空间想象力在物理教学中的应用

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1、空间想象力在物理教学中的应用【摘要】学生在物理学习中往往存在难以理解和不能活学活用的现象，究其根本原因是学生们的生活经历不够丰富，实验条件不够完善，导致对所研究的物理对象没有直观的影象，结果对物理学习造成障碍。所以培养良好的空间想象能力是物理教学中不可缺少的一环。目前，有很多学生在物理学习中，总觉得无从下手，不知道所学知识究竟是怎么一回事。究其原因，其实与学生、老师并没有多大关系，特别是农村中学，由于大量实验无法完成，导致生活经历并不丰富的学生对所学知识不能深刻理解，更谈不上活学活用。而物理本身就是一门实践性学科，对实践对象的分析是其根本。这时候就需要较

2、强的空间想象力来建立完整的物理模型，培养学生良好的空间想象力就成为物理教学中必不可少的一环。下面就以技校和职高物理中内容最多、学生学习难度最大的力学和电磁学举例进行分析。、空间想象力在力学中应用在力学中进入动能与动量学习后，学生对于碰撞的计算经常发生错误，实际是因为对于碰撞的过程没有一个很清晰的了解，导致对碰撞前后物体的运动状态改变不清楚。例如：两物体发生碰撞，碰撞后的方式一般有三种：弹性正碰、碰撞后连在一起、斜向碰撞。这时候学生在脑中要根据题H所给的条件，想象碰撞发生的全过程。如果是弹性正碰或碰撞后连在一起，两物体运动轨迹仍在原来的直线上，对于动能动量

3、的计算就比较单一，如图（一）所示，特别是动量的计算，由于运动始终在一条直线，没有方向的改变，动量的计算中没有其它方向上的计算量，学生一般可自主解决。而在斜向碰撞发生时，物体的运动的方向不再是一条直线，如图（二）所示，在动量的计算中，由于物体产生了斜向的运动，每个物体在新的运动方向就会产生新的动量变量。在这个时候，如果没右较强的空间想象力，不能在脑海中建立完整的物理模型，就无法清晰分析对象运动的轨迹，非常容易丢失物体新的动量变量（虽然整个系统在该方向上的动量和为零）。此类问题还包括空中爆炸的炮弹、飞机上丢掉油箱等问题的分析与计►弹性碰撞或狂摟后连在一起斜肉

4、砬榷后茳上下两个方肉出现了两个功靈5靈图一田二二、空间想象力在电磁学中的应用在电磁学中分析带电粒子在磁场和电场中的受力与运动这一内容往往成为学生学习中的难点，学生无法Y解带电粒子的运动轨迹，导致学生在解题中存无从下手的感觉。如果存了较强的空间想象力，建立完整的物理模型，就可以让学生具有清晰的思维过程，有条理的进行分析，就像每一个过程在眼前发生一样，不会漏掉或错掉其中任意一个环节。例如：将一带电粒子以某一初速度垂直射入一个空间，在该空间有匀强磁场和电场，且磁场和电场互相垂直，带电粒子的进入方向既垂直磁场、又垂直于电场,经过某段时间，求带电粒子的速度与位置。

5、要解决此问题，必须了解带电粒子进入该空间后受到几个力的作用，在这几个力的作用下，它的轨迹将进行何种改变。首先要知道带电粒子垂直进入匀强磁场后，会在磁场力的作用下，以原速率在同一平面作I员I周运动，然后要知道带电粒子垂直进入电场后，会在电场力的作用下，垂直于进入方向作匀加速运动，那么现在可以想象，带电粒子进入该空间后在磁场和电场的共同作用下，它的运动轨迹将是一个间距逐渐增大的螺旋，如图（三）所示。那么此时，在大脑中将呈现一个清晰运动图案，你就可以求出任一时间，带电粒子所处位置以及它的速度，所右问题也就迎刃而解了。在物理教学中只有培养了良好的空间想象力，才可

6、以在分析问题，解决问题时建立完整的物理模型，清楚地知道事件发生的每一个步骤，然后根据题目所提供的条件和要求，进行分析和计算U由此可见，空间想象力的培养是物理教学中必不可少的一环。