中學(xué)生們學(xué)習(xí)物理時(shí)常常會(huì)遇到這樣的問題:“做物理實(shí)驗(yàn)時(shí)的得到的測量數(shù)據(jù)往往和物理原理不符合,利用原理得出的結(jié)果和最終實(shí)驗(yàn)得出的數(shù)據(jù)往往不一致!”
這種現(xiàn)象有時(shí)候是因?yàn)椤罢`差”,有時(shí)候是因?yàn)椤板e(cuò)誤”。
但是,還有一種最常見的原因,這種原因也正是我們研究物理問題的精髓所在!
這種原因是中學(xué)生們在每一次做物理實(shí)驗(yàn)時(shí)常常不得不考慮的一個(gè)現(xiàn)實(shí)因素:“理想器材與真實(shí)器材的差距!理論物理與真實(shí)應(yīng)用的差距!”
有時(shí)候,這個(gè)差距非常大,大到讓部分學(xué)生懷疑自己的實(shí)驗(yàn)是否出了問題,甚至懷疑是不是物理原理本身有問題。
作為中學(xué)生,常常聽到物理老師們說到這樣三個(gè)字:“理想化”!這三個(gè)字其實(shí)正是研究物理問題的精髓所在!如果考慮世界中的所有因素,那么就會(huì)把物理中的主要因素給覆蓋掉,導(dǎo)致我們找不到問題的本質(zhì)性原因,所以,我們在研究絕大部分物理問題時(shí),總是會(huì)本著“忽略掉不會(huì)影響本質(zhì)的次要因素,通過理想化模型的處理方式得到符合本質(zhì)的結(jié)論”的原則,我們都能發(fā)現(xiàn),如果深究中學(xué)物理中的大部分原理的話,其實(shí)在現(xiàn)實(shí)中都無法找到完全相符合的現(xiàn)實(shí)案例。有些可能相差無幾,有些可能相差稍多,但就是無法找到完全符合的情況!
比如“真空”,比如“光滑”,再比如“質(zhì)點(diǎn)”、“點(diǎn)電荷”,還有“勻速”、“輕桿”等等,這些理想化條件或者模型在現(xiàn)實(shí)生活中都無法找到,因此大部分對應(yīng)的物理實(shí)驗(yàn)結(jié)果其實(shí)都是在“現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)”與“科學(xué)推理”相結(jié)合的情況下得出的!
我們來看下面這道中考物理題,這道物理題真實(shí)地反映了“現(xiàn)實(shí)”與“理想”的差距!
初中生們在學(xué)習(xí)簡單機(jī)械“定滑輪與動(dòng)滑輪特點(diǎn)”時(shí),學(xué)到了兩個(gè)結(jié)論:“定滑輪不省力但是可以改變力的方向;動(dòng)滑輪省一半的力但是不能改變力的方向!痹谧鏊械幕嗩}時(shí),我們都會(huì)看到幾乎每道題都會(huì)告訴我們“不計(jì)摩擦與繩重”、甚至“不計(jì)動(dòng)滑輪的重力”,這其實(shí)就是為了研究問題方便而進(jìn)行的理想化的處理。但是,本題中有兩句話,其實(shí)告訴了我們兩個(gè)現(xiàn)實(shí)問題:
1.“使用定滑輪時(shí)稍費(fèi)力”。其中“費(fèi)力”兩個(gè)字告訴我們“有摩擦力”,“稍”這個(gè)字告訴我們“此摩擦力比較小”!
2.“使用動(dòng)滑輪時(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能省一半力”。其中“不能省一半力”這幾個(gè)字告訴我們“要考慮摩擦力和動(dòng)滑輪的重力”,由于摩擦力一般對結(jié)果的影響較小,所以“遠(yuǎn)遠(yuǎn)”這兩個(gè)字告訴我們“摩擦力是次要因素,而動(dòng)滑輪的重力是主要因素”!
本題出錯(cuò)的中學(xué)生們大部分選擇了C,只考慮了摩擦力,卻沒有仔細(xì)研究一下題目中蘊(yùn)含的一些字其實(shí)是由深刻含義的。
中學(xué)物理最精髓的所在就是“對現(xiàn)實(shí)條件進(jìn)行理想化的處理”,在物理中,“現(xiàn)實(shí)”與“理想”的差距其實(shí)就是“現(xiàn)實(shí)”與“真理”的差距!
而對于中學(xué)物理的這一精髓遲遲不能適應(yīng)的中學(xué)生們學(xué)起物理來總會(huì)特別吃力,因?yàn)橹袑W(xué)物理尤其是高中物理有太多的理想化模型,比如自由落體、平拋運(yùn)動(dòng)、勻速圓周運(yùn)動(dòng)、機(jī)械能守恒、牛頓第一定律、電學(xué)中的各種電路問題、電磁場中的帶電粒子偏轉(zhuǎn)加速問題等等。每一個(gè)模型都是一個(gè)重點(diǎn),如果這些模型掌握不好,高考理綜這一科就完蛋了。也正因?yàn)橛泻芏嘀袑W(xué)生不能較快的接受這些模型導(dǎo)致學(xué)習(xí)物理很困難,從而不得不選擇了文科。
中學(xué)生朋友們,抓住物理的本質(zhì)吧,為了美好的未來,加油!
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