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理想模型法

理想模型法
理想模型法

理想模型法

即将抽象的物理现象用简单易懂的具体模型表示。如用太阳系模型代表原子结构,用简单的线条代表杠杆等,引入光线、磁感线等。

放大法

把微弱的力量通过另一种方法表现出来。

叠加法

物理学中常常把微小的、不易测量的同一物理量叠加起来,测量后求平均值的方法俗称“叠加法”。

【经典实验:测邮票的质量;粗测分子的大小】

控制变量法

自然界发生的各种现象,往往是错综复杂的。决定某一个现象的产生和变化的因素常常也很多。为了弄清事物变化的原因和规律,必须设法把其中的一个或几个因素用人为的方法控制起来,使它保持不变,然后来比较,研究其他两个变量之间的关系,这种研究问题的科学方法就是“控制变量法”。初中物理实验大多都用到了这种方法,如通过导体的电流I受到导体电阻R和它两端电压U的影响,在研究电流I与电阻R的关系时,需要保持电压U不变;在研究电流I与电压U的关系时,需要保持电阻R不变。再如探究影响动能大小的因素时,在研究动能大小与速度的关系时,要控制质量不变;在研究动能大小与质量的关系时,要控制速度不变。中学物理课本中,蒸发的快慢与哪些因素的有关;滑动摩擦力的大小与哪些因素有关;液体压强与哪些因素有关;研究浮力大小与哪些因素有关;压力的作用效果与哪些因素有关;滑轮组的机械效率与哪些因素有关;动能、重力势能大小与哪些因素有关;导体的电阻与哪些因素有关;研究电阻一定、电流与电压的关系;研究电压一定、电流和电阻的关系;研究电流做功的多少跟什么因素有关系;电流的热效应与哪些因素有关;研究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关系等均应用了这种科学方法。

实验推理法

有一些物理现象,由于受实验条件所限,无法直接验证,需要我们先进行实验,再进行合理推理得出正确结论,这也是一种常用的科学方法。如将一只闹钟放在密封的玻璃罩内,当罩内空气被抽走时,钟声变小,由此推理出:真空不能传声。

【经典实验:牛顿第一定律的推理】

转换法

一些看不见,摸不着的物理现象,不好直接认识它,我们常根据它们表现出来的看的见、摸的着的现象来间接认识它们。如根据电流的热效应来认识电流大小,根据磁场对磁体有力的作用来认识磁场等。

【经典实验:电流的热效应来认识电流大小,根据磁场对磁体有力的作用来认识磁场】

描述法

为了研究问题的方便,我们常用线条等手段来描述各种看不见的现象。如用光线来描述光,用磁感线来描述磁场,用力的图示描述力等。

积累法

在测量微小量的时候,我们常常将微小的量积累成一个比较大的量、比如在测量一张纸的厚度的时候,我们先测量100张纸的厚度在将结果除以100,这样使测量的结果更接近真实的值就是采取的积累法。

测量出一张邮票的质量、测量出心跳一下的时间。测量出导线的直径。

类比法

将一些十分抽象的,看不见、模不着的如电流的形成、电压的作用通过以熟悉的水流的形成,水压使水管中形成了水流进行类比,从而得出电压是形成电流的原因的结论。学生在学习电学知识时,在老师的引导下,联想到:水压迫使水沿着一定的方向流动,使水管中形成了水流;类似的,电压迫使自由电荷作定向移动使电路中形成了电流.抽水机是提供水压的装置;类似的,电源是提供电压的装置.水流通过涡轮时,消耗水能转化为涡轮的动能;类似的,电流通过电灯时,消耗的电能转化为内能。

我学习分子动能的时候与物体的动能进行类比;功率和速度类比进行类比例:1、某同学在学习电学知识时,在老师的引导下,联想力学实验现象,进行比较并找出了一些相类似的规律,其中不准确的是( )

A.水压使水管中形成水流;类似地,电压使电路中形成电流

B.抽水机是提供水压的装置:类似地,电源是提供电压的装置

C.抽水机工作时消耗水能;类似地,电灯发光时消耗电能

D.水流通过涡轮时,消耗水能转化为涡轮的动能:类似地,电流通过电灯时,消耗电能转化为内能和光能解析:C

通过类比,用大家熟悉的水流、水压的直观认识,使得看不见、摸不着的抽象的电流、电压等知识跃然纸面,栩栩如生

科学推理法

当你在对观察到的现象进行解释的时候就是在进行推理,或说是在做出推论,例如当你家的狗在叫的时,你可能会推想有人在你家的门外,要做出这一推论,你就需要把现象(狗的叫声)以往的知识经验,即有陌生人来时狗会叫结合起来。这样才能得出符合逻辑的答案

如:在进行牛顿第一定律的实验时,当我们把物体在越光滑的平面运动的越远的知识结合起来我们就推理出,如果平面完全光滑物体将永远进行匀速直线运动。

如:在真空不能传声的实验时,当我们发现空气越少,传出的声音就越小时,我们就推理出,真空是不能传声的。

比值定义法

例:密度、压强、功率、电流等概念公式采取的都是这样的方法。

建立理想模型法1

初中物理建立理想模型法简介 王台中学王建国 百度+自己的总结,请有选择地参考。 把复杂问题简单化,摒弃次要条件,抓住主要因素,只考虑起决定作用的主要因素,对实际问题进行理想化处理,构建理想化的物理模型,这是一种重要的物理思想。在此基础上,有时为了更加形象地描述所要研究的物理现象、物理问题,还需要引入一些虚拟的内容,借此来形象、直观地表述物理情景。 题型分为两类 一、理想模型是从无到有建立的,例子如下 ※光线、磁感线都是虚拟假定出来的,但它们却直观、形象地表述物理情境与事实,方便地解决问题。通过磁感线研究磁场的分布,通过光线研究光的传播路径和方向。(光的性质波动性、粒子性、沿直线传播)(磁场的性质:对处于其中的磁体、电流、运动电荷有力的作用) ※电路图。(电路的一些性质:电流按照从电源正极流出通过外部电路流回负极、流过用电器会做功、电流有大小、导线有粗细、) ※匀速直线运动,就是一种理想模型。在生活实际中严格的匀速直线运动是无法找到的,但有很多的运动情形都近似于匀速直线运动,按匀速直线运动来处理,大大简化了难题,得到的结果又具有极高的精度,在允许的误差范围内与实际相吻合。(运动物体方向和快慢随时间发生变化) ※杠杆也是一种理想模型,杠杆在实际使用时,由于受力的作用,都会引起或大或小的形变,可忽略不计,因此,我们就把杠杆理相化,认为它无形变。(物体有形状,硬棒,能绕固定点转动) ※原子核式结构模型 ※力的示意图或力的图示 二、把实际物体看作已建立的实体模型 ※斜拉索式大桥看作是杠杆模型。(抓住的主要因素:硬、能绕固定点转动。)※汛期,江河中的水有时会透过大坝下的底层从坝外的地面冒出来,形成“管涌”,“管涌”的物理模型是连通器。(抓住的主要因素:上部开口,底部连通)※水面看作镜面(抓住的主要因素:表面光滑) 考题往往问抓住了什么主要因素,忽略了什么次要因素,该如何回答呢? 答:主要因素就是该模型的定义,次要因素自己想。 你可以把问题改一改,就可以看出主、次要因素,例如改成:哪些物体还可以看作某某模型?这些物体的共同特征就是主要因素,不同特征就是次要因素。 某高人对高中物理的基本理想化模型分类 (1)实体理想化模型:质点,轻杆,轻绳,轻弹簧,点电荷,弹簧振子,单摆,理想气体,点光源,光滑轨道,匀强电场,匀强磁场,理想变压器等; (2).过程化理想模型:匀速直线运动,匀变速直线运动,平抛运动,匀速圆周运动,简谐运动,等温变化,等压变化等; (3)形象化理想模型:电场线,磁场线,等势面等; (4)理想化结构模型:原子核式结构,氢原子能级等。

理想气体状态方程

***********学院 2015 ~ 2016 学年度第一学期 教师课时授课教案(首页) 学科系:基础部授课教师:**** 专业:药学科目:物理课次: 年月日年月日

理想气体状态方程 (一)引入新课 在讲授本节课之前,让学生完成理想气体方程的实验。上课时,利用学生实验的一组数据进行分析,归纳总结出气体状态方程,再引入理想气体。 (二)引出课程内容 1.气体的状态参量 (1)体积V 由于气体分子可以自由移动,所以气体具有充满整个容器的性质。因而气体的体积由容器的容积决定。气体的体积就是盛装气体的容器的容积。 体积的单位:立方米,符号是m3 。体积的其他单位还有dm3(立方分米)和cm3(立方厘米)。日常生活和生产中还用1L(升)作单位。 各种体积单位的关系: 1 m3=103 L=103 dm3=106 cm3 (2)温度 温度是用来表示物体冷热程度的物理量。要定量地确定温度,必须给物体的温度以具体的数值,这个数值决定于温度零点的选择和分度的方法。温度数值的表示方法称为温标。 ①日常生活中常用的温标称为摄氏温标。它是把1.013×105Pa气压下水的冰点定为零度,沸点定为100度,中间分为100等分,每一等分代表1度。用这种温标表示的温度称为摄氏温度,用符号t表示。 摄氏温度单位:摄氏度,符号是℃。 温标:温度数值的表示方法称为温标。 ②在国际单位制中,以热力学温标(又称为绝对温标)作为基本温标。这种温标以 -273.15 ℃作为零度,称为绝对零度。用这种温标表示的温度,称为热力学温度或绝对温度,用符号T表示。 绝对温度单位:开尔文,简称开,符号是 K。 热力学温度和摄氏温度只是零点的选择不同,但它们的分度方法相同,即二者每一度的大小相同。 ③热力学温度和摄氏温度之间的数值关系: T t=+(为计算上的简化,可取绝对零度为-273℃) 273 例如气压为1.013×105 Pa时 冰的熔点t =0 ℃→T = 273 K 水的沸点t =100 ℃→T =(100+273)K 温度与物质分子的热运动关系:温度越高,分子热运动越剧烈。分子平均速率也越大(各

认知模式的语言学视角

认知模式的语言学视角(1) 作者:李慧来源:发布时间:01-06-26 浏览: 1 次 摘要:认知模式是一个出现在各领域的高频率的术语。从语言学的角度探讨和认识认知模式,以期对其在这 一领域有较全面的认识。 关键词:认知模式;命题形式;隐喻和转喻;心理空间理论;概念整合理论 认知模式这一概念频繁出现在各领域中,如哲学、医学、经济学、法律学、认知科学、认知心理学、认知语言学。因此,对其定义也不一,但总的来说认知模式是一种涉及心理的信息加工模式或处理模式。本文从语言学视角探讨认知模式的定义、本质和组成, 希望能科学地认识认知模式。 一认知模式的语言学定义及组成 1 定义 Lakoff(1987:126)指出认知模式是对世界的一种总的表征,它提供一种规约化的、过于简单的方式理解经验,这些经验可以是真实的也可以是虚拟的。Lakoff认为,人的认知模型是以命题和各种意象的方式贮存在大脑中,认知模型在人与世界的交往中起着重要的作用,它不仅贮存信息,而且还对输入的信息进行重组。理想化认知模型的价值在于它对我们生活的经历和行为方式高度概括,为我们认知世界提供了一个简约的、理想化的认知框架。也就是说,它能为我们的言语活动和行为提供一个参照,告诉我们世界是什么样,我们要怎样行事。交际双方只有拥有相同或相似的ICM,交际才能顺利进行。 2 组成 认知模式的观点主要来源于一下四个方面: 框架语义学(Fillmore ), 认知语法(Langacker’s cognitive grammar ),隐喻和转喻理论(Lakoff and Johnson ), 心理空间理论 (Fauconnier )。 (1)命题形式(Fillmore’s fr ame semantics ) 它表明概念与概念之间关系的知识结构属于命题模式,如一个描述关于“火”的知识的命题模式包括“火是危险的”这一命题。这些知识包括特定对象的成分、属性及其之间关系的认知,数个认知域中的知识形成知识网络。人类一部分知识是以命题形式存在的,这 也是以前的语言学研究最多的。(赵艳芳,2001) (2)意象图式模式(Langacker’s cognitive grammar)

二极管的理想开关模型和恒压降模型

二极管的理想开关模型和恒压降模型 分类:模拟电路2013-05-30 11:59 2520人阅读评论(0) 收藏举报 模拟电路二极管模型 二极管的模型 1.理想模型 所谓理想模型,是指在正向偏置时,其管压降为零,相当于开关的闭合。当反向偏置时,其电流为零,阻抗为无穷,相当于开关的断开。具有这种理想特性的二极管也叫做理想二极管。 在实际电路中,当电源电压远大于二极管的管压降时,利用此模型分析是可行的。 2.恒压降模型 所谓恒压降模型,是指二极管在正向导通时,其管压降为恒定值,且不随电流而变化。硅管的管压降为0.7V,锗管的管压降为0.3V。 只有当二极管的电流Id大于等于1mA时才是正确的。 在实际电路中,此模型的应用非常广泛。 稳压二极管: 稳压二极管在工作时应反接,并串入一只电阻。 电阻的作用一是起限流作用,以保护稳压管;其次是当输入电压或负载电流变化时,通过该电阻上电压降的变化,取出误差信号以调节稳压管的工作电流,从而起到稳压作用。 最简单的稳压电路由稳压二极管组成如图所示。从稳压二极管的特性可知,若能使稳压管始终工作在它的稳压区内,则VO.基本稳定在Vz左右。 当电网电压升高时,若要保持输出电压不变,则电阻器R上的压降应增大,即流过R 的电流增大。这增大的电流由稳压二极管容纳,它的工作点将由b点移到C点,由特性曲线可知此时Vo≈Vz基本保持不变。 若稳压二级管稳压电路负载电阻变小时,要保持输出电压不变,负载电流要变大。由于VI保持不变,则流过电阻R的电流不变。此时负载需要增大的电流由稳压管调节出来,它的工作点将由b点移到a点。所以,稳压管可认为是利用调节流过自身的电流大小(端电压基本不变)来满足负载电流的改变,并和限流电阻R配合将电流的变化转化为电压的变化以适应电网电压的变化。 稳压二极管电路稳压存在问题:电网电压不变时,负载电流的变化范围就是IZ的调节范围(几十mA),这就限制了负载电流I0的变化范围。怎样才能扩大IO的变化范围。

三种认知模型

模板匹配模型、原型模型和区别性特征模型各自如何解释汉字的知觉过程?什么样的实验证据能够支持或反对这些模型? 罗文翰 00911060 生命科学学院 模型概述: 在对汉字的识别中,有三种模型可以解释汉字的知觉过程:模板匹配模型、原型模型和区别性特征模型。 模板匹配模型认为,在长期记忆中,储存着许多外部模式的“袖珍副本”,称作模板。它们与外部模式有着一一对应的关系。当一个刺激作用于人的感官时,刺激信息便被拿来与记忆中的各种模板一一比对,认为刺激与匹配程度最高的模板相同。汉字识别时,刺激的汉字与脑中储存的汉字的模板相对应,如果一致则识别出该汉字,否则不能识别出该汉字。由此我们可以知道,无论是什么汉字,其识别过程是一样的,使用的时间应该一致。 原型匹配理论认为,人的记忆中存储的不是与外部模式有一一对应关系的模板,而是原型。原型是对事物形象的一种概括的心理表征,反映一类事物的基本特征。在进行原型匹配的时候,需要把复杂对象的结构进行拆分,拆分成简单的形状,通过对部件的原型进行匹配,以达到识别对象的目的。这种比对不需要严格的准确匹配,只需近似匹配即可。即使某一范畴的客体之间存在外形、大小等方面的差异,所有这些客体可以通过原型匹配得到识别。在汉字识别过程中,把汉字分解为各种各种的组成部分,然后与脑中储存的原型进行匹配。 区别性特征模型认为,该理论认为模式是由若干元素或成分按一定关系构成的,这些元素或成分称为“特征”,特征间的关系也称为特征。特征分析理论认为所有复杂的刺激都是由一些可以区分的、相互分离的特征组成。各种模式是以分解后的一些特征形式来表征和储存的。进行识别的时候,需要抽取刺激的特征,并将其与记忆中的各种模式的特征进行比较和匹配。特征匹配模型强调的是特征、区别的分析。成功与否决定于刺激的可分解性。应用到汉字上来说就是,识别汉字时是通过识别汉字中的组成部分并且组成部分的位置关系等,由此来识别汉字。 实验证据: 在一项对汉字觉知模型的研究中(关于汉字加工单位的研究张武田冯玲),研究者发现汉字中高频字和低频子、笔画多和笔画少对于笔画多对被试对识别时间和识别正确率有影

概念的组织方式_意象图式_框架_认知域或理想化认知模式

概念的组织方式:意象图式、框架、认知域或 理想化认知模式 谢 巧 (西南大学,重庆 400715) [摘 要]随着认知科学与语言学的结合,概念的组织方式成为研究的对象:概念不是简单、散 乱的分散在我们的人脑里,而是根据人们的经验有规则地结合在一起的。Lakoff的图式(Schema)又称为意象图式(ImageSchema)、Fillmore的框架(Frame)、Langacker的认知域(CognitiveDomain)和Lakoff的理想化认知模式 (IdealizedCognitiveModal)都是概念的组织方式的重要术语。这些术语被认为有极大的相似性,甚至被认为是等同的概念。因此,有必要在理解这些重要术语的基础上比较他们的相似性和不同点,以强化我们对认知语言学中的重要概念的理解与正确运用。 [关键词]意象图式;框架;认知域;理想化认知模式 [中图分类号]I03[文献标识码]A[文章编号]1672-6002 (2008)05-0087-03词汇表示概念,是概念的象征。传统的语义学用结构语义学 (structuralsemantics)、语义特征(semanticfeatures)和真知条件 (truthcondition)对词汇的意义进行分析。随着认知科学与语言学的结合,概念的组织方式成为研究的对象:概念不是简单、散乱地分散在我们的人脑里,而是根据人们的经验有规则地结合在一起的。许多认知语言学家对这样的概念的组织方式进行了研究并有他们的一些术语:Lakoff的图式(Schema)又称为意象图式(ImageSchema)、Fillmore的框架(Frame)、Langacker的认知域 (CognitiveDo-main)和Lakoff的理想化认知模式(IdealizedCogni-tiveModal)。这些术语被认为有极大的相似性,甚至被认为是等同的概念。而笔者则在理解这些重要术语的基础上比较了他们的相似性和不同点,以便加强我们对认知语言学中的重要概念的理解与正确运用。一、意象图式(ImageSchema)在认知语言学中,图式(Schema)又称为意象图式(ImageSchema),是Lakoff在1987年提出的一个概念,他还一度称之为“动觉意象图式(kinestheticimageschema)” 。意象图式是在对事物之间基本关系的认知基础上所构成的认知结构,是人类经验和理解中一种联系抽象关系和具体意象的组织结构,是反复出现的对知识的组织形式,是理解和认知更复杂概念的基本结构,人的经验和知识是建立在这些基本结构和关系之上的(赵艳芳,2001:68)。我们在我们的生理和物质的基础上形成了我们的意象图式,比如我们吃、喝,行和坐,其实就是把我们的身体看成是个容器,从而形成容器图式(ContainerSchema)或里外图式(In-outSchema)。我们的日常语言中都可以找到受 到这种图式影响的认知痕迹。下面一段话就是Johnson在第二章中对人起床后的描述:Youwakeoutofadeepsleepandpeeroutfrombe-neaththecoversintoourroom.Yougraduallyemergeoutyourstupor,pullyourselfoutfromunderlimbs,andwalkinadazeoutofyourbedroomandintothebathroom.Youlookinthemirrorandseeyourfacestaringoutatyou.这里面的in、out都来自同一种关系和结构,即我们上面提到的一种意象图式:容器图式。在我们的日常用语中in、out这样的词汇不仅仅用在表达物理概 念上还时常用来表达一些抽象的概念。 这说明人们从空间结构获得了这种图式,又将它用于对世界其他经验的建构,即将其他的非容器的事物、状态等也看作是容器,并根据它来进行认知和描述。而且基本上所 有的图式都可以在语言上体现具体的和抽象的行为。以原型理论来解释,我们可以将图式理解为原型结构,因为它概括地说明了同一原型的所有各例。人的经验中具有多种意象图式,Lakoff(1987)总 结了多种意象图式:部分———整体图式(ThePart-wholeSchema)、连接图式(TheLinkSchema)、中心-边缘图式(TheCenter-peripherySchema)、起点———路径———目标图式(TheSource-path-goalSchema)、上———下图式(TheUp-downSchema)、前-后图式(Front-BackSchema)、线形图式(TheLinerorderSchema)、力图式(ForceSchema)等等。二、框架(Frame)上个世纪70年代Fillmore提出框架(Frame)这 [收稿日期]2008-02-04 [作者简介]谢巧 (1980-),女,四川自贡人,西南大学外国语学院2006级硕士研究生。辽宁教育行政学院学报 JournalofLiaoningEducationalAdministrationInstitute 第25卷第5期2008年5月Vol.25No.5May2008 87??

高中物理理想化模型

高中物理理想化模型 邓嘉豪 质点匀速直线运动平抛运动匀速圆周运动弹性碰撞轻绳轻杆轻弹簧理想气体理想变压器 1.质点 质点不一定是很小的物体﹐只要物体的形状和大小在所研究的问题中属于无关因素或次要因素﹐即物体的形状和大小在所研究的问题中影响很小时﹐物体就能被看作质点。它注重的是在研究运动和受力时物体对系统的影响,忽略一些复杂但无关的因素。 2.匀速直线运动 ⑴一个物体在受到两个或两个以上力的作用时,如果能保持静止或匀速直线运动,我们就说物体处于平衡状态。 ⑵不能从数学角度把公式s=vt理解成物体运动的速度与路程成正比,与时间成反比。匀速直线运动的特点是瞬时速度的大小和方向都保持不变,加速度为零,是一种理想化的运动。 ⑶带电粒子受恒力和洛仑兹力共同作用下运动时,只要是直线运动,一定是匀速直线运动。(原因:像F洛这样的力会随速度的变化而变化,即速度直接影响合力,合力又直接影响加速度,即影响运动方向。) 3.平抛运动 ⑴运动时间只由高度决定。 ⑵水平位移和落地速度由高度和初速度决定。 ⑶在任意相等的时间里,速度的变化量相等,方向也相同. 是加速度大小,方向不变的曲线运动 ⑷任意时刻,速度偏向角的正切等于位移偏向角正切的两倍。 ⑸任意时刻,速度矢量的反向延长线必过水平位移的中点。 ⑹从斜面上沿水平方向抛出物体,若物体落在斜面上,物体与斜面接触时的速度方向与水平方向的夹角的正切是斜面倾角正切的二倍。 ⑺从斜面上水平抛出的物体,若物体落在斜面上,物体与斜面接触时速度方向、物体与斜面接触时速度方向和斜面形成的夹角与物体抛出时的初速度无关,只取决于斜面的倾角。 4.匀速圆周运动 物体作匀速圆周运动时,速度的大小虽然不变,但速度的方向时刻改变,所以匀速圆周运动是变速运动。又由于作匀速圆周运动时,它的向心加速度的大小不变,但方向时刻改变,故匀速圆周运动是变加速运动。“匀速圆周运动”一词中的“匀速”仅是速率不变的意思。做匀速圆周运动的物体仍然具有加速度,而且加速度不断改变,因其切向加速度方向在不断改变,其运动轨迹是圆,所以匀速圆周运动是变加速曲线运动。匀速圆周运动法向(向心)加速度方向始终指向圆心。 5.轻绳 ⑴不能伸长,质量和重力可以视为零; ⑵同一根绳的两端和中间各点的张力相等; ⑶只能产生压力,与其他物体相互作用时总是沿绳子方向;在瞬间问题中轻

高中物理常见的理想化模型

一理想化的定义 理想化方法是一种科学抽象,是研究物理学的重要方法,它根据所研究问题(一般都是十分复杂,涉及诸多因素)的需要和具体情况,确定研究对象的主要因素和次要因素,保留主要因素,忽略次要因素,排除无关干扰,从而简明扼要地揭示事物的本质。 二理想化模型的优点 建立这种理想模型的目的是为了暂时忽略与当前考察不相关的因素,以及某些影响很小的次要因素,突出主要因素,借以化繁为简,以利于问题的分析、讨论,从而较方便地找出当前所研究的最基本的规律,这是一种重要的科学方法,也是物理学中常用和科学分析方法。 三理想化模型的分类 理想化方法包括理想实验方法和理想模型方法。 (1)理想实验方法 理想实验又叫假想实验或思想上的实验,它是人们在思想中塑造的一种理想实验,是逻辑推理的一种特殊形式,在实际中并不能进行。伽利略用著名的理想斜面实验发现了力与运动的关系,指出运动不需要力来维持;研究电场强度时,设想在电场中放置不会引起电场改变的电荷,考查场中各点F/q的值,引入电场强度的概念。显然上述实验是人们在思维中进行的理想过程,与实际实验相比,理想实验能更大程度地突出实验中的主要因素,得出更本质的结论。理想实验是在大量实验与观察基础上的理想归纳,是建立在以事实为根据上的科学抽象。 (2)理想模型 理想模型可分为对象模型、条件模型和过程模型。 (1)对象模型: 用来代替研究对象实体的理想化模型,如质点、弹簧振子、单摆、理想气体、点电荷、理想变压器、点光源、光线、薄透镜以及关于原子结构的卢瑟福模型、玻尔模型等都属于对象模型。是对实物的一种理想简化。 (2)条件模型: 把研究对象所处的外部条件理想化建立的模型叫做条件模型。如光滑表面、轻杆、轻绳、均匀介质、匀强电场和匀强磁场都属于条件模型。是对相关环境的一种理想简化。 (3)过程模型: 实际的物理过程都是诸多因素作用的结果,忽略次要因素的作用,只考虑主要因素引起的变化过程叫做过程模型。是对干扰因素的一种简化。 例如:在空气中自由下落的物体,在高度不大时,空气的作用忽略不计时,可抽象为自由落体运动;另外匀速直线运动、匀变速直线运动、抛体运动、匀速圆周运动、简谐振动、弹性碰撞、等温过程、绝热过程、稳恒电流都属于过程模型。

理想模型及其在科学研究中的作用

理想模型及其在科学研究中的作用 理想模型及其在科学研究中的作用 在自然科学的研究中,“理想模型”的建立,具有十分重要的意义。第一,引入“理想模型”的概念,可以使问题的处理大为简化而又不会发生大的偏差。把现实世界中,有许多实际的事物与这种“理想模型”十分接近。在一定的场合、一定的条件下,作为一种近似,可以把实际事物当作“理想模型”来处理,即可以将“理想模型”的研究结果直接地应用于实际事物。例如,在研究地球绕太阳公转的运动的时候,由于地球与太阳的平均距离(约为14960万公里)比地球的半径(约为6370公里)大得多,地球上各点相对于太阳的运动可以看做是相同的,即地球的形状、大小可以忽略不计。在这种场合,就可以直接把地球当作一个“质点”来处理。在研究炮弹的飞行时,作为第一级近似,可以忽略其转动性能,把炮弹看成一个“质点”;作为第二级近似,可以忽略其弹性性能,把炮弹看成一个“刚体”。在研究一般的真实气体时,在通常的温度和压强范围内,可以把它近似地当作“理想气体”,从而直接地运用“理想气体”的状态方程来处理。第二,对于复杂的对象和过程,可以先研究其理想模型,然后,将理想模型的研究结果加以种种的修正,使之与实际的对象相符合。这是自然科学中,经常采用的一种研究方法。例如:“理想气体”的状态方程,与实际的气体并不符合,但经过适当修正后的范德瓦尔斯方程,就能够与实际气体较好地符合了。第三,由于在“理想模型”的抽象过程中,舍去了大量的具体材料,突出了事物的主要特性,这就更便于发挥逻辑思维的力量,从而使得“理想模型”的研究结果能够超越现有的条件,指示研究的方向,形成科学的预见。例如:在固体物理的理论研究中,常常以没有“缺陷”的“理想晶体”作为研究对象。但应用量子力学对这种“理想晶体”进行计算的结果,表明其强度竟比普通金属材料的强度大一千倍。由此,人们想到:既然“理想晶体”的强度应比实际晶体的强度大一千倍,那就说明常用金属材料的强度之所以减弱,就是因为材料中有许多“缺陷”的缘故。如果能设法减少这种“缺陷”,就可能大大提高金属材料的强度。后来,实践果然证实了这个预言。人们沿着这一思路制造出了若干极细的金属丝,其强度接近于“理想晶体”的强度,称之为“金胡须”。总之,由于客观事物具有质的多样性,它们的运动规律往往是非常复杂的,不可能一下子把它们认识清楚。而采用理想化的客体(即“理想模型”)来代替实在的客体,就可以使事物的规律具有比较简单的形式,从而便于人们去认识和掌握它们。

高中物理理想模型

题目:高中物理教材中的理想模型 Title:High school physics textbooks in the ideal model

目录 摘要................................................. - 2 - 1绪论 ............................................... - 3 - 1.1 开展高中物理教材中的理想模型的背景 ............ - 5 - 1.2开展高中物理教材中的理想模型的意义............. - 6 - 1.3 本论文讨论的主要问题.......................... - 7 - 2 中学物理教材中的理想物理模型的建立和举例 ........... - 7 - 2.1 如何建立物理理想模型及应注意什么问题 .......... - 7 - 2.2 中学物理教材中的理想模型举例................. - 11 - 3 物理理想模型的作用和特点.......................... - 12 - 3.1 物理理想模型的作用........................... - 12 - 3.2 物理理想模型的特点........................... - 13 - 4 物理理想模型在中学教学中的应用.................... - 14 - 4.1 物理理想模型在课堂教学应用................... - 14 - 4.2 物理理想模型在使用时应注意的问题............. - 15 - 参考文献............................................ - 17 - 致谢.................................... 错误!未定义书签。声明.................................... 错误!未定义书签。

物理学中理想模型的建立

龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/a718233403.html, 物理学中理想模型的建立 作者:王红敏 来源:《新课程·中旬》2013年第10期 摘要:在对理想模型特征深刻认识的基础上,教学中注重培养学生建立理想模型的意识 和方法,提高运用理想模型解决问题的能力。 关键词:理想模型;科学抽象;思维方法 一、理想化模型的概述 理想化模型是根据研究的物理问题的需要,从客观存在的事物中抽象出来的一种简单、近似、直观的模型。具体地说,是对事物的各个物理因素加以分析,忽略与问题无关或影响较小的因素,突出对问题起作用较大的主要因素,从而把问题简化。例如,力学上所研究的只有一定质量而没有一定形状和大小的质点;分子物理学中所研究的分子本身的体积和分子间作用力都可以忽略不计的理想气体;电学中所研究的没有空间大小的点电荷等,这些都是理想模型。 作为理想化模型的各种形态,都是在现实世界中找不到的,但是,理想模型并不是脱离实际的主观臆想,它是以客观事实存在为原型——有原型是理想模型特征之一。理想模型作为抽象思维的结果,它也是对客观事实的一种反映,而客观存在的复杂事物,包含有许多矛盾,因而具有多方面的特性,但是在一定的场合、一定的条件下,必有一种是主要矛盾或主要特征,而理想模型就是对客观事实的一种近似反映,它突出地反映了客观事实某一主要矛盾或主要特征,完全忽略了其他方面的矛盾或特征——突出矛盾是理想模型特征之二。例如,作为理想固体的刚体就是对固体的体积和形状不易改变这一特征的突出反映;理想流体就是对流动性的突出反映等。物理学发展史上许多重大发现与结论,都是由科学家通过大胆的猜想,创建科学的理想模型,并通过实验检验或实践验证,模型与事实相吻合的基础上得出的,例如,有了伽利略的理想斜面实验,才有了惯性的重大发现;有了质点这一理想模型,便有了牛顿运动定律和万有引力定律。理想化模型把可靠的事实和深刻抽象的思维结合起来,便是科学研究问题的一种重要方法——以客观事实为依据是理想模型特征之三。 二、理想化模型建立的原则 1.突出问题的主要因素,忽略次要因素 物理学研究的对象或问题往往比较复杂,受诸多因素影响,有的是主要因素,有的是次要因素。为了便于研究分析,我们把研究对象或问题进行简化,抓住主要因素,忽略次要因素,建立理想化模型。 2.理想化模型要根据所研究问题的需要而定,并不是不变的

谈谈如何在物理学中构建理想模型

谈谈如何在物理学中构建理想模型构建模型是科学研究的基本方法之一,模型在物理学中也得到了广泛的应用,物理模型是物理学理论体系的基石,物理模型的构建当然地也是物理学研究的主要方法之一,构建物理模型,可以采用多种方式方法,本文只对物理模型的构建中的理想化方法构建,提出一些粗浅的看法。 理想化方法是构建物理模型最主要的一种方法,他是将复杂的物理过程、物理现象中最本质具有共性的东西抽象出来,将其理想化、模型化,略去其次要因素和条件,抓住主要因素,即将其理想化,找出他们在理想状况下所遵循的基本规律,并构建出相应的物理模型。这是研究物理问题的重要思想方法。 1、构建理想的物理模型是科学理论的依据 纵观物理学发展史,许多重大的发现与结论,都是由科家们经过大胆的猜想构思,创建出科学的理想化的物理模型,并通过实验检验或实践验证,模型与事实基础很好吻合的前提下获得的。 伽利略让小球从弯曲的斜槽上自由下落,当斜槽充分光滑时,小球可沿另端斜槽上升到初始高度,如果另端斜槽末端越接近水平,小球为达到初始高度,将运动很远。如果末端完全水平,小球将一直运动下去,永不停止。正因为伽里略构建了光滑这一理想化的模型,才有惯性定律的重大发现。

法拉第在1852年,对带电体、磁体周围空间存在的物质,设想出电场线、磁感线一类力线的模型,并用铁粉显示了磁棒周围的磁力线分布形状,从而建立了场的概念,对当前的传统观念是一个重大的突破。 1905年爱因斯坦受普朗克量子假设的启发,大胆地建立了光子模型,并提出著名的爱因斯坦光电效应方程,圆满地解释了光电效应现象。 卢瑟福以特有的洞察力和直觉,抓住粒子轰击金箔有大角度偏转这一反常现象,从原子内存在强电场的思想出发,于1911年构思出原子的核式结构模型。 倘若离开了物理模型,不仅物理研究无法进行,而且对物理学科的纵深发展必然会起阻碍束缚的作用。 2、在中学物理中应用的理想化模型构建归纳起来有以下几种 一是将物质形态自身理想化,如质点、系统、理想气体、点电荷、匀强电场、匀强磁场等。二是将所处的条件理想化,如光滑、绝热等;三是将结构理想化,如分子电流、原子模式结构、磁力线、电力线。三是将运动变化过程理想化,如匀速圆周运动、等压过程等温、等容、等压过程;匀速、匀变速直线运动;抛体运动;简谐振动;稳恒电流等。其四是将物理实验理想化,包括将实验条件理想化、实验器材理想化等。

物理学中的模型和方法

第26卷第3期 2007年9月 《新疆师范大学学报》(自然科学版) Journal of Xi~iang Normal University (Natural Sciences Edition) Vo1.26,No.3 Sep.2007 浅议物理学中的理想模型及其 在大学物理教学中的作用 谢绍平 (凯里学院物理系,贵州凯里556000) 摘要:理想模型在物理学的研究中具有十分重要的地位和作用,它是形成物理概念、建立物理规律的基础,能简化物理问 题,帮助研究者寻找研究方向。在大学物理的教学中,要注意培养学生建立理恕模型的能力和利用理想模型去思考和解决具体物理 问题的能力。 关键词:理想模型;物理学研究;教学;作用 中图分类号: G642.4 文献标识码: A 文章编号: 1008—9659一(2007)一03—0368—03 物理学是研究物质最普遍、最基本的运动形式的基本规律的一门学科。这些运动形式包括机械运动、分子热运动、电磁 运动、原子及原子内部微观粒子的运动等。由于自然界的物质种类繁多,运动情况错综复杂,相互作用的物理过程常包含许 多矛盾,且各具特征,几乎任何一个具体问题都会牵涉到诸多因素。因此在物理学的研究中为了抓住主要矛盾,忽略次要矛 盾,就必须要采用理想模型的研究方法。 理想模型是根据物理研究对象和问题的特点.撇开、舍弃次要的、非本质的因素,抓住主要的、本质的因素,从而建立起的 一个易于研究的、能反映研究对象主要特征的新形象。实际上.物理学中的研究客体。许多都是利用科学抽象和概括的方法 建立起来的理想模型。物理学中有很多理想模型,如力学中的质点、刚体,热学中的理想气体,电磁学中的点电荷,量子力 学中的黑体、无限深势阱、谐振子等等。理想模型无论是在物理学的研究中,还是大学物理的教学中。都具有非常重要的地位 和作用。 1 理想模型在物理学研究中的作用 1.1 理想模型是形成物理概念、建立物理规律的基础 物理学的目的是探索自然界广泛存在的各种最基本的运动形态、物质结构及相互作用的规律,为自然界物质的运动、结 构及相互作用描绘出一幅幅绚丽多彩、结构严谨的图画,以便人们认识自然和改造自然。要达到这样的目的,就必须反映物 理现象,物理过程在一定条件下必然发生、发展和变化的规律,揭示物理事物本质之间的关系,此即物理规律,并要求在此基

论范畴化及其认知模型

论范畴化及其认知模型 谭雪莲 (湖北民族学院外国语学院湖北恩施 445000) [摘 要]认知语言学是近些年来引起各个语言学门派广泛注意的一门新兴学科,它以心理学的认知方法为基础,把语言学中的问题带到其中进行新的解释。范畴化是分类的心理过程。作为人类思想、语言、推理等认知活动中的最基本能力,范畴化必然依赖于人类思想的基本方式和途径,遵循人类认知模型的一般规律。范畴化的认知模型可归结为:命题模型,意象图式模型、隐喻模型以及转喻模型。这四类模型以各自不同的方式产生出原形效应,达到对认知客体系统而合理的类属划分即范畴化。  [关键词]范畴化;认知模型;意象图式模型;隐喻模型;转喻模型 Abstract: Cognitive linguistics is a newly emerging science which arouses the wide interests of various linguistic fields. Categorization is a psychological process of classification. As one of the basic human capabilities among various cognitive activities of thought, language and inference, categorization has its own cognitive models, which can be presented as the following four: propositional model, image-schematic model, metonymic and metaphoric transformations. These four models produce their own prototypic effects and lead to a systematic and reasonable classification, that is , categorization.  Key Words: categorization, cognitive model, propositional model, image-schematic model, metaphoric model, metonymic model.  一、引言  范畴化是人类认知的重要组成部分,“没有范畴化能力,我们根本不可能在外界或社会生活以及精神生活中发挥作用。”(Lakoff,1987:6)范畴是反映事物本质属性和普遍联系的基本概念,是人类理性思维的逻辑形式。  在认知语言学中,对范畴化问题的研究有其特殊的地位和意义。这不仅是因为对范畴化的经典理论(classical theory)重新审视促使对语言的研究从形式转向认知。在相当大的程度上催生了认知的语言学这门新兴学科。更为重要的是对范畴及范畴化的研究为认知语言学提供了直接的理论基础。  近十几年来的,认知语言学对范畴的研究主要集中在范畴的结构特征方面。无疑,这些研究成果极大地丰富了我们对范畴化本质属性以及范畴内部结构特征的理解。本文借助有关认知模型的理论,提出范畴化的认知模型:即命题模型、意象图式模型、隐喻模型及转喻模型,分析各种模型在范畴化过程中的功能及其意义。  二、认知模型  认知模型是储存在我们头脑中的关于特定认知对象的所有认知表征(Ungerer &schmid2001:51),它具有开放性及网络构建倾向性的特征。所谓开放性是指对某一特定概念范畴的认知描述尽管具有高度选择性,人类认知能力在逐步提高而认知手段亦不断丰富,因此相关的概念范畴在结构上甚至在内容上都有可能改变。所谓认知模型的网络构建倾向性指的是认知模型本身并不孤立的,而是互相关联形成一张认知模型的网络。Lakoff(1987:68)认为,人们是通过其所谓的“理想化的认知模型”(ICMs)来组织我们的经验和知识,而范畴结构以及范畴所表现的“原形效应”(prototype effects)只不过是该组织方式的副产品而已。同时,一个概念范畴可在其认知的模型在找到与之相匹配的对应成分。用Langacker(1987)话说,概念范畴来源于对认知模型中的某人构型(configuration)以特定的方式勾勒出来的侧面(profile)。因此,每个ICMs便是一个结构复杂的感知整体(perceived whole)即完形(gestalt)。  感知整体或完形是通过何种认知手段获得并得以构建的呢?认知语言学的研究表明,思维是想象的(imaginative),而人们正是通过诸如隐喻、转喻以及心理意象等方式不断拓展自己的想象空间。正因为如此,隐喻映射、转喻映射以及意象图式便成为完形感知最有力的认知手段。。既然以体验、互动、概括、归类为基础的范畴化是人类思维、语言、推理、创作等认知活动中最基本的能力(王寅,2001),它必然依赖于人类思维与认知的基本方式和途径。因此范畴化的认知模型可归结为:命题模型、意象图式模型、隐喻模型以及转喻模型。下文将对这四种基本认知模型对范畴化作用及其意义作详细的阐述。  三、范畴化的四种认知模型  (一)命题模型  认知语言认为,作为认知模型的命题概括了特定概念范畴所涉及的相关认知域里的背景知识和信念,也就是说,范畴化不单依赖认知客体所处的直接语境(immediate context)同时依赖所有与之相关的语境(Ungerer & schmid 2001)。一个命题认知模型往往包括认知客体的成分、属性及其之间的关系。  让我们来看英语中对“Tuesday”的范畴化过程。据Lakoff(1987:68-69)分析,对“Tuesday”  范畴化需依赖如下图素:太阳的移动规律:对一天结束第二天开始的确定标准以及七天为一周期约定。命题表述为:1)太阳总是从东方升起西方落下:2)一天为24小时,一点钟起为一天的开始,24点钟止为一天的结束:3)一周总是七天,在西方文化模型下,星期(week)是一个一分为七按线形顺序组织的过错形,其中每一部分为一天,而每星期的第三天便是“Tuesday”的范畴化命题认知模型为“所有”Tuesday”都是一星期的第三天。  正如Lakoff&Johnson(1999:47)所言:“概念是通过身体、大脑和对世界的体验而形成的,并只有通过他们才能被理解。概念是通过体验,特别是通过感知和肌肉运动能力而得到的。”而后者以客观主义为基础,因而强调范畴应是对外部现实客观、镜像的反映。以上面“Tuesday”例,其中第一个命题表述“太阳总是从东方升起西方落下”就是一种感知经验的反映,而不是客观意义上的镜像反映,因为从科学的角度来看地球绕着太阳转而不是相反,太阳是相对静止的而地球是绝对运动的。由此可见,命题是范畴存在的基本元素,正是有了这些元素,人们才可以作出各种判断、归纳、推理等一系列的思维及认知活动。  (二)意象图式模型  意象图式是来源于我们在日常生活中与世界的互动经验的简单而基本的认知。(Ungerer &Schmid2001:127)意象图式具有以下几个重要特征:(1)高度抽象性。意象图式与特定的环境无关,其形成以及呈现也是无意识的。认知语言学的意象和意象图式尽管与认知心理学所说的“心象”密切相关,它们并非完全相同的概念。意象图式是完全独立于任何特定文化背景的高度抽象。(2)结构简单。典型的意象图式往往包含成分和成分之间的关系:一般来说,其构成成分数目较少,关系也较简单。而其中的关系是:从起点移向终点的动力向量关系。(3)具有完形的特征。意象图式是由可辩识的部分和关系组成的内部结构一致的、有意义的统一体。(4)数量有限。意象图式的高度抽象性自然决定了其数量的有限性。  由此看出,意象图式代表的是抽象的认知结构而非具体的图像。从范畴化过程中,意象图式模型是命题认知模型的补充,其作用表现在对非命题知识的抽象、概括。正是借助这些有限的意象图式,人类对无限世界的认识和理解才变得简单而有序,而思维及推  142

理想气体状态方程(一)

§7.3 理想气体状态方程(一) 教学目标: 1、知道什么是理想气体。 2、会应用理想气体状态方程求解相关问题。 一、理想气体状态方程 1、理想气体:能够严格遵守气体实验定律的气体,称为理想气体。 说明:理想气体是一种理想化模型。实际中当气体的压强不太大(与1atm 相比),温度不太低(与常温相比)的情况下,均可视为理想气体。 2、理想气体状态方程;C T PV T V P T V P ==或222111 (m 一定) 由m=ρV 可得: C T p T p ==222111ρρ 适用条件:一定质量的理想气体。 说明:在解气体问题时特别要注意研究对象的分析,因为压强的本质是力的作用,所以对于气体问题受力分析仍是最重要的。此外一定质量的意思是指气体的质量不变。 3、应用理想气体状态方程解题的一般步骤 确定研究对象→确定初、末状态→画初、末状态草图,确定状态参量→列气态方程→解方程→判断解的合理性。 二、应用理想气体状态方程解题 1、直玻璃管问题 例1、如图所示,一竖直放置开口向上的均匀玻璃管内用水银柱封有一定质量的理想气体,水银与玻璃管间摩擦力不计,开始时玻璃管处于静止状态,当玻璃管竖直下落时,下列说法中正确的是( ) A.当玻璃管刚开始下落时,玻璃管的加速度大于重力加速度g B.玻璃管最初下落的短时间内,水银的加速度在逐渐变大 C.玻璃管最初下落的短时间内,玻璃管的加速度在逐渐变大 D.玻璃管最初下落的短时间内,水银将相对玻璃管下移 答案: AB 例2、水银气压计中混入了一个气泡,上升到水银柱上方,当实际气压为768mmHg 时,气压计读数为746mmHg ,此时管中空气柱长为80mm ,当气压计读数为734mmHg 时,实际气压为多大?(设温度不变) 解:取管内气体为研究对象,设初始状态时管内气体压强为P 1,气柱长为L 1,末状态时管内气体压强为P 2,实际气压为P ,气柱长为L 2。由题意得: mm L mm L mmHg p p mmHg p 92,80,)734(,)746768(2121==-=-=, 由气体方程得:S L p S L p 2211= 解得 m m H g p 753= 例3、一直长玻璃管两端开口,竖直插入水银槽中,有L 1=10cm 长露 在水银面外,大气压强为P 0=76cmHg 。现将玻璃管上端封闭后向上提 H=30cm ,求此时管内气体柱的长度。 解:取管内气体为研究对象,设初始状态时管内气体压强为P 1,末状

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