专项练习:物理学史和物理思想方法

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倒数第10天物理学史和物理思想方法
要点提炼
1.高中物理的重要物理学史
2. 重要物理思想、方法
(1)理想模型法:为了便于进行物理研究或物理教学而建立的一种抽象的理想
客体或理想物理过程,突出了事物的主要因素、忽略了事物的次要因素.理想模型可分为对象模型(如质点、点电荷、理想变压器等)、条件模型(如光滑表面、轻杆、轻绳、匀强电场、匀强磁场等)和过程模型(在空气中自由下落的物体、抛体运动、匀速直线运动、匀速圆周运动、恒定电流等).
(2)极限思维法:就是人们把所研究的问题外推到极端情况(或理想状态),通
过推理而得出结论的过程,在用极限思维法处理物理问题时,通常是将参量的一般变化,推到极限值,即无限大、零值、临界值和特定值的条件下进行
分析和讨论.如公式v=Δx
Δt
中,当Δt→0时,v是瞬时速度.
(3)理想实验法:也叫做实验推理法,就是在物理实验的基础上,加上合理的科学的推理得出结论的方法就叫做理想实验法,这也是一种常用的科学方法.如伽利略斜面实验、推导出牛顿第一定律等.
(4)微元法:微元法是指在处理问题时,从对事物的极小部分(微元)分析入手,达到解决事物整体目的的方法.它在解决物理学问题时很常用,思想就是“化整为零”,先分析“微元”,再通过“微元”分析整体.
(5)比值定义法:就是用两个基本物理量的“比”来定义一个新的物理量的方
法,特点是:A=B
C,但A与B、C均无关.如a=
Δv
Δt
、E=
F
q、C=
Q
U、I=
q
t、
R=U
I、B=
F
IL、ρ=
m
V等.
(6)放大法:在物理现象或待测物理量十分微小的情况下,把物理现象或待测物理量按照一定规律放大后再进行观察和测量,这种方法称为放大法,常见的方式有机械放大、电放大、光放大.
(7)控制变量法:决定某一个现象的产生和变化的因素很多,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,研究其他两个变量之间的关系,这种方法就是控制变量法.比如探究加速度与力、质量的关系,就用了控制变量法.
(8)等效替代法:在研究物理问题时,有时为了使问题简化,常用一个物理量来代替其他所有物理量,但不会改变物理效果.如用合力替代各个分力,用总电阻替代各部分电阻等.
(9)类比法:也叫“比较类推法”,是指由一类事物所具有的某种属性,可以推测与其类似的事物也应具有这种属性的推理方法.其结论必须由实验来检验,类比对象间共有的属性越多,则类比结论的可靠性越大.如研究电场力做功时,与重力做功进行类比;认识电流时,用水流进行类比;识电压时,用水压进行类比.
考前必做题
1.在“探究弹性势能的表达式”的实验中,为了计算弹簧弹力所做的功,把拉伸弹簧的过程分为很多小段,拉力在每小段可以认为是恒力,用各小段做的功的代数和代表弹力在整个过程所做的功,物理学中把这种研究方法叫做“微元法”.下面实例中应用到这一思想方法的是()
A.根据加速度定义a=Δv
Δt
,当Δt非常小,
Δv
Δt
就可以表示物体在t时刻的瞬
时加速度
B.在探究加速度、力和质量三者之间关系时,先保持质量不变研究加速度与力的关系,再保持力不变研究加速度与质量的关系
C.在推导匀变速运动位移公式时,把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看做匀速直线运动,然后把各小段的位移相加
D.在不需要考虑物体本身的大小和形状时,用点来代替物体,即质点
解析A项中是极限法;B项中是控制变量法;C项中是微元法;D项中是模型法,故选C.
答案 C
2.自然界的电、热和磁等现象都是相互联系的,很多物理学家为寻找它们之间的联系做出了贡献.下列说法中不正确的是()
A.奥斯特发现了电流的磁效应,揭示了电现象和磁现象之间的联系
B.欧姆发现了欧姆定律,说明了热现象和电现象之间存在联系
C.法拉第发现了电磁感应现象,揭示了磁现象和电现象之间的联系
D.焦耳发现了电流的热效应,定量得出了电能和热能之间的转换关系
解析奥斯特发现了电流的磁效应,揭示了电现象和磁现象之间的联系,选项A正确.欧姆发现了欧姆定律,不能说明热现象和电现象之间存在联系,选项B不正确.法拉第发现了电磁感应现象,揭示了磁现象和电现象之间的联系,选项C正确.焦耳发现了电流的热效应,定量得出了电能和热能之间的转换关系,选项D正确.
答案 B
3.学习物理除了知识的学习外,还要了解物理学家对物理规律的发现,领悟并掌握处理物理问题的思想与方法,关于以上两点下列叙述正确的是() A.安培发现了电流的磁效应,揭示了电与磁的联系
B.库仑提出了用电场线描述电场的方法
C.用点电荷来代替实际带电体是采用了理想模型的方法
D.在验证力的平行四边形定则的实验中使用了控制变量的方法
解析奥斯特发现了电流的磁效应,揭示了电与磁的联系,选项A错误.法拉第提出了用电场线描述电场的方法,选项B错误.用点电荷来代替实际带电体是采用了理想模型的方法,选项C正确.在验证力的平行四边形定则的实验中使用了等效替代的方法,选项D错误.
答案 C
4.(2014·高考冲刺试卷三)在物理学发展史上许多科学家做出了卓越的贡献,下列说法中正确的是() A.伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验,得出了惯性定律
B.法拉第经过十年的艰苦努力,最早通过实验研究总结出法拉第电磁感应定律
C.牛顿不仅发现了万有引力定律,还测出了引力常量,使该定律得以广泛应用
D.库仑最早设计并进行了著名的静电扭秤实验,测出了静电力常量
解析伽利略提出了惯性的概念,但没有提出惯性定律,A错;法拉第电磁感应定律是纽曼、韦伯在对理论和实验资料进行严格分析后总结出来的,B 错;引力常量是卡文迪许测出来的,C错;库仑最早设计并进行了著名的静电扭秤实验,测出了静电力常量,D正确.
答案 D
5.伽利略在著名的斜面实验中,让小球分别沿倾角不同,阻力很小的斜面从静止开始滚下,他通过实验观察和逻辑推理,得到的正确结论有() A.倾角一定时,小球在斜面上的位移与时间成正比
B.倾角一定时,小球在斜面上的速度与时间成正比
C.斜面长度一定时,小球从顶端滚到底端时的速度与倾角无关
D.斜面长度一定时,小球从顶端滚到底端所需的时间与倾角无关解析小球下滑的加速度a=g sin θ
下滑过程中小球速度v=at=g sin θ·t
位移x=1
2at
2=
1
2g sin
θ·t2
滑到斜面底端时v2=2aL=2g sin θ·L(L为斜面的长度)由这几式看出,当θ一定时,v∝t,x∝t2;
当斜面长度一定时,v2∝sin θ,t2∝1
sin θ
,所以A、C、D项均错误,B项正确.
答案 B。