在中学物理知识结构中，有一些占主干地位的基本规律，这些重点规律教学的成败，对于学生能否学好物理知识，能否运用物理知识解决实际问题，具有关键性作用，必须下大力气抓好。为此，必须明确对重点物理规律的教学要求。这些要求对初高中都是大体适用的。

重点物理规律的教学要求主要有以下几点：

一、使学生把握新旧知识的联系和建立物理规律的事实依据，懂得研究物理规律的方法

物理规律本身反映了物理现象中的相互联系、因果关系和有关物理量间的严格数量关系。因此，在物理规律的教学中，必须将那些原先分散学习的有关物理概念综合起来，把研究它们的关系作为主题。只有用联系的观点来引导学生研究新课题，提出新问题，才能激发起学生新的求知欲与新的钻研志趣。另一方面，物理规律本身，总是以一定的物理事实为依据的，因此，学生学习物理规律，也必须在认识、分析和研究有关的物理事实的基础上来进行。对于中学生来说，他们的抽象思维能力不强，理解和掌握物理规律更需要有充分的感性材料作为支柱。

人类在对物理规律的探索与研究过程中，逐步形成了物理学研究的基本方法。学生认识和掌握物理规律的过程，也相当于一个简化了的探索和研究过程。物理规律的获得主要有两种途径：一种是直接从实验结果中分析、归纳、概括而总结出来，即实验归纳法；另一种途径是利用已有的概念和规律，通过逻辑推理或数学推导，得出新的规律，即理论分析法。理论分析法可以是利用已有的概念和规律，推导出更普遍的规律，这属于理论归纳；也可以是利用较一般的规律，推导出特殊的规律，这属于理论演绎。

对于某一规律的教学，不一定按历史上的发现过程来叙述，教师可根据教学要求、学生原有基础、学校设备条件等来确定。实际上，教学中采用不同的方法来探讨规律，各有其优点，在促进学生掌握研究方法和发展能力方面可以起到不同的作用。 ．例如，理想气体状态方程=C的教学，可以用理论分析法，其理论依据有二：一是一定质量的理想气体初态p1、V1、T1和终态p2、V2、T2是确定的，两个状态之间的关系与所经历的过程无关；二是气体实验定律。据此，我们可以适当选取某一中间状态，使气体从初态经历一个等值变化到中间状态，再经历另一个等值变化到终态。即：

,其中两个等值变化可以从气体实验定律中的两条曲线上选取任意两个（与所经历的过程无关）。气态方程的教学，也可以用实验归纳法。取一定质量的理想气体为研究对象，直接测得多个平衡态时的p、V、T，从大量的实验数据，可以直接总结、概括出。

又如，楞次定律的教学，可以通过对一系列实验结果的分析，概括出判定感生电流方向的规律（实验归纳法），然后再运用能量转化与守恒定律加以理论说明；也可以先运用能量转化和守恒定律，推断出判定感生电流方向的规律（理论演绎法），然后用实验加以验证。

在实际教学中，究竟采用哪种方法，要视具体情况而定。可以以某一种方法为主，再介绍另一种方法。但是，无论采取哪种方法，都必须使学生明确建立规律的过程、依据，以及采用的方法。在运用实验归纳法时，要做好实验，突出相关的物理量，引导学生从实验现象和数据出发，抓住主要矛盾，运用一定的逻辑方法和数学方法，归纳出结论来。在运用理论分析法时，要抓好演绎推理的依据、推导的关键、推导的逻辑方法和数学方法，带领学生推导出规律的表达式，而后讨论它的物理意义，并用实验加以验证。

二、要使学生理解物理规律的物理意义

中学阶段所研究的物理规律，一般都要用文字语言加以表达，即用一段话把某一规律的物理意义表述出来。对于物理规律的文字表述，要认真加以分析，使学生真正理解它的含义，而不能让学生去死记结论。对规律的文字表述的引出，必须在学生对有关问题进行分析、研究、并对它的本质有相当认识的基础上进行，切不可在学生毫无认识或认识不足的情况下“搬出来”，“灌”给学生，然后再逐字逐句解释和说明。这种做法，离开了认识的基础，颠倒了认识的顺序，学生不知道规律是怎么得来的，也不可能理解它的真正含义。

例如，牛顿第一定律的教学，可仿照伽利略当年运用“理想实验”的思路，在观察实验的基础上，进行推理想象，由有摩擦时的运动情况推想到无摩擦时的运动情况，最后把这一规律的内容作如下表述：“一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持匀速直线运动状态或静止状态。”在理解时，要注意弄清定律的条件是“物体没有受到外力作用”。还要正确理解“或”这个字的含义，“或”不是指物体有时保持匀速直线运动状态，有时保持静止状态，而是指如果物体原来是运动的，它就保持匀速直线运动状态；如果原来是静止的，它就保持静止状态。又如，动量定理可表述为：“物体所受的合外力的冲量等于它的动量的变化”。弄清“等于”两字的含义对理解这个定理有很大帮助。第一，“等于”所包含的是一种因果关系，即冲量引起动量的变化；第二，“等于”包括大小和方向上的关系。冲量是力对时间的积累的量，属于过程量，动量则是物体状态的量，过程量冲量引起状态量动量的改变，动量的改变量和引起改变的冲量是相等的。可见‘等于”揭示了两者之间的内在联系，不要把“等于”单纯理解为“就是”。

大多数物理规律的内容都可以用数学公式表达出来，即定律的公式。公式的形式要能表达出定律的内容，能反映出研究对象间的内在联系，还能由之计算出有关的物理量的量值（有的还要能标示矢量的方向），参与各种推理和运算，并尽量选择最简洁的形式。对于物理定律公式，一要研究它是怎样建立起来的。在实验归纳法中，是怎样把实验数据通过思维加工和数学加工，转化为定律的表达式的；在理论分析法中，定律的表达式是怎样通过严密地推理而得出的。二要研究公式所表示的物理意义。要使学生从物理意义上去理解公式中所表示的物理量之间的数量关系，而不能从纯数学的角度加以理解。

例如，牛顿第二定律公式F=ma，它揭示了一定质量的物体所受的合外力与由此而产生的加速度之间的关系，如果只从数学形式考虑，就可能得出物体的质量与所受的外力成正比，或物体的质量与它的加速度成反比（m=）,这显然是错误的，再如，对于欧姆定律的表达公式，I=，应当使学生理解，这一公式表达了电流的强弱决定于加在导体两端电压的大小和导体本身电阻的大小。即某段电路中电流的大小，与这段电路两端的电压成正比，与这段电路中的电阻成反比，公式中的I、U、R三个物理量是对同一段电路而言。把公式加以数学变换，得到电阻的定义式R=U/I。如果不理解公式的物理意义，就可能得出“电阻与电压成正比”这一类错误的结论来。

许多物理规律也可以用函数图像来表达，函数图象有简明、清晰、直观的优点。在中学物理中，利用图象表达物理规律有以下几个作用：

1.利用函数图象归纳实验定律，讨论实验定律。这是科学研究中常用的一种方法。例如，研究在等压条件下，一定质量的理想气体的体积随温度变化的规律，就可以利用描点法画出由实验数据得出的等压线（如图7-2），然后推得盖·吕萨克定律的数学表达式：

进一步研究图象，由于等压线未通过原点，表明在0℃时的体积为V0，延长等压线交t轴于D点，得到t=-273℃，而从“外推”到“零体积”，引入理想气体温标，初步明确绝对零度的物理意义，为引入理想气体状态方程奠定基础。

2.用图象形象地描述物理规律。数学公式能精确地描述物理规律，配合函数图象，表达就更形象、明显，就能够加深学生对规律的理解。例如，光电效应中的爱因斯坦光电效应方程：

用数学式表达了光电子最大初动能与入射光频率之间的关系。图7-3就形象地反映了光电子的最大初动能与入射光强度无关，只随入射光频率增大而增大的线性关系，直观地看出光电效应的产生有一个最低频率（极限频率V0）。

3.在学生数学知识不足的情况下，利用函数图象来表明物理规律；利用函数图象导出有关公式。

例如，分子与分子间的相互作用力是怎样随分子间的距离而变化呢？在中学阶段，无法建立力与距离的函数关系，如能画出如图7-4所示的函数图象，从作用力曲线可以清楚地看出：当两个分子很靠近时，斥力大于引力，合力为斥力；在r=r0处，引力和斥力相抵消，r0就是分子间平均距离；当r=rm时，有效引力最大；当r＞R时，合力已非常微小，可以看作等于零，R称为分子作用半径。这样，学生就能形象地初步了解分子间相互作用的规律，也便于用它来解释许多物理现象。

有些物理规律的公式，需要运用高等数学来推导，如匀变速直线运动的运动学方程s=,在中学物理教学中，限于考生的数学水平，我们可以利用速度-时间图象来推出这一公式，如图7-5等等。

综合上述，利用图象表达物理规律，既有与用公式表达相辅相成的一面，又有它自己的独特作用。无论是用公式表达，还是用图线表达，都要突出它的物理意义，使学生真正做到理解。

三、使学生明确物理规律的适用条件和范围

每一个物理规律都是在一定条件下反映某个物理现象或物理过程的变化规律的，规律的成立是有条件的。因此，每一规律的适用条件和范围也是一定的。学生只有明确规律的适用条件和范围，才能正确地运用规律来研究和解决问题，才能避免乱用规律、乱套公式的现象。例如,欧姆定律I=，适用于金属导体，不适用于高电压的液体导体，不适用于气体导电，不适用于含源电路或含有非线性元件的电路。而且I、U、R必须是同一段电路上的三个物理量。再如，胡克定律的适用条件是在弹性限度以内；单摆振动的公式的成立条件是牛顿定律的适用范围是可视为质点的宏观物体、低速和惯性系，……。

四、使学生认清所研究的物理规律与有关的物理概念和物理规律之间的关系

物理规律总是与许多物理概念紧密联系在一起的，与某些物理规律也互相关联，应当使学生把物理规律与和它相关的物理概念和物理规律之间的关系搞清楚。例如，牛顿第一定律与物体的惯性虽有联系，但二者有本质上的区别，不能混为一谈。常发现中学生把惯性与运动状态等同起来，把用力改变物体的运动状态说成是“打破物体的惯性”，把物体不受外力作用保持原来的运动状态说成是“保持物体的惯性”，有的教师也讲外力“克服惯性，而使物体运动起来”。我们知道，惯性是物体的固有属性，物体无论是静止还是运动，无论是从静到动还是从动到静，任何时候都具有惯性，在经典力学范围内，物体的质量视为不变，惯性的大小也视为不变，物体作平动时，惯性大小的量度就是质量，因此不能说“打破”惯性。牛顿第一定律是一个反映这些客观事实的物理规律，与反映物体属性的惯性，两者不能混为一谈。又比如，动量定理与动量和冲量这两个物理量有联系。大家知道，在日常生活和生产实践中，经常需要研究打击、碰撞和反碰撞之类的问题。这类问题的特点是，具有相对运动的物体相互作用时，虽然相互作用时间很短，但毕竟不是瞬间的接触；同时，在这很短的时间△t内，相互作用力的大小是不断变化的。每个物体运动状态的改变，既不是单纯地由受力F决定，也不是单纯地由受力时间△t决定，而是由于在相互作用时间△t内，力不断积累作用的结果。动量定理就是反映了这种力对时间积累作用过程的物理规律，即：冲量（描述力对时间积累作用的物理量，F·△t，它是个过程量）等于动量（描述物体机械运动状态的物理量，mv，它是个状态量）的变化量。冲量、动量、动量的变化量都是矢量。因此，动量定理是一个矢量关系。冲量的大小等于动量变化的大小（矢量差），冲量的方向与动量变化的方向一致。再比如，就欧姆定律来说，教师应当把规律的表达式 与电阻的量度公式、电阻定律的表达式和导出公式，通过分析、比较，把它们的含义剖析清楚并区别开来。

五、使学生学会运用物理规律说明、解释现象，分析和解决实际问题

对于重点物理规律，不仅要求学生理解，而且要求会灵活运用，因为掌握物理规律的目的就在于能够运用物理规律去解决问题。运用的过程，是将抽象的物理规律具体化的过程，从而完成认识上的第二个“飞跃”。在这一过程中，一方面可以巩固、深化和活化对规律的理解；另一方面，可以使学生学到分析、处理实际问题的方法，发展学生分析、解决问题的能力，运用数学解决物理问题的能力，逻辑地说理和表达能力，手脑并用、独立解决简单实际问题的能力，以及创造能力等。