给孩子的物理学常识。
讲任何一门学科都要从它的起源开始,物理学也是如此。按照人类简史中的说法,世界刚开始的时候进入物理学阶段,然后是化学,最后才是生物学的开始。
然而从学科本科的产生而言,那也就是近2000年的事情。最早出现的物理学定律是浮力定律和杠杆定律,这还要感谢一个人,那就是阿基米德,它应该是出名最早的物理学家了吧。
说起浮体定律,其中还有一个众所周知的故事呢,想必你一定知道尤力卡这个词吧,你可能想不到它来自于希腊语,意思是“明白了”,它就跟浮体定律的发现有关。
话说阿基米德出生于叙拉古,当时这个城邦的国**刚握稳大权,很想搞一个仪式想庆祝一下,他想打造一顶象征至高王权的黄金王冠。于是他找到一位能工巧匠来做这件事,很快王冠打造好了。工匠的手艺果然很出色,国王也很满意。可是这时出事了,有人偷偷来向国王告密,说工匠偷斤少两,把黄金偷换成了白银。
听了这话,国王将信交将疑,像吃了一只苍蝇似的,可是他又着实没有证据说工匠一定就搞了鬼。于是国王便把国内最聪明的人找来,解决这个难题。最聪明的人,谁呀?当然是阿基米德了……
今天说一下速度公式,实际上对于即将进入初中的学生而言,速度公式并不会感到很陌生,因为小学数学中就不断使用了,即v=s/t,其中的s是距离,t是时间,v则是速度,这些都是英文单词的首字母。
那么为什么还要把这个公式放到物理课本中大书特书呢?这还真不是胡搞,因为在物理课中,速度公式着重在揭示物体运动中的距离与时间的线性关系。
什么是线性关系呢?就是比较单纯的比例关系。简单说,就是一个物体运动起来之后,他的时间/距离在坐标系中的散点连接起来,是一条直线,它便是速度。这种运动被称为匀速直线运动。只要物体在其间不受其他物体的影响,或者外部的合力中和为零,他的运动状态就不会发生改变。
这一点似乎是不太好理解,哪有物体不受力的状态,或者外部受力刚好为零呢?这非常不符合客观实际。事实上,简化条件是科学的研究的一种常用方法。你想一想,如果刚开始学习力学,就给你加一堆摩擦力、推力、重力,你还不被吓倒?哪有功夫去认真研究运动啊?
物理学的学习,无论如何是绕不开定律的。这在其他学科中都是没有的,也不像数学中学的那个叫定理。
其实定理与定律长得特虽像,都是多以公式的形式出现,而且给你一种颠扑不破的感觉,它们也都是考试常用的出题点。那么,定理与定律有什么区别呢?
首先定律是一般出现在可测量的学科,比如物理、化学、生物,以及经济学等这样的学科中。例如牛顿定律,就是经过几百上千次的观察、测量物体运动后总结归纳起来的;欧姆定律是在无数次测量电流与电压的数值后,总结出来的相关性。看出来了吧,定律跟观察测量、总结归纳有关。先是注意到某种可能的相关性,然后针对性的统计测量数据,把这些数据汇总到一起,确认验证其规律。这种研究方法就叫“归纳法”。
通过归纳法总结出来的规律就叫定律。比如网上有人**,观察到开学的第一周总是道路特别堵,于是就提出了一个“堵车定律”。 虽然有点搞笑,可能这种研究方法并没有错,算是比较低级的定律吧……