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学生在初中阶段的数学中已经学习了“正负得负、负负得正”的数学规则,可以说每一个高中学生对这个数学规则在数学计算方面,掌握得十分熟练。然而“正负得负、负负得正”的数学规则不仅应用在数学计算中,在物理教学和物理学习过程中应用也十分广泛。
比如,在初中的光学内容中,我们知道有凸面镜、凹面镜、凸透镜、凹透镜,其中凸面镜、凹透镜对光线有发散作用,凹面镜、凸透镜对光线有会聚作用,通过对比分析可知凹面镜、凸透镜是一凹一凸、一面一透正好是两个相反,但他们对光线都有会聚作用的结果却是相同的,同样凸面镜、凹透镜也是一凹一凸、一面一透正好是两个相反,但他们对光线都有发散作用的结果也是相同的,正好对应了“负负得正”的规则。而一凹一凸的两个面镜和一凹一凸的两个透镜其中条件中只有一个相反,但它们对光线一个是发散一个是会聚,结果正好相反,也正好对应了“正负得负”的规则。这样,在学习中我们只要记住凸透镜对光线都有会聚作用,我们就可以利用“正负得负、负负得正”的数学规则,很容易知道凸面镜、凹面镜、凹透镜、凸透镜对光线是会聚还是发散。高中物理必修1第四章用牛顿运动定律解决问题(二)中关于超重和失重,加速上升和减速下降发生超重现象,加速下降和减速上升发生失重现象,条件是加速、减速上升、下降,在超重中是一加一减、一上一下正好是两个相反,但结果都超重。在失重中同样也是一加一减、一上一下两个相反,但结果都是失重。正好对应了“负负得正”的规则。若加速上升和加速下降是一同一反,他们的结果是一个超重一个失重正好相反,也正好对应了“正负得负”的规则。所以只要我们记住加速上升是超重,那么减速下降、加速下降和减速上升时发生的现象利用“正负得负、负负得正”的数学规则,很容易判断是超重还是失重。在高中选修3-2第三章中“磁场对运动电荷的作用力”一节中,关于洛伦兹力方向的判断中左手定则是这样规定的:伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内;让磁感线从掌心进入,并使四指指向正电荷运动的方向,这时拇指所指的方向就是运动的正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向。在左手定则中,伸开左手、磁感线从掌心进入、正电荷运动的方向是判断洛伦兹力方向的条件,而拇指所指的方向就是运动的正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向是结论。左手定则中,判定的是正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向,如果是负电荷的话,课本中给定负电荷受力的方向与正电荷受力的方向相反。课本对负电荷受力的方向只是给了一个结论,并没有说明和论证。
在负电荷受力的方向教学中,我是这样说明的,因为在“左手定则”中,所有的条件都保持,其他的条件都没有改变,只是将正电荷变为了负电荷,是将条件中的一个条件相反了,相当于是一个负,则由“正负得负、负负得正”的数学规则,我们就可以判断出负电荷受力的方向与正电荷受力的方向相反。那么“左手定则”中的磁场方向、电荷运动的方向和电荷的电性三个条件中根据改变的个数,利用“正负得负、负负得正”的数学规则,很容易判断出正(负)电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向。
通过以上三个例子可以看出,“正负得负、负负得正”的数学规则不仅在初中物理教学中可以应用,而且在高中的物理教学中也可以应用,不但在力学、光学、电学中可以应用,它可以应用在更广泛的物理教学中。“正负得负、负负得正”的数学规则不仅是初中数学的学习内容,实际上它是哲学思想“否定之否定”的一个具体表现。
“正负得负、负负得正”的数学规则在学习中是数学知识,但在物理学习和物理教学中是经常用到的。作为教师不但要教会学生知识的学习,更重要的是教会学生怎样学习,教他们学习的方法,学习的技巧,更重要的是一种思维的方式,使他们不断地了解和认识各学科的学习不是独立的学习,是一种相互联系的学习。特别是“正负得负、负负得正”的数学规则在物理知识学习中,在一定程度上可以减轻学生学习的负担,同时也可以激励学生学习的兴趣,让学生牢固地建立起用数学的方法解决物理问题的思维方式。
故我们利用“正负得负、负负得正”是遵照数学的规则、哲学的思想,解决的是物理的问题。
(作者单位 新疆维吾尔自治区喀什市农三师第一中学)
比如,在初中的光学内容中,我们知道有凸面镜、凹面镜、凸透镜、凹透镜,其中凸面镜、凹透镜对光线有发散作用,凹面镜、凸透镜对光线有会聚作用,通过对比分析可知凹面镜、凸透镜是一凹一凸、一面一透正好是两个相反,但他们对光线都有会聚作用的结果却是相同的,同样凸面镜、凹透镜也是一凹一凸、一面一透正好是两个相反,但他们对光线都有发散作用的结果也是相同的,正好对应了“负负得正”的规则。而一凹一凸的两个面镜和一凹一凸的两个透镜其中条件中只有一个相反,但它们对光线一个是发散一个是会聚,结果正好相反,也正好对应了“正负得负”的规则。这样,在学习中我们只要记住凸透镜对光线都有会聚作用,我们就可以利用“正负得负、负负得正”的数学规则,很容易知道凸面镜、凹面镜、凹透镜、凸透镜对光线是会聚还是发散。高中物理必修1第四章用牛顿运动定律解决问题(二)中关于超重和失重,加速上升和减速下降发生超重现象,加速下降和减速上升发生失重现象,条件是加速、减速上升、下降,在超重中是一加一减、一上一下正好是两个相反,但结果都超重。在失重中同样也是一加一减、一上一下两个相反,但结果都是失重。正好对应了“负负得正”的规则。若加速上升和加速下降是一同一反,他们的结果是一个超重一个失重正好相反,也正好对应了“正负得负”的规则。所以只要我们记住加速上升是超重,那么减速下降、加速下降和减速上升时发生的现象利用“正负得负、负负得正”的数学规则,很容易判断是超重还是失重。在高中选修3-2第三章中“磁场对运动电荷的作用力”一节中,关于洛伦兹力方向的判断中左手定则是这样规定的:伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内;让磁感线从掌心进入,并使四指指向正电荷运动的方向,这时拇指所指的方向就是运动的正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向。在左手定则中,伸开左手、磁感线从掌心进入、正电荷运动的方向是判断洛伦兹力方向的条件,而拇指所指的方向就是运动的正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向是结论。左手定则中,判定的是正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向,如果是负电荷的话,课本中给定负电荷受力的方向与正电荷受力的方向相反。课本对负电荷受力的方向只是给了一个结论,并没有说明和论证。
在负电荷受力的方向教学中,我是这样说明的,因为在“左手定则”中,所有的条件都保持,其他的条件都没有改变,只是将正电荷变为了负电荷,是将条件中的一个条件相反了,相当于是一个负,则由“正负得负、负负得正”的数学规则,我们就可以判断出负电荷受力的方向与正电荷受力的方向相反。那么“左手定则”中的磁场方向、电荷运动的方向和电荷的电性三个条件中根据改变的个数,利用“正负得负、负负得正”的数学规则,很容易判断出正(负)电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向。
通过以上三个例子可以看出,“正负得负、负负得正”的数学规则不仅在初中物理教学中可以应用,而且在高中的物理教学中也可以应用,不但在力学、光学、电学中可以应用,它可以应用在更广泛的物理教学中。“正负得负、负负得正”的数学规则不仅是初中数学的学习内容,实际上它是哲学思想“否定之否定”的一个具体表现。
“正负得负、负负得正”的数学规则在学习中是数学知识,但在物理学习和物理教学中是经常用到的。作为教师不但要教会学生知识的学习,更重要的是教会学生怎样学习,教他们学习的方法,学习的技巧,更重要的是一种思维的方式,使他们不断地了解和认识各学科的学习不是独立的学习,是一种相互联系的学习。特别是“正负得负、负负得正”的数学规则在物理知识学习中,在一定程度上可以减轻学生学习的负担,同时也可以激励学生学习的兴趣,让学生牢固地建立起用数学的方法解决物理问题的思维方式。
故我们利用“正负得负、负负得正”是遵照数学的规则、哲学的思想,解决的是物理的问题。
(作者单位 新疆维吾尔自治区喀什市农三师第一中学)