物理學習是由表象到本質,由概念到定理公式,由結果到尋找背後的原因過程。
仍然按照我們的習慣 ,只注重邏輯的構造,不過度糾結於具體細節。
本次我們著重構建“運動中的概念是如何被創造出來”的邏輯。
物理研究的一個最基本的內容就是運動。
散步、跑步、跨欄、汽車、火車、飛機等等運動在我們周圍隨處可見。
那麼你怎麼來描述這種運動?
它們又有什麼規律嗎?
在物理的學科範疇內描述“運動”,就必須創造出本學科的基本概念,必須運用本學科的這些概念才能去說明規律。
我們追尋著教材編寫者的思路
第一節 質點、參考系和座標系
比如“質點”,如果沒有“質點”概念讓你研究火車從寧波到南京的時間,你還在糾結——是到南京站還是到南京南?是火車頭到南京進站口算截止時間,還是火車尾到進站口算截止時間?
這樣就太複雜了!
對於實際問題而言,這都是次要矛盾,可以忽略——我們只需把火車看成“有質量的、沒有形狀和大小的一個點”——即“質點”
因此有了“質點”,研究運動就方便很多。
但是,運動卻又是相對的,坐在火車上的人,相對於車外面的樹是運動,但相對坐著的這列火車卻又是靜止的,於是我們必須要有
“參考系”才能說清楚這種現象,才能說明這個人到底是運動還是靜止。有了“參考系”後還不夠,我們還要解決一個問題——我們如何去量化呢?
比如我在你東面,但具體是多遠呢?
只有量化才有用。
這時“座標系”的出現完美的解決了這個問題!
第二節 時間和位移
某小學八點上課,上了四十五分鐘,這裡的八點和四十五分鐘又分別代表什麼呢?又有什麼區別呢?
於是有了時刻和時間間隔的概念。
從南京到北京有很多種路線,這裡的不同路線就是以前初中科學學習過的“路程”。
但到了高中我們希望找到一個共性的概念,以方便我們的應用,於是“位移”出現了。
第三節 運動快慢的描述——速度
同樣跑100米的“位移”,我們怎麼知道你和博爾特有什麼區別呢?或者說誰跑的快誰跑的慢呢?
用100米除以你們用的時間——所得的值,我們給這個量起個名字叫做“速度”——也叫平均速度,它是用來描述運動的快慢。
同時也給出了某一時刻的速度——即“瞬時速度”的概念。
第四節 實驗:用打點計時器測速度
那麼在現實生活中我們通過怎麼樣的實驗來測量速度呢?
於是打點計時器應運而生。
第五節 速度變化快慢的描述——加速度
一輛自行車和一輛跑車從靜止加速到10米/秒需要的時間肯定不同而且差別還很大,那麼又怎麼能表示它們的不同呢?
跑車貌似很厲害,那麼我們要用什麼量來表示它的這種厲害呢?
於是我們想到用這個速度的變化除以所需時間來表示速度變化的快慢,再給它起個名字叫“加速度”。
我們已經建立了
質點、時間、位移、速度、加速度等這些概念
那麼它們之間又有什麼具體量化的關係呢?
這樣才能為人類所利用呢?
請大家
關注我們下次(下週二)的講解
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