王燦+韓寧

隨著教育改革的不斷深化，讓學(xué)生了解和掌握學(xué)科之間的滲透成為重點(diǎn)考核內(nèi)容，尤其是在物理和化學(xué)學(xué)科之間聯(lián)系較為密切.物理和化學(xué)是相輔相成的，尤其是化學(xué)知識(shí)在初中物理電學(xué)和力學(xué)教學(xué)中能夠生動(dòng)、形象地表現(xiàn)物理現(xiàn)象，幫助學(xué)生理解和記憶，提高學(xué)習(xí)效果.因此，研究化學(xué)知識(shí)在初中物理電學(xué)和力學(xué)教學(xué)中的作用很有必要.

一、化學(xué)知識(shí)可以詮釋物理現(xiàn)象

在初中物理教學(xué)中，借助化學(xué)知識(shí)可以將復(fù)雜、抽象的物理現(xiàn)象生動(dòng)形象地展現(xiàn)出來，幫助學(xué)生深層次地理解和記憶.

例如，如圖1，燒杯內(nèi)裝有CuSO4溶液，將A、B兩個(gè)碳棒分解用導(dǎo)線接在電源的兩極a和b，幾分鐘后取出B碳棒，可以看到碳棒上有一層暗紅色物質(zhì)附著，從中可以得出以下結(jié)論：（1）電源a處是正極，b則是負(fù)極，液體內(nèi)的電流方向?yàn)锳→B.（2）電源a處是負(fù)極，b則為正極，液體內(nèi)的電流方向仍然為A→B.（3）電源a處是正極，b則是負(fù)極，液體內(nèi)電流方向?yàn)锽→A.（4）電源a處是負(fù)極，b則為正極，液體內(nèi)電流方向?yàn)锽→A.不難看出，B碳棒上附著的暗紅色物質(zhì)是銅，主要是由于在接通電源前，CuSO4溶液中的Cu2+和SO2-4在水中自由移動(dòng)，接通電源后受到電壓影響，自由移動(dòng)的離子的運(yùn)動(dòng)軌跡轉(zhuǎn)變?yōu)槎ㄏ蛞苿?dòng)，根據(jù)異電荷相互吸引的原理，帶負(fù)電的SO2-4逐漸朝著電源負(fù)極的碳棒方向移動(dòng)，而Cu2+得到電子還原成銅，附著在碳棒上.從中可以看出，a是電源正極，b則是電源負(fù)極，液體內(nèi)Cu2+的移動(dòng)方向是朝著正極方向移動(dòng).電流在通過CuSO4溶液時(shí)，同電源兩級(jí)連接的碳棒發(fā)生氧化還原反應(yīng)，從化學(xué)角度可以看出，此種現(xiàn)象就是化學(xué)中的“電解”現(xiàn)象.題目中電壓、電荷和電流方向等相關(guān)概念來確定離子移動(dòng)方向，集合電解相關(guān)知識(shí)，有利于學(xué)生理解CuSO4溶液中的Cu2+氧化還原為銅的原理.

又如，如圖2，在一個(gè)密閉容器內(nèi)裝有石灰石和稀鹽酸，燒杯附近放著小球，請(qǐng)分析石灰石和稀鹽酸反應(yīng)前后小球?qū)θ萜鞯椎膲毫ψ兓闆r.通過對(duì)小球受力分析來看，容器底對(duì)小球受力公式為N=G-F氣浮，燒杯內(nèi)的物質(zhì)在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后會(huì)生成CO2.根據(jù)阿基米德原理，小球在受到氣體浮力作用下，隨著浮力的增加支持力逐漸減小，小球?qū)θ萜鞯讐毫εc支持力相同，所以小球?qū)θ萜鞯椎膲毫χ饾u減小.

二、化學(xué)因素影響物理量的性質(zhì)

例如，如圖3，如何判斷出化學(xué)電池的正極和負(fù)極？通過對(duì)鋅板和銅板浸入H2SO4溶液中，接通電源后，Zn化學(xué)性質(zhì)較之Cu更加活潑，所以在Zn和H2SO4溶液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后，鋅板逐漸消融，還原為Zn2+，失去電子后進(jìn)入到H2SO4溶液中，溶液中的SO2-4則逐漸轉(zhuǎn)移到鋅板方向，H+向銅板移動(dòng)，鋅板聚集負(fù)電荷后變?yōu)殡娫吹呢?fù)極，銅板聚集正電荷成為電源正極.此外，受到電壓作用，鋅板上自由電子經(jīng)由外部電路進(jìn)入到銅板中，促使銅板上的H+發(fā)生還原反應(yīng)，形成氫氣，所以可以觀察到銅板上出現(xiàn)氣泡現(xiàn)象.

化學(xué)電池組成需要特定條件，首先要求兩極元素活動(dòng)特性不同，溶液中含有大量自由離子，電擊上發(fā)生化學(xué)反應(yīng).活動(dòng)性較弱的成為電源正極，而活動(dòng)性較強(qiáng)的則轉(zhuǎn)變?yōu)殡娫簇?fù)極.這一現(xiàn)象與金屬自由電子定向移動(dòng)方向和電力方向相反規(guī)律相一致.此外，還可以利用化學(xué)原理來計(jì)算物理量，盡管這種解題方法難度較大，但是一般情況下會(huì)利用化學(xué)反應(yīng)方程式計(jì)算物體質(zhì)量，其中還包括壓強(qiáng)計(jì)算、浮力等內(nèi)容，因此需要學(xué)生掌握化學(xué)反應(yīng)方程式，有效解決物理問題.

綜上所述，化學(xué)與物理的聯(lián)系較為密切，很多化學(xué)知識(shí)可以靈活運(yùn)用到物理解題中，幫助學(xué)生直觀了解物理現(xiàn)象，理解物理知識(shí)，提高解題效率.