关于惯性的物理论文初中题目推荐
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自立根深,这会害了自己
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牛顿第一定律的教学研究,在中学物理教学研究中早已不是一个新问题了.许多物理教育工作者对于这一定律的教学发表了自己颇有见地的教学见解,并且得到了满意的教学效果. 当我们在教学实践中运用这些教学策略时,我们发现,确实可以取得如同一些文献中所述的预期效果.然而,当我们设计一些新的情境让学生运用牛顿第一定律去解决问题时,令我们十分吃惊的是:学生对于牛顿第一定律的掌握程度却又非常之差.这使得我们困惑不解.为何对同一教学策略教学的结果的评价出现如此之大的偏差?是教师教的原因,还是学生学的原因,抑或两者兼而有之.这促使我们对牛顿第一定律的教学进行深层次的理性思考,进一步,我们从学生的认知心理上,对这一规律的教学进行了深入的研究. 1 通常牛顿第一定律的教学,一般是按教材编排顺序,先进行演示实验引出课题,然后通过讲解伽利略与亚里士多德的争论,消除“力是维持物体运动原因”的错误观念,进一步通过做斜面小车实验证明牛顿第一定律的正确性,最后让学生运用牛顿第一定律去解释日常生活中的现象,从而完成整个教学过程. 为了检验学生学习和掌握牛顿第一定律的情况,我们曾用这样一道题目来检测学生.题目如下.你坐在向前匀速直线运动的汽车里,将手中的钥匙竖直上抛,问当钥匙落下来时是落在手里,还是落在手后面.全班56名同学在试卷上皆答:落在手后面.问其原因,皆曰:汽车在走,而钥匙抛出后不再向前走了. 2 怎样更好地改进牛顿第一定律的教学效果,使牛顿第一定律的教学效果真正是实实在在意义上的令人满足.我们认为,囿于一般形式上的教学方法的改进已是隔靴搔痒,而必须深入到学生的认知结构中去考察学生产生错误认识的根源. 认知心理学的理论告诉我们,学生学习物理概念、规律时所形成的错误,常常是由于其头脑中的前科学概念的影响. 所谓前科学概念,是指儿童在学习物理课程以前的生活实际中,对各种物理现象和过程在头脑中反复建构所形成的系统的但并非科学的观念.比如牛顿第一定律就是如此.在物理教学中,那种认为只需要“正面”传授知识,学生就能接受,如果他们仍不理解,可以多讲几遍就能达到目的的想法,实践证明是过于天真了.因为在有些学生的经验中,早已有了与亚里士多德“力是维持物体运动原因“的理论类似的观念.这样,当他们学习了牛顿第一定律之后,就可能把定律纳入到自己原有的认知结构中,牛顿第一定律实际上成了“力是维持物体运动原因”的代名词.让他们解释用手推车、用脚踢球等一些不易暴露错误观念的生活实例时,他们也能解释得头头是道.但当解释用手抛钥匙、飞机扔炸弹的例子时,他们却又运用亚里士多德的理论去解释,其错误观念暴露无遗.这正是牛顿第一定律教学效果不佳的症结之所在. 3 研究和改进牛顿第一定律的教学,应当了解学生头脑中前科学概念的特点. 第一,学生头脑中的前科学概念是自发形成的. 过去,我们在教学中,常常误认为学生在学习物理之前其头脑如同一张“白纸”,教师可以在上面任意涂画,事实并非如此.学生在长期的生活实践当中,逐渐形成了自己对客观世界物质运动规律的看法.他们几乎每天都会看到物体在力的作用下运动,而在力停止作用时物体静止,于是主观地断言:有力,则物体运动;无力,则物体静止.这正是亚里士多德“力是维持物体运动原因”的理论. 第二,学生头脑中的前科学概念具有隐蔽性. 由于学生头脑中前科学概念都在潜移默化中形成的,所以它以潜在的形式存在.这包含两方面的意义.其一是学生自己并没有意识到它的存在,因为学生并没有有意识地思考并形成“力是维持物体运动原因”的概念.其二是前科学概念平时并不表现出来,但往往在学生运用物理概念解决问题时表现出来.比如前述测验表明,许多有10多年教龄的初中物理教师头脑中也存在着牛顿第一定律的前科学概念,然而他们自己却并不知道. 第三,学生头脑中的前科学概念具有顽固性. 由于前科学概念是儿童头脑中业已形成的概念,且长期的日常生活经验与观察又加强了这些概念.因此,学生头脑中的前科学慨念是非常顽固的. 国内外物理教育界近年来的一些研究表明:一旦学生对某些物理现象形成了前科学概念,要想加以转变是极其困难的.尤其那些在人类科学认识史上经历了曲折历程的前科学概念,更是如此. 按照皮亚杰的理论,学生认识什么和如何行动,主要决定于他们所具有的认知图式(思维模式),而不完全取决于教师所讲述的内容.他们按照自己已有的图式吸收和排斥信息.在有错误认识存在的情形下,就会在头脑中形成和正确信息极不相同的东西. 4 在上述研究的基础上,我们对牛顿第一定律的教学提出如下教学建议
一、关于历史与内容课本上将这一节(1)的内容分成两个部分,即将牛顿第一定律的内容与建立牛顿第一定律的历史区分开来。作者的这一增加学生的科学历史观的企图无疑是正确的:“作为思想形式的自然科学,存在于且早已存在于一个历史的连贯性中,并且为了自身的存在,它依赖于历史思想……一个人除非理解历史,否则他就不能理解自然科学(2)”。可是,另一方面,在作者看来,这样一种对课本内容的划分是有疑问的。最起码的是,这种划分把牛顿第一定律当成一个不变的、终结性的东西。对牛顿之前,讲了从亚里士多德以来的两千年的历史,而对牛顿之后却什么也不讲,这就使学生对牛顿第一定律的领悟有一种僵化的感觉。作者认为,在牛顿第一定律的历史与内容的关系中至少要考虑到下面两个问题。第一,课本上引述了一段亚里士多德的话:“必须有力作用在物体上,物体才能运动,没有力的作用,物体就要静止下来。”对于这样的一种写作方式与引述的这样一段内容,作者不敢苟同。从写作方式上而言,作者认为,我们应当对在人类历史长河中有卓越贡献的人物的论述是肯定性的。要是在教科书中纯粹来论述否定性的人物或否定性的结论的话,那何必要用亚里士多德来开刀呢,人类历史长河中这类人物简直是多得不计其数。或许,这种陈述方式是来自于思想界的习惯。真像黑格尔所说(3):“亚里士多德乃是从来最多才最渊博(最深刻)的科学天才之一,——他是一个在历史上无与论比的人…… 虽然他许多世纪以来乃是一切哲学的教师,但却从没有一个哲学家曾被完全没有思想的传统这样多地歪曲过,这些关于他的哲学的传统的说法,过去一直被保持着, 到今天情形还是如此。人们把与他的哲学完全相反的观点归之于他。柏拉图的著作被广泛地阅读,亚里士多德则直到最近几乎还未被认识,所流行的乃是关于他的一些最错误的偏见。”从内容上而言,事实上,课本上引述的亚里士多德的话,同亚里士多德关于力和运动关系的论述是有出入的。关于这一个问题,由于太过于复杂,作者将另文论述,只是在这里需要指出:亚里士多德关于力与运动方面所论述的原义和这里大相径庭;我们应当在古希腊哲学的背景中去领会亚里士多德关于力与运动关系的论述;或者可以更直截了当地说,亚里士多德根本没有讲过引文中的话!(4)仍然,我们通常认为经典力学起源于人们对于亚里士多德物理学的批判。但从历史的观点来看,经典力学毫无疑问与亚里士多德物理学及中世纪物理学有着紧密的关系。因而,我们不能用非此即彼的态度来给真实而复杂的历史下一个粗暴而简单的结论。另外一点需要特别指出的是,根据作者的研究,由于牛顿第一定律与牛顿第二定律有本质的区别(5)。与牛顿第一定律的发展有历史渊源的亚里士多德物理学中的内容不是力与运动的关系(事实上这是与牛顿第二定律的发展有历史渊源的),而是亚里士多德关于“天然运动”(6)与“天然处所”的观点。当然,这一点对一般的读者来说可能太为难了,但作者有责任指出这一点。事实上,我们从牛顿所列举(7)的关于牛顿第一定律的例子中就可看到这一踪迹。第二,惯性定律是人类理性在两千多年的历史长河中发展的产物,它不仅在牛顿之前经历了曲折的发展历程,在牛顿之后也有了很大的发展。在这里特别一提的是爱因斯坦与诺特尔对惯性定律的发展所作出的创造性工作。特别是爱因斯坦在创建了广义相对论以后,使得惯性定律变得更有包容性:“物理学定律比牛顿所想象的情况简单得多。我们不需要对偏离惯性定律的情况作出解释。因为根本不存在偏离惯性定律的情况,所有运动都是惯性运动,所有物体完全沿着时空的自然等直线运动。这些等直线的形状则取决于对这些等直线进行观测所处的参照系。在惯性参照系中,等直线碰巧是直线。在其他参照系中等值线为曲线。在惯性参照系与其他参照系之间不存在任何实质的区别,也没有物理学上的区别,而只有几何学上的区别。在所有参照系中物理定律都有一样,而且所有运动都是惯性运动。”(8)爱因斯坦将惯性定律表达成:“一个质点离开其他一切质点都足够远时,它的加速度的各个分量就消失了。”(9)显然,这种我们看起来比较特殊的表达方式受到了卡尔·皮尔逊的极大影响:“第一定律被视为相当于这样的陈述:周围环境决定加速度——没有其他粒子存在就没有加速度。”(10)在这里,皮尔逊敏锐地捕捉到了惯性的由周围环境的决定性,为二十世纪初诺特尔的证明作了思想上的准备。因而,我们在讲述惯性定律时,必须思考这样一个问题:我们应当怎样来把握惯性定律的度?作者认为,爱因斯坦的相对论意义下的惯性观,已远超出了中学物理学的范围,但诺特尔关于时间均匀性与空间对称性的观点却是必须向学生讲授的。因为从时空的性质来论述、讲解惯性,使学生接触到了关于惯性的更本质的东西。同时根据作者的实践,学生也是可以接受的。二、关于自然观与方法论课本上对牛顿第一定律及其它内容的陈述主要是结论性的。其次,是对伽利略的方法论作了简要介绍,而对于与方法论有重大关系的自然观却只字未提。可是,无论是在欧洲的思想史上还是在欧洲的科学史上,自然的观念始终是一个焦点,也始终是一个热烈和持久的被反思的课题。而以自然的观念为基础的自然科学也随之被赋予了新的面貌(11):牛顿第一定律的历史,正首先是一个对自然观念变更与进化的佐证。也正是人类首先在自然的观念上起了变化,才导致了对自然研究方法的不同,从而也得到了不同形式的结论。爱因斯坦在谈到广义相对论的创立过程时就非常明白地表明了这一点。(12)从另外一层意义上来说,自然观无论是对科学定律的建立还是对学生科学素养的提高都起着十分重要的作用。因而,作者认为很有必要在讲述牛顿第一定律的历史时加入非常具有代表性的三位思想者的自然观,从而使学生的思维也越靠近历史的真面目。素质教育的目标是找寻人类智慧之根,是使人的认识返朴归真。可是对于牛顿以前的科学家却由于我们知之堪少,只能记得他们的个别结论了,对于他们的方法论只是一知半解,而对于他们的自然观则几乎毫无感觉了。但是,在科学创造中,自然观念总是起着先导的作用,他决定着科学创造的方向与内容。由上述所论述的观点,作者对现行课本中牛顿第一定律的教学内容进行了适当的调整。现将作者的具体讲课提纲列于下面:1、 亚里士多德(Aristotle前384-322古希腊自然哲学家和思想家)(1)自然观:自然界是一个自我运动着的事物的世界,展现在自然界中的变化和结构是按逻辑关系相互联系的,变化的最后结局是循环。a、提出了关于自然变化原因的“四因说”:形式因、质料因、动力因、目的因b、在运动的形式方面将天和地区分开来(2)方法论:观察现象、归纳得出解释性原理、演绎出关于现象的陈述(3)结论:天体的运动是“天然运动”;地面上的物体有个“天然处所”(4)贡献:开辟了探索自然界奥秘的一条新路——观察2、 伽利略(Galilao Galilei 1564-1642意大利物理学家)(1)自然观:大自然是和谐的,自然的真理存在于数学的事实中,自然中真实的和可理解的是那些可测量并且是定量的东西(2)方法论:观察提问、合理假设、数学变换、实验验证(3)结论:当一个物体在一个无限延伸的水平面上运动时,假如它没有遇到任何阻碍的话,……它的运动将永远以不变的速度继续下去(4)贡献:提出了新的研究方法——数学变换和科学实验3、 牛顿(Newton 1642-1727英国科学家)(1)自然观:自然界是真实的、客观的、是由各种实在的粒子所组成;自然界的结构是简单的、和谐的、各种运动是有规律的,并且这些规律应该建立在观察和实验之上;物理世界是一个因果性的完整体系(2)方法论:分析与综合,强调论证要用实验验证(3)结论:一切物体总保持静止或匀速直线运动状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止a、“一切物体”是指地下物体与天上物体b、惯性:使物体保持原来的静止或匀速直线运动状态的性质一切物体都有惯性c、惯性是宇宙的时间均匀性与空间对称性的结果d、牛顿第一定律是关于自然之美的定律(4)贡献:我不知道别人是怎么看我的,我觉得自己就像是一个在海滨玩耍的孩子,不时地拾到了一些光滑而美丽的贝壳,而真理的大海离我还很远。如果我有什么贡献的话,那是因为我站在巨人的肩膀上。4、 牛顿之后(1)爱因斯坦的“相对论 ”揭示了空间与时间是有联系的1905(2)“量子力学”的发展表明,基本粒子的性质与对称性有极大关系1927(3)扬振宁、李政道提出了“宇称不守恒”,吴健雄用实验验证了这一理论 1956-1957在此,作者对上述提纲作两点简要的说明。第一,在提纲中特别指出了,一切物体是指地下与天上物体。因为作者感到这一点非常重要。牛顿第一定律中所包含的这几个字的含义正是表明了由哥白尼所阐述的新天文学理论的绝对胜利,也表示了任何一种对地下与天上物体之间作任何质的区别的否定。同时,我们也看到这一结果的得来花了多大的代价——布鲁诺为此被烧死在火刑柱上。(13)而作者在长期的教学实践中看到的情况是,有不少教师将“一切物体”解释成是气态、液态、固态等情形。第二,提纲中将惯性看成是时间均匀性与空间对称性的结果。这似乎是远离了学生的想象力,不好讲。对此,作者在实践中用了这样一个逻辑过程,供大家参考:既然一切物体均有惯性,那么,惯性就是一切物体的性质,而一切物体是用什么观念来表示的呢?当然是宇宙,那么,宇宙又是什么呢?就是时间与空间。作者的体会是,学生根据高一地理课本上的知识是可以领会的。三、关于阅读材料课本上有一个标题为《爱因斯坦谈伽利略的贡献》的阅读材料。作者的问题是:这篇材料放在这里是否恰当?首先,这一章的内容是牛顿运动定律,牛顿的贡献才是学生首要了解的内容。并且,在前一章的阅读材料《伽利略对自由落体运动的研究》(14)中已经对伽利略科学研究的方法作了比较完整的介绍,似乎没有必要在这里再对伽利略的贡献进行笼统的说明。作者在实际的教学实践中用了一段教师教学用书(15)上关于牛顿生平的资料作为学生的阅读材料,这一段材料间要、明白、清楚,学生对它的反应良好。而且,这样的做法也同时弥补了在课堂教学中讲述牛顿贡献上的不足。另外,《物理学的进化》这本书主要是出自英费尔德的手笔,爱因斯坦只是列出了一个关于本书的写作大纲。因而,这本书的文字并不严格地等于爱因斯坦的思想。爱因斯坦写本书的目的主要是为了解决英费尔德的生活问题。因而我们并不能把这一本书看作是一本严谨的科学著作,它只是一本一般性的科普读物。而在文章的最后,用“毁灭直觉的观点而用新的观点来代替它”作为对伽利略的发现的重大意义的评价是否妥当?对于爱因斯坦来说,由于他是一个深信物理概念是人的思维自由创造(16)的理论物理学家,因而他论述伽利略贡献的视角就会同历史学家的视角不一样。事实上,伽利略是如此丰富的一个天才。我们完全可能从他的详细观察力、深刻的直觉把握力、娴熟的数学技巧、精湛的实验技能的任何一个方面来谈论他对科学的贡献。况且,爱因斯坦在不同的阶段、不同的场合对伽利略贡献的论述也是有区别的:“纯粹的逻辑思维不能给我们任何关于经验世界的知识;一切关于实在的知识,都是从经验开始,又终结于经验。用纯粹逻辑方法所得到的命题,对于实在来说是完全空洞的。由于伽利略看到了这一点。尤其是由于他向科学界谆谆不倦地教导这一点。他才成为一代物理之父——事实上也成为整个近代科学之父”。(17)“常听人说,伽利略之所以成为近代科学之父,是由于他以经验的,实验的方法来代替思辨的、演绎的方法。但我认为,这种理解是经不起严格审查的。任何一种经验方法都有其思辨概念和思辨体系;而且任何一种思辨思维,它的概念经过比较仔细的考察之后,都会显露出它们所由产生的经验材料。把经验的态度同演绎的态度截然对立起来,那是错误的,而且也不代表伽利略的思想。”(18)当然,作者在这一篇文章不是为了研究伽利略的贡献问题,只是想表明,《物理学的进化》中的这一片段放在这里当作阅读材料的不恰当性。再次,在这段引文中出现了“直觉”这个概念。可是,什么是“直觉”?也许这对于任何一个人来说都是一个很难回答的问题。并且,作为与直接观察结果相对应的直觉及直觉的观点也是有重大区分的。对此,不要说对于高一的学生,就是许多教师可能也很难把握。因而,很难说这篇阅读材料会给学生留下怎样的印象。作者的多虑之处是:我们不能由于与爱因斯坦有关的这一段文字而把直觉打入死胡同。因为正如拉格朗日所认为的那样(19):伽利略在力学方面从经常看到的现象中发现规律是有超凡的天才的。伽利略的这种天才难道与他的直觉毫无关系吗?事实上,“我们所认识的,都是同时凭直觉和推论获得的,即通过感觉和知性相结合的使用而获得的。”(20)“科学的发展有时不是靠逻辑的思维和推理,而是一种理性的直觉。逻辑是证明的工具,理性直觉是发现的工具。(21)”杨振宁也说过:“我曾对中国科技大学的同学们提出过‘三P’:Perception,Persistence,Power,意思是:直觉,坚持,力量。要有科学的直觉意识去创造,用坚持不懈的努力去奋斗,以扎实的知识力量去克服困难。(22)”直觉是人对存在的一种最基本的表象能力,它是人的意识基础中一个不可分割的内核,它也与人的判断力有关:“直觉的最奇妙的?因而我们不能简单地说直觉是对的还是错的。并且教育的目的何不是为了使学生最终获得一种良好的与直觉有关的综合判断力呢?四、关于习题课本上对这一节的内容安排了五个习题。可是,在作者看来(24),这五个题目中只有第一个是从不太严格的意义上来说是可做的,而其余四个均是不恰当的。其中第二题、第三题中的小题及第四题是属于非惯性系中的动力学问题。其实,我们从课本上第三章第八节《惯性系和非惯性系》这一内容后面习题的缺乏就可以看出作者在处理这一内容上的贫乏与混乱性。而第三题中的和 小题则是关于牛顿第二定律的应用题,也就是说只能用牛顿第二定律而不能用牛顿第一定律来解释。第三题中的小题则应当放在第五章第二节《运动的合成和分解》里面。至于第五题,则是一个文不对题的题目,作者已经非常明确地指出了这一点。为此,作者在具体的课堂教学实践中设计了下面几个习题。结果表明,学生的接受性较好。1.用亚里士多德的四因说解释你认为感兴趣的一件事2.关于伽利略的理想实验,下列说法中正确的是 ()A.只要接触面相当光滑,物体在水平面上就能匀速运动下去B.这个实验实际上是永远无法做到的C.利用气垫导轨,就能使实验成功D.是想象中的实验,建立在大自然是和谐的观点之上3.你认为如果时间不均匀,空间不对称,则这个世界将是一个怎样的情形?4.下列关于惯性的说法中,正确的是A. 不用力踏自行车,自行车会渐渐停下,所以惯性就逐渐消失B. 惯性与物体质量的大小无关,与物体是否运动无关。与物体速度是否变化无关C. 当物体处于静止状态或做匀速直线运动时,表现出了惯性D当物体做变速运动时,没有表现出惯性,因而此时惯性不存在
物理惯性论文题目推荐初中
一、关于历史与内容课本上将这一节(1)的内容分成两个部分,即将牛顿第一定律的内容与建立牛顿第一定律的历史区分开来。作者的这一增加学生的科学历史观的企图无疑是正确的:“作为思想形式的自然科学,存在于且早已存在于一个历史的连贯性中,并且为了自身的存在,它依赖于历史思想……一个人除非理解历史,否则他就不能理解自然科学(2)”。可是,另一方面,在作者看来,这样一种对课本内容的划分是有疑问的。最起码的是,这种划分把牛顿第一定律当成一个不变的、终结性的东西。对牛顿之前,讲了从亚里士多德以来的两千年的历史,而对牛顿之后却什么也不讲,这就使学生对牛顿第一定律的领悟有一种僵化的感觉。作者认为,在牛顿第一定律的历史与内容的关系中至少要考虑到下面两个问题。第一,课本上引述了一段亚里士多德的话:“必须有力作用在物体上,物体才能运动,没有力的作用,物体就要静止下来。”对于这样的一种写作方式与引述的这样一段内容,作者不敢苟同。从写作方式上而言,作者认为,我们应当对在人类历史长河中有卓越贡献的人物的论述是肯定性的。要是在教科书中纯粹来论述否定性的人物或否定性的结论的话,那何必要用亚里士多德来开刀呢,人类历史长河中这类人物简直是多得不计其数。或许,这种陈述方式是来自于思想界的习惯。真像黑格尔所说(3):“亚里士多德乃是从来最多才最渊博(最深刻)的科学天才之一,——他是一个在历史上无与论比的人…… 虽然他许多世纪以来乃是一切哲学的教师,但却从没有一个哲学家曾被完全没有思想的传统这样多地歪曲过,这些关于他的哲学的传统的说法,过去一直被保持着, 到今天情形还是如此。人们把与他的哲学完全相反的观点归之于他。柏拉图的著作被广泛地阅读,亚里士多德则直到最近几乎还未被认识,所流行的乃是关于他的一些最错误的偏见。”从内容上而言,事实上,课本上引述的亚里士多德的话,同亚里士多德关于力和运动关系的论述是有出入的。关于这一个问题,由于太过于复杂,作者将另文论述,只是在这里需要指出:亚里士多德关于力与运动方面所论述的原义和这里大相径庭;我们应当在古希腊哲学的背景中去领会亚里士多德关于力与运动关系的论述;或者可以更直截了当地说,亚里士多德根本没有讲过引文中的话!(4)仍然,我们通常认为经典力学起源于人们对于亚里士多德物理学的批判。但从历史的观点来看,经典力学毫无疑问与亚里士多德物理学及中世纪物理学有着紧密的关系。因而,我们不能用非此即彼的态度来给真实而复杂的历史下一个粗暴而简单的结论。另外一点需要特别指出的是,根据作者的研究,由于牛顿第一定律与牛顿第二定律有本质的区别(5)。与牛顿第一定律的发展有历史渊源的亚里士多德物理学中的内容不是力与运动的关系(事实上这是与牛顿第二定律的发展有历史渊源的),而是亚里士多德关于“天然运动”(6)与“天然处所”的观点。当然,这一点对一般的读者来说可能太为难了,但作者有责任指出这一点。事实上,我们从牛顿所列举(7)的关于牛顿第一定律的例子中就可看到这一踪迹。第二,惯性定律是人类理性在两千多年的历史长河中发展的产物,它不仅在牛顿之前经历了曲折的发展历程,在牛顿之后也有了很大的发展。在这里特别一提的是爱因斯坦与诺特尔对惯性定律的发展所作出的创造性工作。特别是爱因斯坦在创建了广义相对论以后,使得惯性定律变得更有包容性:“物理学定律比牛顿所想象的情况简单得多。我们不需要对偏离惯性定律的情况作出解释。因为根本不存在偏离惯性定律的情况,所有运动都是惯性运动,所有物体完全沿着时空的自然等直线运动。这些等直线的形状则取决于对这些等直线进行观测所处的参照系。在惯性参照系中,等直线碰巧是直线。在其他参照系中等值线为曲线。在惯性参照系与其他参照系之间不存在任何实质的区别,也没有物理学上的区别,而只有几何学上的区别。在所有参照系中物理定律都有一样,而且所有运动都是惯性运动。”(8)爱因斯坦将惯性定律表达成:“一个质点离开其他一切质点都足够远时,它的加速度的各个分量就消失了。”(9)显然,这种我们看起来比较特殊的表达方式受到了卡尔·皮尔逊的极大影响:“第一定律被视为相当于这样的陈述:周围环境决定加速度——没有其他粒子存在就没有加速度。”(10)在这里,皮尔逊敏锐地捕捉到了惯性的由周围环境的决定性,为二十世纪初诺特尔的证明作了思想上的准备。因而,我们在讲述惯性定律时,必须思考这样一个问题:我们应当怎样来把握惯性定律的度?作者认为,爱因斯坦的相对论意义下的惯性观,已远超出了中学物理学的范围,但诺特尔关于时间均匀性与空间对称性的观点却是必须向学生讲授的。因为从时空的性质来论述、讲解惯性,使学生接触到了关于惯性的更本质的东西。同时根据作者的实践,学生也是可以接受的。二、关于自然观与方法论课本上对牛顿第一定律及其它内容的陈述主要是结论性的。其次,是对伽利略的方法论作了简要介绍,而对于与方法论有重大关系的自然观却只字未提。可是,无论是在欧洲的思想史上还是在欧洲的科学史上,自然的观念始终是一个焦点,也始终是一个热烈和持久的被反思的课题。而以自然的观念为基础的自然科学也随之被赋予了新的面貌(11):牛顿第一定律的历史,正首先是一个对自然观念变更与进化的佐证。也正是人类首先在自然的观念上起了变化,才导致了对自然研究方法的不同,从而也得到了不同形式的结论。爱因斯坦在谈到广义相对论的创立过程时就非常明白地表明了这一点。(12)从另外一层意义上来说,自然观无论是对科学定律的建立还是对学生科学素养的提高都起着十分重要的作用。因而,作者认为很有必要在讲述牛顿第一定律的历史时加入非常具有代表性的三位思想者的自然观,从而使学生的思维也越靠近历史的真面目。素质教育的目标是找寻人类智慧之根,是使人的认识返朴归真。可是对于牛顿以前的科学家却由于我们知之堪少,只能记得他们的个别结论了,对于他们的方法论只是一知半解,而对于他们的自然观则几乎毫无感觉了。但是,在科学创造中,自然观念总是起着先导的作用,他决定着科学创造的方向与内容。由上述所论述的观点,作者对现行课本中牛顿第一定律的教学内容进行了适当的调整。现将作者的具体讲课提纲列于下面:1、 亚里士多德(Aristotle前384-322古希腊自然哲学家和思想家)(1)自然观:自然界是一个自我运动着的事物的世界,展现在自然界中的变化和结构是按逻辑关系相互联系的,变化的最后结局是循环。a、提出了关于自然变化原因的“四因说”:形式因、质料因、动力因、目的因b、在运动的形式方面将天和地区分开来(2)方法论:观察现象、归纳得出解释性原理、演绎出关于现象的陈述(3)结论:天体的运动是“天然运动”;地面上的物体有个“天然处所”(4)贡献:开辟了探索自然界奥秘的一条新路——观察2、 伽利略(Galilao Galilei 1564-1642意大利物理学家)(1)自然观:大自然是和谐的,自然的真理存在于数学的事实中,自然中真实的和可理解的是那些可测量并且是定量的东西(2)方法论:观察提问、合理假设、数学变换、实验验证(3)结论:当一个物体在一个无限延伸的水平面上运动时,假如它没有遇到任何阻碍的话,……它的运动将永远以不变的速度继续下去(4)贡献:提出了新的研究方法——数学变换和科学实验3、 牛顿(Newton 1642-1727英国科学家)(1)自然观:自然界是真实的、客观的、是由各种实在的粒子所组成;自然界的结构是简单的、和谐的、各种运动是有规律的,并且这些规律应该建立在观察和实验之上;物理世界是一个因果性的完整体系(2)方法论:分析与综合,强调论证要用实验验证(3)结论:一切物体总保持静止或匀速直线运动状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止a、“一切物体”是指地下物体与天上物体b、惯性:使物体保持原来的静止或匀速直线运动状态的性质一切物体都有惯性c、惯性是宇宙的时间均匀性与空间对称性的结果d、牛顿第一定律是关于自然之美的定律(4)贡献:我不知道别人是怎么看我的,我觉得自己就像是一个在海滨玩耍的孩子,不时地拾到了一些光滑而美丽的贝壳,而真理的大海离我还很远。如果我有什么贡献的话,那是因为我站在巨人的肩膀上。4、 牛顿之后(1)爱因斯坦的“相对论 ”揭示了空间与时间是有联系的1905(2)“量子力学”的发展表明,基本粒子的性质与对称性有极大关系1927(3)扬振宁、李政道提出了“宇称不守恒”,吴健雄用实验验证了这一理论 1956-1957在此,作者对上述提纲作两点简要的说明。第一,在提纲中特别指出了,一切物体是指地下与天上物体。因为作者感到这一点非常重要。牛顿第一定律中所包含的这几个字的含义正是表明了由哥白尼所阐述的新天文学理论的绝对胜利,也表示了任何一种对地下与天上物体之间作任何质的区别的否定。同时,我们也看到这一结果的得来花了多大的代价——布鲁诺为此被烧死在火刑柱上。(13)而作者在长期的教学实践中看到的情况是,有不少教师将“一切物体”解释成是气态、液态、固态等情形。第二,提纲中将惯性看成是时间均匀性与空间对称性的结果。这似乎是远离了学生的想象力,不好讲。对此,作者在实践中用了这样一个逻辑过程,供大家参考:既然一切物体均有惯性,那么,惯性就是一切物体的性质,而一切物体是用什么观念来表示的呢?当然是宇宙,那么,宇宙又是什么呢?就是时间与空间。作者的体会是,学生根据高一地理课本上的知识是可以领会的。三、关于阅读材料课本上有一个标题为《爱因斯坦谈伽利略的贡献》的阅读材料。作者的问题是:这篇材料放在这里是否恰当?首先,这一章的内容是牛顿运动定律,牛顿的贡献才是学生首要了解的内容。并且,在前一章的阅读材料《伽利略对自由落体运动的研究》(14)中已经对伽利略科学研究的方法作了比较完整的介绍,似乎没有必要在这里再对伽利略的贡献进行笼统的说明。作者在实际的教学实践中用了一段教师教学用书(15)上关于牛顿生平的资料作为学生的阅读材料,这一段材料间要、明白、清楚,学生对它的反应良好。而且,这样的做法也同时弥补了在课堂教学中讲述牛顿贡献上的不足。另外,《物理学的进化》这本书主要是出自英费尔德的手笔,爱因斯坦只是列出了一个关于本书的写作大纲。因而,这本书的文字并不严格地等于爱因斯坦的思想。爱因斯坦写本书的目的主要是为了解决英费尔德的生活问题。因而我们并不能把这一本书看作是一本严谨的科学著作,它只是一本一般性的科普读物。而在文章的最后,用“毁灭直觉的观点而用新的观点来代替它”作为对伽利略的发现的重大意义的评价是否妥当?对于爱因斯坦来说,由于他是一个深信物理概念是人的思维自由创造(16)的理论物理学家,因而他论述伽利略贡献的视角就会同历史学家的视角不一样。事实上,伽利略是如此丰富的一个天才。我们完全可能从他的详细观察力、深刻的直觉把握力、娴熟的数学技巧、精湛的实验技能的任何一个方面来谈论他对科学的贡献。况且,爱因斯坦在不同的阶段、不同的场合对伽利略贡献的论述也是有区别的:“纯粹的逻辑思维不能给我们任何关于经验世界的知识;一切关于实在的知识,都是从经验开始,又终结于经验。用纯粹逻辑方法所得到的命题,对于实在来说是完全空洞的。由于伽利略看到了这一点。尤其是由于他向科学界谆谆不倦地教导这一点。他才成为一代物理之父——事实上也成为整个近代科学之父”。(17)“常听人说,伽利略之所以成为近代科学之父,是由于他以经验的,实验的方法来代替思辨的、演绎的方法。但我认为,这种理解是经不起严格审查的。任何一种经验方法都有其思辨概念和思辨体系;而且任何一种思辨思维,它的概念经过比较仔细的考察之后,都会显露出它们所由产生的经验材料。把经验的态度同演绎的态度截然对立起来,那是错误的,而且也不代表伽利略的思想。”(18)当然,作者在这一篇文章不是为了研究伽利略的贡献问题,只是想表明,《物理学的进化》中的这一片段放在这里当作阅读材料的不恰当性。再次,在这段引文中出现了“直觉”这个概念。可是,什么是“直觉”?也许这对于任何一个人来说都是一个很难回答的问题。并且,作为与直接观察结果相对应的直觉及直觉的观点也是有重大区分的。对此,不要说对于高一的学生,就是许多教师可能也很难把握。因而,很难说这篇阅读材料会给学生留下怎样的印象。作者的多虑之处是:我们不能由于与爱因斯坦有关的这一段文字而把直觉打入死胡同。因为正如拉格朗日所认为的那样(19):伽利略在力学方面从经常看到的现象中发现规律是有超凡的天才的。伽利略的这种天才难道与他的直觉毫无关系吗?事实上,“我们所认识的,都是同时凭直觉和推论获得的,即通过感觉和知性相结合的使用而获得的。”(20)“科学的发展有时不是靠逻辑的思维和推理,而是一种理性的直觉。逻辑是证明的工具,理性直觉是发现的工具。(21)”杨振宁也说过:“我曾对中国科技大学的同学们提出过‘三P’:Perception,Persistence,Power,意思是:直觉,坚持,力量。要有科学的直觉意识去创造,用坚持不懈的努力去奋斗,以扎实的知识力量去克服困难。(22)”直觉是人对存在的一种最基本的表象能力,它是人的意识基础中一个不可分割的内核,它也与人的判断力有关:“直觉的最奇妙的?因而我们不能简单地说直觉是对的还是错的。并且教育的目的何不是为了使学生最终获得一种良好的与直觉有关的综合判断力呢?四、关于习题课本上对这一节的内容安排了五个习题。可是,在作者看来(24),这五个题目中只有第一个是从不太严格的意义上来说是可做的,而其余四个均是不恰当的。其中第二题、第三题中的小题及第四题是属于非惯性系中的动力学问题。其实,我们从课本上第三章第八节《惯性系和非惯性系》这一内容后面习题的缺乏就可以看出作者在处理这一内容上的贫乏与混乱性。而第三题中的和 小题则是关于牛顿第二定律的应用题,也就是说只能用牛顿第二定律而不能用牛顿第一定律来解释。第三题中的小题则应当放在第五章第二节《运动的合成和分解》里面。至于第五题,则是一个文不对题的题目,作者已经非常明确地指出了这一点。为此,作者在具体的课堂教学实践中设计了下面几个习题。结果表明,学生的接受性较好。1.用亚里士多德的四因说解释你认为感兴趣的一件事2.关于伽利略的理想实验,下列说法中正确的是 ()A.只要接触面相当光滑,物体在水平面上就能匀速运动下去B.这个实验实际上是永远无法做到的C.利用气垫导轨,就能使实验成功D.是想象中的实验,建立在大自然是和谐的观点之上3.你认为如果时间不均匀,空间不对称,则这个世界将是一个怎样的情形?4.下列关于惯性的说法中,正确的是A. 不用力踏自行车,自行车会渐渐停下,所以惯性就逐渐消失B. 惯性与物体质量的大小无关,与物体是否运动无关。与物体速度是否变化无关C. 当物体处于静止状态或做匀速直线运动时,表现出了惯性D当物体做变速运动时,没有表现出惯性,因而此时惯性不存在
题目:关于焦耳定律实验的讨论摘要:焦耳定律Q=I^2Rt是中学物理中重要的电学定律,对于焦耳定律的实验演示,教材或教参上常用的方法主要有:(1)传统的煤油吸热法.将阻值不同的电阻丝串联后插入盛有相同质量煤油的量热器中,通电后看哪个量热
《以学生为中心的实验教学课堂组织形式研究》 ——通过学生探究实验的形式以学生为中心组织课堂教学 关键词:物理新课程 科学探究 经历过程 以学生为中心,就要从注重学生的全面发展出发,培养学生的终身学习兴趣和科学探索精神,就需要改变学生的学习方式。而教学中注重科学探究实验,是实现学习方式多样的重要手段之一。 一.注重科学探究,提倡学习方式的多样化 新课程标准中强调以物理知识和技能为载体,让学生经历科学探究的过程、学习科学探究的方法、培养学生科学探究的精神和实践能力及创新意识。这就要求过去以书本为主、以实验为辅的传统教学模式,真正实现多样化的教学方式。比如人教版八年级物理物理《物态变化》一节中。传统的教学是以学科的知识为核心的。一般都是通过教师做演示实验,根据实验现象再讲解晶体熔化和凝固的条件以及过程特征。而按照新的教育理念,我们应该以熔化和凝固知识的内容为载体,引导学生经历科学探究的过程。因此不能只将教学的重点放在熔化和凝固概念的规律本身上,更应该注重学生对凝固和熔化过程的经历和体验上。首先应该从学生熟悉的事例出发,如“水结成冰、冰熔化成水”这样的典型事例引出熔化和凝固这种现象;然后结合事例引导学生猜想熔化和凝固的条件,然后让学生自己探究熔化和凝固的条件。猜想不是瞎想,应该让学生根据教材中所给的事例和学生的生活经验进行猜想或者对一些可能性做出假设。可以让学生对自己的猜想做出记录,以便在验证之后和开始时猜想情况进行对比,这也是一种学习。有了猜想之后就要进行验证,看猜想是否正确。可以让学生自己提出实验方案,用什么方案进行实验,验证自己的猜想,并组织学生对设计方案进行交流。由于学生刚刚开始学物理,教师应根据探究的方案进行较多的指导,在学生交流方案的基础之上教师要进行适当的评价、归纳和总结。在此基础上引导学生观察实验装置,提出如下的问题让学生进行思考,如:“1.在做海波熔化的实验时为什么不能用酒精灯直接对试管加热而要把试管放在水中,通过烧杯对水进行加热?2.烧杯中要放多少水才合适呢?3.温度计的测温泡放在什么位置才比较合适?4.怎样才能把温度计的测温泡放在合适的位置?5.实验当中需要记录哪些数据,怎样记录?6.实验操作的程序是什么样的?7.怎样才能保证实验的过程安全操作?”学生清楚这些问题以后实验方案也就已经确定了。方案确定后放手让学生进行操作并收集证据。在这一过程中教师要注意搜集学生操作过程当中的所有问题,包括学生操作是否规范、学生的参与程度是否积极主动、学生的操作是否有安全隐患等等。在学生完成实验探究以后,学生通过实验所得出的结果可能并不十分理想,如熔化的温度偏差较大,所画的图像并不能明显地看出来熔化过程等一些问题。出现这些问题在传统教学观念来看实验都是失败的。现在我们注意到新课程标准已经将知识与技能、过程与方法、情感态度和价值观摆在了同等重要的位置。因此我们不能只关注学生实验的结果是否理想,更要关注学生对探究过程的参与程度。不管实验的结果如何,在得出实验结论之后都要组织学生进行交流和讨论,可以让学生考虑这样的问题:“1.你的猜想和实验结论是不是一致哪?2.你的结果和其他同学相比有没有较大的差异?如果有较大的差异原因是什么哪?3.在探究过程你是否发现了新问题?4.你对这个装置是否有新的改进?5.有没有更好的实验方案哪?”通过这些问题的交流和讨论,如果学生的实验结果并不理想,但他能找到实验结果不理想的原因是什么这也是一种收获。通过交流探究过程的收获既可以强化学生对探究过程的体验,也可以巩固他们对知识技能的掌握,训练学生的表述能力,同时培养了学生实事求是、严肃认真的科学态度。可见注重科学探究的教学与传统教学的区别主要是在于不仅注重探究的结果,同时也注重学生参与实验探究的过程体验,培养学生的情感、态度和价值观方面的作用。当然,学生在刚刚学物理的时候,我们一方面要控制好科学探究的操作难度和思维难度,又要充分挖掘教学内容当中可以进行科学探究的因素。比如在声现象的教学当中,由于对于声现象学生并不很陌生,所涉及到的实验器材又比较简单、操作也很方便。因此,在教师提出问题之后要让学生动手做实验,通过具体的实验操作参与引导学生经历研究声音产生的过程,交流所发现的实验现象。这样既可以激发学生参与认知过程的兴趣,也可以让学生体验到科学探究的一般性方法。再比如《大气压强》的教学,以往都是通过教师的演示实验,使学生认识到大气压强的存在,进而再由教师来讲解大气压强的数值以及测定方法。而现在的教学需要学生在学习知识的同时经历知识形成的过程,激发起学生积极参与认知过程和对科学探究的兴趣。通过对过程和方法的体验来培养学生的科学素养。我们可以将一些演示实验变为学生实验,这样来设计大气压强的教学,通过学生在课下的观察现象和搜集资料、动手做实验等方法,让学生对大气压强的存在先有一个初步的了解,这是改变学生的学习方法的一种具体可行的方法。通过课上学生对课前准备的展示与交流,从知识与技能上看,使学生真切感受到了大气压强的存在,而且也感受到了向四个方向都存在大气压强的事实。从过程与方法上来看,学生在准备工作中经历了猜想、假设、实验验证、搜集证据、分析与论证等科学探究的基本过程。从情感、态度和价值观上来看,通过参与观察、实验、调查等科学实践活动,以及交流合作等活动有利于培养学生一种实事求是、尊重自然规律的科学态度,这样的新课的引入,从课程目标三个方面上来看,都是符合课程标准所倡导的教育理念的。另外关于大气压强的测定的实验的教学,传统的教学多是通过看挂图或录象来直接给出托里拆利实验的结论。而现在我们考虑到应该在知识的教学过程当中充分的引导学生来进行科学探究,所以关于大气压强的教学我们可以这样设计:通过压强的定义式来提出问题、引导学生思考如何测量大气压强的数据。首先让学生来设计方案,使学生经历设计方案的过程,并且对学生的设计方案进行实际的验证。在验证当中发现问题时再不断地修正方案,这样经历一个设计新方案——进行实际验证——完善方案的科学探究过程,最后再给出托里拆利实验的结论。这样的处理会充分地利用教学当中科学探究的素材,使学生的创新能力、交流合作能力、思维能力都能得到锻炼和提高。另外,我们现在所倡导的学生探究活动与传统的学生实验是不同的。在新的教育理念下,强调培养学生的创新意识和实践能力,所以学生的实践活动并不是在教师的指导下按照教师预先规定好的程序来进行操作,得出教师预计的实验结论。现在的实验探究更加注重引导学生去思考研究方法、设计研究方案来交流研讨探究的结果。 二.教学过程的设计应突出“从生活走向物理,从物理走向社会” 新课程教材注重到了在每章、每节的开始尽量以学生日常生活中见到的事物或现象引入,引发学生的共鸣、激发他们的兴趣,逐步引导学生探究事物或现象背后隐藏的本质规律。因此我们的教学设计也应力争从学生熟悉的事例出发,这样既拉近了教学内容与学生之间的心理距离,同时也有利于培养学生关注生活、关心社会的科学情感。比如在《汽化和液化》的教学过程中由于学生刚刚开始接触物理,因此在这一节的教学之初,我们就应该避开那些比较抽象的、一般化的物态变化和那些非常严密的物理概念,而应该从学生比较熟悉的日常生活当中的实例(比如晒衣服的问题)出发,认识到一种具体物质——水的物态变化过程。“水从衣服上跑掉了!”从这样一个学生很熟悉的生活现象中来认识汽化现象。再比如探究物质的一种属性——《密度》的教学,这个知识点一直是初中物理教学中的一个难点,也是学生的学习兴趣和学习成绩的一个分化点。但是在现在新的教育理念下,对教学内容的选择和组织形式应该进行改革。尽管在探究活动之后需要一些定量的计算,但是应该尽量避开那些意义并不很大的一些模型化的繁杂的计算,应该像教材当中的例题和作业那样设计一些有实际背景、有实际意义的习题。再比如《光的反射》的教学,我们不能仅仅把教学的重点放在知识的落实上,只关注如何掌握光的反射定律,如何提高学生的解题能力和解题技巧,而应该从实际的问题出发,使学生感到物理知识就在自己的身边、物理知识在实际当中是很有用的。因此我们可以从一些具体的实例出发来引入所要研究的内容并通过对物理知识的学习来解决这些相应的实际问题。 三.根据学校和学生的实际情况,开展多种方式的学习,注重培养学生的问题意识 新课程标准把“过程与方法”作为课程目标之一,与“知识与技能”、“情感、态度与价值观”并列,强调学生在参与科学探究过程中的体验和对科学研究方法的感受。所以物理教学不能只局限于教材知识内容本身,而应结合学校的物质条件和学生的兴趣、能力水平,开发多种多样的探究实践活动,在具体的实践活动中培养学生的问题意识,实践科学探究的基本过程,培养学生实事求是的科学态度,提高解决实际问题的能力。如在探究“熔化和凝固”的实验当中,学生从他的实验结果或者从熔化图像上很难看出比较明显的熔化过程,或者可能会发现海波由于过热而不凝固这样的问题。
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惯性的认识和惯性定律 惯性是物理学中最基本的概念之一,也是学习物理学最早碰到的概念之一。这一极为普通和平凡的概念曾经引导许多物理学家深入思考和剖析,促进物理学重大进展,其中蕴涵着深刻的物理思想和丰富的物理学研究方法的教益,是培养学生科学地思考问题的能力非常有效的素材。 惯性概念的肇始和牛顿的综合惯性一般是指物体不受外力作用时,保持其原有运动状态的属性。人们对于惯性这一熟悉有赖于惯性定律的建立,而它则依靠于对于力的熟悉以及区分运动状态和运动状态改变的熟悉,这一点在人类熟悉发展史上经历了漫长的岁月。 在人类思想史上,两千多年前希腊的哲学家亚里士多德的学说无疑地起过广泛的影响,然而他关于物理学的论述,许多都是错误的。他把物体的运动分为自然运动和强制运动。他认为圆周是完善的几何图形,圆周运动对于所有星体都是天然的,因而是自然运动;另外,地球上的物体都具有其天然位置,重物趋于向下,轻物趋于向上,假如没有其他物体阻碍,物体力图回到天然位置的运动也是自然运动;其他所有形式的运动则都是强制运动。他还进而指出,关于物体的强制运动,只有在外力的不断作用下才能发生;当外力的作用停止时,运动也立即停止。从这里可以看出亚里士多德肯定了两点:一,自然运动不涉及曳力的问题,只有强制运动才存在力的问题;二、力是物体强制运动的原因。从今天来看,这显然是错误的,然而它束缚了人们近两千年。 从这种把物体的运动归结为外力作用的观念,可以提取出静止物体具有惯性的概念。开普勒在他1609年发表的著作《新天文学》和1619年发表的著作《宇宙谐和论》中写道;“天体有留在天空中任何地方的性质,除非它被拖曳着。”“假如天体不赋有类似于重量的惯性,要使它运动就不需要力,最小的动力就足以使它有无限的速度,但由于天体公转需要用一定的时间,有的长些,有的短些,因此非常明显,物质必须具有能说明这些差别的惯性。”“惯性,或对运动的阻力是物质的一种特性,在给定的体积中,物质的量愈多,惯性愈强。”这大概是关于物体惯性的最早陈述。可以看出开普勒所说的惯性是指静止物体的惯性,甚至他已经熟悉到物体的惯性与它的质量有关,然而他显然受到亚里士多德思想的束缚,不可能思考运动物体是否具有惯性的问题。 伽利略开创了实验和理性思维相结合的近代物理研究方法,并用于研究物体的运动。他对于亚里士多德关于物体运动的粗糙的日常观察、抽象的猜测玄想和想当然的思辨推理十分不满,他通过科学实验和科学推理得到许多正确的结果,总结在他的著作《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》和《关于力学和运动两门新科学的对话。中,其中一个重要的结果如下。假设沿斜面AB落下的物体,以B点得到的速度沿另一斜面BC向上运动,则物体不受BC倾斜的影响仍将达到与A点相同的高度,只是需要的时间不同;当第二个斜面变成既不上升,亦不下降的水平面时,物体将一直以已获得的速度永远向前运动。伽利略的思想无疑地比他的前辈前进了一大步,他熟悉到不受其他物体的作用,物体可以永恒地运动,这已经很接近惯性定律,但是伽利略还没有摆脱亚里士多德的影响,他所说的水平面是和地球同心的球面,也就是说,那种不受其他物体作用的物体的永恒运动是圆周运动,因此我们还不能说伽略发现了惯性定律。最早清楚表述惯性定律并把它作为原理加以确定的是笛卡儿。笛卡儿是唯理论哲学家,他试图建立起整个宇宙在内的各种自然现象都能从基本原理中推演出来的体系,惯性定律就是他的体系中的一条基本原理。他在他的《哲学原理》一书中把这条基本原理表述为两条定律:一、每一单独的物质微粒将继续保持同一状态,直到与其他微粒相碰被迫改变这一状态为止;二、所有的运动,其本身都是沿直线的。然而笛卡儿没有建立起他试图建立的那种能演绎出各种自然现象的体系,其中许多是错误的,不过他的思想对牛顿的综合产生了一定的影响。 牛顿1661年进入剑桥大学学习亚里士多德的运动论,1664年他从事力学的研究,摆脱了亚里士多德的影响。他继续了伽利略重视实验和逻辑推理的研究方法,他也继续了笛卡儿的研究成果。他深入地研究了碰撞问题、圆周运动以及行星运动等问题,澄清了动量概念和力的概念。1687年出版著作《自然哲学的数学原理》,以“定义”和“公理,即运动定律”为基础建立起把天上的力学和地上的力学统一起来的力学体系。惯性定律就是牛顿第一定律,表述为“所有物体始终保持静止或匀速直线运动状态,除非由于作用于它的力迫使它改变这种状态。”惯性定律真正成为力学理论的出发点。根据惯性定律,物体具有保持原有运动状态的属性,这种属性称为惯性。不仅静止的物体具有惯性,运动的物体也具有惯性;物体惯性的大小用其质量大小来衡量。至此,人们对于物体惯性的熟悉达到第一阶段比较完善的程度。从此,人们对于运动中的种种惯性现象都能很好地理解;在实际中设计出种种利用惯性造福和防止惯性伤害的措施。 楼主 我是第一个的 希望你满意
首先,题目不能太大。其实,题目太大以后,往往会因力不从心,容易失败。这里的"太大"是指:研究的问题"外延"太大,几乎是无所不在其中--不是概论、就是原理、不是数学、就是物理!这种文章表面上看起来很大气,可往往给人言之无物、华而不实之感。 同样地,如果选择的题目太小了,则显得轻而易举,不费力气,也不利提高。 当然 ,题目的大小,当然也不是绝对的,大题可以小作,小题可以大作。关键还在于如何确定具体的论证角度。 一般来说,大题目写起来容易空泛,这往往是由于学力不足,无法深入,写少了象蜻蜒点水,如浮光掠影;写多了则显得又臭又长。 相反,如果抓住一个重要的小题,能够深入本质,切中要害,从各个方面把它说深说透,有独到的新见解,那论文就一定有份量。 在选题时一般要注意:它的实用性、互异性、准确性、突破性等等 三、 材料要充分 选材是否合理是文章成败的关键。 写论文从整体构思,到题目确定,到论证过程等等,都不能离开选材--客观的资料。选材的目的,是采众家之长,成一已之见。因而,必须注意以下几个方面问题: 如何确立论点 即通过资料的收集、汇总、整理,把与自己的想法吻合的论点、论据、论证方法等挑选出来,并且从新的视角,予以新的观察。 如何独树一帜同类资料中,不同作者自有其不同的阐述与见解,我们可以把其中富有个性的典型论据、体现各自特点的合理论证,摘录出来,从而为自己独树一帜提供保证。 如何表现自我不少文章大同小异,因而,有关资料内容的交叉争议之点,往往也是文章的价值所在,关键之处。如果我们注意把这方面的资料整理出来,对于形成自己的主见,确定文章的论证角度和发展方向,则大有裨益。 如何精耕细作不少文章由于种种原因,原作者只是提出了问题。并未作详细而中肯回答。如将文中略写部分归拢在一起,加以扩充分析,我们会从中受到启发,从而修正原有的选题方向,对问题作出定向、定度的思考和研究。 总而言之,选材时,一定要注意不去作大而无当的联系和比较。必须有选择、有重点地找一些与我们的论点有关的东西来作对比研究,以便从中提炼出自己的见解。 四、 思路要清晰 在写论文之前,我们不妨先拟好一个写作提纲,如有可能最好是来一个初稿,然后再动手。 提纲可以帮助我们树立全局观,从整体出发,去检验每一个细节所占的地位,所起的作用,展现相互间的逻辑联系是否得当,各个部分之间的比例是否和谐,每一个部分、每一环节是否都是为全局所需要,是否丝丝入扣,配合默契,是否都能为主题服务…… 初稿提纲只是论文的大致轮廓,不可能对每一细节都考虑周密完善,因而可以先写一个初稿。有了它,很可能发现原来提纲中某些设想有不恰当之处,这时就应加以调整或修改;对于有错误的论点、论据,或发现新的论点、论据,还应及时抽掉与增补,使之逐步完善。 初稿的写作通常有两种写法: (一)、按提纲的顺序分段进行,它可以便文章的格调、风格前后保持一致,前后衔接紧凑、自然,避免旁逸斜出,防止语言、文字上的重复; (二)、按内容的熟悉程度分段进行,这种写法有利于作者积极思考,便于捕捉创作的灵感。 五、 表达要准确 修改--论文的后期制作。反复推敲出佳句,精心修改得华章。 只有反复推敲和字斟句酌,文章才会显得具体、准确、生动,才能恰如其分地表述自己的教育、教研成果。 修改的范围可大可小,既可以来一个"亡羊补牢"--是发现什么问题,修改什么问题,通过材料的增删,使文章血肉丰满,使观点立之牢固,并与材料达到和统一;又可以"彻头彻尾"--发现问题,该舍就舍、该去则去,决不估息。在内容上包括修改观点,修改材料,在形式上包括修改结构,修改语言等。 修改观点在初稿形成后,要再看一看全文的基本观点是否正确,说明它的若干个从属论点,是否有失偏颇、带有片面性或表述得欠准确;同时还要关注一下自己的观点是否与别人类似或雷同,有无创意与新意等等。 修改结构从结构上来看,不仅要求论点、论据、论证三者关系处置得当、层次分明、脉络清楚,能使主题内容得到顺畅合理的表达,还要求文章的开头、结尾、段落、层次、过渡、照应、主次、详细等各个环节合理紧凑。 修改语言 要在语言的准确性、学术性、可读性等方面下功夫,文字力求准确、精炼、简洁、专业,努力做到字字珠玑、句句充实。 文章的最后衷心祝愿:每一位读者都成为锦绣文章的主人! ——发表吧
初二物理惯性论文题目推荐
物理是一门历史悠久的自然学科,物理科学作为自然科学的重要分支,不仅对物质文明的进步和人类对自然科学认识的深化起了重要的推动作用,而且对人类的思维发展也产生了不可或缺的影响。随着科学技术的发展,社会的进步,物理已渗透到人类生活的各个领域。 在汽车上驾驶室外面的观后镜是一个凸镜利用凸镜对光线的发散作用和成正立、缩小的虚像的特点,使看到的实物小,观察范围更大,而保证行车安全。 汽车头灯里的反射镜是一个凹镜。 它是利用凹透镜能把放在其焦点上的光源发出的光反射成平行光射出的性质做的。 轿车上装有太阳膜,行人很难看清车中人的面孔,太阳膜能反射一部分光,还会吸收一部分光,这样透进车内的光线较弱。要看清乘客的面孔,必须要从面孔放射足够的光头到玻璃外面。由于车内光线较弱,没有足够的光透出来,所以很难看清乘客的面孔。 当汽车的前窗玻璃倾斜时,反射成的像在过的前上方的空中的,这样就将车内乘客的像与路上行人分离开来,司机就不会出现错觉。大型客车较大,前窗离地面要比小汽车高得多,及时前窗竖直装,像是与窗同高的,而路上的行人不可能出现在这个高度上,所以司机也不会将乘客在窗外的相遇路上的行人相混。 现在,人类所有令人惊叹的科学技术成就,如克隆羊、因特网、核电站、航天技术等,无不是建立在早期的科学家们对身边琐事进行观察并研究的基础上的,在学习中,同学们要树立科学意识,大处着眼、小处着手,经历观察、思考、实践、创新等活动,逐步掌握科学的学习方法,训练科学的思维方式,不久你就会拥有科学家的头脑,为自己今后惊叹不已的发展,为今后美好的甚或打下坚实的基础。
牛顿第一定律的教学研究,在中学物理教学研究中早已不是一个新问题了.许多物理教育工作者对于这一定律的教学发表了自己颇有见地的教学见解,并且得到了满意的教学效果. 当我们在教学实践中运用这些教学策略时,我们发现,确实可以取得如同一些文献中所述的预期效果.然而,当我们设计一些新的情境让学生运用牛顿第一定律去解决问题时,令我们十分吃惊的是:学生对于牛顿第一定律的掌握程度却又非常之差.这使得我们困惑不解.为何对同一教学策略教学的结果的评价出现如此之大的偏差?是教师教的原因,还是学生学的原因,抑或两者兼而有之.这促使我们对牛顿第一定律的教学进行深层次的理性思考,进一步,我们从学生的认知心理上,对这一规律的教学进行了深入的研究. 1 通常牛顿第一定律的教学,一般是按教材编排顺序,先进行演示实验引出课题,然后通过讲解伽利略与亚里士多德的争论,消除“力是维持物体运动原因”的错误观念,进一步通过做斜面小车实验证明牛顿第一定律的正确性,最后让学生运用牛顿第一定律去解释日常生活中的现象,从而完成整个教学过程. 为了检验学生学习和掌握牛顿第一定律的情况,我们曾用这样一道题目来检测学生.题目如下.你坐在向前匀速直线运动的汽车里,将手中的钥匙竖直上抛,问当钥匙落下来时是落在手里,还是落在手后面.全班56名同学在试卷上皆答:落在手后面.问其原因,皆曰:汽车在走,而钥匙抛出后不再向前走了. 2 怎样更好地改进牛顿第一定律的教学效果,使牛顿第一定律的教学效果真正是实实在在意义上的令人满足.我们认为,囿于一般形式上的教学方法的改进已是隔靴搔痒,而必须深入到学生的认知结构中去考察学生产生错误认识的根源. 认知心理学的理论告诉我们,学生学习物理概念、规律时所形成的错误,常常是由于其头脑中的前科学概念的影响. 所谓前科学概念,是指儿童在学习物理课程以前的生活实际中,对各种物理现象和过程在头脑中反复建构所形成的系统的但并非科学的观念.比如牛顿第一定律就是如此.在物理教学中,那种认为只需要“正面”传授知识,学生就能接受,如果他们仍不理解,可以多讲几遍就能达到目的的想法,实践证明是过于天真了.因为在有些学生的经验中,早已有了与亚里士多德“力是维持物体运动原因“的理论类似的观念.这样,当他们学习了牛顿第一定律之后,就可能把定律纳入到自己原有的认知结构中,牛顿第一定律实际上成了“力是维持物体运动原因”的代名词.让他们解释用手推车、用脚踢球等一些不易暴露错误观念的生活实例时,他们也能解释得头头是道.但当解释用手抛钥匙、飞机扔炸弹的例子时,他们却又运用亚里士多德的理论去解释,其错误观念暴露无遗.这正是牛顿第一定律教学效果不佳的症结之所在. 3 研究和改进牛顿第一定律的教学,应当了解学生头脑中前科学概念的特点. 第一,学生头脑中的前科学概念是自发形成的. 过去,我们在教学中,常常误认为学生在学习物理之前其头脑如同一张“白纸”,教师可以在上面任意涂画,事实并非如此.学生在长期的生活实践当中,逐渐形成了自己对客观世界物质运动规律的看法.他们几乎每天都会看到物体在力的作用下运动,而在力停止作用时物体静止,于是主观地断言:有力,则物体运动;无力,则物体静止.这正是亚里士多德“力是维持物体运动原因”的理论. 第二,学生头脑中的前科学概念具有隐蔽性. 由于学生头脑中前科学概念都在潜移默化中形成的,所以它以潜在的形式存在.这包含两方面的意义.其一是学生自己并没有意识到它的存在,因为学生并没有有意识地思考并形成“力是维持物体运动原因”的概念.其二是前科学概念平时并不表现出来,但往往在学生运用物理概念解决问题时表现出来.比如前述测验表明,许多有10多年教龄的初中物理教师头脑中也存在着牛顿第一定律的前科学概念,然而他们自己却并不知道. 第三,学生头脑中的前科学概念具有顽固性. 由于前科学概念是儿童头脑中业已形成的概念,且长期的日常生活经验与观察又加强了这些概念.因此,学生头脑中的前科学慨念是非常顽固的. 国内外物理教育界近年来的一些研究表明:一旦学生对某些物理现象形成了前科学概念,要想加以转变是极其困难的.尤其那些在人类科学认识史上经历了曲折历程的前科学概念,更是如此. 按照皮亚杰的理论,学生认识什么和如何行动,主要决定于他们所具有的认知图式(思维模式),而不完全取决于教师所讲述的内容.他们按照自己已有的图式吸收和排斥信息.在有错误认识存在的情形下,就会在头脑中形成和正确信息极不相同的东西. 4 在上述研究的基础上,我们对牛顿第一定律的教学提出如下教学建议
哎~~看来真的是没人比你更缺了
物理是一门以观察和实验为基础的学科。在教学中,有意识地引导学生联系生活实际,分析物理现象;利用身边物品,进行物理实验,都能激发学生的学习兴趣,加深学生体会。这里介绍一组与鸡蛋有关的物理现象和实验。 1、液体蒸发吸热 实验:把刚煮熟的蛋从锅内捞起来,直接用手拿时,虽然较烫,但还可以忍受。过一会儿,当蛋壳上的水膜干了后,感到比刚捞上时更烫了。 分析:因为刚捞上来的蛋壳上附着一层水膜,开始时,水膜蒸发吸热,使蛋壳的温度下降,所以并不觉得很烫。经过一段时间,水膜蒸发完毕。由蛋内部传递出的热量使蛋壳的温度重新升高,所以感到更烫手。 2、热胀冷缩的性质 实验:把煮熟捞起的蛋立刻浸入冷水中,待完全冷却后,再捞起剥落。 分析:首先,蛋刚浸入冷水中,蛋壳直接遇冷收缩,而蛋白温度下降不大,收缩也较小,这时主要表现为蛋壳在收缩。其次,由于不同物质热胀冷缩性质的差异性,当整个蛋都完全冷却时,组织疏松的蛋白收缩率比蛋壳大,收缩程度更明显,造成蛋白蛋壳相互脱离,剥蛋壳就更方便了。 3、验证大气压存在 实验:选一只口径略小于鸡蛋的瓶子,在瓶底热上一层沙子。先点燃一团酒精棉投入瓶内,接着把一只去壳鸡蛋的小头端朝下堵住瓶口。火焰熄灭后,蛋被瓶子缓缓“吞”入瓶肚中。 分析:酒精棉燃烧使瓶内气体受热膨胀,部分气体被排出。当蛋堵住瓶口,火焰熄灭后,瓶内气体由于温度下降,压强变小,低于瓶外的大气压。在大气压作用下,有一定弹性的鸡蛋被压入瓶内。 4、浮沉现象 实验:把一只去壳鸡蛋,浸没在一只装有清水的大口径玻璃杯中。松开手后,发现鸡蛋缓缓沉入杯底。捞出鸡蛋往清水中加入食盐,调制成浓度较高的盐溶液。再把鸡蛋浸没在盐溶液中,松开手后,鸡蛋却缓缓上浮。 分析:物体浮沉情况取决于所受的重力和浮力的大小关系。浸没在液体中的物体体积就是它所排开液体的体积,根据阿基米德原理可知物体密度与液体密度的大小关系可以对应表示重力与浮力的大小关系。因为蛋的密度略微比清水的密度大,当蛋浸入清水中时,所受重力大于浮力,所以蛋将下沉。当浸没在盐水中时,由于盐水密度比蛋的密度大,所受的重力小于浮力,所以蛋将上浮。 5、惯性、摩擦阻力现 象 实验:选用外形相似的生鸡蛋、熟鸡蛋各一只,放在水平桌面上。用相同的力使它们在原处旋转。能迅速旋转的是熟鸡蛋,缓慢旋转几圈就停止的是生鸡蛋。 分析:生鸡蛋的壳内是液状的蛋清,外力作用在蛋壳上旋转时,蛋清由于惯性,继续保持静止状态,则它与蛋壳间存在摩擦阻力作用,使整个蛋只能缓慢转动。而熟鸡蛋内蛋清已凝固成蛋白,外力作用时旋转时,整个蛋就能迅速转动。 6、物体的稳定平衡 实验:选用一只生鸡蛋,在小头一端开个孔并清除干净壳内的蛋清蛋黄。沿小孔滑入一块重物。以蛋壳的大头端为底部,扶好蛋壳。点燃一只蜡烛,滴入烛油,把重物封存在蛋壳底部。烛油大约封存至整个蛋壳高度的四分之一即可。把制好的蛋壳推倒后,蛋壳能自动立起。制成一个“不倒翁”。 分析:在空蛋壳的底端封存的重物和烛油,使整个蛋体的重心移近蛋壳的底部,重心起低,稳定性越好。当蛋壳倾斜,偏离平衡位置时,使蛋体的重心升高。因为蛋壳底端是球形的,在蛋体的自身重力作用下,蛋体又恢复到原来的平衡位置上。 7、分子运动现象 实验:外壳完好的蛋,埋入食盐中腌制一段时间,可以制成一只咸蛋。虽然蛋壳仍然完好,但连内部的蛋黄都变咸了。 分析:因为物质的分子间存在间隙,而且分子不停地做无规则运动,所以食盐分子扩散到蛋黄中,使蛋黄也变咸。 一组与鸡蛋有关的物理现象和实验一文由教育资源网教育资源网搜集整
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因为它是氢气球,氢气的密度小于空气的密度,当刹车的时候,空气是由于惯性向前,但氢气球却因为质量小,只能被空气挤向后面了。
这个问题可以联系到另外一个问题及在水中的气泡,因为水的密度大,水由于惯性向前,气泡向后运动,同理,空气密度相对较大,氢气密度小,车内的空气向前,氢气球就向后运动
(一)广义惯性使牛顿力学进化爱因斯坦独具慧眼,从司空见惯的现象中及自由落体运动与质量因素无关的经验事实,总结出了等效原理,且明确与准确地说:物体的同一性质按照不同的处境或表现为"惯性",或表现为"重性"([3]第55页)。这个同一性就是广义惯性,这个处境就是空间。牛顿第二定律实质是其第一定律涵义的数学表达式。所以,广义惯性的发现,其革命意义是指动摇了牛顿第一定律的核心地位。广义惯性包含了牛顿惯性,所以,又是其进化。同时,也说明了需要建立一个取代牛二律的进化性质的核心命题系统的新力学理论。广义惯性又引出了两种空间及其区别的新问题。这个新问题困扰了爱因斯坦的一生,走了一大圈"弯"路后,在他晚年时,才看到了解决这个问题的曙光--物体具有空间的广延性([3]第十五版说明),由此"广延性"再往前走一步,就是[2]文说的ρ空间及其区别的标志是其梯度值的有否。这说明还需要一个新的涉及空间的基本概念及与其相对应的原来等效原理所没有涉及到的新的经验事实:物体质量部分的压强梯度现象(注:在固态的具体物体内部,此"压强梯度"表现为"胁强"),也就是爱因斯坦的物体的空间广延性的具体体现。同时也引出了物体的非刚性及其具有内部空间结构的抽象性质([4]第六章)。于是,"万事俱备",只欠建立一个新的核心命题系统了。可以说,惯三律就是这个系统。广义惯性是由于把"重性"也归于同牛顿惯性一样的物体属性,所以,其革命意义也主要体现在"重力"方面。"引力"是对重力本质的错误认识。广义惯性与场概念把原来引力中的两个平权的物体分离开来:一个是仅表现广义惯性的一般(非整体)物体;另一个是具有产生重力场的特殊性的中心物体。一般物体与中心物体之间已经没有"力"的关系了。但通过重力场(原来引力场与自转惯性离心力合成的重力场涵义需要改变)有"能"的关系(见此文的"ρ空间与能"一节)。到此为止,广义惯性已经完成了其逻辑任务,即取消了引力及导出了中心物体的特殊性(当然也具有广义惯性的一般性)。这个特殊性的中心物体就是整体天体。于是,广义惯性与整体天体就构成了理论的内部逻辑性(也就是"自圆其说")。广义惯性取消了惯性质量与引力质量的区别。当然,更没有质量的第三个属性--产生引力场。说重力场是特殊的ρ空间,也有其对应的经验事实,即具有重力场的质量部分的天体,一般都具有密度及压强(也有温度及磁场因素)与中心距离近似反比分布(中聚度)的现象。同时,其现象也表明了这个天体(中心物体)的特殊性。中聚度现象已经是整体性的一种体现。(二)再看牛顿力学为什么人们回避牛顿第二定律中的"力"(外力)的反作用力就是物体的惯性力的道理呢?就是因为把重力也当作外力(引力)时,物体本身没有反作用力 --惯性力(重力加速度与物体质量的大小无关),这正是牛顿力学理论内部的不能"自圆其说"的地方,这也正是爱因斯坦所注意的地方。为了回避这矛盾性(无意识的),不得不让其"外力"担当"广义"的力的重任。"力是物体加速运动的原因"这一没有条件限制的观念,是牛顿力学最主要的思维定势。不管是相对的加速运动还是"绝对"的加速运动,人们都在头脑中马上反映出来要乘上物体的质量,使力成为其运动的原因。于是,其直接错误后果就是把非牛顿惯性系内或重力场内的物体"自由"或有阻力的"不自由"的加速运动,也当作有外力(不包括阻力)正在作用之。之所以把非牛顿惯性系中的外力惯性力叫做虚构力,是说明牛顿力学中还有第二个观念:"力是物体对物体的直接作用"--这是作用方式力,但有的教材除了摩擦力外,把作用方式力几乎都归结于弹性力则是错误的。又从这第二个观念来看其外力惯性力时,真的不存在另一个物体来表现之,只得权宜称为虚构力。当把重力也当作外力时,发现确实有另一个物体(中心物体)与之对应,这可是"真实"的外力了。麻烦又出现了,这个引力是超距作用性质的力,从作用方式力的观念角度来看时,又难理解了。为了让引力回复到可理解的直接作用性,又引起了从牛顿时代起至今的许多人去虚构在两个超距的物体之间飞来飞去的各种"微粒子",以此物来担当引力成为直接作用性的重任。引力本来也是虚构力,还要为这虚构的"东西"再虚构一些东西,麻烦可就大了。因为凡是具有质量的物体都具有广义惯性,也可以说是"万有"惯性。之所以惯性力学在力学体系中占有主要及重要的地位,而其他属性(如弹性与磁性等)力学占次要地位,且以"惯性力"作为力的物理单位,也是由于其"万有"的原因。但作为表现广义惯性力的重力的空间(重力场)及场源物体(整体天体)可不"万有"。这两个角度分不开,还会认为重力(引力)"万有",这又会回到为什么会超距作用的难理解的怪圈。广义惯性使探索"引力作用机制"的研究方向成为毫无意义的方向,是徒劳无功的方向,因为引力本身是由牛二律的局限性而派生出来的虚构的力。(三)再看广义相对论爱因斯坦特有的知识结构(马赫哲学、狭义相对论、四维时空、光、场及黎曼几何),决定了他走上了一条充满荆棘的理论之路。马赫的功绩是看到了牛顿力学体系中有一个缺陷,就是物体的运动状态依参考系的不同而有所不同,于是,作为判断牛顿惯性运动的前提也就成为不确定的了(相对性)。不得已,马赫把现象世界的远处的恒星当作其绝对参考系了。马赫的错误就是把牛顿惯性定律中的物体的属性(保持性)与其运动状态问题混在一起了。爱因斯坦受马赫哲学的启发,又发现了等效原理,但同时又继承了马赫的错误。被夸大为改变人们时空观念意义的四维时空,只不过是用"运动"(还是光运动)角度来规定空间的一种方法。规定有结构的空间可有各种方法,其各种方法是平权的。用什么方法来规定空间则取决于理论与实践的需要。如果去掉了"光速"的弯曲时空还有力学意义的话,与牛顿引力定律正是互为补充的关系本体性的场的描述:一个是以广义惯性"运动"的角度的描述;一个是以广义惯性"力"的角度的描述。而牛顿引力势所包含的空间意义,正是中心结构的ρ非均匀空间(重力场)的经验性的描述。终究是"描述",都不能代替核心命题性质的"表述"。没有明确的命题表述,其描述也就没有明确的理解前提。惯三律与广义相对论都以等效原理为其经验基础。只不过爱因斯坦又走上了光速的等效原理之路。而光速的等效原理是由"思维"实验得来的,且唯一能验证其理论的星光在太阳附近偏转现象,爱因斯坦在具体计算其偏转角度时,实际上是"非常谨慎地用惠更斯原理"([5]第23页)。而惯三律所依据的" 低速"等效原理,连幼儿园里的儿童都可以感觉到坐滑梯时的加速度与坐汽车时的汽车加速度的区别,因其身体内有胁强的有否或大小之区别。战斗机飞行员已经体验了低速等效原理的所有内涵。所以,任何脱离与回避"低速"等效原理的力学理论,肯定是不会成功的理论,因为其现象普遍存在于客观世界,且与力学密切相关。爱因斯坦之所以对"光"情有独钟,也许是无意识的回避其理论中的一个内在矛盾:"产生"引力场的中心质量(中心物体)必须很大,而体现弯曲时空(引力场)作用的物体必须很小且产生与不产生引力场无关紧要,这与引力中的两个平权的物体涵义是矛盾的。而"光子"正好是最小的物体,也就回避了这个矛盾。只有"整体天体才产生重力场"的结论,才可以解决这个矛盾。引力波、黑洞与四种相互作用力的统一的课题,来源于爱因斯坦。引力已经不存在了,当然"引力"波也不存在了;如果重力场有边界,重力场就与电磁场不同,当然引力"波"也不存在了。如果以光线在重力场中弯曲的角度而导出的"黑洞",黑洞不存在,因为光线在重力场中弯曲的原理不是由于"引力";如果是由于"弯曲时空"原理而导出的"黑洞",黑洞也不存在,因为本来弯曲时空是由光线的弯曲(光子的广义惯性运动)而规定出来的,反过来又认为光线的弯曲是由弯曲时空所造成的,这是什么逻辑?如果光线在重力场中有红移效应,那么,由此原理而导出的黑洞,黑洞有可能存在。引力都不存在了,也就无所谓四种相互作用力的统一的问题。目前的"大统一理论"仅剩下"引力"没有被统一进去,也正说明了这个问题。经归纳的现象)再变为抽象层次的基本概念的过程,是人们最不习惯的过程,总不容易摆脱"具象"。之所以不习惯,其原因之一也是因为人们先有了原来理论的抽象及已经习惯了的思维方式,即使有了"具象"也看不到其抽象意义。而由抽象变为"具象"的过程,那可容易多了,但也往往"具象"出来客观世界不存在的东西。从逻辑学角度,基本概念是不能被其它概念来定义的概念,其内涵具有一定的模糊性。ρ空间也是如此,只能用"感觉"到的物体质量部分的压强梯度现象来说明之,但又不是压强梯度本身。"真空"是具象空间,真空里照样存在"重力场"的ρ梯度值的有否,可用具象的压强梯度来检验之。但不能认为真空是ρ均匀空间。ρ空间与压强梯度的关系可类比铁粉末直观表现磁场结构的关系。摆脱不了具象,不能变为一个基本概念,也是爱因斯坦的"一无所有"的空间怎能分出两种空间的困惑原因之一,而用"运动"规定出来的弯曲时空又不能区分出是表述了物体的广义惯性还是表述了场的属性。特别强调的是:物体内部空间只能指物体质量部分所占据的空间,也是爱因斯坦晚年醒悟的"物体具有空间广延性"的涵义;而重力场空间不仅包含质量部分(整体天体)的空间,也包含没有质量部分的空间。这样就避免了变为"一无所有"的无边界的抽象参考系而带来的"相对"不清的问题。总的说来,ρ空间仅在数学形式上是标量场(其梯度为矢量场),但在物理意义上,则包含了表述广义惯性、可变为物体内部空间及重力场的本体性场、势、能、熵与质量部分的压强梯度等涵义。