学习方法：比较法在物理中的应用

物理学科与其它各门学科一样，都有一系列作为理论出发点的基本概念，和由推理形式导出的定律理论。物理学在自己的发展过程中要求物理思维要有严密的逻辑性，要符合逻辑规律。物理思维的方法很多，这里仅就其中最典型的，最常用的比较法来结合物理学的实际来讨论。

    一、 比较法

    “比较”是人们常用的思维方法，是找出事物之间的差异点和共同点的思维方法，通过事物间相同特征或相异特征的比较，提示事物的本质和区别。人们认识事物往往是从区别事物的本质特征开始的。而要区别就要有比较，有比较才有鉴别。事物之间在现象上和本质上都存在着同一性和差异性。现象上的同一和差异一般来说是容易识别的，而本质上的同一和差异就不那么容易识别。物理学中有许多物理思维和物理规律具有可比性，运用比较法可帮助学生接受新概念并加深对概念的理解，尤其在复习课上运用，能使知识融会贯通，开拓学生的思维，并培养学生的知识迁移能力。在物理教学中，既要求学生找出差异性极大的物理现象或物理概念之间本质上的共同点，又要求学生找出表面上极为相似的物理现象和物理概念之间本质上的差异，在物理教学中运用比较法常有以下几种情况。

    首先，是用“比较”引入新概念。有些物理概念间有许多相似之处，讲解一些概念之后，另一些概念可用比较法引入，使教学难度降低，并能把规律提示出来。例如：“动量”和“动能”这两个概念，它们都是用来描述机械运动的物理量，都是与物体质量和物体运动速度有关的物理量。这些是它们的共同点。然而，在本质上它们又有着质的差异，动量是以机械运动形式来量度机械运动的，动能是以机械运动转换为一定量的其它能量的能力来量度机械运动的。下面我们从物理学的角度来比较它们的差异。

    1．动能：Ek= mv2 标量；
       动量：P=MV    矢量；

    2．动能是机械能的一种形式；
       动量是机械运动量的量度；

    3．动能遵从动能定理：W=△EK，力的空间积累效应；
       动量遵从动量定理：I=△P，力的时间积累效应；

    4．动能守恒不一定动量守恒，比如：在光滑水平面上作匀速圆周运动的物体；
       动量守恒不一定动能守恒，比如：非弹性碰撞的系统。

    再例如势能，中学阶段学习了重力势能，弹性势能，分子势能和电势能。由于重力和弹力做功现象较常见，因此重力势能和弹性势能讲解比较容易，但分子势能和电势能较抽象，教学中可以在讲了重力势能以后，运用比较的方法将电势能引入；讲解了弹性势能后，将分子势能引入。这样讲解可达到事半功倍的效果。一一对应的比较使学生能较快的在原有重力势能概念的基础上把电势能的概念建立起来，并进一步指出这些共同之处还反映了存在于保守力场中所有势能的共同性质，即势能的共同特点。同时在比较相同之处还指出它们的不同，由于电荷有正负之分，所以电荷受力的方向可以与电场相同，也可以相反。即电荷沿电场方向运动时，电势能可能增加，也可能减少；而质点受重力方向总是竖直向下，因此，重力势力总是沿重力方向减小。

    其次，用“比较”可以深化概念。在上新课时，知识往往比较分散，复习课上教师要帮助学生通过比较，把一些有内在联系的知识串联起来，以深化概念。例如在讲解了“动量，冲量”和“功和能”后，可向学生提问：第二章中讲述了两组物理量，动量和动能、冲量和功。前一组都是描写物体“运动量”的大小，与质量及速度有关，是状态量。后一组冲量是描写力对时间的积累效应的过程量，功是描写力对位移积累效应的过程量。