這樣學物理次次全班第一

有些幸運兒能夠毫不費力地學好物理,其他人想取得好的物理成績,則必須付出大量的努力。好在只要學習重要的基礎技能,並經常練習,幾乎所有人都能掌握物理教材中的知識。但是,理解物理甚至比取得好成績更加重要,因為控制世界運作方式的是一些看似神秘的力量,而更好地理解物理能夠幫助我們瞭解這些力量。

理解基本的物理概念


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記住基本常數。在物理學中,某些力被賦予了數字常數,如地球重力的加速力。簡而言之,就是無論在何處使用以及如何使用,這些力通常以相同的數字表示。記住最常用的常數及它們的單位是一種聰明的做法,因為考試時試卷通常不會提供這些常數。以下是物理學中一些最常用的常數:

  • 重力(地球):9.81 米/秒2
  • 光速:3 × 108 米/秒
  • 摩爾氣體常數:8.32 焦/(摩•開)
  • 阿伏伽德羅常數:6.02 × 1023/摩
  • 普朗克常數:6.63 × 10-34 焦·秒


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記住基本方程。物理學用方程描述了作用於宇宙的許多不同力之間的關係。有些方程非常簡單,有些則非常複雜。記得一些最簡單的方程,並知道如何應用它們,對解決簡單和複雜的問題至關重要。即使是解決難度很高、令人困惑的問題,方法通常也是使用幾個簡單的方程,或對方程進行變形,使之適應新的情境。這些基本方程是物理學中最容易學習的部分。如果能深入瞭解它們,不管面臨任何複雜問題,你至少能夠了解問題的某些部分。以下是幾個最重要的方程:[1]

  • 速度 = 位移/時間 (dx/dt)
  • 加速度 = 速度變化/時間
  • 當前速度 = 初速度 + (加速度 × 時間)
  • 力 = 質量 × 加速度
  • 動能 = (1/2)質量 × 速度2
  • 功 = 移動距離 × 力
  • 功率 = 做功/時間
  • 動量 = 質量 × 速度


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研究基本方程的推導。記住基本方程是一回事,理解這些方程“為何”能起作用則完全是另一回事。如果可以,花時間學習各個基本物理方程的推導過程。這能夠幫助你更清楚地理解方程之間的關係,並使你的問題解決能力更加全面。基本理解方程的原理後,它們就不再是大腦中死記硬背的字符串了,你能夠更有效地應用這些方程。

  • 舉個例子,讓我們來看一個非常簡單的方程:加速度 = 速度變化/時間,即a = Delta(v)/Delta(t)。加速度是導致物體速度發生改變的力量。假設物體在時間t0時的初速度為v0,在時間t時的最終速度為v,由於物體的速度從v0變為了v,我們可以說物體加速了。加速不可能瞬間完成,無論發生的速度有多快,物體以初速度運動和達到最終速度之間必定有時間差。因此,a = (v - v0/t - t0) = Delta(v)/Delta(t)。

使用提分策略


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關注每個問題的重要信息。物理問題通常包含干擾信息,即解決問題時不需要用到的信息。看物理問題時,找到題目給出的信息,然後確定你要解決的是什麼問題。寫出你解決問題會用到的方程,然後將題中的各條信息代入到合適的變量中。忽略不必要的信息,因為它們會拖慢你的解題速度,模糊正確的解題思路。

  • 例如,假設有一輛車的速度在兩秒鐘內發生了變化,我們需要求出它的加速度。如果車的重量是1,000 kg,初速度為9 m/s,最終速度為22 m/s,我們可以說v0 = 9 m/s,v = 22 m/s,m = 1,000 kg,t = 2 s。如上所述,標準的加速度方程為a = (v - v0/t - t0)。注意,計算中沒有涉及物體的質量,所以我們可以忽略汽車重1,000 kg這一事實。
  • 因此,解題過程如下:a = (v - v0/t - t0) = ((22 - 9)/(2 - 0)) = (13/2) = 6.5 m/s2

使用正確的單位。忘記寫單位或用錯單位肯定會讓你丟掉一些簡單的分數。為了確保不在已經解出的問題上失分,一定要根據題目的信息類型,在答案使用正確的單位。下面列出了一些物理中常用的度量單位,注意,一般來說,物理問題總是使用公制單位或國際制單位,幾乎沒有例外:

  • 質量:克或千克
  • 力:牛
  • 速度:米/秒(有時會用千米/小時)
  • 加速度:米/秒2
  • 能量或功:焦或千焦
  • 功率:瓦

不要忘記摩擦力、拉力等小細節。物理問題通常是現實情況的“模型”,也就是說它們簡化了事物實際的運作方式,使情況更容易理解。有時,這意味著問題會故意忽略某些能夠改變問題結果的力,如摩擦力。但是,情況並非總是如此。如果問題沒有明確說明要忽略這些小細節,並且你有足夠的信息,可以在答案中考慮這些因素,那就確保你沒有漏掉這些細節,以求得最準確的答案。

  • 例如,假設有這樣一道題:如果以50牛的力在光滑地板上推一個5千克重的木塊,請問木塊的加速度是多少?由於F = m × a,看上去似乎只用解出50 = 5 × a這個方程就能回答問題了,十分簡單。但在現實世界中,摩擦力會作用於向前移動的物體,有效減少物體受到的推力。解題時如果忽略這一點,算出的結果會稍大於木塊實際的加速度。

檢查答案。難度適中的物理問題常常會涉及到十幾次數學運算。任何一次計算錯誤都會讓你得出錯誤的答案,因此,解題時一定要密切關注數學計算,如果有時間,最後一定要檢查答案,確保不出現數學方面的錯誤。

  • 要檢查數學計算是否正確,除了重算一遍以外,你還可以運用常識,將問題與現實生活聯繫起來,看一下答案是否合理。例如,如果要算出一個向前運動的物體的動量(質量×速度),你不會得出一個負數答案,因為質量不可能是負數,而速度只有在朝反方向運動時才可能為負,也就是說只有在運動方向與參照系中的“前方”相反時,速度才可能是負數。因此,如果得到一個負數答案,那麼你很可能在計算過程中犯了什麼錯誤。

在物理學科上全力以赴


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課前預習。理想情況下,在課堂開始講解前,你就應該對要學習的物理概念有一定了解。因此,試著提前一天預習第二天課堂上即將講解的內容。不要把注意力放到該部分內容的精確數學計算上。在這一階段,重點是掌握一般概念,並努力掌握正在討論的內容。這會為你打下堅實的知識基礎,讓你能夠在此之上運用課堂中學到的數學技能。

課堂上注意聽講。老師會在課上講解你預習時遇到的概念,並闡釋教材中你不太明白的內容。你應該做筆記,並多問問題。老師可能會講解課題內容中的數學計算。這時,即使不記得各個方程的準確推導過程,你也應該對計算所代表的含義有一個大致的概念。

  • 如果在課後還有遺留的問題,你可以向老師提問。提的問題越具體越好,這樣老師會知道你有聽講。如果不忙,老師可能會安排一次輔導,為你講解教材,幫你理解上面的內容。

在家裡複習筆記。

為了完成學習任務,完善自己的物理知識,在家中只要有機會,就應該花點時間複習一下筆記。這樣做有助於你牢記今天課堂中學到的知識。記筆記和複習筆記之間間隔的時間越長,記憶的難度就越大,概念看上去也會越發“陌生”。因此,在家時你應該主動複習筆記,以鞏固自己的知識。


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解決實際問題。和數學、寫作或編程一樣,解決物理問題是一種心智技能。你用得越多,就會覺得它越簡單。如果你正在努力學習物理,一定要多做解題練習。這樣做既有助於備考,又能在讀題過程中幫你加深對許多概念的理解。

  • 如果對自己的物理成績不滿意,不要覺得做完老師佈置的作業就夠了。你應該付出額外的努力,做一些平時不會遇到的題。這些題可以是教材上老師沒有佈置的習題,網上的免費習題,甚至是物理練習冊(通常可以在書店的教輔區買到)中的習題。


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使用可以得到的助力。

面對難學的物理課程,你不必孤軍奮戰,根據你的教育環境,有許多不同的方法可以獲得幫助。尋求並使用你需要的幫助資源,以更好地理解物理教材。儘管有些需要花錢,但大部分學生至少可以獲得幾種免費的幫助資源。如果你在物理學習方面需要幫助,你可以向許多對象求助,以下僅僅是一些示例:

  • 老師(課後輔導)
  • 朋友(學習小組和一起做作業)
  • 家教(私人聘請或學校委派)
  • 第三方資源(如物理習題冊、教育網站等)


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