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比較法在物理中的應(yīng)用
比較法在物理中的應(yīng)用物理學(xué)科與其它各門學(xué)科一樣，都有一系列作為理論出發(fā)點(diǎn)的基本概念，和由推理形式導(dǎo)出的定律理論。物理學(xué)在自己的發(fā)展過程中要求物理思維要有嚴(yán)密的邏輯性，要符合邏輯規(guī)律。物理思維的方法很多，這里僅就其中最典型的，最常用的比較法來結(jié)合物理學(xué)的實(shí)際來討論。一、 比較法
“比較”是人們常用的思維方法，是找出事物之間的差異點(diǎn)和共同點(diǎn)的思維方法，通過事物間相同特征或相異特征的比較，提示事物的本質(zhì)和區(qū)別。人們認(rèn)識(shí)事物往往是從區(qū)別事物的本質(zhì)特征開始的。而要區(qū)別就要有比較，有比較才有鑒別。事物之間在現(xiàn)象上和本質(zhì)上都存在著同一性和差異性�，F(xiàn)象上的同一和差異一般來說是容易識(shí)別的，而本質(zhì)上的同一和差異就不那么容易識(shí)別。物理學(xué)中有許多物理思維和物理規(guī)律具有可比性，運(yùn)用比較法可幫助學(xué)生接受新概念并加深對概念的理解，尤其在復(fù)習(xí)課上運(yùn)用，能使知識(shí)融會(huì)貫通，開拓學(xué)生的思維，并培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)遷移能力。在物理教學(xué)中，既要求學(xué)生找出差異性極大的物理現(xiàn)象或物理概念之間本質(zhì)上的共同點(diǎn)，又要求學(xué)生找出表面上極為相似的物理現(xiàn)象和物理概念之間本質(zhì)上的差異，在物理教學(xué)中運(yùn)用比較法常有以下幾種情況。
首先，是用“比較”引入新概念。有些物理概念間有許多相似之處，講解一些概念之后，另一些概念可用比較法引入，使教學(xué)難度降低，并能把規(guī)律提示出來。例如：“動(dòng)量”和“動(dòng)能”這兩個(gè)概念，它們都是用來描述機(jī)械運(yùn)動(dòng)的物理量，都是與物體質(zhì)量和物體運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)的物理量。這些是它們的共同點(diǎn)。然而，在本質(zhì)上它們又有著質(zhì)的差異，動(dòng)量是以機(jī)械運(yùn)動(dòng)形式來量度機(jī)械運(yùn)動(dòng)的，動(dòng)能是以機(jī)械運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為一定量的其它能量的能力來量度機(jī)械運(yùn)動(dòng)的。下面我們從物理學(xué)的角度來比較它們的差異。
1．動(dòng)能：Ek= mv2 標(biāo)量；
動(dòng)量：P=MV 矢量；
2．動(dòng)能是機(jī)械能的一種形式；
動(dòng)量是機(jī)械運(yùn)動(dòng)量的量度；
3．動(dòng)能遵從動(dòng)能定理：W=△EK，力的空間積累效應(yīng)；
動(dòng)量遵從動(dòng)量定理：I=△P，力的時(shí)間積累效應(yīng)；
4．動(dòng)能守恒不一定動(dòng)量守恒，比如：在光滑水平面上作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體；
動(dòng)量守恒不一定動(dòng)能守恒，比如：非彈性碰撞的系統(tǒng)。
再例如勢能，中學(xué)階段學(xué)習(xí)了重力勢能，彈性勢能，分子勢能和電勢能。由于重力和彈力做功現(xiàn)象較常見，因此重力勢能和彈性勢能講解比較容易，但分子勢能和電勢能較抽象，教學(xué)中可以在講了重力勢能以后，運(yùn)用比較的方法將電勢能引入；講解了彈性勢能后，將分子勢能引入。這樣講解可達(dá)到事半功倍的效果。一一對應(yīng)的比較使學(xué)生能較快的在原有重力勢能概念的基礎(chǔ)上把電勢能的概念建立起來，并進(jìn)一步指出這些共同之處還反映了存在于保守力場中所有勢能的共同性質(zhì)，即勢能的共同特點(diǎn)。同時(shí)在比較相同之處還指出它們的不同，由于電荷有正負(fù)之分，所以電荷受力的方向可以與電場相同，也可以相反。即電荷沿電場方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，電勢能可
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