物理概念是反映事物的物理現(xiàn)象的本質(zhì)屬性的思維形式,是構(gòu)成物理知識的最基本的單位。教學(xué)時應(yīng)注意:①明確概念引入的必要性和事實依據(jù)。②只有明確、掌握概念的定義,才可能明確掌握被定義的概念。③了解概念的種類(矢量、標(biāo)量、狀態(tài)量、過程量、特性量、屬性量,某種物理量的變化率等等),以便用比較法教學(xué)。若這種概念屬首次學(xué)習(xí),就必須著重使學(xué)生明確抽象概括的方法。④理解概念的定義、意義和跟有關(guān)概念的聯(lián)系與區(qū)別。⑤定義的語言表達(dá)形式可以不同,但數(shù)學(xué)表達(dá)式應(yīng)該相同。⑥注意從定義式導(dǎo)出被定義的物理量的單位。
。1)機(jī)械波不是物理量,沒有定義式。機(jī)械波的現(xiàn)象直觀而本質(zhì)抽象,故常采用分析法教學(xué),即從學(xué)生有感性認(rèn)識的水波和演示繩上的波出發(fā),使學(xué)生對波有個宏觀印象,再用圖和模擬波的演示儀器進(jìn)行微觀分析,得出機(jī)械波的定義(機(jī)械振動在媒質(zhì)中的傳播過程)和意義(傳遞能量的一種方式)。波的意義具有普遍性,比機(jī)械波的定義更重要。教學(xué)時還應(yīng)注意波與振動的聯(lián)系與區(qū)別;水波是重力波,成因較復(fù)雜,不宜多講。
。2)質(zhì)點(diǎn)是個理想化的物理概念。從實物到物體,再從物體到質(zhì)點(diǎn),經(jīng)過兩次抽象概括。教學(xué)重點(diǎn)是:①使學(xué)生初步了解理想化的物理概念(光滑平面、理想氣體、點(diǎn)電荷、電場線、光線等)在物理學(xué)研究上的作用;②用實例說明在什么情況下,物體可以當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)。
(3)速度描述物體運(yùn)動狀態(tài)的物理量,是矢量。速度的概念是在對物體運(yùn)動的直觀感覺的基礎(chǔ)上抽象出來的,學(xué)生容易理解。一般定義為描述物體位置變化的快慢和方向的物理量。對具體的運(yùn)動狀態(tài)來說,速度的外延有平均速度(v=△s/△t)、即時速度()和勻速運(yùn)動的速度(v=△s/△t=恒量)。根據(jù)速度的定義式,速度又被稱為位移時間的變化率。在中學(xué)教學(xué)中,雖然不要求介紹速度內(nèi)涵和外延的關(guān)系,但教師應(yīng)該了解。若條件允許,在復(fù)習(xí)課中可作為提高的內(nèi)容,使學(xué)生對速度概念有個整體認(rèn)識。
(4)加速度速度、加速度都是人們?yōu)榱搜芯窟\(yùn)動規(guī)律的需要,通過對運(yùn)動現(xiàn)象的觀察、分析、抽象概括出來的概念。它們的定義式不是實驗的結(jié)論,但可以用實驗來說明。加速度可以參照速度用比較法進(jìn)行教學(xué)。但特別注意防止學(xué)生在方向上的錯誤認(rèn)識:①加速度的方向跟速度的方向一致(正確的是規(guī)定跟速度增量的方向一致;決定于物體受力的方向);②籠統(tǒng)地認(rèn)為負(fù)加速度就是勻減速運(yùn)動,正加速度就是勻加速運(yùn)動;③認(rèn)為加速度的正、負(fù)是表示加速度的方向;④正加速度的量值總比負(fù)加速度大。此外還應(yīng)注意加速度跟速度、速度增量的聯(lián)系與區(qū)別。
。5)力所謂一個概念是明確的,就是指這個概念的內(nèi)涵和外延是明解的。力的內(nèi)涵少外延多。要明確力的內(nèi)涵和外延,決非幾節(jié)課所能達(dá)到。所以無論是初中或高中的“力”的一節(jié)教學(xué),只能利用學(xué)生已有的生活經(jīng)驗和簡單的實驗,從幾種具體的力抽象出力的初步概念。但只是認(rèn)識力的重要起點(diǎn),要上好這節(jié)課,并注意以后逐步提高、加深和完整。
。6)功量度能量轉(zhuǎn)化的物理,是過程量,是標(biāo)量。由于中學(xué)物理教材多數(shù)先講功后講能,反過來用功來定義能,故功的定義只能在“機(jī)械能”章末出現(xiàn)。功這節(jié)課的教學(xué)重點(diǎn)應(yīng)放在功的量度上。從實例的分析得出做功的兩個不可缺少的因素,然后規(guī)定計算功的公式就是這兩個因素的乘積。用實驗來確定
W∝F(?)和W∝s(?),從而得出功的公式是不符合邏輯的。高中關(guān)于功的教學(xué),是在初中的基礎(chǔ)上,把計算功的公式一般化,并從數(shù)學(xué)角度討論正功和負(fù)功。不從能量轉(zhuǎn)化的觀點(diǎn)來討論正功和負(fù)功,物理意義是不明確的。這有待于以后的教學(xué)來補(bǔ)充和加深。
。7)熱量在熱傳過程中,物體吸收或者放出熱的多少(內(nèi)能變化的量度),是標(biāo)量。教學(xué)時應(yīng)注意與溫度、內(nèi)能的聯(lián)系和區(qū)別。區(qū)別的關(guān)鍵是熱量是過程量,只有當(dāng)物體在吸熱或放熱的過程中,才有熱量的傳遞;而溫度和內(nèi)能是狀態(tài)量,物體在一定狀態(tài)下具有一定的溫度和內(nèi)能,而不具有熱量。要使初中學(xué)生一下子理解熱量的概念是困難的,要注意有計劃地在有關(guān)教學(xué)中逐步明確、鞏固和加深。
(8)壓強(qiáng)描述壓力作用的強(qiáng)度的物理量,是狀態(tài)量,是標(biāo)量。教學(xué)時應(yīng)注意:一般定義式p=F/S普遍適用于固體和流體,而p=ρgh只適用于密度均勻的液體和氣體。對于密度均勻的固體來說,矩形體、方形體和圓柱體等也可應(yīng)用。靜止的固體能夠把作用在它上面的壓力等值傳遞,但由于受力面積的變化,力可能集中,也可能分散,強(qiáng)度就變大或變小,也就是壓強(qiáng)增大或減小。流體對壓強(qiáng)的傳遞遵循帕斯卡定律。密度不均勻的流體,可以利用p=ρgh求平均壓強(qiáng)。
。9)密度表征物質(zhì)的一種特性的物理量,是由物質(zhì)內(nèi)在因素決定(分子的質(zhì)量和單位體積的分子數(shù)),
若外部環(huán)境條件不變每種物質(zhì)都有一定的密度。定義為由某種物質(zhì)組成的物體的質(zhì)量跟它的體積的比值。密度的教學(xué)一般是通過實驗確定物體的質(zhì)量跟體積的比值。對于同種物質(zhì),比值是個恒量。對于不同的物質(zhì),比值一般不同的。從而說明比值表征物質(zhì)的一種特性,得出密度的定義。接著注意舉實例和用具體數(shù)據(jù)說明物質(zhì)的密度跟它的質(zhì)量、體積不成正、反比關(guān)系。
。10)電阻物質(zhì)的一種電學(xué)特性,由導(dǎo)體本身的物理條件決定。定義為導(dǎo)體兩端的電壓跟通過這段導(dǎo)體電流的比值,即R=U/I。請注意,式中R不一定是恒量。對于金屬導(dǎo)體來說,R是恒量,R=U/I就是歐姆定律的表達(dá)式。若R不是恒量,說明這種導(dǎo)體不服從歐姆定律。電阻的教學(xué)可以采用類似密度、比熱等的特性物理量的教學(xué)方法,通過實驗分析形成概念。但要注意,不要把電阻定義式中U/I的比值說成非恒量不可;不要把電阻定義式和歐姆定律表式截然分開。
。11)電場強(qiáng)度電場的一種特性。由于電場高度抽象,不能用實驗來形成概念,人們就利用庫侖定律和理想化的檢驗電荷做“想象的理想實驗”,得出E=F/q,從而形成電場強(qiáng)度的概念。教法除了實驗外,其余的與其他特性物理量類似