- 相關(guān)推薦
淺談角動(dòng)量守恒定律論文(通用5篇)
角動(dòng)量守恒定律是大學(xué)物理中的重要的基本定律,下面小編為大家?guī)?lái)關(guān)于淺談角動(dòng)量守恒定律的論文,歡迎你大家借鑒!
淺談角動(dòng)量守恒定律論文 篇1
摘 要:角動(dòng)量守恒定律與動(dòng)量守恒定律及對(duì)一軸線和對(duì)軸線上任一點(diǎn)的角動(dòng)量守恒兩個(gè)容易混淆的問(wèn)題,從守恒條件和守恒量?jī)蓚(gè)方面進(jìn)行了比較與澄清。
關(guān)鍵詞:動(dòng)量守恒;角動(dòng)量守恒;守恒條件;守恒量
角動(dòng)量(又稱動(dòng)量矩)守恒定律是力學(xué)三大守恒定律之一。
一、角動(dòng)量守恒定律原理
(一)物理學(xué)的普遍定律之一
反映質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)系圍繞一點(diǎn)或一軸運(yùn)動(dòng)的普遍規(guī)律。反映不受外力作用或所受諸外力對(duì)某定點(diǎn)(或定軸)的合力矩始終等于零的質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)系圍繞該點(diǎn)(或軸)運(yùn)動(dòng)的普遍規(guī)律。物理學(xué)的普遍定律之一。如,一個(gè)在有心力場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn),始終受到一個(gè)通過(guò)力心的有心力作用,因有心力對(duì)力心的力矩為零,所以根據(jù)角動(dòng)量定理,該質(zhì)點(diǎn)對(duì)力心的角動(dòng)量守恒。因此,質(zhì)點(diǎn)軌跡是平面曲線,且質(zhì)點(diǎn)對(duì)力心的矢徑在相等的時(shí)間內(nèi)掃過(guò)相等的面積。如果把太陽(yáng)看成力心,行星看成質(zhì)點(diǎn),則上述結(jié)論就是開普勒行星運(yùn)動(dòng)三定律[1]之一。
一個(gè)不受角動(dòng)量原理圖
外力或外界場(chǎng)作用的質(zhì)點(diǎn)系,其質(zhì)點(diǎn)之間相互作用的內(nèi)力服從牛頓第三定律,因而質(zhì)點(diǎn)系的內(nèi)力對(duì)任一點(diǎn)的主矩為零,從而導(dǎo)出質(zhì)點(diǎn)系的角動(dòng)量守恒。如,質(zhì)點(diǎn)系受到的外力系對(duì)某一固定軸之矩的代數(shù)和為零,則質(zhì)點(diǎn)系對(duì)該軸的角動(dòng)量守恒。角動(dòng)量守恒也是微觀物理學(xué)中的重要基本規(guī)律。在基本粒子衰變、碰撞和轉(zhuǎn)變過(guò)程中都遵守反映自然界普遍規(guī)律的守恒定律,也包括角動(dòng)量守恒定律。W泡利于1931 年根據(jù)守恒定律推測(cè)自由中子衰變時(shí)有反中微子產(chǎn)生,1956年后為實(shí)驗(yàn)所證實(shí)。
角動(dòng)量定理的微商,等于作用于該質(zhì)點(diǎn)上的力對(duì)該點(diǎn)的力矩。對(duì)于質(zhì)點(diǎn)系,由于其內(nèi)各質(zhì)點(diǎn)間相互作用的內(nèi)力服從牛頓第三定律,因而質(zhì)點(diǎn)系的內(nèi)力對(duì)任一點(diǎn)的主矩為零。利用內(nèi)力的這一特性,即可導(dǎo)出質(zhì)點(diǎn)系的角動(dòng)量定理:質(zhì)點(diǎn)系對(duì)任一固定點(diǎn)O的角動(dòng)量對(duì)時(shí)間的微商等于作用于該質(zhì)點(diǎn)系的諸外力對(duì)O點(diǎn)的力矩的矢量和。由此可見,描述質(zhì)點(diǎn)系整體轉(zhuǎn)動(dòng)特性的角動(dòng)量只與作用于質(zhì)點(diǎn)系的外力有關(guān),內(nèi)力不能改變質(zhì)點(diǎn)系的整體轉(zhuǎn)動(dòng)情況。
動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律以及角動(dòng)量守恒定律一起成為現(xiàn)代物理學(xué)中的三大基本守恒定律。最初它們是牛頓定律的推論,但后來(lái)發(fā)現(xiàn)它們的適用范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)廣于牛頓定律,是比牛頓定律更基礎(chǔ)的物理規(guī)律,是時(shí)空性質(zhì)的反映。其中,動(dòng)量守恒定律由空間平移不變性推出,能量守恒定律由時(shí)間平移不變性推出,而角動(dòng)量守恒定律則由空間的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性推出;相互間有作用力的物體系稱為系統(tǒng),系統(tǒng)內(nèi)的物體可以是兩個(gè)、三個(gè)或者更多,解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)要根據(jù)需要和求解問(wèn)題的方便程度,合理地選擇系統(tǒng)。
二、角動(dòng)量守恒定律與動(dòng)量守恒定律的關(guān)系
在大學(xué)物理教學(xué)中發(fā)現(xiàn)由于種種原因,學(xué)生常不能真正了解動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ),有很多學(xué)生認(rèn)為動(dòng)量守恒定律只是牛頓定律的推論,只對(duì)力學(xué)領(lǐng)域以內(nèi)宏觀、常速物體適用。而在高等學(xué)校的普通物理教材中,對(duì)上述問(wèn)題表述得比較清楚。教師在講課時(shí)應(yīng)結(jié)合物理學(xué)的發(fā)展強(qiáng)調(diào)人們對(duì)動(dòng)量概念及有關(guān)規(guī)律在物理學(xué)中的重要地位的逐步認(rèn)識(shí)。如在對(duì)碰撞、打擊現(xiàn)象的研究中出現(xiàn)了最初的、用動(dòng)量描述運(yùn)動(dòng)的思想,并進(jìn)一步介紹動(dòng)量守恒定律的一些實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)時(shí)應(yīng)著重指出:從歷史上看,動(dòng)量守恒定律是獨(dú)立發(fā)展的,其出現(xiàn)比牛頓定律還早,決不能把它當(dāng)作是牛頓定律的副產(chǎn)物;并指出:由于近代物理的發(fā)展,將動(dòng)量守恒定律應(yīng)用于力學(xué)以外的領(lǐng)域,不僅導(dǎo)致一系列重大發(fā)現(xiàn),而且使定律自身的概念得以發(fā)展和完善。教學(xué)中通過(guò)實(shí)際的例子使學(xué)生真正理解動(dòng)量守恒定律已成為物理學(xué)中最重要的基本規(guī)律之一。
(一)力學(xué)中動(dòng)量守恒定律與角動(dòng)量守恒定律的建立
動(dòng)量概念最早是在研究碰撞、打擊等現(xiàn)象過(guò)程中提出的。笛卡爾第一個(gè)明確提出了運(yùn)動(dòng)量守恒的概念,并對(duì)碰撞的多種情況進(jìn)行了比較系統(tǒng)的研究。惠更斯發(fā)展了笛卡爾關(guān)于動(dòng)量的概念,指明動(dòng)量是有方向的,由此可見,動(dòng)量守恒定律最初并非由理論上推導(dǎo)出來(lái)的。牛頓概括了前人的成果建立起力學(xué)的公理化體系之后,動(dòng)量守恒定律在原有的堅(jiān)實(shí)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)之上,納入力學(xué)的理論體系。
角動(dòng)量的概念在力學(xué)上出現(xiàn)得較晚,但開普勒在16世紀(jì)末到17世紀(jì)初對(duì)天體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了大量的分析和推算,總結(jié)出行星運(yùn)動(dòng)的開普勒三定律。行星運(yùn)動(dòng)的開普勒第二定律認(rèn)為,對(duì)于任一行星,由太陽(yáng)到行星的徑矢在相等的時(shí)間內(nèi)掃過(guò)相等的面積。這實(shí)際上是在有心力作用下質(zhì)點(diǎn)對(duì)力心的角動(dòng)量守恒的具體體現(xiàn),這在2003年“全國(guó)中學(xué)生物理競(jìng)賽”復(fù)賽試題中得到應(yīng)用。由此可見,角動(dòng)量守恒的基本思想最初也不是全由理論推導(dǎo)而得來(lái)的。
(二)力學(xué)中動(dòng)量守恒定律與角動(dòng)量守恒定律的適用范圍
下面在經(jīng)典力學(xué)及慣性系范圍內(nèi)進(jìn)行討論。
1.動(dòng)量守恒定律
如果質(zhì)點(diǎn)系所受外力的矢量和為零,即∑F外=0,由質(zhì)點(diǎn)系動(dòng)量定理的微分形式得到:∑mv=恒矢量,即當(dāng)外力的矢量和為零時(shí),質(zhì)點(diǎn)系的總動(dòng)量不隨時(shí)間變化。這就是動(dòng)量守恒定律。所需質(zhì)點(diǎn)系動(dòng)量守恒的必要充分條件,就是這個(gè)質(zhì)點(diǎn)系所受外力的矢量和為零。
在應(yīng)用動(dòng)量守恒定律時(shí),應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
(1)在理解動(dòng)量守恒定律時(shí),一定要注意動(dòng)量的矢量性。我們所說(shuō)的質(zhì)點(diǎn)系的總動(dòng)量,是指系統(tǒng)中所有質(zhì)點(diǎn)動(dòng)量的矢量和;
(2)在一些具體問(wèn)題中,∑F外=0很難滿足,但若系統(tǒng)中質(zhì)點(diǎn)間的'相互作用內(nèi)力比它們所受的外力大得多,也可以足夠好地應(yīng)用動(dòng)量守恒定律。例如在打擊或碰撞問(wèn)題中,相互作用的兩個(gè)物體均受重力,但由于相互碰撞的內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力,此時(shí)動(dòng)量守恒定律可近似成立。在這類問(wèn)題中,應(yīng)確認(rèn)外力與內(nèi)力的數(shù)量級(jí),當(dāng)它們屬同一數(shù)量級(jí)時(shí),不能忽視外力的作用;
(3)對(duì)某一系統(tǒng),∑F外≠0,但在某一方向上外力的投影的代數(shù)和為零,在這一方向上質(zhì)點(diǎn)系動(dòng)量的分量保持恒定,即動(dòng)量守恒。例如:當(dāng)∑FX=0時(shí),ΣmvX=恒量;
(4)當(dāng)系統(tǒng)是剛體時(shí),所有外力的作用相當(dāng)于一個(gè)合力及一個(gè)合力矩,只要合力等于零,即使合力矩不等于零,動(dòng)量守恒定律仍成立。
2.角動(dòng)量守恒定律
由質(zhì)點(diǎn)系的角動(dòng)量定理
d/dt∑(r×mv)=∑r×F
當(dāng)∑r×F=0時(shí),∑(r×mv)=恒量
即當(dāng)外力矩的矢量和為零時(shí),系統(tǒng)的總角動(dòng)量守恒,這就是質(zhì)點(diǎn)系角動(dòng)量守恒定律。所以質(zhì)點(diǎn)系角動(dòng)量守恒定律適用的必要充分條件就是這個(gè)質(zhì)點(diǎn)系所受外力對(duì)某一中心的外力矩的矢量和等于零。
在應(yīng)用角動(dòng)量守恒定律時(shí),應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
(1)角動(dòng)量守恒時(shí),機(jī)械能未必守恒,此時(shí)可以允許有機(jī)械能與非機(jī)械能的轉(zhuǎn)換;
(2)外力矩的矢量和為零,并不要求外力的作用相互抵消,此時(shí)∑F外可以不等于0,即動(dòng)量未必守恒;
(3)當(dāng)對(duì)某點(diǎn)的外力矩矢量和不等于零,但繞某軸的外力矩投影的代數(shù)和為零時(shí),繞這軸的角動(dòng)量投影守恒。這是在普通物理教學(xué)中所常見的對(duì)定軸的角動(dòng)量守恒定律。注意此時(shí)總角動(dòng)量矢量未必守恒;
(4)力矩和角動(dòng)量都是對(duì)慣性系內(nèi)某一固定參考點(diǎn)而言的,所選取的參考點(diǎn)不同,力矩和角動(dòng)量的大小、方向也不同;
(5)在實(shí)際問(wèn)題中,有時(shí)Σr×F外=0不能嚴(yán)格成立,但若外力的沖量矩遠(yuǎn)小于內(nèi)力的沖量矩時(shí),角動(dòng)量守恒定律可以近似地適用;
(6)角動(dòng)量守恒定律在質(zhì)心參考系中同樣適用。
在以牛頓定律為基礎(chǔ)的經(jīng)典力學(xué)體系中,力學(xué)中的三條守恒定律可以由牛頓定律推導(dǎo)出來(lái)。但是,從歷史發(fā)展上看,在牛頓力學(xué)體系建立之前,這些守恒定律的有關(guān)概念已在實(shí)踐中逐步形成和發(fā)展,有長(zhǎng)期的廣泛的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ),F(xiàn)代科學(xué)實(shí)驗(yàn)也表明:動(dòng)量守恒定律、角動(dòng)量守恒定律完全適用于微觀粒子、高速運(yùn)動(dòng)物體的領(lǐng)域,這些守恒定律的適用范圍比牛頓定律更廣泛,所以,這些守恒定律應(yīng)該看作是從實(shí)驗(yàn)中總結(jié)出來(lái)的物理學(xué)中的普遍規(guī)律,不再把它們看作是牛頓定律的推論了。
參考文獻(xiàn):
[1]劉克哲.普通物理[M].北京:高等教育出版社,2002.
[2]朱青.剛體轉(zhuǎn)動(dòng)的問(wèn)題[J].中山大學(xué)學(xué)報(bào)論叢,2004,(3).
[3]朱軍芳.運(yùn)動(dòng)守恒量保持算法和牛頓核殼模型動(dòng)力學(xué)研究[D].南昌:南昌大學(xué),2007.
淺談角動(dòng)量守恒定律論文 篇2
一、能量守恒定律
對(duì)于能量尤其是熱能的轉(zhuǎn)化已經(jīng)形成了一門新的學(xué)問(wèn)叫作傳熱學(xué),專門研究如何使熱量更有效率的傳播和加以利用。電視信號(hào)塔將電能轉(zhuǎn)化為了電磁波,于是就專門有一門學(xué)問(wèn)來(lái)研究如何更有效的利用能量傳遞。事實(shí)上,人們除了對(duì)能量的總量關(guān)心之外,對(duì)于能量的傳遞和轉(zhuǎn)化方向更加的關(guān)心,于是形成了猶如熱力學(xué)第二定律這樣的一系列定律定理。能量轉(zhuǎn)移的方向與總量沒有關(guān)系,能量的“勢(shì)”在能量傳遞和轉(zhuǎn)移的過(guò)程中掌握著方向,電能是靠電流進(jìn)行轉(zhuǎn)移的,電流的方向正是電勢(shì)的方向,電勢(shì)差決定了電流的方向及大;熱能的“勢(shì)”叫作溫度,熱量從高溫物體流向低溫物體,而不是從能量多的物體流向能量低的;由相對(duì)位置引起的能量在物理學(xué)中被直接定義為勢(shì)能,代表著重力的方向,勢(shì)能也是沿著這一方向進(jìn)行釋放從而轉(zhuǎn)化成為其他形式的能量。
二、動(dòng)量守恒定律
動(dòng)量是一個(gè)合成的物理量,由質(zhì)量和速度相乘得到,由于速度是一個(gè)矢量,動(dòng)量也就成為一個(gè)帶有方向性的矢量,矢量就意味著角度。動(dòng)量守恒定律是自然界中最重要最普遍的守恒定律之一,它既適用于宏觀物體,也適用于微觀粒子;既適用于低速運(yùn)動(dòng)物體,也適用于高速運(yùn)動(dòng)物體,它是一個(gè)實(shí)驗(yàn)規(guī)律,也可用牛頓第二定律和動(dòng)量定理推導(dǎo)出來(lái)。在高中物理中,但凡遇到碰撞的問(wèn)題,首先要列出的往往就是動(dòng)量守恒的方程,由于這里面涉及兩個(gè)物體的質(zhì)量和速度四個(gè)量,在結(jié)合動(dòng)能守恒定律,對(duì)于相關(guān)的任何一個(gè)物理量都可以輕易推導(dǎo)出來(lái),從而得到結(jié)論。動(dòng)量的變化帶來(lái)了沖量的變化,事實(shí)上沖量成為了動(dòng)量變化的原因,于是一個(gè)公式便誕生了,在經(jīng)典物理學(xué)中,Ft=Δmv,這個(gè)公式用于解決外力對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)量變化,如果力的方向又恰好在物體運(yùn)動(dòng)的方向上,那么利用Fs就可以算出外力對(duì)系統(tǒng)所做的功,于是根據(jù)動(dòng)量守恒方程與能量守恒并聯(lián)可以計(jì)算出所有相關(guān)的物理量。動(dòng)量守恒的另外一個(gè)最典型的運(yùn)用在物理學(xué)中被稱為“反沖”,當(dāng)一個(gè)物體向一個(gè)方向噴射出高速的氣流或者粒子流,其本身就會(huì)向相反的方向運(yùn)用獲得加速度,在這個(gè)過(guò)程中,噴射的氣流或者粒子流的動(dòng)量與自身獲得的動(dòng)量在數(shù)量上相同并且在方向上相反。這個(gè)現(xiàn)象在航空航天技術(shù)上得到最廣泛的應(yīng)用。比如,在我國(guó)的'天宮一號(hào)空間站底端就安裝有主噴射口用來(lái)調(diào)整速度和四個(gè)方向的副噴射口用來(lái)調(diào)整運(yùn)行的姿勢(shì)。當(dāng)主噴射口向后噴出質(zhì)量m1速度為v1的氣體時(shí),航天器向前加速的動(dòng)量是m2Δv,而在數(shù)字上m2Δv=m1v1。同樣的原理,通過(guò)控制副噴射口噴射氣體,可以調(diào)整航天器的運(yùn)行角度和運(yùn)行姿勢(shì)等。在高考的物理題目中,動(dòng)量守恒是一個(gè)必考的內(nèi)容,一般都會(huì)涉及碰撞、航空航天及火箭發(fā)射等,在復(fù)習(xí)的時(shí)候,對(duì)動(dòng)量守恒定律的精準(zhǔn)把握,能夠幫助同學(xué)們?cè)诟呖贾腥〉酶玫某煽?jī)。
三、質(zhì)量與質(zhì)能守恒定律
在經(jīng)典物理學(xué)中,質(zhì)量?jī)H指靜質(zhì)量。一個(gè)物體,無(wú)論形狀怎么奇怪,甚至在質(zhì)點(diǎn)的概念中可以忽略大小形狀,但總是有一個(gè)比較精確的質(zhì)量,無(wú)論是大至太陽(yáng)、銀河系還是小至原子、電子。在高中物理學(xué)的經(jīng)典力學(xué)中,這些精確的質(zhì)量是不可能被創(chuàng)造出來(lái)或者消滅掉的。兩個(gè)隨意的物體之間都存在萬(wàn)有引力,說(shuō)明質(zhì)量是產(chǎn)生萬(wàn)有引力的原因。物體的慣性僅與其本身的質(zhì)量有關(guān),牛頓第一定律又叫慣性定律,這說(shuō)明質(zhì)量是慣性的產(chǎn)生原因。質(zhì)量是物體的固有屬性,大到天體宇宙,小到原子電子甚至夸克,在目前的物理學(xué)中,它們的質(zhì)量都可以當(dāng)成常量進(jìn)行計(jì)算。通常情況下,高中物理中不涉及質(zhì)量的變化,除了有關(guān)連接體的問(wèn)題值得注意之外,也就無(wú)所謂“質(zhì)量守恒”了。當(dāng)相對(duì)論將物理學(xué)帶入到高速運(yùn)動(dòng)的范疇之內(nèi),以上的結(jié)論就顯得不那么準(zhǔn)確了,事實(shí)上,當(dāng)物體的運(yùn)用速度加快可以與光速比擬時(shí),所謂的“質(zhì)量守恒”似乎變得不成立了。質(zhì)能守恒是現(xiàn)代物理區(qū)別于經(jīng)典物理學(xué)的一個(gè)關(guān)鍵公式,那就是在這個(gè)定律中,質(zhì)量與能量開始統(tǒng)一,并且符合簡(jiǎn)單的質(zhì)能轉(zhuǎn)換方程E=mc2,從而突破了之前單純的質(zhì)量守恒和能量守恒,標(biāo)志著一個(gè)在宇宙中更加普遍適用的定律的發(fā)現(xiàn)。太陽(yáng)的燃燒靠的是氫元素的核聚變從而將自身的質(zhì)量轉(zhuǎn)化為了能量,其中一部分來(lái)到了地球,才有了我們的勃勃生機(jī)。原子彈的研制正是基于愛因施坦的這樣一個(gè)公式,同時(shí)核能的和平利用也同樣引人注目,成為改變世界能源利用格局的一個(gè)理想方案。質(zhì)能守恒在高中物理課本中作為一節(jié)選修的內(nèi)容,由于與世界話題原子彈有著直接的聯(lián)系而引起很多高中生的注意力。在考試的過(guò)程中,這部分內(nèi)容由于是選修,所以基本上都是以概念的形式出現(xiàn),有興趣的同學(xué)可以多了解一些這部分的知識(shí),對(duì)開闊視野有很大的益處。
四、結(jié)束語(yǔ)
高中物理課程是一個(gè)比較復(fù)雜的體系,知識(shí)點(diǎn)很多并且冗雜。但是,在教授的時(shí)候,老師應(yīng)該教會(huì)學(xué)生認(rèn)真總結(jié),將復(fù)雜的知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)起來(lái)組成高中物理的知識(shí)框架,從而將理解和記憶結(jié)合起來(lái)。能量守恒、動(dòng)量守恒、“質(zhì)量守恒”及質(zhì)能守恒被作為幾個(gè)大的學(xué)習(xí)重點(diǎn),將速度、質(zhì)量、勢(shì)及能量等物理量串聯(lián)起來(lái),為高中生對(duì)于物理的學(xué)習(xí)提供了很多的便利。
淺談角動(dòng)量守恒定律論文 篇3
化學(xué)作為一門學(xué)科來(lái)說(shuō),它的實(shí)用性還是非常強(qiáng)的,而實(shí)驗(yàn)卻是化學(xué)的命脈所在。 所以說(shuō),初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究課題是很重要的,也是必不可少的。 研究有關(guān)初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究課題,在很大程度上有助于提升學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí),進(jìn)而不斷強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)踐綜合能力,最終讓學(xué)生在一個(gè)良好的環(huán)境中感受到學(xué)習(xí)的趣味性。
一、質(zhì)量守恒定律的相關(guān)概述
1、 質(zhì)量守恒定律的基本含義所謂的質(zhì)量守恒定律,其實(shí)就是在化學(xué)反應(yīng)中,參與反應(yīng)的不同物質(zhì)的質(zhì)量總合等于反應(yīng)之后不同物質(zhì)的質(zhì)量總合。在通常情況下,簡(jiǎn)單的化學(xué)反應(yīng),反應(yīng)前原子的數(shù)目、種類與反應(yīng)后的一樣,這是質(zhì)量守恒定律的實(shí)質(zhì)。
2、 質(zhì)量守恒定律的歷史起源在18 世紀(jì)的50 年代末,質(zhì)量守恒定律就已經(jīng)被俄國(guó)科學(xué)家羅蒙諾索夫所察覺,并引起巨大的轟動(dòng)效應(yīng)。 一直等到18 世紀(jì) 70 年代末,在法國(guó)科學(xué)家拉瓦錫的實(shí)驗(yàn)之后,質(zhì)量守恒定律才真正被人發(fā)現(xiàn),被人承認(rèn)。 質(zhì)量守恒定律在科學(xué)的不斷發(fā)展中得以改進(jìn),質(zhì)量守恒定律可以說(shuō)是自然界普遍存在的。
二、質(zhì)量守恒定律在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究題中的作用
如果說(shuō)進(jìn)入化學(xué)研究有一所大門,那么質(zhì)量守恒定律就是打開這所大門的鑰匙。 質(zhì)量守恒定律,不僅為化學(xué)家對(duì)于研究化學(xué)變化提供相當(dāng)準(zhǔn)確的理論依據(jù),還為后來(lái)的`科學(xué)家發(fā)現(xiàn)有關(guān)于化學(xué)變化的一些常見的規(guī)律奠定了深刻的基礎(chǔ)。 在初中化學(xué)知識(shí)里,已經(jīng)有了有關(guān)質(zhì)量守恒定律的相關(guān)課程。 這一有關(guān)質(zhì)量守恒定律的課程的引入,也開始使學(xué)生真正躍入研究化學(xué)變化的大門。
1、正確引導(dǎo)學(xué)生要想讓學(xué)生透徹理解質(zhì)量守恒定律,教師就應(yīng)該在化學(xué)變化的方面來(lái)引導(dǎo)學(xué)生,從量的方面引導(dǎo)學(xué)生去獨(dú)立思考有關(guān)量變方面的相關(guān)問(wèn)題,利用對(duì)于質(zhì)量守恒定律深入理解和分析,逐漸開始讓學(xué)生明白和清楚“化學(xué)變化中質(zhì)量守恒關(guān)系”的重要科學(xué)思想。 因此,要使質(zhì)量守恒定律的學(xué)習(xí)在化學(xué)教材中起到一個(gè)呈上啟下的作用,在化學(xué)教學(xué)過(guò)程中、實(shí)驗(yàn)探究中起到一些重要作用。 其作用有以下幾點(diǎn):首先要謹(jǐn)記質(zhì)量守恒定律的有關(guān)內(nèi)容,進(jìn)一步加深對(duì)于質(zhì)量守恒定律的理解程度,可以快速有效地借助質(zhì)量守恒定律來(lái)分析和研究有關(guān)問(wèn)題,解決一些化學(xué)現(xiàn)象和問(wèn)題,能夠使學(xué)生從微觀角度去認(rèn)識(shí)質(zhì)量守恒定律。 只有這樣,才有助于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力、觀察能力,有利于實(shí)驗(yàn)的完美進(jìn)行。 其次,有利于提升學(xué)生綜合實(shí)踐分析能力。 教師要讓學(xué)生加深對(duì)于自然科學(xué)的了解程度,讓相關(guān)的實(shí)驗(yàn)探究題有良好的處理辦法和措施。 最后,讓學(xué)生樹立正確的觀點(diǎn),尤其是借助具體的物理現(xiàn)象,了解事物發(fā)展的規(guī)律,讓學(xué)生通過(guò)分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn),認(rèn)識(shí)到質(zhì)量守恒定律在科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究中的關(guān)鍵作用和效果。
2、師生共同參與在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中,不僅僅需要教師的正確引導(dǎo),更加需要學(xué)生的參與,學(xué)生和教師要有效結(jié)合,保證教學(xué)質(zhì)量,使教學(xué)達(dá)到最優(yōu)化。 要想達(dá)到化學(xué)教學(xué)最優(yōu)效果,教師的教學(xué)方法要實(shí)現(xiàn)從教授知識(shí)到引導(dǎo)的轉(zhuǎn)變; 學(xué)生的學(xué)習(xí)方法要實(shí)現(xiàn)從接受知識(shí)到主動(dòng)探究的轉(zhuǎn)變。 為了引導(dǎo)出學(xué)生的特長(zhǎng),就要注重對(duì)學(xué)生素質(zhì)的培養(yǎng),使學(xué)生的素質(zhì)得到全面提高。 教學(xué)中要注意以下幾點(diǎn): 首先,學(xué)生要學(xué)會(huì)探究。通過(guò)教師組織的一些分組實(shí)驗(yàn),讓部分不善于動(dòng)手的學(xué)生自己動(dòng)手,學(xué)習(xí)一些化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作所需要的基本方法,掌握一些基本的實(shí)驗(yàn)技能。 其次,學(xué)生相互之間要學(xué)會(huì)合作。 在教師分好的小組中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分工合作,讓每個(gè)學(xué)生都適應(yīng)實(shí)驗(yàn)中的每個(gè)角色,在小組的合作中體驗(yàn)到學(xué)習(xí)樂(lè)趣。 再次,學(xué)生要學(xué)會(huì)表達(dá)。 通過(guò)師生的互相交流,每個(gè)人都把自己的結(jié)果與大家分享,不僅分享到知識(shí),還有利于表達(dá)能力的提高。
最后,學(xué)生要學(xué)會(huì)思考。 讓學(xué)生親身體驗(yàn)到實(shí)驗(yàn)過(guò)程,直到發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、思考問(wèn)題、解決問(wèn)題?傊,通過(guò)研究一些學(xué)生的心理情況表明,在初中階段的學(xué)生,對(duì)于化學(xué)的學(xué)習(xí)還屬于一個(gè)萌芽階段。 對(duì)于處于該階段的學(xué)生而言,激發(fā)出他們對(duì)于化學(xué)的學(xué)習(xí)興趣具有非常關(guān)鍵的作用。 只有在全面激發(fā)出他們的興趣后,才可以讓他們主動(dòng)地去學(xué)習(xí)和進(jìn)行相關(guān)的研究。 培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力,不是簡(jiǎn)單地教他們知識(shí),在授予知識(shí)的同時(shí),更要注意端正他們的態(tài)度,讓他們掌握正確的學(xué)習(xí)方法。 同樣,對(duì)于化學(xué)這個(gè)學(xué)科來(lái)說(shuō),利用質(zhì)量守恒定律來(lái)解答化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究問(wèn)題是非常重要的。
淺談角動(dòng)量守恒定律論文 篇4
摘要:物理定律是對(duì)物理規(guī)律的一種表達(dá)形式。物理定律的教學(xué)應(yīng)注意些什么呢?
關(guān)鍵詞:物理定律;教學(xué)方法;多種多樣
關(guān)鍵詞:是對(duì)物理規(guī)律的一種表達(dá)形式。通過(guò)大量的觀察、實(shí)驗(yàn)歸納而成的結(jié)論。反映物理現(xiàn)象在一定條件下發(fā)生變化過(guò)程的必然關(guān)系。物理定律的教學(xué)應(yīng)注意:首先要明確、掌握有關(guān)物理概念,再通過(guò)實(shí)驗(yàn)歸納出結(jié)論,或在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行邏輯推理(如牛頓第一定律)。有些物理量的定義式與定律的表式相同,就必須加以區(qū)別(如電阻的定義式與歐姆定律的表式可具有同一形式R=U/I),且要弄清相關(guān)的物理定律之間的關(guān)系,還要明確定律的適用條件和范圍。
(1)牛頓第一定律采用邊講、邊討論、邊實(shí)驗(yàn)的教法,回顧“運(yùn)動(dòng)和力”的歷史。消除學(xué)生對(duì)力的作用效果的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí);培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究的一種方法——理想實(shí)驗(yàn)加外推法。教學(xué)時(shí)應(yīng)明確:牛頓第一定律所描述的是一種理想化的狀態(tài),不能簡(jiǎn)單地按字面意義用實(shí)驗(yàn)直接加以驗(yàn)證。但大量客觀事實(shí)證實(shí)了它的正確性。第一定律確定了力的'涵義,引入了慣性的概念,是研究整個(gè)力學(xué)的出發(fā)點(diǎn),不能把它當(dāng)作第二定律的特例;慣性質(zhì)量不是狀態(tài)量,也不是過(guò)程量,更不是一種力。慣性是物體的屬性,不因物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)過(guò)程而改變。在應(yīng)用牛頓第一定律解決實(shí)際問(wèn)題時(shí),應(yīng)使學(xué)生理解和使用常用的措詞:“物體因慣性要保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),所以……”。教師還應(yīng)該明確,牛頓第一定律相對(duì)于慣性系才成立。地球不是精確的慣性系,但當(dāng)我們?cè)谝欢屋^短的時(shí)間內(nèi)研究力學(xué)問(wèn)題時(shí),常?梢园训厍蚩闯山瞥潭认喈(dāng)好的慣性系。
。2)牛頓第二定律在第一定律的基礎(chǔ)上,從物體在外力作用下,它的加速度跟外力與本身的質(zhì)量存在什么關(guān)系引入課題。然后用控制變量的實(shí)驗(yàn)方法歸納出物體在單個(gè)力作用下的牛頓第二定律。再用推理分析法把結(jié)論推廣為一般的表達(dá):物體的加速度跟所受外力的合力成正比,跟物體的質(zhì)量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。教學(xué)時(shí)還應(yīng)請(qǐng)注意:公式F=Kma中,比例系數(shù)K不是在任何情況下都等于1;a隨F改變存在著瞬時(shí)關(guān)系;牛頓第二定律與第一定律、第三定律的關(guān)系,以及與運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)量、功和能等知識(shí)的聯(lián)系。教師應(yīng)明確牛頓定律的適用范圍。
。3)萬(wàn)有引力定律教學(xué)時(shí)應(yīng)注意:①要充分利用牛頓總結(jié)萬(wàn)有引力定律的過(guò)程,卡文迪許測(cè)定萬(wàn)有引力恒量的實(shí)驗(yàn),海王星、冥王星的發(fā)現(xiàn)等物理學(xué)史料,對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法的教育。②要強(qiáng)調(diào)萬(wàn)有引力跟質(zhì)點(diǎn)間的距離的平方成反比(平方反比定律),減少學(xué)生在解題中漏平方的錯(cuò)誤。③明確是萬(wàn)有引力基本的、簡(jiǎn)單的表式,只適用于計(jì)算質(zhì)點(diǎn)的萬(wàn)有引力。萬(wàn)有引力定律是自然界最普遍的定律之一。但在天文研究上,也發(fā)現(xiàn)了它的局限性。
。4)機(jī)械能守恒定律這個(gè)定律一般不用實(shí)驗(yàn)總結(jié)出來(lái),因?yàn)閷?shí)驗(yàn)誤差太大。實(shí)驗(yàn)可作為驗(yàn)證。一般是根據(jù)功能原理,在外力和非保守內(nèi)力都不作功或所作的總功為零的條件下推導(dǎo)出來(lái)。高中教材是用實(shí)例總結(jié)出來(lái)再加以推廣。若不同形式的機(jī)械能之間不發(fā)生相互轉(zhuǎn)化,就沒有守恒問(wèn)題。機(jī)械能守恒定律表式中各項(xiàng)都是狀態(tài)量,用它來(lái)解決問(wèn)題時(shí),就可以不涉及狀態(tài)變化的復(fù)雜過(guò)程(過(guò)程量被消去),使問(wèn)題大大地簡(jiǎn)化。要特別注意定律的適用條件(只有系統(tǒng)內(nèi)部的重力和彈力做功)。這個(gè)定律不適用的問(wèn)題,可以利用動(dòng)能定理或功能原理解決。
。5)動(dòng)量守恒定律歷史上,牛頓第二定律是以F=dP/dt的形式提出來(lái)的。所以有人認(rèn)為動(dòng)量守恒定律不能從牛頓運(yùn)動(dòng)定律推導(dǎo)出來(lái),主張從實(shí)驗(yàn)直接總結(jié)。但是實(shí)驗(yàn)要用到氣墊導(dǎo)軌和閃光照相,就目前中學(xué)的實(shí)驗(yàn)條件來(lái)說(shuō),多數(shù)難以做到。即使做得到,要在課堂里準(zhǔn)確完成實(shí)驗(yàn)并總結(jié)出規(guī)律也非易事。故一般教材還是從牛頓運(yùn)動(dòng)定律導(dǎo)出,再安排一節(jié)“動(dòng)量和牛頓運(yùn)動(dòng)定律”。這樣既符合教學(xué)規(guī)律,也不違反科學(xué)規(guī)律。中學(xué)階段有關(guān)動(dòng)量的問(wèn)題,相互作用的物體的所有動(dòng)量都在一條直線上,所以可以用代數(shù)式替代矢量式。學(xué)生在解題時(shí)最容易發(fā)生符號(hào)的錯(cuò)誤,應(yīng)該使他們明確,在同一個(gè)式子中必須規(guī)定統(tǒng)一的正方向。動(dòng)量守恒定律反映的是物體相互作用過(guò)程的狀態(tài)變化,表式中各項(xiàng)是過(guò)程始、末的動(dòng)量。用它來(lái)解決問(wèn)題可以不過(guò)程物理量,使問(wèn)題大大地簡(jiǎn)化。若物體不發(fā)生相互作用,就沒有守恒問(wèn)題。在解決實(shí)際問(wèn)題時(shí),如果質(zhì)點(diǎn)系內(nèi)部的相互作用力遠(yuǎn)比它們所受的外力大,就可略去外力的作用而用動(dòng)量守恒定律來(lái)處理。動(dòng)量守恒定律是自然界最重要、最普遍的規(guī)律之一。無(wú)論是宏觀系統(tǒng)或微觀粒子的相互作用,系統(tǒng)中有多少物體在相互作用,相互作用的形式如何,只要系統(tǒng)不受外力的作用(或某一方向上不受外力的作用),動(dòng)量守恒定律都是適用的。
。6)歐姆定律中學(xué)物理課本中歐姆定律是通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出的。公式為I=U/R或U=IR。教學(xué)時(shí)應(yīng)注意:
①“電流強(qiáng)度跟電壓成正比”是對(duì)同一導(dǎo)體而言;“電流強(qiáng)度跟電阻成反比”是對(duì)不同導(dǎo)體說(shuō)的。
②I、U、R是同一電路的3個(gè)參量。
、坶]合電路的歐姆定律的教學(xué)難點(diǎn)和關(guān)鍵是電動(dòng)勢(shì)的概念,并用實(shí)驗(yàn)得到電源電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)、外電壓之和。然后用歐姆定律導(dǎo)出I=ε/(R+r)(也可以用能量轉(zhuǎn)化和守恒定律推導(dǎo))。
④閉合電路的歐姆定律公式可變換成多種形式,要明確它們的物理意義。
、萁處煈(yīng)明確,普通物理學(xué)中的歐姆定律公式多數(shù)是R=U/I或I=(1/R)U,式中R是比例恒量。若R不是恒量,導(dǎo)體就不服從歐姆定律。但不論導(dǎo)體服從歐姆定律與否,R=U/I這個(gè)關(guān)系式都可以作為導(dǎo)體電阻的一般定義。中學(xué)物理課本不把R=U/R列入歐姆定律公式,是為了避免學(xué)生把歐姆定律公式跟電阻的定義式混淆。這樣處理似乎欠妥。
(7)楞次定律可以采用探究教學(xué)法,讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)論歸納出定律。教學(xué)時(shí)應(yīng)注意:
、倮愦味墒谴_定感生電流方向的規(guī)律,同時(shí)也確定感生電動(dòng)勢(shì)的方向。如果是斷路,通常我們可以把它想象為閉合電路。
、诟猩娏鞯拇艌(chǎng)只能“阻礙”原磁通的變化,不能“阻止”它的變化。否則就不會(huì)繼續(xù)產(chǎn)生感生電流。“阻礙”或者說(shuō)“反抗”原磁通的變化,實(shí)質(zhì)上是使其他形式能量轉(zhuǎn)化為電能的一種表現(xiàn),符合能量守恒定律。
、垡箤W(xué)生熟練掌握應(yīng)用楞次定律判定感生電流方向的3個(gè)步驟。
、苊鞔_右手定則可看作是楞次定律的特殊情況,并能根據(jù)具體情況選用定則或定律來(lái)判斷感生電流的方向。
淺談角動(dòng)量守恒定律論文 篇5
1.歐姆定律的誤區(qū)
歐姆定律是由喬治西蒙歐姆,只要是規(guī)范電流,電壓和電阻之間關(guān)系的定律。其主要公式為I=U/R
1.1歐姆定律并不適用于所有物體
很多人認(rèn)為歐姆定律適用于所有導(dǎo)電的物體,這個(gè)想法是錯(cuò)誤的。因?yàn)闅W姆定律只適用于金屬導(dǎo)電和電解液,在氣體導(dǎo)電和半導(dǎo)體元件中歐姆定律是不適應(yīng)的。
1.2導(dǎo)體的電阻不是一成不變的
金屬導(dǎo)體的電阻不是一成不變的,它會(huì)隨溫度的升高而增大。比如電燈泡算電阻的時(shí)候,剛開燈的時(shí)候和開很久的燈的電阻一定是完全不同的。
1.3串并聯(lián)電路歐姆定律的推廣式不同
我們?cè)谔幚泶?lián)電路時(shí)我們要記住電流是恒值,電壓是各部分電壓的總和。而在并聯(lián)電路中各支路電壓和電源電壓是相同的。電壓是衡量,而干路電流等于各支路電流之和。
2.如何對(duì)物理中的歐姆定律進(jìn)行教學(xué)
2.1培養(yǎng)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)物理的興趣
“興趣是最好的老師“。作為一名物理教師希望能帶動(dòng)學(xué)生的積極主動(dòng)性,讓學(xué)生配合老師教學(xué)工作,有時(shí)在課堂上老師教學(xué)會(huì)出現(xiàn)不理想的情況,如學(xué)生上課睡覺,或看小說(shuō)等。這樣對(duì)我們教學(xué)工作造成困擾,特別是像物理這一門需要去計(jì)算、分析的課程。不像其他科目,它需要的不僅僅只是學(xué)生的理解,更重要的是實(shí)驗(yàn)?zāi)芰,以及?shí)踐能力。一節(jié)課沒有吸收到課程的有效資訊就會(huì)導(dǎo)致其他章節(jié)也一并滯后。而杜絕一現(xiàn)象的發(fā)生,首先是要找出學(xué)生不聽課,不愛聽課的原因,我經(jīng)過(guò)多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),總結(jié)兩點(diǎn):第一點(diǎn)是。舉個(gè)例子,在我教學(xué)情況中遇到一個(gè)學(xué)生,他在平常上課的表現(xiàn)一直不理想。其他學(xué)生按時(shí)完成作業(yè),而他總是最遲交或者不交。有一次早晨剛來(lái)到辦公室路過(guò)教室時(shí)看到他正拿著別的同學(xué)的作業(yè)本抄襲,當(dāng)時(shí)我很生氣,進(jìn)去找他談話。在談話過(guò)程中,我了解到這位學(xué)生之所以對(duì)物理部感興趣的原因是他找不到方法去學(xué)習(xí)。要幫助學(xué)生找適合他的學(xué)習(xí)方法也是教師在教學(xué)當(dāng)中需要重視的。另一點(diǎn)則是老師的問(wèn)題,老師講課太枯燥乏味,學(xué)生不愛聽,自然而然的就會(huì)去做其他的事情,這對(duì)教學(xué)任務(wù)的影響是巨大的。我們應(yīng)該從物理的作用性和啟迪性的教育方式對(duì)學(xué)生對(duì)物理的愛好進(jìn)行開發(fā)和挖掘。
2.2加強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力
因?yàn)槲锢韺W(xué)由實(shí)驗(yàn)和理論兩部分組成。其中,物理理論來(lái)自于物理實(shí)驗(yàn),物理實(shí)驗(yàn)是物理理論的基礎(chǔ)。用事實(shí)說(shuō)話,用實(shí)驗(yàn)證明,是物理教學(xué)是一大特色。同時(shí),實(shí)驗(yàn)也是增強(qiáng)趣味性、調(diào)動(dòng)積極性的有效手段。透過(guò)以上三點(diǎn),我讓自已的學(xué)生多參與到實(shí)踐課中。那一名我前面所提到男學(xué)生,他在我課上的態(tài)度在一次學(xué)習(xí)“壓強(qiáng)”的章節(jié)中得到了改變。課程里我布置學(xué)生自己制作物品,然后去進(jìn)行試驗(yàn)探究活動(dòng)。而他在這一方面表現(xiàn)的極為積極,后來(lái)得知這男孩對(duì)機(jī)器零部件的組裝,特別是車子感興趣,我就抓住他這點(diǎn)喜好,在歐姆定律的這一環(huán)節(jié)中,讓同學(xué)們自己去試驗(yàn)操作,導(dǎo)體材料,長(zhǎng)度,橫切面等等,教學(xué)生用多種表分別測(cè)量電源兩端的電壓,觀察小燈泡的變化。使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中輕松的學(xué)會(huì)課程上的知識(shí)。而那位男學(xué)生也通過(guò)實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí),態(tài)度發(fā)生了轉(zhuǎn)變。學(xué)習(xí)的積極性充分調(diào)動(dòng)起來(lái)。
2.3通過(guò)實(shí)驗(yàn)堆歐姆定律進(jìn)行形象描述和講解
物理是一門理性的抽象的知識(shí)。很多學(xué)生對(duì)物理的抽象很難想象出來(lái),也不能找到合適的學(xué)習(xí)方法。我們應(yīng)該要將歐姆定律形象化。打個(gè)比方,將燈泡的電壓電流和電阻比作是藏在樹枝里德三支小蟲。既形象又生動(dòng)。另外,順應(yīng)了新課改的理念,在課堂上將其他學(xué)科的.知識(shí)融入到其中。與此同時(shí),還需要了解這個(gè)學(xué)生對(duì)什么科目擅長(zhǎng)。我遇到的一個(gè)女學(xué)生,她的偏科問(wèn)題比較嚴(yán)重,對(duì)文科類的知識(shí)了如執(zhí)掌,但對(duì)理科這方面的知識(shí)她就學(xué)的比較吃力!捌啤钡膯(wèn)題在初中就開始“生長(zhǎng)”對(duì)于她今后的發(fā)展是極其不利的。為了能夠幫助學(xué)生更好的學(xué)習(xí)物理,我通過(guò)各科老師的了解,熟知這個(gè)學(xué)生對(duì)歷史感興趣,找到切入點(diǎn)將學(xué)生帶到物理的世界中,讓她從先從物理這門學(xué)科中了解名人科學(xué)背景,比如“X射線”的發(fā)明者是誰(shuí),鐳元素的研究者是誰(shuí),這些對(duì)今后的物理產(chǎn)生了什么樣的影響,爾后引導(dǎo)她走向物理學(xué)的定律,方程式等,通過(guò)一段時(shí)間的學(xué)習(xí),發(fā)現(xiàn)她在這門學(xué)科上有了明顯的進(jìn)步。相對(duì)的,作為老師的我對(duì)她這樣的表現(xiàn)感到既欣慰又開心。在此,我也衷心的希望不僅僅是在物理教學(xué)上,能夠有更多的方式方法讓學(xué)生們受益,也希望其他學(xué)科領(lǐng)域能夠更好的發(fā)展,為將來(lái)國(guó)家的發(fā)展,人才的培育起到積極作用。
【淺談角動(dòng)量守恒定律論文】相關(guān)文章:
淺談?chuàng)u滾文化論文03-24
淺談藝術(shù)的審美論文10-12
淺談園林色彩藝術(shù)的論文10-12
淺談企業(yè)文化論文10-07
淺談MBA論文格式10-08
淺談企業(yè)管理的論文10-08
淺談企業(yè)文化的論文10-09
淺談水族酒文化論文10-12