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物理教育随笔：理解公式与套用公式 物理教育随笔：理解公式与套用公式 大家或许有过这样的经验，在课堂上我们常会说公式很重要，记住公式，学会套用公式。而对于物理知识而言，从牛顿的力学体系，到法拉第、麦克斯韦等人对于电磁现象的解释，再到波尔的量子力学体系，知识或许更应该是自然现象本质的理解，有助于我们更加清楚的认识世界认识自我，公式起到的是归纳和概化的作用。所以公式的教学更关注的应该是原理理解，而不是单纯的记住和套用，其实这和应试也是不冲突的，因为我们都清楚，理解才能更好的应用。这里我们参考一下功的概念的教学。 当我开始带着学生学习电场力做功和电势能关系以及电磁感应中克服安培力做功与电能的联系时，遇到了很大的阻力，学生难以理解。我尝试着从重力做功与重力势能关系的类比去解释，有学生问到，为什么功这个功就等于这个能量呢？我开始意识到问题还是出自功的概念学习。我试着问他什么是功，他答道是力乘以位移，紧跟着又补充道是乘以沿着力方向的位移。当我想让他从功概念的意义来解释的时候，他笑笑摇了摇头。想想自己读高中的时候，大抵也是这样的，计算某一个力某几个力做功，甚至是用动能定理都是很娴熟的，可到底什么是功，却是一头雾水。其实课本在处理这个问题的时候很到位的，功的概念最早出自工程行业，人们用功来判断蒸汽机的优劣，后来法国科学家科里奥利将力在位移上的积累定义为功并得到了功的表达式，也正是科里奥利定义了动能并给出了功和动能之间的联系。由此我们发现功和动能以及后来的势能的表达式其实都是人们为了更好的诠释自然现象而人为定义的，功的身份定位其实就是能量变化的量度，了解了功与能量的这层关系后，可以帮助我们更好的理解正负功的概念，以及各种势能与功的关系，包括解释在电磁感应现象问题中出现的能量守恒问题，通过功去分析有哪些能量参与进了守恒。这里我们自然不是要进行物理学发展史的研究，只是了解功的量度能量作用比单纯直接平铺去介绍如何计算如何套用动能定理更有助于了解概念的本质和解决一些复杂的问题。 本文来源：https://www.dywdw.cn/9b30342c2cc58bd63086bd47.html
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2022-12-07
