浅谈物理学知识与高中地理教学中的联系

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  【摘要】现代教学过程中各学科间的相互渗透、相互隐涵,已经成为现代科学发展的趋向和重要特征之一,高中地理新教材也正反映了这一特征。在高中教学中,打破各科之间的界限,加强学科之间的联系,已是课程设置理论中的课程观之一。中学的物理教学与地理教学是两门联系比较密切的学科。深刻理解某些地理问题离不开物理知识,反之地理知识又为许多重要的物理定律提供了现实依据。
   【关键词】物理知识;地理教学;课程联系;万有引力
  倡导自主学习、合作学习和探究学习是高中地理新课程的基本理念之一。在地里问题的探究过程中满足学生探索自然的奥秘,了解一些自然地理现象的形成原因以及发现自然地理规律,是地理教学的基本要求。在地里家教学过程中,如何更好地解释地理现象,解释地理规律,如果运用物理定律和物理知识来解决一些地理问题,就能够从本质上解释和解决地理问题的一些疑点和难点。
   一、应用物理学知识解释地理学问题
   1.应用力的合成[2]来解释大气运动
   大气运动[1]是高中地理教学中的一个难点,虽然大气运动——风向的确定,需要引入水平气压梯度力,地转偏向力,摩擦力等的概念。我们教学时直接从地理学知识入手学生很难理解的。我们从物理学的角度入手:大气在同一水平面上的不同地区温度差异引起大气密度差异,密度差异就做成不同地区的气压差异,由不同地区的气压差异造成空气流动,气压由高压流向抵压。风向的确定需要以上合力。
   在高空时没有摩擦力影响的情况下,受地转偏向力的作用,风向逐渐与等压线平行。在近地面时,由于水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力的共同作用下,风向与等压线之间成夹角,同时风向和摩擦力在同一条线上的两个方向不同的力。
   2.“比热”是物理学中的一个重要概念,海洋与陆地的热熔量不同,是导致海陆热力差异的一个重要因素,是形成季风环流、海洋性气候与大陆性气候等气候差异的原因。对此,我引用了同学们在初中物理已学过的公式来说明:Q﹦Cm△t由公式可以看出,在热量Q一定条件下,温度变化△t与比热C成反比。陆地的比热较海洋的比热小,则等量的太阳辐射,陆地气温变化比海洋大,可见,用此公式解释季风环流的形成,海洋性气候与大陆气候的差异,学生就很容易理解了。
   二、应用物理定律来解决自然地理现象
   自然地理的主要研究对象是地球表层的地理环境,地理环境的结构分布,组成地理环境的各要素以及地理环境各要素间的联系和发展变化规律,它们是自然地理的骨骼。运用物理定律来理解一些自然地理现象,让教师教起来深入浅出,学生学起来浅显易懂。以便更有利于学生正确认识人地联系,持续发展,爱护地球,保护环境。
   1.应用开普勒第三定律
   对于每个行星而言,太阳和行星的连线在相等的时间内所过的面积都相等。在看下地球运动的速度。速度问题是物理学的经典问题。我们在讲解高一《地理》第一章第三节地球的运动这一部分内容时,先讲物理学的速度问题,只要真正的理解了物理上的速度问题,才能理解地球运动的速度问题。
  因为地球是个椭球体,在讲述地球自转的速度问题时,纬线圈的长短不一,纬线的长度由赤道向两级递减,线速度也赤道向两级递减,两级点的线速度为0,赤道为最长的纬线圈,约为4万㎞。那么地球自转一周所用的时间为24小时,在赤道上的线速度为40000㎞÷24≈1670㎞/h。地球真正自转一周的角度为360°,所用时间还是为24小时,那么它的角速度为360°÷24﹦15°/h。地球是个整体的椭球体,除了两极点外角速度都是相同的,两极点在单位时间内没有角度的变化,因此角速度也为0。
   学生理解地球公转的角速度和线速度时相对较难,因为地球绕太阳公转时,它的轨道不是一个标准的圆,而是一个椭圆,太阳就在一个焦点,地球绕太阳旋转时,单位时间内转过的距离和角度是个变量。这个时候如果引入开普勒第三定律,地球绕太阳运转时单位时间转过的面积相等,这样自然而然就可以看出地球距太阳越近单位时间内转过的角度和距离就越小。即角速度和线速度在远日点时小,利用这些物理原理来解决地理问题,让学生从根本上真正了解了地理上的有关速度问题。
   2.应用万有引力定律
   我们学习地球公转运动时,如果单纯的告诉学生近日点(1月初)地球公转的线速度和角速度最快,而远日点(7月初)地球公转的线速度和角速度最慢,学生只知其然,不知其所以然,因此理解起来有困难。如果应用万有引力定律来解释近日点、远日点的问题就很好理解。此时我们不要考虑其他因素,只考虑近日点和远日点时的距离在变动,两天体间的引力跟距离成反比。两天体间的距离越大吸引力就越小,单位时间内转过的角速度就越小,就表明角速度就越慢;单位时间内转过的距离就越短,线速度就越小。
   以上应用这些物理知识可以看出,物理知识在地理教学中应用,能使学生轻松地掌握地理概念、现象和基本规律。但是,有些内容涉及的知识较难,学生难以接受,在课堂上就不能讲得太多,以免冲谈主题,影响地理知识的掌握。有趣的学生在课后讲解物理知识的内容,加深对地理知识的理解。
   参考文献
  [1] 《地理 必修1》 青海民族出版社 2010年8月
  [2] 《物理 必修 1》 人民教育出版社 2008年8月
  
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