物理是一門探究科學規律的重要學科,和日常生活有著密不可分的聯系,物理理論知識是對生活中各類物理現象的最好詮釋。在現代生活中,物理學的優化利用利于學生將物理知識學“活”,科學培養物理素養的基礎上,不斷提高物理綜合實踐能力。因此,本文從不同角度入手客觀闡述了現代生活中物理學應用。
在日常生活中,物理現象隨處可見,影響著人們生活的多個方面。在學習物理學科過程中,我們要注重從理論走向社會實際,在日常生活中去認識物理學科,巧妙利用所掌握的物理知識,解釋物理現象和其相關的其他學科現象和社會現象,在解決生活實際問題中有效鞏固課堂上所學物理知識,不斷促進自身思維發展,科學培養能力與素養,為進入更高階段的學習提供有利保障。
現代生活中物理學應用重要性
在高考中,物理是重要科目之一,在理科綜合方面占據的分值較大。物理學在現代生活的應用尤為重要,是促進物理知識、日常生活緊密聯系的關鍵所在。高中物理學科知識抽象化、復雜化,難度較大,將物理學知識巧妙應用到實踐中利于我們準確把握物理知識、日常生活二者關系,不斷促進彼此間的聯系,在具體化情境中,去理解、掌握一系列抽象化的物理概念、定理知識等,優化所構建的物理知識框架體系,日漸積累豐富的物理知識經驗。高中物理學在現代生活中的應用利于不斷激發我們的物理學習興趣,在探討、分析生活中物理現象的過程中,驗證書本上所學的物理知識,掌握科學的物理學習方法,強化自主學習意識,不斷提高自主學習能力,優化思考問題方式,深層次分析、研究看似簡單化的物理問題,解決物理理論知識學習、物理實驗操作中遇到的問題,有效提高物理解題能力與物理學習成績。此外,高中物理學在現代生活中的應用利于我們巧妙利用新舊物理知識,不斷促進思維發展,不斷挖掘自身各方面潛能,為進入更高階段的學習埋下伏筆,成為新時期需要的高素質專業人才。
現代生活中物理學的具體應用
電學方面
在現代生活中,電力知識的應用頻繁,比如,微波爐加熱食物。在加熱食物過程中,微波爐電能會轉化成電磁能,進而轉化為食物所需的熱能,短時間內會產生較多的熱量,制熱食物,給忙碌中的人們帶來了極大地便利。
就家用電器而言,在不使用情況下,處于待機狀態,指示燈亮著,仍然會消耗電能,會增加日常生活中電氣設備能耗。部分電能轉化為光能,不斷產生熱量,對家用電器造成不同程度的損害,提高故障發生率,會縮短家用電器使用壽命。針對這種情況,在日常生活中,如果不使用家用電器,要及時將電源拔掉,使其處于關閉狀態,降低設備能耗的基礎上,提高設備運行性能。也就是說,在應用物理學知識中,我們要積極參與到對應的實驗探究中,親自動手操作中理解對應的物理電學知識,科學解決生活中遇到的電路問題。
以“火警報警器”為例,在實驗探究過程中,我們要巧妙利用基本實驗器材,導線、電壓表、滑動變阻器等,要以電路圖為基點,正確連接電路,合理改變電路中傳感器阻值,仔細觀察電路中電流表以及電壓表變化情況,準確記錄讀數,客觀分析電路分支電阻對分支電流、電壓影響,進行合理化計算,深入了解生活中火警報警器結構性能、工作原理。以“廢舊電池循環利用”為例,在學習過程中,我們可以根據廢電池特征、循環利用要求等,進行相關的探究實驗。
我們先要科學查詢相關資料,做好探究實驗準備工作。在探究實驗過程中,我們要以電路圖為基點,準確測量廢舊電池的電壓、容量的基礎上,準確把握廢舊電池空載電壓、標稱電壓二者間的差異性,再對比分析新舊電池,發現和新電池相比,廢舊電池有著更大的內阻,內部能量消耗也特別大。舊電池仍然有電流輸出,電量明顯減少,在實際應用中,需要多次充電。在該實驗探究過程中,我們也能更好地理解電學章節中抽象化的電壓以及容量測量知識,加以優化利用,客觀解釋生活中的相關物理現象,科學處理手機、電子玩具等中的電池,變廢為寶,實現循環利用,降低對周圍環境的污染程度。在進行相關實驗操作之后,我們可以利用掌握的電路新舊知識,科學解決生活中的相關電路問題,比如,電燈變暗。我們可以巧妙利用電路動態分析知識,明確電路電燈變暗具體原因,比如,串聯電阻變大,及時更換電阻,確保電路電燈可以正常照明。也就是說,我們可以根據其生活中應用,來驗證電路章節所學的電路知識,進一步消化、吸收電路知識,再將其應用到日常生活中,科學解決生活中的實際物理問題。此外,在學習電學知識中,我們需要準確理解并掌握一系列物理概念、定理等知識,但有些概念、定理知識復雜化,比如,“并同串反”定理。在掌握過程中,我們可以根據其在現代生活中的具體應用,合理理解該定理,“并同”是指在日常生活中,并聯電路電阻阻值動態變化,電阻、電功率等發生正比例變化;“串反”是指如果串聯電路電阻阻值發生變化,其對應電阻、電壓等發生反比例變化。
熱學方面
在現代生活中,人們進行的多項活動都和天氣有著密不可分的聯系,而天氣又和高中物理學中的熱學知識息息相關。在夏季,人們會在地面上灑上適量的水,在水蒸發作用下,降低附近環境溫度;在冬季,人們采用喝熱水的方法,在熱傳導作用下,讓身體變暖,避免身體溫度隨著外界溫度持續降低。在冬季農作物種植中,農民會巧妙利用“白天放水、夜間灌水”二者相結合形式,充分發揮水比熱容優勢,確保農作物苗木健康生長,避免因冬季外界溫度較低,凍壞農作物,有效降低農作物生產成本。同時,在日常生活中,當我們經過飯店的時候,總會聞到一股飯菜香味,經過垃圾堆的時候,會聞到一股臭味。在學習熱學知識后,我們可以利用相關知識來解釋生活中這一常見現象,這和分子熱運動有著密不可分的聯系,也可以用來解釋夏天味道為什么比冬天濃,這是因為分子熱運動和溫度緊密相連。在分子熱運動現象作用下,夏季垃圾臭味會更濃,我們要注重生活垃圾的合理化堆放,降低垃圾對周圍環境的污染程度,有效提高周圍空氣質量。此外,在日常生活中,人們都喜歡吃煮熟的雞蛋,來補充身體所需的營養物質。在剝雞蛋過程中,雞蛋蛋白隨著雞蛋殼被剝下的現象特別常見。endprint
在學習熱學知識之后,我們可以利用熱學中的“熱脹冷縮”知識,來解釋生活中這一常見的物理現象。物體伸縮情況和自身密度相關,密度較大的物體伸縮效果更好。雞蛋殼內部由蛋白、蛋黃組成,二者伸縮情況并不相同。煮熟的雞蛋已被加熱,雞蛋殼、蛋白二者的伸縮程度也會不同,蛋殼中的蛋白不斷膨脹,和蛋殼緊緊相連。
在解決該物理問題中,我們利用“熱脹冷縮”原理,先將雞蛋在涼水中放置一會兒。在冷水作用下,煮熟的雞蛋蛋殼溫度會不斷降低,出現收縮現象,但雞蛋殼中的蛋白溫度降低較慢,并沒有出現收縮現象,會不斷受到雞蛋殼的擠壓,但蛋白產生收縮現象的時候,雞蛋殼不再發生收縮現象,雞蛋殼、蛋白二者處于分離狀態,可以輕易將雞蛋殼剝下。
聲學與光學方面
在現代生活中,物理學中聲學知識的應用也非常廣泛,生活中“打電話”這一現象便是聲學知識應用的最好見證。在接聽電話的過程中,我們可以第一時間根據聲音,判斷出打電話來的朋友是誰。在解釋這一常見物理現象中,我們可以利用聲學中的音色知識來解釋,這是因為在日常溝通、交流中,我們已記住了對方聲音特征,也就是所謂的“聽音識人”。在學習聲學知識之后,我們可以用聲學知識解釋生活中“敲物辨質”現象。人們常采用敲擊物體這一方法來辨別物體質量,尤其是瓷器類物品,敲擊過程中,不同品質的物體發出的聲音并不相同。在光學方面,光在人們日常生產生活中占據重要位置,比如,教室中的燈管。和白熾燈相比,燈管具有更好的節能效果,可以在一定程度上降低日常能耗。白熾燈極易產生大面積陰影,燈管下的光為平行光,可以減小陰影面積。又比如,在晚上,汽車內部不能開燈。這是因為如果開燈,在擋風玻璃作用下,產生的反射光會干擾車內駕駛人員視線,提高駕駛安全風險系數,只需要借助反光鏡,駕駛人員便能隨時觀察路上行車情況,安全駕駛。
力學方面
在學習力學內容之后,我們也可以利用對應的力學知識去解釋生活中某些物理現象。以“滑冰”為例,這是很多年輕人喜歡的一項運動,特別是冬季。滑行是否順利和地面粗糙程度緊密相連,我們可以用力學中的“摩擦力”章節中 “摩擦力大小和接觸面光滑度相關”這一力學知識來解釋。如果冰面光滑程度較高,摩擦力較小,滑冰者滑行也更加順暢,反之亦然。在剛開始滑冰的時候,我們大都會采用手推墻方法順利滑行,其應用了力學中的“力的作用是相互的”知識點。以“足球運動”為例,在進攻方射門過程中,防守方會巧妙利用行進路線,“攔截”足球。我們可以利用“力會改變物體運動狀態”這一知識點來解釋該力學現象。這是因為在不受任何力作用下,物體自身運動狀態并不和發生變化,在“攔截”過程中,進攻方手中的足球會受到力的作用。足球運動狀態隨之發生變化,足球運動狀態變化,無法按照原有的運行狀態前行。以“洗衣機脫水原理”為例,在向心力作用下,洗衣機脫水桶、衣服二者處于在垂直狀態,豎向產生的重力、摩擦力方向相同,摩擦力、支持力又存在某種關系。洗衣機被啟動之后,內部的水會不斷進行圓周運動,隨著轉速不斷增加,洗衣機內部向心力逐漸增大,而衣服在水方面的附著力將會不斷減小,水、衣服二者分離,達到脫水的目的。
結論
總而言之,在學習高中物理學知識中,我們要注重其在現代生活中的具體應用,多層次巧妙利用光學、電學、力學等知識,驗證書本上所學的理論知識,解釋生活中的物理現象,并在實踐探究中積累豐富的物理知識與生活經驗,科學培養物理思維的基礎上,不斷提高自身綜合素養。
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(作者簡介:李樂天,四川閬中東風中學。)endprint