如何学好大学物理
梦见别人被火烧-
如
何
学
好
大
学
物
理
理学院
沈才康
大
学物理是理工科学生的一门必修重要基础课,其内容主要有力学、热学、电磁学、振动与
波动、光学、相对论、量子物理等。由于大学物理丰富的内容涉及到科技领域的方方面面,
特别是物理学中提出问题、解决问题的特殊物理思想方法,对同学们后续课程的学习和将来
的工作都是有极大帮助的。因此必须认真学好这门课。而如何才能学好这门课呢根据我们多
< br>年的教学经验和近几年所做的课程小结资料总汇,我想应该主要做好下面三个方面的工作。
端正学风,培养良好的自主性学习习惯
大学物理是一年级开设课程,同学们从中学进入大学,学习环境、学习内容、学习要求都发
生了巨大变化,因此学习习惯和方式也要随之变化,以适应大学的学习环境。从学习环境上
说,中学有高考压力,一般中学的管理非常严格,学习更多的是老师和家长管着学。而大学
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给学生更多的自由,更需要自己的自觉学习行为,学习中也需要更多地思考,我们称为自主<
/p>
性学习。另外从内容和要求上比较,大学的学习课程内容多,课程难度大,更需要同学们刻
苦学习。
就物理课程而言,中学物理
通常是提一下物理概念,给出相关定律和公式,只要求同学们记
住公式、定律,会套用公
式求解一些相关题就可以了。而大学则会对每个定律、定理和重点
公式进行详细推导,并
且要求同学们能具体掌握其物理思想和解决问题的方法。要真正学好
大学物理,其首要的
任务是端正学风,培养一个良好的自主性学习习惯。我校是全国性招生,
各专业进来的学
生基础相差还是比较大的,这对大学物理的学习带来一定的难度。但是多年
的调研表明,
影响学习物理课程最大的因素并不是中学物理的基础,而是学风。关于这一点,
我们可以
用几个数字来说明。根据学校有关规定,作为公共基础课的大学物理一直采用教考
分离并
且全校统考的方法(注:组卷用的是国家教委委托清华大学等校主编的国家级计算机
组卷
试题库)。每年我们全校有四千多学生要参加大学物理考试(注:含浦江学院学生,江
浦
和浦江学生试卷难度不同)。近几年,大学物理不及格率全校总评
8%
< br>左右。通过对不及格
学生的情况统计表明,约占
80%<
/p>
的不及格学生是平时有逃课、不做作业或经常抄袭作业以及
上课不
认真听讲的那些被老师留有记录的同学。学风好的学院,如材料院学生的不及格率非
常低
,有的班没有人不及格。而平时学风差的班级,考试的不及格率超过了
50%
。
什么是好的学习习惯呢就大学物理课而言,我
们要求学生:
(
1
)上课要认真听讲并
且适当做
些笔记;(
2
)不要无故缺课
,按时独立完成作业;(
3
)课前适当预习、课后认真复习并小
结学习内容,遇到疑问及时参加答疑(物理系每周安排了答疑);(
4
)学有余力的同学课外
可以看看我们推荐的参考书。现在
大学物理课的绝大部分老师采用课件上课,同学们完整地
记笔记有一定困难,但适当地记
录每次课的重点、要点还是非常必要的。在国家教委大学物
理指导委员会制定的非物理专
业理工科大学物理教学基本要求中,
大学物理教学内容分掌握、
理解和了解三个层次要求。其中,对掌握和理解的内容,同学们平时在课后应该自己复习小
结一下,或者认真阅读我们特意为学生编写的教学辅导书《大学物理解题指导与练习》一书。
< br>这本书对大学物理各章节内容作了小结,并附了大量典型题。完成这本书上的课外自测题,
对理解和掌握大学物理各章重点内容有非常好的效果。
二、掌握基本的高等数学知识和理解重要的物理概念
在大学物理的学习过程中,同学们遇到的最普遍的困难有两点,一是对重要物理概念的理解
不透,因而在解决具体问题时不知从何处下手,或者不知用哪个定律求解。二是高等数学的
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应用能力较差,不会对物理问题进行数学建模并具体求解。事实上解决好这两方面的问题,<
/p>
大学物理的学习也就变得轻松了。
为了
说明理解概念的重要性,我们来看一个典型实例。如图所示,图(
a
)是天花板下一长为
l
的轻质细线挂一重物
M
,另一粘性物体
m
以水平速
率
v
和其作完全非弹性碰撞,求它们碰
后速率。图(
b
)是天花板下悬挂的一个长为
< br>l
的可光滑自由转动的质量
M
的
刚性均质细棒,
同样有一质量
m
的粘性
小球以水平速率
v
和其发生完全非弹性碰撞,求碰撞后系统角速
度大
小。这两个表面看起来差不多的问题,其本质有很大区别。图(
a
)系统在碰撞前后水平方向
受合外力几乎为零,即满足<
/p>
F
外
?
F
内
,动量守恒,故用动量守恒定律就可求解本题,这是中
学物理就可做的题;而图(
b
)系统在碰撞中,
p>
受到一个约束反力,这个力在水平方向的分力较
而言,
水平方向
F
外
?
F
内
就不成立,
系统在水
平
棒在
O
点
大
。对系统
方
向
动
量
就不守恒。可是许多同学在做作业和考试时仍然
用
动
量
守
恒定律做,当然
就出现概念性错误了。实际上这
个
题
应
采
用角动量守恒定律求解,
因为系统对
垂直于
O
点
转
轴
的
合
外力矩近似为零。而这个内容一
般到大学物理才介绍。要深刻理解重要的物理概念,除了认
真上课,听老师讲授外,自己
课后认真阅读教材和教辅书并写出各章节小结是必要的,因为
这样做可以帮助自己弄清所
学内容的基本物理概念。
关于物理学习中另一个问题,即高数
应用能力问题,是指要求学生要有比较好的数学功底,
因为大学物理的大部分内容离不开
高数知识的应用。
而其中用的最多的是微积分和矢量知识。
学好
高数对学习大学物理是非常重要的,特别是应用题的求解。当然同学们也不要因为数学
基
础稍差就感到紧张,实际上大学物理要用到的高数知识是最基本最简单的一些内容。例如
矢量知识,主要是矢量的加减运算和标积、矢积运算以及矢量的微积分处理等。通常同学们
只要
2
到
4
学时的认真学习就完全可以掌握学习大学物理所需要的矢量知识了。而微积分在
1
1
大学物理中的应用也不是很难。例如电磁学中用得比较多的积分就是
d
x
和
p>
2
d
x
以及三
x
x
角函数的积
分,这些也是大家学习高数后最起码应该掌握的数学知识。而有一部分同学这样
的数学基
础也没有掌握好,大学物理学不好当然就不足为怪了。为了更好地学习大学物理,
希望同
学们首先认真学好高等数学。
三、掌握物理学解决问题的基本思路和各种方法
物理学的基本概念和规律是在分析具体物理问题的过程中逐步建立和掌握的。因此,在求解
问题之前必须对所研究的物理问题建立一个清晰的图像,从而明确解题的思路和方法。只有
这样,才能在解完题之后留下一些值得回味的东西,体会到物理问题所蕴含的奥妙和涵义,
真正掌握物理学的思想方法。因为大学物理内容丰富,对于不同的内容可以有不同特色的学
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习方法。限于篇幅,下面就结合各部分内容简单介绍一些学习方法,供同学们学习中参考。<
/p>
力学
从中学
物理到大学物理,力学部分的内容是比较相近的,但解决问题的深度不同,方法也就
不一
样。例如:在质点运动学中,中学求解的主要是物体匀加速直线运动或匀速率圆周运动
等
问题,而大学物理中质点运动规律是不受限制的,通常解决问题需要有高数的应用。因此
熟练掌握高数在力学部分的应用是学好大学物理良好的开端。此外,大学物理力学部分增加
了刚体力学内容,
这样同学们在求解力学问题时就首先要正确选择物理模型和认识运动
过程,
不要如前面我们提到的例题那样把质点和刚体二种不同模型问题弄混,特别是遇到
它们综合
在一起时要能恰当地找出解决问题的规律。
类比法