本人從教高中物理十幾年接觸到一些學習困難生,尤其物理一竅不通,突出特點是對物理知識框架構建不出來,隻是片面的記得一些零散的知識點,而且理解還不到位,那麼現在粗淺談一下高中知識大概的一個整體框架。
高中物理的學習從認識機械運動開始。何謂“機械運動”?粗淺說就是物體位置發生了變化(注意:這個“位置變化”包含兩層意思一是變化的大小二是變化的方向)或者說随時間發生變化我們就說物體産生了機械運動,簡稱運動。知道了機械運動概念那麼很自然的就要研究機械運動,就像我要拆卸水龍頭一樣拆卸就要用工具扳手什麼的,同樣研究機械運動也要用“工具”,但這個可不是看得見的摸得着的扳手什麼的,而是一些物理量,确切地說是七個物理概念:質點、參考系、坐标系、時間、位移、速度、加速度。
質點就是一個具有質量的點,想想不合理啊!,“點”是什麼?這個概念從一般人(你我皆俗人)角度思考就是沒有大小沒有形狀的一個玩意,不占有空間,但又組成空間,換句話說我們周圍都是點,但你給我拿出來一個看看能不能?當然不能,所以不占空間卻有質量當然不可能,所以嚴格來說現實中沒有質點,但人可以憑空想啊在腦子裡構建一個點是可以的,一琢磨:沒有大小沒有形狀,嗯!一下就構建出來了,然後在腦海中再賦予它質量,完美構建!所以質點隻能存在于想象中,所以我們把嚴格意義上隻能存在于想象中的模型叫理想模型,而質點就是我們高中認知的第一個理想模型。這麼一說質點沒有用了嗎?當然不是,俗話說退一步海闊天空,我們在現實中找不到裡理想的或者說嚴格意義上的質點我們可以近似找啊,物理上可以近似而且很多,比如光滑等,但近似是可以不能随意,物理上要求必須符合一定條件,那符合質點的近似條件就是:具體問題具體分析。說到這肯定有人說這不廢話嗎!稍安勿躁看我繼續寫,“具體問題具體分析”引申成一句話就是:當我們研究的問題與物體的形狀大小沒有多大關系或者根本沒關系時可把物體當成質點處理。或者說物體的形狀大小對研究的問題影響小可忽略不計或者幹脆沒影響時可以把物體當質點處理。通過以上的說明要求我們在判斷物體能否當成質點的時候分兩步:一是要明确研究的問題,二是分析形狀大小對問題的影響,進而做出判斷。舉個例子:地球能不能當成質點研究?可能你會想地球那麼大怎麼能當成質點研究,肯定不能!這就犯了直覺性錯誤,你都不知道你研究的問題怎麼判斷能與不能!所以要按我上面所寫的兩步走。如果問研究地球自轉快慢的時候能不能?想一下地球當成質點,點哪還有自傳,所以不能。若果我研究地球繞太陽公轉一圈時間的時候能不能?這個問題要求你得有一定常識性知識儲備,你得大概知道地球半徑是多少(大概6400千米)?,地球到太原距離(公轉半徑)是多少(大概1.5億千米)?自己可以腦補一下6400跟1.5億比完全可以忽略,所以在球繞太陽轉這個問題上就是個點做圓周運動的問題,所以此時地球可以當成質點研究。
明确了物體能否被當質點分析問題的條件,那麼我們遇到了新的問題:為什麼要把物體當成質點?有什麼好處?其實問題很簡單,質點是物理學中為了簡化問題而引進的一種理想的抽象的模型。舉個最基本的例子:我們在研究汽車在公路上行駛的時候要畫草圖分析,如果每次都要把汽車畫出來是不是太費勁了,如果能用一個點代替汽車,是不是畫起來就非常的方便、簡單。
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