玉一桐
人們經(jīng)常提到的重量與我們的生產(chǎn)生活、國(guó)防、科研有著極其密切的關(guān)系,且重量在物理學(xué)中也是不可或缺的物理量,它在力學(xué)體系中占有重要地位。因此,掌握好重量這一知識(shí)體系對(duì)高中生來(lái)說(shuō)至關(guān)緊要。物理概念因其抽象性,總有“只可意會(huì),難以言傳”的感覺(jué)。其實(shí),我覺(jué)得掌握知識(shí)的難易程度在于你對(duì)該學(xué)科學(xué)習(xí)技巧的摸索和掌握。對(duì)于如何學(xué)好物理,結(jié)合對(duì)重力知識(shí)的學(xué)習(xí)和掌握過(guò)程,我談?wù)勛约旱捏w會(huì),希望對(duì)高性學(xué)好物理知識(shí)有所幫助。
一、對(duì)重量概念反復(fù)分析,聯(lián)系實(shí)際深刻認(rèn)識(shí)
最初,我們把物體落地或物體從空中落向地面的現(xiàn)象認(rèn)為是一種自然現(xiàn)象,至于為什么,人或是百思不得其解,或是放棄思考。直到英國(guó)物理學(xué)家牛頓通過(guò)觀察思考、實(shí)驗(yàn)探索,發(fā)現(xiàn)和總結(jié)了萬(wàn)有引力定律后,這一問(wèn)題才得以解決,這是重量這一概念產(chǎn)生的原因,也是我對(duì)重量這個(gè)物理量最初的認(rèn)知。實(shí)質(zhì)上,重量是一種引力,是由于地球吸引而產(chǎn)生的力,是萬(wàn)有引力的一種,所以我們稱之為重力。重力的大小與物體的質(zhì)量相關(guān),而且不同的地方,物體所受的重力各不相同。實(shí)驗(yàn)研究表明,在地球上,質(zhì)量是一千克的物體所受的重力是9.8牛頓。如果用公式表示就是:f=mg、g=9.8/牛頓·千克。
國(guó)外許多國(guó)家把重量直接定義為地球?qū)ξ矬w的萬(wàn)有引力,如美國(guó)《PSSC物理》一書(shū)中規(guī)定:“一個(gè)物體所受地球的引力的大小叫作物體的重量。”在中國(guó),雖然我們沒(méi)有把重量直接定義為萬(wàn)有引力,但把重量當(dāng)作萬(wàn)有引力在應(yīng)用,仍是十分普遍的。如重力(即重量)充當(dāng)人造衛(wèi)星的向心力,以及物體在月球上的重量是它在地球上重量的六分之一。上述講到的重量,實(shí)際上都是萬(wàn)有引力。
重量和質(zhì)量的關(guān)系與區(qū)別在于:重量是一種由于地球吸引而產(chǎn)生的力,具有方向性,它的方向是豎直向下的,在實(shí)驗(yàn)室,它的大小可以用測(cè)力計(jì)或彈簧秤來(lái)測(cè)量。我經(jīng)常對(duì)一些生活現(xiàn)象進(jìn)行觀察,并把它和自己所學(xué)的知識(shí)相結(jié)合,從而加深對(duì)知識(shí)的理解和掌握。如當(dāng)物體放在水平地面上時(shí),地面所受壓力等于物體所受重力,但重力絕不等同于壓力,它們是性質(zhì)完全不同的兩種力。又如我們奔跑時(shí),停下來(lái)不容易;行駛的汽車速度越快,剎車時(shí)越困難,人們說(shuō)這是慣性。它與重力是否有關(guān)系,我一直在思考這個(gè)問(wèn)題。直到學(xué)習(xí)了牛頓第一定律,我才真正理解:一切物體都有保持自己運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的本質(zhì)屬性,即慣性。慣性的大小與運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān),它與質(zhì)量有關(guān),質(zhì)量越大的物體慣性越大。因?yàn)樵诘厍蛏腺|(zhì)量與重量成正比,所以重量越大慣性越大。
二、通過(guò)實(shí)踐加深對(duì)物理公式中各物理量含義的理解
在學(xué)習(xí)物理知識(shí)時(shí),我們可以通過(guò)實(shí)踐加深對(duì)物理知識(shí)的理解,如解答重力做功問(wèn)題:①重10牛頓的物體從5米的高處落下,重力做功是多少?②工人用20牛頓的力將重60牛頓的箱子水平向前推動(dòng)5米,重力做功是多少?根據(jù)功的計(jì)算公式W=FS,我們要透徹理解公式中各個(gè)物理量的含義,以及題目的具體要求,然后通過(guò)具體分析,確定解題方法。
經(jīng)過(guò)分析得出:①重力的方向與物體位移的方向一致,所以重力做功W=FS=5×10=50焦耳;②重力的方向豎直向下,而箱子是水平移動(dòng)的,所以重力做功是0焦耳。這兩個(gè)例題主要是考察我們對(duì)重力做功概念的理解和掌握。又如送貨員把重60牛頓的貨物扛上6米高的三樓,重力做功是多少?這實(shí)際是重力做負(fù)功,也叫作克服重力做功。這個(gè)問(wèn)題應(yīng)回答:克服重力做功120焦耳。哲學(xué)上講,我們對(duì)事物的認(rèn)知過(guò)程就是“從認(rèn)識(shí)—實(shí)踐,再認(rèn)識(shí)—再實(shí)踐的螺旋式上升過(guò)程”。
三、結(jié)語(yǔ)
物理學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)學(xué)科,通過(guò)自己學(xué)習(xí)重量相關(guān)知識(shí)的過(guò)程,我感到,只要我們認(rèn)真觀察、勤于思考、重視實(shí)驗(yàn)、善于總結(jié),就一定能學(xué)好物理這門科學(xué)。
參考文獻(xiàn):
[1]劉殿巖.高中習(xí)題知識(shí)化清單[M].北京:北京大學(xué)出版社,2007.
[2]張偉.中學(xué)物理研究[J].東北師范大學(xué)學(xué)報(bào),2012,(12).
(作者系衡水第一中學(xué)高二741班學(xué)生)