協(xié)變類比法在大學(xué)物理學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

【摘 要】類比法是理解和解決問題的一種重要的邏輯推理方法，本文簡述了類比法在學(xué)習(xí)、研究中的重要作用，著重列舉了協(xié)變類比法在大學(xué)物理學(xué)的力學(xué)、電磁學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用，以引起教師對類比法的重視和靈活應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】類比法 協(xié)變類比 物理學(xué)

【中圖分類號】G642 【文獻標(biāo)識碼】A 【文章編號】1674-4810（2014）09-0010-02

類比法是根據(jù)兩個（兩類）對象之間在某些方面的相同或相似，而推出它們在其他方面也可能相同或相似的邏輯推理方法。類比法主要是根據(jù)事物屬性之間的性質(zhì)、關(guān)系、協(xié)變等進行的比較和推理，它是研究和學(xué)習(xí)物理學(xué)的一種極其重要的方法。類比法能啟發(fā)和開拓學(xué)習(xí)者、研究者的思維，能給學(xué)生理解和解決問題提供線索和思路，它對物理學(xué)的發(fā)展起了重要的作用，對學(xué)生學(xué)習(xí)物理也頗有益處。

下面僅就本人的教學(xué)實踐，談?wù)剠f(xié)變類比法在大學(xué)物理學(xué)的教學(xué)中的應(yīng)用。協(xié)變類比法是根據(jù)兩個（或兩類）對象可能具有的屬性之間的某種協(xié)變關(guān)系（定量的函數(shù)關(guān)系）的類比推理。

一 質(zhì)點的直線運動和圓周運動的類比

通過θ、ω、α與x、v、a的比較，利用熟悉的x、v、a的定義和物理意義，更容易理解θ、ω、α的定義和物理意義，將x、v、a用θ、ω、α代換，可以由左邊熟悉的公式很容易得到右邊新接觸的公式，并且公式的推導(dǎo)過程也完全一致。

二 質(zhì)點動力學(xué)和剛體動力學(xué)公式的類比

剛體是學(xué)生在大學(xué)物理中新接觸的概念，描述剛體繞定軸轉(zhuǎn)動的一系列物理量和物理公式，可以通過質(zhì)點動力學(xué)的公式類比得到和理解。

即用ω、J、M、α這些剛體中所涉及的物理量的符號，代換質(zhì)點公式中的v、m、F、a涉及的物理量的符號，可以得到剛體動力學(xué)中的一系列公式，對于學(xué)生理解記憶公式很有益處。

三 幾種簡諧振動的類比

彈簧振子的動力學(xué)方程為 ，其中 是由系

統(tǒng)決定的常數(shù)，x是位移。

θ<5°時，單擺的動力學(xué)方程為 ，其中 是

由系統(tǒng)決定的常數(shù)，θ是角位移。

θ<5°時，復(fù)擺的動力學(xué)方程為 ，其中

也是由系統(tǒng)決定的常數(shù)，θ是角位移。

由于彈簧振子的運動是簡諧運動，利用協(xié)變關(guān)系，很容易理解θ<5°時單擺和復(fù)擺的運動也是簡諧運動。

四 電學(xué)和磁學(xué)中公式的類比