與水類比學(xué)物理

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 初中物理 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)

水是人們?nèi)粘I钪凶畛R姟⒆钍炝?xí),也是最重要的基本物質(zhì)之一,在物理知識(shí)的學(xué)習(xí)中,水同樣成為最主要的研究對(duì)象。比如:水的物態(tài)變化、水的折射、水的密度、水的壓強(qiáng)、水的浮力、水利發(fā)電、水的比熱等等等等。不僅如此,我們?cè)趯W(xué)習(xí)與水無關(guān)的其它物理知識(shí)時(shí),也常常與水進(jìn)行類比,從而使許多抽象、復(fù)雜的概念變得形象、容易理解,請(qǐng)看下面幾例:

一、與水波類比理解聲波

用一支鉛筆不斷輕點(diǎn)水面,水面就會(huì)形成一圈一圈的水波,不斷向遠(yuǎn)處傳播;與此類比,用槌擊鼓,鼓面振動(dòng)時(shí),使鼓面附近的空氣疏密發(fā)生變化,從而就形成了疏密相間的聲波向遠(yuǎn)處傳播。這種類比的作用使看不見的聲波變得形象和“看得見”。

二、與水流量類比理解熱量

兩盛水的容器用水管相連,當(dāng)兩容器中的水面存在高度差時(shí),水便會(huì)從高處流向低處,流出的水的多少叫水流量;與此類比,含有內(nèi)能的兩物體,當(dāng)存在溫度差時(shí),能量便會(huì)從高溫物體傳向低溫物體,傳遞的能量的多少叫熱量。即水流形成的條件是兩容器中的水面必須存在高度差,流出的是水不是高度;同理,熱傳遞形成的條件是兩物體間存在溫度差,傳遞的是熱量不是溫度。這樣一類比便使難以理解的熱量及熱傳遞形成的條件變得簡(jiǎn)單,內(nèi)能、熱量、溫度之間的關(guān)系也變得清晰起來。

三、與水壓類比理解電壓

如圖一、用水管相連的A、B兩盛水容器,在水管中部裝一渦輪,當(dāng)A容器中的水位高于B容器中的水位時(shí),A處對(duì)水平管中水的壓強(qiáng)大于B處對(duì)水平管中水的壓強(qiáng),打開閥門,水就會(huì)從A處經(jīng)水管向B處流動(dòng),從而在水管中形成水流,水流便會(huì)推動(dòng)渦輪轉(zhuǎn)動(dòng),可見水壓是使水管中形成水流的原因。當(dāng)抽水機(jī)不斷地把水從B處抽到A處,使A處的水位總比B處的水位高時(shí),水管兩端就保持有一定的水壓,水管中就有持續(xù)的水流,渦輪便會(huì)連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。

圖一 圖二

與此類比,如圖二、在接有小燈泡的電路兩端的電位不同時(shí),電路兩端就存在電壓,閉合開關(guān),正電荷就會(huì)從電位高的地方流向電位低的地方(負(fù)電荷從電位低的地方流向電位高的地方),從而在電路中形成電流,電流通過小燈泡時(shí)燈泡便發(fā)光,可見電壓是使電路中電荷發(fā)生定向移動(dòng)形成電流的原因。當(dāng)電源在工作中不斷使正極聚集正電荷、負(fù)極聚集負(fù)電荷,保持電路兩端有一定的電壓時(shí),電路中就有持續(xù)的電流,小燈泡便持續(xù)發(fā)光。

這種類比,把非常抽象、復(fù)雜的電壓這一概念也變得較易理解了。

由以上的實(shí)例可以看出類比法在學(xué)習(xí)中的確有著非常重要的作用。



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