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2、 本書通過展現教學案例、分析高考真題與例題、統計調查問卷等方式,對所論述的概念、方法等進行生動而詳細地解釋說明,幫助教師們充分理解與合理運用。
3、 本書重視教學過程的有效性,指導教師們學會精心預設和教學過程中的有效動態調控,從而實現有效教學。
序
第二節 物理語言表徵的形式
二、物理語言表徵的特點
文字敘述是陳述、表達物理知識的工具;數學公式表達可以幫我們計算結果,是物理知識進行數學抽象的體現;而圖形圖像表示是數學方式的形象化表現手段,是物理知識的直觀表示,是抽象思維和形象思維之間的橋樑。
這些表徵形式可以按照其特徵主要分為兩大類:描繪性表徵(形象表徵)及敘述性表徵(抽象表徵)。描繪性表徵包括圖形圖像表示,其主要特點是沒有連續的符號描述,適合用來直觀地展示信息,沒有不同符號之間的組織原則,知識一般而言是內隱的。敘述性表徵包括文字敘述和數學公式表達,相較於描繪性表徵,其主要特點是它由不同符號通過一定的規則、語法組織而成,能夠傳遞抽象的、較精准的信息,適合用來進行邏輯推理,知識是外顯的。以表徵方式與被表徵對象的結構的相似性為劃分以及其作用的不同,敘述性表徵與描繪性表徵的主要區別,如下圖所示。
三種物理語言表徵各有優勢與不足:文字敘述通俗、易懂,但描述起來是線性的,不易表露知識的內在結構;數學公式表達雖然抽象,但十分簡潔,描述起來給人以結構感;圖形圖像表示比文字敘述和數學公式表達更具直觀性,容易形成表像。為了能夠借助物理語言表徵更易於理解物理內容,在實際表述物理思想內容的時候,常常一種物理思想內容的表達是文字敘述、數學公式表達和圖形圖像表示的優勢互補和有機融合。
例如,(2014年上海物理高考第29題)某小組在做“用單擺測定重力加速度”實驗後,為進一步探究,將單擺的輕質細線改為剛性重杆。通過查資料得知,這樣做成的“複擺”做簡諧運動的週期T=2πIC+mr2mgr,IC式中為由該擺決定的常量,m為擺的質量,g為重力加速度,r為轉軸到重心C的距離。如圖(a)所示,實驗時在杆上不同位置打上多個小孔,將其中一個小孔穿在光滑水平軸O上,使杆做簡諧運動,測量並記錄r和相應的運動週期T,然後將不同位置的孔穿在軸上重複實驗,實驗數據見表,並測得擺的質量m=0.50kg。
r/m 0.45 0.40 0.35 0.30 0.25 0.20
T/s 2.11 2.14 2.20 2.30 2.43 2.64
(1)由實驗數據得出圖(b)所示擬合直線,圖中縱軸表示______。
(2)IC的國際單位為_______,由擬合直線得到IC的值為_________(保留到小數點後二位);
(3)若擺的質量測量值偏大,重力加速度g的測量值________。(選填“偏大”、“偏小”或“不變”)
【答案】(1)T2r (2) kg·m2; 0.17 (3)不變
【解析】(1)根據複擺的週期公式: ,題圖(b)中縱坐標表示T2r;(2)根據關係式,利用單位關係可知Ic的國際單位為kg·m2;根據圖線的截距得 =1.25,解得Ic=0.17。(3)本實驗數據處理是通過圖線的斜率分析出的,與質量無關,所以質量變化後,重力加速度的測量值不變。
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