比较与分类.docx
《比较与分类.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《比较与分类.docx（19页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
比较与分类
论比较与分类
比较与分类方法在物理教学和生活中都是很重要的两类方法，利用这两种方法可以给教学和生活带来很大的方便和利益。
我们将从比较与分类的内涵外延、有关这两类方法的例题和他们在物理教学中和生活的运用三个面来讨论。
一、比较与分类方法的内涵和外延：
1、从内涵上看：
比较是确定事物共同点与不同点的思维方法。
在物理学学
习过程中，比较必须做到以下两点：
<1>两类对象必须具有一定的关系才能进行比较。
<2>任何比较都是在一定关系上，按照一定标准进行的，没有一定的关系，
无法进行比较，没有一定的标准，也无法进行比较。
从外延上看：
在自然界中的任何事物，无论它们多么相近，但仍然会存在差异，异中求同的比较，同中求异的比较，同异综合的比较等思维方法组合而成为比较的方法。
黑格尔说：
假如一个人能看出当前极显而易见的差别，譬如，能区别一支笔与一头骆驼，我们不会说这人有了不起的聪明；同样，另一方面，一个人能比较两个近似的东西，如橡树与槐树，或寺院与教堂，而知其相似，我们也不能说他有很高的比较能力，我们所要求的，是要看出异中之同和同中之异。
”比较的重要任务就是寻找异中之同和同中之异”在具有一定关系的数学对象中进行比较，需要依赖于观察。
一个人观察力越强，则他对数学对象的异中之同和同中之异的探求就越深入、越细致，因而也就越有利于区别数学对象间的不同点或探求数学对象间的共同点。
在比较两个对象时，要着力去比较它们的本质特征，而不去比较它们的非本质特征。
例如：
在比较两种液体的浮力大小时，其本质特征是他们的密度不同
2、从内涵上看：
分类是在比较的基础上，依据事物的性质异同，把相同性质的事物归入一类，不相同性质的事物归入不同类的思维方法。
分类的原则有以下几条：
<1>一次分类应按同一标准。
如果不按同一标准，就可能造成分类混乱。
<2>分类应该是完备的。
<3>分类应是纯粹的。
从外延上看：
分类是以比较为基础，比较识别出事物之间的异同，然后根据共同点将食物分为较大的类，根据差异点将食物分为较小的类，从而将事物区分为具有一定从属关系的不同等级的系统。
例如将有相同性质的物体归为一类，将不同于这类物体性质的物体归为一类。
二、有关习题：
在解决物理习题中我们也常常用到比较与分类方法来解决习题，我们将所收集的
例题进行比较归纳总结将所有例题分为有关摩擦起电两种电荷、有关摩擦起电
的原因原子结构、有关电流的问题、有关导体和绝缘体、有关电路和电路图五大类例题。
1、有关摩擦起电两种电荷例题：
【例1】有甲、乙、丙三个小球，将它们两两靠近它们都相互吸引，如图1所示,那么下面的说法正确的是（）
A.
三个小球都带电
B.
只有一个小球带电
C.
有两个小球带同种电何
D.
有两个小球带异种电何
【分析】根据电荷相互作用的规律，带电体之间要么相互吸弓I,要么相互排斥。
经过分析比较ABCD四个选项，如果三个小球都带电，其中必有两个小球带同种电荷而相互排斥，因此可否定A与C。
如果只有一个小球带电，那么另外两个不带电的小球之间不会发生相互吸引。
【解答】D
【说明】判断这类轻小物体相互作用及带电体的带电问题，关键是必须明确自然界只存在两种电荷，且非相互吸引即相互排斥，而不带电的轻小物体与带正电的物体或带负电的物体都能相互吸引。
【例2】悬吊在丝线上的泡沫塑料小球，用一带电体去靠近，会发现小球先被吸引，与带电体接触后又立即就被带电体推开，这是为什么？
【分析】根据吸弓I、接触、排斥这三个过程，用带电的特点和电荷相互作用的规律即可解释。
【解答】因为带电体有吸引轻小物体的性质，经过比较，小球的质量小于带电体，所以小球先被带电体吸引。
小球与带电体接触后小球带上与原带电体相同的电荷，由于同种电荷相斥，所以小球立即被带电体排斥而分开。
2、有关摩擦起电的原因原子结构例题:
【例3】如图2所示，已知验电器A带的是正电，验电器B带的电性未知。
现拿一根带有绝缘柄的金属棒去接触两验电器的金属球，如验电器A、B的金属箔张
角不变，验电器B带什么电？
为什么？
如验电器A、B的金属箔张角都减小为零，验电器B带什么电？
为什么？
图2
【分析】验电器B是带电的，只能是有多余电子而带负电或缺少电子而带正电，现拿一根带有绝缘柄的金属棒去接触两验电器的金属球，验电器A、B的电
荷只能通过金属棒发生转移，而且如有电荷的转移只能是电子的转移。
【解答】
（1）验电器A、B的金属箔张角不变，说明两验电器没有通过金属棒发生电荷的转移，所以验电器B带的是与A相同的正电荷。
（2）验电器A、B的金属箔张角都减小为零，说明两带电体相接触后都恢复成不带电的状态，也是电中和的现象，必定有电荷的转移。
由于验电器A原来缺少电子而带正电，所以验电器B一定是有多余的电子而带负电。
【说明】解释摩擦起电、接触带电和电中和现象时，必须抓住有电荷的转移这一关键，而且转移的只能是带负电的电子。
【例4】两个形状大小完全相同的金属球A和B,如果A球带大量的正电荷，B球带少量的负电荷，当A、B两球接触后再分开，则（）
A.A、B两球都不带电
B.A、B两球带等量的正电荷
C.A、B两球带等量的负电荷
D.A球带正电荷，B球不带电
【分析】当A、B两球接触后，电子从B球向A球转移，使得A球带的正电荷一部分被B球带的负电荷中和掉了。
这时A球仍带正电荷，于是B球的负电荷继续转移到A球上，直到A、B两球缺少的电子相等为止，此时两球带上相等的正电荷。
【解答】B
【说明】电中和现象可以是完全中和，使两个原来等量异种电荷的物体都恢
复到不带电的状态。
也可以是部分中和，如题中情况。
必须注意，只有两球的大小、形状相同时，才会平分中和后余下的电荷。
3、有关电流的问题：
【例5】在电路中有电源，是否就一定有电流存在?
【分析】如图3所示，从常识可知图（a）因开关断开，电路未闭合，所以电路中没有电流，灯不亮。
图（b）开关合上，电路闭合，电路中有电流，灯亮。
比较（a）（b）两图可知，得到持续电流的条件是：
①必须有电源；②电路必须闭合。
这两个条件，缺一不可。
⑹Cb）
【解答】不一定。
要有持续的电流，除了要有电源外，电路必须闭合
【例6】如图4所示，A、B为两验电器，A带正电，B带负电。
用一条金属棒将两验电器的金属棒接通的瞬间，实际发生定向移动的是，方向是由
到电流的方向是由到。
图4
【分析】金属导体中能发生定向移动的电荷是自由电子，电流的方向规定为正电荷定向移动的方向与自由电子定向移动的方向相反。
【解答】自由电子BAAB。
4、有关导体和绝缘体例题:
【例7】为什么电线芯线常用铜或铝来做？
而电线芯线外面的包层常用橡胶或塑料来做？
【分析】可以从铜（或铝）和橡胶（或塑料）这两类物质的导电能力上考虑
【解答】因为铜或铝是导电性能良好的金属，用它们做芯线可以导电，而橡胶或塑料是绝缘体，用它们包在芯线外面可以防止电线漏电和人触电。
【例8】绝缘体不导电是因为绝缘体中（）
A.没有电荷
B.没有自由电荷
C.有大量自由电荷
D.有少量自由电荷
【分析】在绝缘体中，电荷几乎都被束缚住了而不能自由移动，只有极少量自由电荷，所以不容易导电。
【解答】D
【说明】导体、绝缘体都是有分子或原子组成的，因此有大量的电荷存在。
如果物体中自由电荷极多那就是导体，如果物体中自由电荷极少那就是绝缘体因此，导体和绝缘体之间没有绝缘的界限，而且条件变了可以转化。
【例9】图5是某种按钮开关构造的截面图。
A为外壳，B为按钮，C、D为金属片，其中C具有弹性。
试简述按钮开关如何使电路通、断？
制作A、B部件的材料应是导体还是绝缘体？
为什么？
【解答】使用按钮开关时，按下按钮B,弹性金属片C与金属片D接触，于是电路接通；松开按钮B,由于弹性，金属片C恢复原位，与金属片D分开，于是电路断开。
外壳A和按钮B都必须使用绝缘材料，例如胶木、塑料之类，这是为了使用时安全，因为人身是导体。
5、有关电路和电路图的例题
【例10】如图6所示，S闭合后电路将发生什么情况?
®
LA,
®
Ji—
1yl4
1V」
——1|
鮒（b）
图6
【分析】图（a）电路中虽然有用电器，但S闭合后电流将直接从导线ab流回电源负极造成短路。
图（b）电路在表面上并没有发生短路，但却隐藏着短路的危险。
当S闭合后电流将直接从导线ab流回电源福利造成短路。
【解答】S闭合后灯都不会亮，电源都被短路，电源将烧坏。
【说明】检查电源是否被短路的方法是：
从电源正极出发，循着电流方向，找出回到电源负极的各条途径，其中只要有一条没有接入用电器，就会造成电源短路。
应将引起短路的那段电路拆除。
【例11】指出图7各图中的错误
图7
【分析】判断电路的正确与否：
①检查电路。
是否缺少组成电路的原件；②检查电路是否按规定符号和要求画；③检查闭合开关前后是否有电源被短路；④检查开关闭合后用电器能否形成电流的回路。
【解答】图（a）中的错误是没有电源。
图（b）中的错误是没有开关。
图（c）中的错误是三盏灯不能形成电流的回路。
图（d）中的错误是S闭合后会把电源短路。
【例12】完成电路的链接，应注意哪些问题？
【解答】完成电路的链接，应注意一下几点：
1要按照一定的顺序进行链接。
根据实际要求链接电路，可以从电池的正极开始，依次链接开关，用电器，最后链接电池的负极，也可以从电池的负极开始，依次链接开关、用电器，最后链接电池的正极。
2各元件与导线间的链接要牢靠。
如果导线的芯线或元件的接头处有锈，要除锈后再链接；当导线与接线柱绞接时，要沿着螺帽旋紧的方向缠绕，不然，在旋紧螺帽时，导线可能被挤出来。
3在链接过程中，开关应该始终处于断开状态。
电池链接好了，经检查无误，方可闭合开关。
4链接电路时，一定要防止用导线直接把电源的正、负极链接起来，导致短路。
串联电路和并联电路例题
【例13】马路上的路灯，傍晚时同时开亮，天明时同时熄灭，请判断这些灯市串联的还是并联的？
【分析】路灯是串联还是并联，不能单纯地从同时亮同时熄灭的表面现象上判断，应从串联和并联电路的特点上去分析。
加入路灯是串联的，那么路灯中某一盏灯的灯丝如果断了，其它路灯将全都不亮，这显然是不可能的。
【解答】马路上得路灯是并联的。
【说明】马路上的路灯的控制开关安装在干路上，便能控制所有的灯。
【例14】如图8所示，当S1、S2断开时，能亮的灯是，它们是
的。
当S1、S2闭合时，能亮的灯是，它们是联的。
当S1闭合，S2断开时，能亮的灯是。
图8
【分析】当S1、S2断开时，电流从正极流出经过L1再经过L3流回负极，因此L1、L3亮，是串联的。
当S1、S2闭合时，L1被短路，电流从正极流出经过S1后分为两路，分别经过L2和L3再合为一路流回负极，因此L2、L3亮，是并联的。
当S1闭合，S2断开时，L1被短路，L2是开路，因此只有L3亮。
【解答】L1L3串L2L3并L3
【说明】判断哪些灯亮时，一般看是否有电流通过；判断链接方式时，可根据串联、并联电路的特点判断。
【例15】某同学测小灯泡电阻的电路如图9所示，其中电源电压为4.5V。
他按电路图正确连接好实验电路，并检查各元件完好。
然后闭合开关S，发现灯泡
且电压表的读数为
。
4.5V。
造成该现象的原因为
图9
【解答】滑动变阻器的滑片滑到最左端了（或滑动变阻器接入电路的电阻为
零
【例16】我国照明电路的电压为伏，家用电器之间是的
（选填“并联”或“串联”），家庭消耗的电能是用表来测量的。
【分析】主要考查基本电压：
一节干电池电压为1.5伏、照明电路电压为
220伏；照明电路中用电器间的连接是并联连接，用电器与电键是串联连接的；电能表是用来测量用电器所消耗的电能的仪表。
此题又与学生日常生活有着紧密
联系。
【解答】220并联电能
【例17】在图11所示的电路中，电源电压保持不变。
当电键S由断开到闭
合时，电流表的示数将，电压表与电流表示数的比值将。
（均选
填“变大”、“不变”或“变小”）
图11
【分析】主要考查串联电路中电键的断开或闭合引起电路中电学物理量的变化。
本题中把电流表简化成导线，把电压表去掉后，很容易看出这是串联电路。
当电键S由断开到闭合时，灯L被局部短路，我们把灯拿掉后，可以看出这时只有电阻R工作，串联电路总电阻减小，电流变大；而电压表V测电阻R两端电压,所以电压表与电流表示数的比值为电阻R的阻值，保持不变。
【解答】变大不变
【例18】10秒内通过某导体横截面的电量为6库，电流做功36焦，通过导体的电流为安，导体两端的电压为伏。
当通过该导体的电流
为0.5安时，它的电阻为欧。
【分析】主要考查错误！
未找到引用源。
、错误！
未找到引用源。
W=Q的计算；并要求学生掌握电阻是导体本身的属性，电阻大小与电压、电流大小无关。
【解答】0.6610
【例19】在家庭电路中，表用来测量用户消耗的电能。
一只标有
220V40W字样的白炽灯正常工作10小时，消耗的电能为度。
【分析】主要考查W=Pt的计算
【解答】电能0.4
【例20】在图12所示的电路中，电源电压保持不变。
闭合电键S,当滑动变阻器的滑片P向右移动时，电流表A的示数将（选填“变小”、“不变”或“变大”），电压表V与电压表W示数的差值跟电压表V示数的比值（选填“小于1”“等于1”或
【分析】主要考查串联电路中滑动变阻器滑片P的位置变化引起的电路中电学物理量的变化。
本题中把电流表简化成导线，把电压表去掉后，很容易看出这是串联电路，电压表V测电源电压、电压表M测R两端电压、电压表V2测R两端电压。
滑片P向右移动时，R阻值增大，根据串联电路特点和欧姆定律可知，电路中的电流变小。
而根据串联电路特点，电压表V与电压表V2示数的差值就
是电压表V1示数，它们的比值当然等于1。
【解答】变小等于1
三、比较与分类学习方法在物理教学和生活中的运用
一、比较方法的运用：
1比较学习方法在物理概念学习中的运用
在物理教学过程中，运用比较学习方法，深化学生对重要物理学概念的理解十分重要，对教学效果的影响很明显。
在学习物理知识的过程中，我们对一些相关的容易混淆的概念加以比较，弄清其异同，能够帮助学生准确把握物理概念。
例如，在讲授机械能和内能的概念时，就可以运用比较学习方法。
弓I导学生通过列表进行分析对比：
比较对象
定义
特性
联系
机械能
机械能是动能与势能的统称，是表示物体运动状态与咼度的物理量。
物体外部状态做功而具有的能；包括动能和势能，势能又包括重力势能和弹性势能；动能和势能可以相互转换；自然界中可以利用的机械能有风能和水能。
机械能和内
能的产生都
是由做功而来的，国际单
位都是焦耳
（J）。
内能
内能是物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和。
物体的内能与温度有关：
物体的温度越高，分子运动速度越快，内能就越大；改变物体的内能两种方法：
做功和热传递；物体对外做功，物体的内能减小。
通过将相似、相近或相关的事物进行对比，可以揭示出本质。
例如：
在学习汽化的两种方式时，将蒸发与沸腾放在一起对比教学，会起到好的效果。
可列表如下：
蒸发
沸腾
相同点
1都是汽化现象（液态T气态）
2、都是吸热过程
不同占八、、
发生温度条件
任何温度下
「定温度下
发生部位
只在液体表面
液体内部和表面
剧烈程度
缓慢
:
剧烈
温度变化
吸热，温度降低
吸热，温度保持不变
又如小孔成像、平面镜成像和凸透镜成像的比较:
成像
像的性质
成像原因
正立或倒立
放大或缩小
实像或虚像
现象
小孔成像
倒立
有大有小
实像
光的直线传播
平面镜成像
正立
等大
虚像
光的反射
凸透镜成像
U>f
倒立
缩小、等大、放大
实像
光的折射
Uvf
正立
放大
虚像
通过清晰的列表，以图表或者图形的方式将相近的物理概念进行比较，找出其内在的差异以及联系，既可以加深学生对物理知识的理解记忆，同时还可以培养学生自己动手学习的能力和思考的方法。
2、比较学习方法在物理实验中的运用
初中物理教学中的实验往往更多的是对现象的观察，对仪器的要求比较简单，实验的操作可行性强，因此，在教学过程中实验的运用会比较多。
比较的学习方法在物理学习的过程中也比较常见，通过相似的物理实验，可以让教学内容更为直观，对实验现象观察的更为清楚，对实验结论和效果的认识更为深刻明确。
如，在讲授光的折射章节时会讲到凸透镜和凹透镜的特点，两者在我们的实际生活中运用紧密，实验所需仪器也很简单，可以通过简单的探究性小实验来让学生掌握光的折射知识。
在实验的过程中，我们找来一面凸透镜和一面凹透镜，首先让学生认识其外形的不同，观察其结构的不同，学生会发现凸透镜中间厚，边缘薄，凹透镜中间薄，边缘厚。
然后引导学生回忆生活中凹凸镜的运用例子，比如眼镜，放大镜，望远镜等。
找到实物的对应后，我们可以进一步引导学生辨别凸透镜和凹透镜的差异，通过让学生观察蜡烛在凸透镜和凹凸镜中的成像来进一步观察实验的效果。
对于凹透镜的成像学生会发现所成的像只能通过肉眼观察到，却不能映在纸板上，而凸透镜所成的像会有不同的结果，有虚像和实像之分。
在实验所形成的不同效果的基础上我们可以比较凸透镜和凹凸镜的差别，从而进
行实验的比较总结。
最后归纳出对凸透镜和凹透镜的认识总结。
通过实验前、实验过程中、实验结果的比较，我们可以清楚的认识实验中的比较对象在外观、操作以及理论总结上的差别，使学生在实验中不断反思比较二者的差别，从而产生对知识的领悟能力和钻研能力。
3、比较学习方法在物理规律教学中的运用
在讲授物理规律的时候，我们也可以通过比较的学习方法来进行讲解，通过
比较的形式，加深初中生对物理规律掌握的程度。
引导学生在比较的过程中发现物理规律，让其自己主动发现问题，激发其学习的兴趣，同时促进其一定程度上对物理规律的反思和自主学习。
例如在探讨速度与时间、路程的关系时，可以速度与时间、速度与路程的关系进行比较，分为两种情况：
相同的时间内，A、B
两人通过的路程，远的一方速度大，近的一方速度小；相同的路程内，A、B谁
用的时间短则速度大，谁用的时间长则速度小。
通过比较，我们可以得出结论，时间相同，速度与路程成正比；路程相同，时间和速度成反比。
通过比较，学生获得了探索新知识的方法，也提高了学习的兴趣和能力。
4、比较学习方法在学习生活中的运用
在对学生综合能力培养的过程中，还要对初中生学习生活进行指导。
比较学习方法在初中物理学习过程中的应用可以帮助初中生培养合理的学习习惯和认识。
在初中物理教学中，教师应该引导学生在学习生活中将自己的学习方法与同学的学习方法进行比较，促进相互合作和提高。
同时，还应引导学生讲物理学习与其他相关科目如数学等学科的学习联系起来，进行比较，促进学生视野的开阔和综合学习能力的提高及灵活应用。
二、分类方法在物理学及生活中的运用
1、分类方法在力学中的运用
力学是研究物质机械运动的科学。
机械运动亦即力学运动，是物质在时间、空间中的集团变化，包括移动、转动、流动、变形、振动、波动、扩散等。
力学原是物理学的一个分支学科，当物理学摆脱了机械（力学）的自然观而获得进一步发展时,力学则在人类生产和工程技术的推动下按自身逻辑进一步演化和发展，而从
物理学中独立出来。
它既是探索自然界一般规律的基础科学，又是一门为工程服务的技术科学,担负认识自然和改造自然的任务。
力学的研究对象是以天然的或人工的宏观的物质机械运动为主。
但由于本学科自身的发展和完善以及现代科技发展所促成的学科的相互渗透，有时力学也涉及微观各层次中的对象及其运动规律的研究。
机械运动是物质的最基本的运动形式，但还不能脱离其他运动（热、电磁、原子、分子运动及化学运动等）形式而独立存在，只是在研究力学问题时突
出地甚至单独地考虑机械运动形式而已。
如果需要考虑不同运动之间的相互作用则力学与其他学科之间形成交叉学科或边缘学科。
力学产生很早，古希腊的阿基
米德（约公元前287—212）是静力学的奠基人。
在欧洲文艺复兴运动以后,人们对力和运动之间的关系逐渐有了正确的认识。
英国科学家牛顿继承和发展了前人的研究成果，提出了物体运动三定律，标志着力学开始成为一门科学。
到了20世纪，力学更得到蓬勃的发展。
到目前为止，已形成了几十个分支学科，诸如一般力学、固体力学、结构力学、物理力学、流体力学、空气动力学、流变学、爆炸力学、计算力学、连续介质力学、应用力学、岩土力学、电磁流体力学、生物力学,
等等。
为了充分发挥这些力学文献的作用，必须对其进行科学的分类。
本文拟对力学文献的分类标准、分类体系和分类方法进行研究。
根据力学文献的属性，其分类标准很多，但根据读者（用户）的检索需求和文献分类法的立类列类原则，主要采用以下9种标准：
A、根据研究对象分
根据研究各种物体不同的运动，力学就形成了不同的分类。
例如:
当物体是液体或气体时，就是流体力学；当物体是固体时，就是固体力学；当研究固体在外界加力影响下，内部的变形和应力状态，以及它受力的性能时，就是弹塑性力学；当研究物体的整体运动的时候，而不去仔细考虑物体每一部分的情况便是一般力学。
B、根据研究方法分
根据研究方法，力学可以分为实验力学、理论力学、物理力学、理性力学和计算力学等等。
C、根据研究的时代分
根据研究的时代，力学可以分为经典力学和近代力学。
从牛顿至哈密顿的理论体系称为经典力学或牛顿力学。
20世纪初以后，经过普朗特和卡门等的发展，进入了近代力学。
D、根据研究的目的和用途分
由于力学是一门基础学科，它的理论和方法被广泛地应用，因而产生了一系列的应用力学，诸如天体力学、岩石力学、生物力学、材料力学、工程力学、地质力学、机械动力学、土木结构力学和土力学等。
E、根据研究的内容范围分
例如理论力学,根据研究的内容范围，可以分为:
动力学、静力学、运动学、引力理论、弹道学、分析力学、稳定性理论、陀螺力学。
F、根据研究的问题分
例如运动学的研究问题，可以分为:
质点运动、刚体运动、形的运动、相对运动等。
再如动力学的研究问题，可以分为：
质点动力学、质点系动力学、刚体动力学、碰撞理论、摩擦理论、变质量动力学、多体系统动力学等。
G、根据研究的手段分
例如实验应力分析，根据研究的手段可以分为：
光测法、电测法、机械测定法、涂盖法、高温变形测试技术、X射线法、比拟法、模拟理论、声学方法等。
H、根据地区或国家分
这主要是关于力学的历史和人物传记的文献。
例如：
力学发展史可以根据地区分为亚洲力学发展史、欧洲力学发展史、美洲力学发展史；也可以根据国家分为中国力学发展史、英国力学发展史、俄国力学发展史、法国力学发展史、意大利力学发展史、德国力学发展史、美国力学发展史、加拿大力学发展史等。
I、根据力学文献的形式体裁分力学文献的形式体裁也是多种多样的，可以分为专著、论文、丛书
升级会员 