,熱可以轉(zhuǎn)變?yōu)楣?,功也可以轉(zhuǎn)變?yōu)闊?,也就是能量守恒和轉(zhuǎn)換定律;第二定律有幾種表述方式,其中之一是不可能把熱從低溫物體傳到高溫物體而不引起其他變化;第三定律,在熱力學(xué)溫度零度(即T=0開(kāi))時(shí),一切完美晶體的熵值等于零。
英國(guó)物理學(xué)家和小說(shuō)家查爾斯·珀西·斯諾曾經(jīng)有一段非常著名的論述:“不懂得熱力學(xué)第二定律的科學(xué)家,就像一個(gè)從沒(méi)讀過(guò)莎士比亞的科學(xué)家一樣?!彼怪Z的言語(yǔ)意在批評(píng)科學(xué)與人文之間“兩種文化”的隔絕與分裂,但卻無(wú)意中在文人圈里“捧紅”了熱力學(xué)第二定律。其實(shí),斯諾的論述確實(shí)強(qiáng)調(diào)并呼吁人文學(xué)者都應(yīng)該去了解一下它的重要性。
熱力學(xué)是研究系統(tǒng)中能量運(yùn)動(dòng)的科學(xué)。這里的系統(tǒng)既可以是一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī),也可以是熾熱的地核。斯諾運(yùn)用自己的聰明才智將其精簡(jiǎn)成為以下若干條基本規(guī)則:你贏不了、你無(wú)法實(shí)現(xiàn)收支平衡、你無(wú)法退出游戲。
該如何理解這些說(shuō)法呢?首先來(lái)看所謂的“你贏不了”。斯諾的意思是指既然物質(zhì)與能量是守恒關(guān)系,在能量轉(zhuǎn)換過(guò)程中,我們無(wú)法實(shí)現(xiàn)一種能量形式到另一種的對(duì)等轉(zhuǎn)換,而不損失一部分能量。就像如果要發(fā)動(dòng)機(jī)做功,就必須提供熱能一樣。即便是在一個(gè)完美極致的封閉空間中,部分熱量依然將不可避免地散逸到外部世界中去。
而這就引發(fā)了第二定律“你實(shí)現(xiàn)不了收支平衡”。鑒于熵的無(wú)限增加,我們無(wú)法返回或保持相同的能量狀態(tài)。因?yàn)殪乜偸菑臐舛雀叩牡胤较驖舛鹊偷膮^(qū)域流動(dòng)。而有熵的存在,也是永動(dòng)機(jī)不可能出現(xiàn)的原因。
最后是第三定律“無(wú)法退出的游戲”。這里要涉及到絕對(duì)零度,即理論上可能達(dá)到的最低溫度,一般指零開(kāi)爾文(零下273.15攝氏度或零下459.67華氏度)。第三定律的表述為,當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到絕對(duì)零度時(shí),分子將停止一切運(yùn)動(dòng),即沒(méi)動(dòng)能,熵也能達(dá)到理論上的最低值。但現(xiàn)實(shí)世界中,即使在宇宙的深處,達(dá)到絕對(duì)零度也是不可能的。你只能無(wú)限地接近所謂的終點(diǎn)。4、公元前200年的大智慧:阿基米德定律
標(biāo)準(zhǔn)釋義:物理學(xué)中的阿基米德定律,即阿基米德浮力原理,是指浸在靜止流體中的物體受到流體作用的合力大小等于物體排開(kāi)的流體的重力,這個(gè)合力稱為浮力。數(shù)學(xué)表達(dá)式為:F浮=G排
關(guān)于阿基米德是如何發(fā)現(xiàn)浮力原理這一物理學(xué)重大突破的,有個(gè)傳說(shuō):阿基米德某次洗澡的時(shí)候,看到浴缸里的水會(huì)隨著自己身體的浸入而上升,便受到啟發(fā)開(kāi)始思考。而當(dāng)他最終確定發(fā)現(xiàn)了浮力理論之后,這位古希臘最偉大的哲人一邊興奮地大喊“找到了!找到了!”,一邊裸露著身體狂奔在錫拉丘茲城的大街小巷。
古希臘學(xué)者阿基米德的古老發(fā)現(xiàn)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在人類社會(huì)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域。根據(jù)浮力原理,施加在一個(gè)部分或整體淹沒(méi)于液體中的物體的作用力,等于該物體液內(nèi)體積所排出的液體重量。這對(duì)于計(jì)算物體的密度,進(jìn)而進(jìn)行潛艇和遠(yuǎn)洋輪船的設(shè)計(jì)建造,具有關(guān)鍵性意義。3、我們自身的探討:進(jìn)化與自然選擇
標(biāo)準(zhǔn)釋義:進(jìn)化,即演化,在生物學(xué)中是指種群里的遺傳性狀在世代之間的變化。自然選擇,也稱為天擇,指生物的遺傳特征在生存競(jìng)爭(zhēng)中,具有了某優(yōu)勢(shì)或某劣勢(shì),進(jìn)而在生存能力上產(chǎn)生差異,并導(dǎo)致繁殖能力的差異,使得這些特征被保存或是淘汰。
既然我們已經(jīng)建立起關(guān)于宇宙何以從無(wú)到有,以及物理學(xué)在日常生活中是如何發(fā)揮作用的若干基礎(chǔ)概念體系,下一步便可以開(kāi)始關(guān)注我們?nèi)祟愖约旱男问絾?wèn)題,即我們是如何成為今天這番模樣的。
我們知道,基因是會(huì)復(fù)制給下一代的,但基因突變會(huì)讓其情況出現(xiàn)變化,這種變化了的新情況,可能隨著物種遷徙等在種群中傳遞。
那么按照當(dāng)今大多數(shù)科學(xué)家的觀點(diǎn),所有地球生物曾經(jīng)擁有一個(gè)共同的祖先。后來(lái)隨著時(shí)間的發(fā)展,部分開(kāi)始進(jìn)化成為特征鮮明的特定物種。久而久之,生物多樣性便逐漸在所有有機(jī)生物中增加與擴(kuò)展開(kāi)來(lái)。
從最基本的意義上說(shuō),基因突變等變異機(jī)制在生物進(jìn)化的過(guò)程中一直發(fā)生著。而每一階段的這些細(xì)節(jié)變化都會(huì)通過(guò)世代的遺傳而得以保留。相應(yīng)的,生物種群也因此發(fā)展出了不同的特征,并且這些特征往往能夠幫助生物更好地繁衍生存下來(lái)。比如棕色皮膚的青蛙,顯然比其它顏色的同類更適宜以偽裝的方式在泥濘的沼澤地區(qū)生存。這便是所謂的自然選擇。
當(dāng)然,對(duì)于進(jìn)化與自然選擇理論,我們還可以將其應(yīng)用到更廣泛的生物范圍。但是達(dá)爾文在19世紀(jì)提出的“地球生命豐富的多樣性,來(lái)源于進(jìn)化中的自然選擇”,無(wú)疑依舊是最基礎(chǔ)和最具開(kāi)創(chuàng)性的。2、永遠(yuǎn)轉(zhuǎn)變了理解宇宙的方式:廣義相對(duì)論
標(biāo)準(zhǔn)釋義:引力在此被描述為時(shí)空的一種幾何屬性(曲率),而這種時(shí)空曲率與處于時(shí)空中的物質(zhì)與輻射的能量,動(dòng)量張量直接相聯(lián)系,其聯(lián)系方式即是愛(ài)因斯坦的引力場(chǎng)方程(一個(gè)二階非線性偏微分方程組)。
對(duì)于任何一個(gè)不曾學(xué)習(xí)或研究它的人來(lái)說(shuō),廣義相對(duì)論的標(biāo)準(zhǔn)釋義看了和沒(méi)看一個(gè)樣。因?yàn)樗诮忉屧撛~條時(shí),至少又用了4組不被人理解的詞匯。
它的內(nèi)涵和外延涉及甚廣,似乎非論文形式不能描述。在此,我們且看看被稱為現(xiàn)代引力理論研究的最高水平的廣義相對(duì)論在論什么。作為比牛頓萬(wàn)有引力更具有一般性的理論,質(zhì)量還是一個(gè)決定引力的重要屬性,但是不再是引力的唯一來(lái)源。
在愛(ài)因斯坦這里,引力已不再是牛頓所描述的一種力,甚至可以說(shuō),已沒(méi)有了原來(lái)引力的概念。因?yàn)閻?ài)因斯坦把它看成物體周圍的時(shí)空彎曲,以前所說(shuō)的“物體受引力作用所作的運(yùn)動(dòng)”,被歸結(jié)為物體在一個(gè)彎曲時(shí)空中,沿短程線的自由運(yùn)動(dòng)。
如果讓“彎曲時(shí)空”的概念更明朗化些,可以想象環(huán)繞地球飛行的航天飛機(jī)里的宇航員,對(duì)他們而言,他們是按直線方式在太空中飛行,但實(shí)際上航天飛機(jī)周圍的時(shí)空,已經(jīng)被地球的引力所彎曲,這使航天飛機(jī)成為又能向前飛行,又能圍繞地球轉(zhuǎn)的物體。
按美國(guó)相對(duì)論研究的首席專家約翰·惠勒解釋,這種所謂時(shí)空的幾何屬性可以這樣概述:時(shí)空告訴物質(zhì)如何運(yùn)動(dòng),物質(zhì)告訴時(shí)空如何彎曲。因而,其可以展現(xiàn)出宇宙星光受大天體影響的彎曲方式,并且為研究黑洞奠定了理論基礎(chǔ)。1、上帝擲骰子嗎?:海森堡測(cè)不準(zhǔn)原理
標(biāo)準(zhǔn)釋義:德國(guó)物理學(xué)家海森堡于1927年提出,表明量子力學(xué)中的不確定性,指在一個(gè)量子力學(xué)系統(tǒng)中,一個(gè)粒子的位置和它的動(dòng)量(粒子的質(zhì)量乘以速度)不可被同時(shí)確定。
“測(cè)量!在經(jīng)典理論中,這不是一個(gè)被考慮的問(wèn)題?!薄读孔游锢硎吩挕啡缡钦f(shuō)。
那是因?yàn)樵诮?jīng)典物理學(xué)里,你、我,或作為觀測(cè)者的任何一人,對(duì)這個(gè)等待被測(cè)量的客觀物體是沒(méi)有影響,或影響甚微以致可忽略不計(jì)的。那時(shí)就算我們弄不懂個(gè)中道理,也不妨礙原理待在那,等著我們慢慢參詳。
但現(xiàn)在就要踏入量子世界的魔潭了,此處我們作為觀測(cè)者會(huì)給實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象帶來(lái)一定的擾動(dòng),因此如果測(cè)一個(gè)電子的動(dòng)量,所得值只是相對(duì)你這個(gè)觀測(cè)者而言的。微觀世界中,要以“概率”來(lái)論,所謂上帝擲骰子。
當(dāng)年的華納·海森堡就在此中有了突破性的發(fā)現(xiàn),人們無(wú)法同時(shí)得到粒子的兩種變量精確信息,哪怕再精密的儀器都不行。具體講,你或者可以準(zhǔn)確地知道電子的位置,但無(wú)法同時(shí)知道其動(dòng)量,或者反之,得此失彼。而類似的不確定性也存在于能量和時(shí)間、角動(dòng)量和角度等許多物理量之間。
或許你沒(méi)明白這件事的詭異性,就像之前提到的,量子世界里的量既然是相對(duì)性,那只要它存在,就應(yīng)該可以被測(cè)量出來(lái)。既然無(wú)論如何不能測(cè)量到,那它就不復(fù)存在。因此,在你沒(méi)確定測(cè)量這個(gè)物理量的手段時(shí),談?wù)撍翢o(wú)意義。一個(gè)電子的動(dòng)量,只有當(dāng)你測(cè)量時(shí),也才有意義。
這更像是一個(gè)哲學(xué)話題了。而“海森堡測(cè)不準(zhǔn)原理”與其說(shuō)是實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的,倒不如說(shuō)是海森堡和他老師玻爾等人討論出來(lái)的。到了玻爾發(fā)現(xiàn)電子同時(shí)具有粒子和波的雙重性質(zhì)(量子物理的柱石,波粒二象性),當(dāng)我們測(cè)量電子的位置時(shí),我們將其當(dāng)作粒子,波長(zhǎng)不定;而當(dāng)我們要測(cè)量動(dòng)量時(shí),我們將其當(dāng)作波,知道波長(zhǎng)的量值卻失去它的位置。
即便你現(xiàn)在無(wú)比混亂,這依然沒(méi)什么大不了的。玻爾的名言就是:“如果誰(shuí)不為量子論而困惑,那他一定沒(méi)有理解量子論。”類似的話費(fèi)曼也說(shuō)過(guò)。所以我們沒(méi)啥好郁悶的,愛(ài)因斯坦和我們一個(gè)狀況。
提升物理成績(jī)的五個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)和三條主線
一、研究《考綱》,通讀教材
《考綱》是教學(xué)的基本要求,它規(guī)定了中考的范圍和要求,是中考命題的依據(jù)之一,對(duì)于中考復(fù)習(xí)具有重要的作用。通過(guò)對(duì)《考綱》的研究,明確考試的要求,了解題型和對(duì)學(xué)生的能力要求,使自己的復(fù)習(xí)有方向、有目標(biāo),使自己的復(fù)習(xí)能有一個(gè)明確的評(píng)價(jià)依據(jù),從而有利于把握復(fù)習(xí)的廣度和深度,使復(fù)習(xí)更有的放矢。在研究《考綱》的同時(shí),還要仔細(xì)閱讀教材,因?yàn)榻滩氖钦n堂教學(xué)的根本依據(jù),也是中考命題的依據(jù)之一。學(xué)生一定要仔細(xì)閱讀教材,特別要注意教材中以下幾個(gè)方面:
(1)物理概念和規(guī)律形成的過(guò)程和伴隨的科學(xué)方法。在最近幾年的中考物理試題中,此類題目的分值要占到10%左右。在初中物理教材中,物理概念和規(guī)律形成的過(guò)程經(jīng)常采用的是“控制變量法”。如:速度、密度、壓強(qiáng)、比熱容等概念的形成過(guò)程,歐姆定律、影響液體蒸發(fā)快慢的因素、影響電阻大小的因素、液體內(nèi)部壓強(qiáng)的規(guī)律、阿基米德定理等物理規(guī)律的得到等,都是采用“探制變量法”來(lái)進(jìn)行研究的。近幾年的中考物理試題中除了考核“控制變量法”,也考核了“等效替代法”,如作用在物體上的兩個(gè)力的作用效果可以由一個(gè)力的作用來(lái)替代;串并聯(lián)電路中,總電阻與各電阻的關(guān)系等。
(2)教材中的實(shí)例分析(包括各類插圖、生活及有關(guān)科技發(fā)展的實(shí)例等)。
(3)各種實(shí)驗(yàn)的原理、研究方法、過(guò)程。
(4)相關(guān)的物理學(xué)史。筆者在多年的物理教學(xué)中發(fā)現(xiàn),許多學(xué)生在復(fù)習(xí)迎考過(guò)程中埋頭苦做習(xí)題,忽視了最根本的、最必要的工作―――閱讀教材,在升學(xué)考中造成不該有的失分而后悔莫及。
二、整理知識(shí)內(nèi)容,歸類掌握
中考物理試卷中的各知識(shí)點(diǎn)覆蓋率較高,最近幾年都在80%―90%左右,但對(duì)十個(gè)重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)的覆蓋率則為100%。這十個(gè)重點(diǎn)知識(shí)是:比熱容和熱量的計(jì)算、光的反射定律和平面鏡成像特點(diǎn)、凸透鏡成像規(guī)律、歐姆定律、串并聯(lián)電路的特點(diǎn)、電功率、力的概念、密度、壓強(qiáng)、二力平衡。物理知識(shí)涉及的面很廣,基本概念、理論更是體現(xiàn)在不同的教學(xué)內(nèi)容中。學(xué)生要對(duì)每個(gè)部分中的知識(shí),按知識(shí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行歸類、整理,形成各知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系,并擴(kuò)展成知識(shí)面,做到基本概念牢固掌握,基本理論相互聯(lián)系,如:在對(duì)速度這一知識(shí)進(jìn)行復(fù)習(xí)的時(shí)候,就可以把研究得到這一物理概念的思想方法遷移到密度、壓強(qiáng)、功率、比熱容等其它物理概念的形成過(guò)程中去,舉一反三,即要做到“書越讀越厚(知識(shí)內(nèi)容多)―――書越讀越薄(概括整理、總結(jié))―――知識(shí)越來(lái)越豐富”,這樣才能在考試時(shí)思維敏捷,得心應(yīng)手。
三、題型歸類,掌握方法
目前學(xué)生已做了大量的模擬考試題,許多學(xué)生仍然在題海中奮力拼搏,許多學(xué)生和家長(zhǎng)認(rèn)為,題目一定要多做,才能熟能生巧、才能觸類旁通。
筆者認(rèn)為“精神可嘉,方式不當(dāng)”。當(dāng)前在有限的時(shí)間內(nèi)做大量的題目,并不是明智之舉。學(xué)生應(yīng)把所做的練習(xí)中的各類題型進(jìn)行分析、比較、歸類,發(fā)現(xiàn)其中的異同點(diǎn),掌握解決問(wèn)題的方法。只有掌握了方法,才能在解決問(wèn)題時(shí)多角度地理解題意,拓寬解決問(wèn)題的思路和方法,才能在考試中充分發(fā)揮自己的能力。
四、加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)研究能力的訓(xùn)練
物理是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科,新的教學(xué)改革中很重要的一點(diǎn)就是注重學(xué)生研究能力的培養(yǎng)。教材和歷年中考試題中都十分注重對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)研究能力的考核。近幾年來(lái),中考物理中實(shí)驗(yàn)考核的分值在上升,而從試題內(nèi)容上看,已從單純的記憶型趨向?qū)嶒?yàn)探求設(shè)計(jì)的模型。而這方面恰恰是學(xué)生較薄弱的方面,歷年來(lái)失分較多。因此,在復(fù)習(xí)中學(xué)生要加強(qiáng)訓(xùn)練。一般在實(shí)驗(yàn)研究中,學(xué)生尤其要注意題目中提供的信息,明確研究的目的、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)器材的作用和選擇、實(shí)驗(yàn)操作步驟、對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察分析和對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析歸納。
五、關(guān)注熱點(diǎn)問(wèn)題,把握考試動(dòng)態(tài)
近幾年的中考物理中有五大類熱點(diǎn)問(wèn)題:(1)估計(jì)、估算題主要涉及學(xué)生實(shí)際生活中與所學(xué)知識(shí)直接相關(guān)的實(shí)際事例。(2)動(dòng)態(tài)、故障分析(3)科學(xué)方法題主要考核物理概念、規(guī)律形成中的思想方法;(4)情景信息題即在考題中提供較多的情景信息,根據(jù)題目要求,從中篩選出有用的相關(guān)信息。(5)開(kāi)放性試題(包括結(jié)果開(kāi)放、條件開(kāi)放、過(guò)程開(kāi)放等)即在研究中可以多角度、多方面地進(jìn)行研究的方法、手段可以多種多樣,沒(méi)有固定的模式和定勢(shì),研究的結(jié)果并不唯一,表達(dá)的形式可以豐富多彩。
總之,在復(fù)習(xí)迎考中,同學(xué)們一定要做到:復(fù)習(xí)全面仔細(xì),知識(shí)點(diǎn)面結(jié)合,把握重點(diǎn)熱點(diǎn),概念牢固掌握,方法靈活運(yùn)用。
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