高中物理常用的研究方法汇总
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物理研究方法:一、控制变量法:通过固定某几个因素转化为多个单因素影响某一量大小的问题。
3、研究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关;1.影响电阻大小的因素;2.研究电流与电压、电阻的关系(欧姆定律);3.电磁铁磁性强弱与哪些因素有关;4.探索磁场对电流的作用规律;5.研究电磁感应现象;6.研究焦耳定律。
二、等效法:将一个物理量,一种物理装置或一个物理状态(过程),用另一个相应量来替代,得到同样的结论的方法。
1、在研究物体受几力时,引入合力。
2、曹冲称象。
3、在研究多个用电器组成的电路中,引入总电阻。
三、模型法:以理想化的办法再现原型的本质联系和内在特性的一种简化模型。
1、在研究光学时,引入“光线”概念。
2、在研究磁场时,引入磁感线对磁场进行描述。
3、理想电表。
四、转换法(间接推断法)累积法:把不能观察到的效应(现象)通过自身的积累成为可观测的宏观物或宏观效应。
1.根据电流所产生的效应认识电流。
2根据磁铁产生的作用来认识磁场。
五、类比法:根据两个对象之间在某些方面的相似或相同,把其中某一对象的有关知识、结论推移到另一个对象中去的一种逻辑方法。
六、比较法:找出研究对象之间的相同点或相异点的一种逻辑方法。
1.比较电压表与电流表在使用过程中的相同点和相异点。
2.比较电动机与发电机的结构和原理的相同点和异同点。
七、归纳法:从一系列个别现象的判断概括出一般性判断的逻辑的方法。
1.物理学中的实验规律(如串、并联电路中电流、电压的特点等)几乎都用了此法。
物理方法既是科学家研究问题的方法,也是学生在学习物理中常用的方法,新课标也要求学生掌握一些探究问题的物理方法。
常见的物理方法有:1、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”。
物理学研究方法物理学研究方法是指在物理学研究中使用的一种科学方法论,它包括了实验方法、理论计算方法和观测方法等。
下面将分别介绍这三种方法的主要特点和应用场景。
实验方法是物理学研究中最基础和常用的方法之一。
它通过设计和进行实验来验证或推翻某个物理理论或假设,从而深入理解物理现象和规律。
实验方法的特点是具有可重复性和可量化性,通过对实验数据进行统计和分析,可以得到准确的结果,并由此建立物理理论。
这种方法常常被用于测试新的物理模型和理论,以及验证已有的理论的适用性。
例如,实验方法被广泛应用于粒子物理学研究中的大型强子对撞机实验。
理论计算方法是指使用数学建立物理模型和理论,并通过计算来预测和解释物理现象和规律。
这种方法的特点是具有较高的抽象性和普适性,可以对物理现象进行定量描述。
理论计算方法常常与实验方法相结合,通过对实验数据进行拟合和比对,验证和修正理论模型的参数和假设。
这种方法被广泛应用于理论物理学领域,如量子力学、相对论和统计物理等。
例如,理论计算方法在研究宇宙起源和演化等大尺度宇宙学问题中具有重要作用。
观测方法是指对物理现象进行直接观测和记录的方法,它主要应用于天文物理学和地球物理学等领域。
观测方法的特点是需要准确的仪器和设备,并对观测数据进行精确的处理和分析。
观测方法常常用于探索宇宙的起源和结构,以及地球的内部和外部环境等。
例如,通过观测天体的光谱、位置和运动等参数,可以研究宇宙的膨胀和加速膨胀等重要问题。
综上所述,物理学研究方法包括实验方法、理论计算方法和观测方法等多种方法,它们通常相互结合和协调使用,以深入理解和揭示物质和能量之间的相互作用和规律。
这些方法不仅在物理学研究中起着重要的作用,而且对于其他学科的研究和实践也具有重要的指导意义。
物理的研究方法
物理研究是一种科学方法,通常包括以下几个步骤:
1. 观察和提出问题:研究人员首先观察自然现象,然后提出问题。
这些问题可能是关于某种物理现象的原因、机制或规律等方面。
2. 建立假设:在提出问题后,研究人员会对问题进行思考,并提出一种可能的解释,即假设。
假设应该能够解释观察到的现象,并具有一定的预测性。
3. 设计实验:为了验证假设的正确性,研究人员需要设计实验。
实验设计要尽可能控制其他可能的干扰因素,以便能够得到准确和可靠的结果。
4. 收集和分析数据:在实验过程中,研究人员会收集相关的数据。
数据可以是定量的,如测量值,也可以是定性的,如照片或描述。
然后,研究人员会对数据进行分析,以确定结果是否支持假设。
5. 得出结论:根据实验结果,研究人员可以得出结论,即验证或否定假设。
如果实验结果支持假设,那么假设可以被认为是合理的,并可能得到进一步发展和应用。
如果实验结果不支持假设,那么研究人员可能需要重新考虑问题并提出新的假设。
6. 发表结果:最后,研究人员通常会把他们的研究结果发表在科学期刊或会议上,与其他科学家分享他们的研究成果。
这样
可以促进科学交流和合作,进一步推动科学的发展。
需要注意的是,物理研究方法并不是一成不变的,它们会随着研究对象的不同而有所差异。
例如,研究宏观物体可能会使用不同于研究微观粒子的实验设计和分析方法。
此外,现代物理研究还借助计算机模拟、数学建模等方法来辅助实验和理论研究。
总之,物理研究方法是一种科学而系统的思考和实践方式,它能够帮助我们理解并揭示自然界的规律。
高中物理常用的研究方法汇总一、理想模型法实际中的事物都是错综复杂的,在用物理的规律对实际中的事物进行研究时,常需要对它们进行必要的简化,忽略次要因素,以突出主要矛盾。
用这种理想化的方法将实际中的事物进行简化,便可得到一系列的物理模型。
有实体模型:质点、点电荷、轻杆、轻绳、轻弹簧、理想变压器、(3-3)液片、理想气体、(3-4)弹簧振子,单摆等;过程模型:匀速直线运动、匀变速直线运动、匀变速曲线运动、匀速圆周运动等。
采用模型方法对研究和研究起到了简化和纯化的作用。
但简化后的模型一定要表现出原型所反映出的特点、知识。
每种模型有限定的运用条件和运用的范围。
二、控制变量法就是把一个多因素影响某一物理量的问题,通过控制某几个因素不变,只让其中一个因素改变,从而转化为多个单一因素影响某一物理量的问题的研究方法。
这种方法在实验数据的表格上的反映为:某两次试验只有一个条件不相同,若两次试验结果不同,则与该条件有关,否则无关。
反过来,若要研究的问题是物理量与某一因素是否有关,则应只使该因素不同,而其他因素均应相同。
控制变量法是中学物理中最常用的方法。
滑动摩擦力的大小与哪些因素有关;探究加速度、力和质量的关系(牛顿第二定律);导体的电阻与哪些因素有关(电阻定律);电流的热效应与哪些因素有关(焦耳定律);研究安培力大小跟哪些因素有关;研究理想气体状态变化(理想气体状态方程)等均应用了这种科学方法。
3、理想实验法(又称想象立异法,思想实验法)是在实验基础上经过归纳综合、抽象、推理得出纪律的一种研究问题的方法。
但得出的纪律却又不能用实验间接验证,是科学家们为了解决科学实践中的某些难题,以原有的实践知识(如原理、定理、定律等)作为思想实验的"材料",提出解决这些难题的设想作为理想实验的方针,并在想象中给出这些实验"材料"产生"相互作用"所需求的条件,然后,依照严格的逻辑思维操作方法去"处理"这些思想实验的"材料",从而得出一系列反映客观物资纪律的新原理,新定律,使科学难题得到解决,推动科学的发展。
物理研究方法物理学是自然科学中的一门重要学科,它研究的是物质的运动、能量和相互作用规律。
而物理研究方法则是指在进行物理学研究时所采用的一系列科学方法和技术。
在物理研究中,科学家们通过观察、实验、理论推导等手段,探索物质世界的奥秘,推动了人类对自然规律的认识和技术的发展。
下面将介绍几种常见的物理研究方法。
首先,实验方法是物理研究中最为常用和重要的方法之一。
通过设计和进行实验,科学家们可以观察和测量物理现象,验证理论模型,发现新的规律。
例如,著名的双缝干涉实验就揭示了光的波动性质,为光学理论的发展做出了重要贡献。
实验方法在物理研究中具有不可替代的地位,它为科学家们提供了丰富的数据和直接的观测结果,是理论研究的重要依据。
其次,理论推导是物理研究中另一种重要的方法。
通过建立数学模型、推导物理方程,科学家们可以从理论上预测物理现象的规律和性质。
例如,爱因斯坦的相对论就是通过理论推导得出的,它揭示了时间、空间和质量的相互关系,对整个物理学产生了深远的影响。
理论推导是物理研究中的灵魂,它引领着科学家们不断向前,寻求更深刻的认识和理解。
此外,数值模拟也是现代物理研究中常用的方法之一。
随着计算机技术的发展,科学家们可以利用计算机进行复杂的数值模拟,模拟物理现象的演化和变化过程。
例如,天体物理学家们可以通过数值模拟来研究宇宙的形成和演化,模拟地震的发生和传播过程。
数值模拟为物理研究提供了一种全新的手段,使得科学家们可以在虚拟的世界中进行实验和观测,探索物理规律的更深层次。
最后,观测方法也是物理研究中不可或缺的一环。
通过利用各种观测设备和仪器,科学家们可以对物理现象进行精密的观测和测量。
例如,天文学家利用望远镜观测星空,地球物理学家利用地震仪观测地壳运动。
观测方法为物理研究提供了丰富的实验数据和观测结果,是理论研究的重要支撑。
综上所述,物理研究方法包括实验方法、理论推导、数值模拟和观测方法等多种手段,它们相互交织、相互促进,共同推动着物理学的发展。
关于物理学的研究方法物理学是研究自然界基本物质组成、物质运动规律、能量转化与传递规律等的科学学科。
而物理学的研究方法是指在物理学研究过程中所采用和运用的一系列科学方法和技术。
物理学的研究方法主要包括实验方法、理论方法和数值模拟方法。
实验方法是物理学研究中最常用的方法之一。
通过设计和进行实验,物理学家可以观察和测量现象,并确定物理规律。
实验方法的目标是通过控制变量和进行测量,以验证或推翻已经建立的理论模型。
物理学实验的关键在于准确测量,确保实验结果的可重复性和可验证性。
为此,物理学家需要选择合适的实验设备和仪器,并进行精确的数据收集和处理。
实验方法在物理学研究中起着至关重要的作用,它是验证和发展物理理论的重要手段。
理论方法是物理学研究中另一个重要的方法。
物理学家通过分析、建立和推导数学模型来解释现象和研究物理规律。
理论方法在物理学研究中的应用非常广泛,可以用于研究自然界的各种现象和规律,如力学、电磁学、热学、量子力学等。
在理论方法中,物理学家需要从已有的实验数据和理论基础出发,推导出预测性的理论模型,并进行数学计算和分析。
通过理论方法,物理学家可以预测和解释物理现象,并为实验提供指导和验证。
数值模拟方法是近年来物理学研究中快速发展的一种方法。
随着计算机技术的不断进步,物理学家可以使用数值方法模拟和研究各种物理现象。
数值模拟方法通过将现象转化为数学方程,然后使用计算机进行数值求解,以模拟和研究物理过程。
数值模拟方法在研究范围和应用领域上都具有很大的灵活性和适用性,可以用于模拟宏观尺度的物理现象,如天体力学、大气科学等,也可以用于模拟微观尺度的物理现象,如分子动力学、量子力学等。
数值模拟方法的优点是可以模拟复杂的物理过程,揭示内部机制,并预测物理现象的发展和变化。
除了实验方法、理论方法和数值模拟方法,物理学的研究还涉及到其他方法,如观测方法、比较方法、归纳方法等。
观测方法是指直接观察和记录自然界的物理现象,以获取信息和数据。
高中物理实验常见方法有哪些-物理(1)等效法等效法是物理学研究中的重要方法,也是物理实验中常用的方法。
如在“验证动量守恒定律”的实验中,用小球的水平位移代替小球的水平速度;在画电场中等势线的分布时,用电流场模拟静电场等等。
(2)累积法累积法是把某些难以直接准确测量的微小量累积后测量,以提高测量的精确程度。
如测单摆振动的周期时,常采用测量单摆多次全振动的时间除以全振动次数的办法,以减小个人反应时间对实验结果的过大影响,减小测量误差。
(3)控制变量法在多因素的实验中,可以先控制一些量不变,依次研究某一个因素的影响。
如在“验证牛顿第二定律”的实验中,可以先保持质量一定,研究加速度和力的关系;再保持力一定,研究加速度和质量的关系;最后综合得出加速度与质量、力的关系。
(4)留迹法它是一种把转瞬即逝的现象(位置、轨迹等)记录下来的方法。
如通过纸带上打出的小点记录小车的位置;用描迹法画出平抛物体的运动轨协;用沙摆品高中物理的实验方法具体到一些著名实验1控制变量法在实验中或实际问题中,常有多个因素在变化,造成规律不易表现出来,这时可以先控制一些物理量不变,依次研究某一个因素的影响和利用。
如气体的性质,压强、体积和温度通常是同时变化的,我们可以分别控制一个状态参量不变,寻找另外两个参量的关系,最后再进行统一。
欧姆定律、牛顿第二定律等都是用这种方法研究的。
2、等效替代法某些物理量不直观或不易测量,可以用较直观、较易测量而且又有等效效果的量代替,从而简化问题。
如在验证动量守恒实验中,发生碰撞的两个小球的速度不易直接测量,可用水平位移代替水平速度研究;在描绘电场中的等势线时,用电流场来模拟电场等都用了等效思想。
3、累积法把某些难以用常规仪器直接准确测量的物理量用累积的方法,将小量变大量,不仅可以便于测量,而且还可以提高测量的准确程度,减小误差。
如测量均匀细金属丝直径时,可以采用密绕多匝的方法;测量单摆的周期时,可测30-50个全振动的时间;分析打点计时器打出的纸带时,可隔几个点找出计数点分析等。
高中物理光学实验知识点研究方法高中物理光学实验知识点研究方法一、重要概念和规律(一)、几何光学基本概念和规律1、基本规律光源发光的物体.分两大类:点光源和扩展光源.点光源是一种理想模型,扩展光源可看成无数点光源的集合.光线——表示光传播方向的几何线.光束通过一定面积的一束光线.它是温过一定截面光线的集合.光速——光传播的速度。
光在真空中速度最大。
恒为C=3×108m/s。
丹麦天文学家罗默第一次利用天体间的大距离测出了光速。
法国人裴索第一次在地面上用旋转齿轮法测出了光这。
实像——光源发出的光线经光学器件后,由实际光线形成的.虚像——光源发出的光线经光学器件后,由发实际光线的延长线形成的。
本影——光直线传播时,物体后完全照射不到光的暗区.半影——光直线传播时,物体后有部分光可以照射到的半明半暗区域.2.基本规律(1)光路可逆原理光线逆着反射线或折射线方向入射,将沿着原来的入射线方向反射或折射.(2)光的独立传播规律光在传播时虽屡屡相交,但互不扰乱,保持各自的规律继续传播。
(3)光的直线传播规律先在同一种均匀介质中沿直线传播。
小孔成像、影的形成、日食、月食等都是光沿直线传播的例证。
(4)光的反射定律反射线、人射线、法线共面;反射线与人射线分布于法线两侧;反射角等于入射角。
(5)光的折射定律折射线、人射线、法织共面,折射线和入射线分居法线两侧;对确定的两种介质,入角(i)的正弦和折射角(r)的正弦之比是一个常数.介质的折射串n=sini/sinr=c/v。
全反射条件①光从光密介质射向光疏介质;②入射角大于临界角A,sinA=1/n。
3.常用光学器件及其光学特性(1)棱镜光密煤质的棱镜放在光疏煤质的环境中,入射到棱镜侧面的光经棱镜后向底面偏折。
隔着棱镜看到物体的像向项角偏移。
棱镜的色散作用复色光通过三棱镜被分解成单色光的现象。
(2)平面镜点光源发出的同心发散光束,经平面镜反射后,得到的也是同心发散光束.能在镜后形成等大的、正立的虚出,像与物对镜面对称。
物理研究方法有哪些物理是自然科学的一门重要学科,它研究的是物质、能量和它们之间的相互作用。
而要深入研究物理,就需要掌握一些科学的研究方法。
下面我将介绍一些常见的物理研究方法。
首先,实验是物理研究的重要手段之一。
实验是通过人为的操作和观测来获取数据,验证理论或者发现新的现象。
在物理研究中,实验通常需要设计合理的实验方案,选择合适的实验装置和仪器,进行数据采集和分析,最终得出科学结论。
实验方法可以直接观察物理现象,获取真实可靠的数据,是物理研究的重要手段之一。
其次,理论分析是物理研究的另一个重要方法。
物理学家通过建立物理模型,运用数学方法进行推演和分析,从而揭示物理规律和规律性。
理论分析方法可以帮助人们理解物理现象背后的原理,预测物理现象的发展趋势,指导实验设计和数据解释。
除了实验和理论分析,数值模拟也是物理研究的重要手段之一。
随着计算机技术的发展,数值模拟在物理研究中的应用越来越广泛。
物理学家可以通过建立物理模型,利用计算机进行数值计算,模拟物理现象的演变过程,获取物理规律和规律性。
数值模拟方法可以帮助人们深入理解物理现象,探索物理规律,预测物理现象的发展趋势。
此外,观测方法也是物理研究的重要手段之一。
物理学家可以利用各种观测设备和仪器,对物理现象进行观测和记录,获取真实可靠的数据。
观测方法可以帮助人们了解物理现象的特征和规律,为物理研究提供重要的实验数据。
总的来说,物理研究方法包括实验、理论分析、数值模拟和观测等多种手段。
这些方法相互结合,相互补充,共同推动了物理学科的发展。
在今后的物理研究中,我们需要灵活运用这些方法,不断深化对物理世界的认识,为人类社会的发展做出更大的贡献。
高中物理研究方法总结
高中物理是一门需要实验和理论相结合的学科,因此研究方法非常重要。
以下是高中物理中常见的一些研究方法:
1. 控制变量法:通过控制其他变量不变,只改变一个变量,来观察这个变量对物理现象的影响。
例如,在研究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系时,可以通过控制压力不变,只改变接触面的粗糙程度来得出结论。
2. 实验法:通过实验来探究物理现象和规律的方法。
例如,在研究自由落体运动时,可以通过实验测量不同高度下落的时间和速度,来探究自由落体的规律。
3. 理想实验法:在实验的基础上,通过推理和想象来探究物理现象和规律的方法。
例如,在研究单摆的摆动周期时,可以通过理想实验法来探究单摆的周期与什么因素有关。
4. 等效替代法:通过等效替代的方式来探究物理现象和规律的方法。
例如,在研究合力与分力的关系时,可以通过等效替代法来探究合力与分力之间的关系。
5. 归纳法:通过观察和实验,将一系列具体事实归纳总结成一般规律的方法。
例如,在研究匀变速直线运动的规律时,可以通过归纳法来总结出匀变速直线运动的规律。
6. 演绎法:根据已知的一般规律,推导出个别具体事物的结论的方法。
例如,在研究抛体运动时,可以根据已知的自由落体运动规律,推导出竖直上抛运动的规律。
以上是高中物理中常见的一些研究方法,这些方法对于理解和掌握物理知识和规律非常重要。
通过不断地练习和应用这些方法,可以逐渐提高自己的物理学科素养和能力。
高中物理常用的研究方法汇总Company number:【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】高中物理常用的研究方法汇总一、理想模型法实际中的事物都是错综复杂的,在用物理的规律对实际中的事物进行研究时,常需要对它们进行必要的简化,忽略次要因素,以突出主要矛盾。
用这种理想化的方法将实际中的事物进行简化,便可得到一系列的物理模型。
有实体模型:质点、点电荷、轻杆、轻绳、轻弹簧、理想变压器、(3-3)液片、理想气体、(3-4)弹簧振子,单摆等;过程模型:匀速直线运动、匀变速直线运动、匀变速曲线运动、匀速圆周运动等。
采用模型方法对学习和研究起到了简化和纯化的作用。
但简化后的模型一定要表现出原型所反映出的特点、知识。
每种模型有限定的运用条件和运用的范围。
二、控制变量法就是把一个多因素影响某一物理量的问题,通过控制某几个因素不变,只让其中一个因素改变,从而转化为多个单一因素影响某一物理量的问题的研究方法。
这种方法在实验数据的表格上的反映为:某两次试验只有一个条件不相同,若两次试验结果不同,则与该条件有关,否则无关。
反过来,若要研究的问题是物理量与某一因素是否有关,则应只使该因素不同,而其他因素均应相同。
控制变量法是中学物理中最常用的方法。
滑动摩擦力的大小与哪些因素有关;探究加速度、力和质量的关系(牛顿第二定律);导体的电阻与哪些因素有关(电阻定律);电流的热效应与哪些因素有关(焦耳定律 );研究安培力大小跟哪些因素有关;研究理想气体状态变化(理想气体状态方程)等均应用了这种科学方法。
三、理想实验法(又称想象创新法,思想实验法)是在实验基础上经过概括、抽象、推理得出规律的一种研究问题的方法。
但得出的规律却又不能用实验直接验证,是科学家们为了解决科学理论中的某些难题,以原有的理论知识(如原理、定理、定律等)作为思想实验的"材料",提出解决这些难题的设想作为理想实验的目标,并在想象中给出这些实验"材料"产生"相互作用"所需要的条件,然后,按照严格的逻辑思维操作方法去"处理"这些思想实验的"材料",从而得出一系列反映客观物质规律的新原理,新定律,使科学难题得到解决,推动科学的发展。
又称推理法。
伽利略斜面实验、推导出声音不能在真空中传播、推导出牛顿第一定律等。
四、微量放大法物理实验中常遇到一些微小物理量的测量。
为提高测量精度,常需要采用合适的放大方法,选用相应的测量装置将被测量进行放大后再进行测量。
常用的放大法有累计放大法、形变放大法、光学放大法等。
1)累计放大法:在被测物理量能够简单重叠的条件下,将它展延若干倍再进行测量的方法,称为累计放大法(叠加放大法)。
如测量纸的厚度、金属丝的直径等,常用这种方法进行测量;累计放大法的优点是在不改变测量性质的情况下,将被测量扩展若干倍后再进行测量,从而增加测量结果的有效数字位数,减小测量的相对误差。
2)形变放大法:形变是力作用的效果,在力学中形变的基本表现形式为体积、长度、角度的改变。
而显示形变的方法可用力学的方法,也可用电学、光学的方法,如:体积的变化:由液柱的长度的变化显示;热膨胀:杠杆放大法显示。
3)光学放大法:常用的光学放大法有两种,一种是使被测物通过光学装置放大视角形成放大像,便于观察判别,从而提高测量精度。
例如放大镜、显微镜、望远镜等。
另一种是使用光学装置将待测微小物理量进行间接放大,通过测量放大了的物理量来获得微小物理量。
例如测量微小长度和微小角度变化的光杠杆镜尺法,就是一种常用的光学放大法。
卡文迪许通过扭秤装置测量引力常量就采用了多种放大方法。
五、模拟法模拟法和类比法很近似。
它是在实验室里先设计出于某被研究现象或过程(即原型)相似的模型,然后通过模型,间接的研究原型规律性的实验方法。
先依照原型的主要特征,创设一个相似的模型,然后通过模型来间接研究原型的一种形容方法。
根据模型和原型之间的相似关系,模拟法可分为物理模拟和数学模拟两种。
如在描绘电场中等势线实验中用直流电流场模拟静电场。
六、类比与归纳所谓类比,是根据两个(或两类)对象之间在某些方面的相同或相似而推出它们在其他方面也可能相同或相似的一种逻辑思维。
如万有引力公式和库仑力公式从形式上很相似。
七、等效替代效法等效法是常用的科学思维方法。
等效是指不同的物理现象、模型、过程等在物理意义、作用效果或物理规律方面是相同的。
它们之间可以相互替代,而保证结论不变。
等效的方法是指面对一个较为复杂的问题,提出一个简单的方案或设想,而使它们的效果完全相同,从而将问题化难为易,求得解决。
例如我们学过的等效电路、等效电阻、电压表等效为电流表、电流表等效为电压表、测电阻中的替代法、分力与合力等效、分运动与合运动等效、环形电流与小磁体的等效、通电螺线管与条形磁铁的等效等等。
八、比值定义法比值定义法,就是在定义一个物理量的时候采取比值的形式定义。
用比值法定义的物理概念在物理学中占有相当大的比例,比如如速度、加速度、密度、压强、功率、电场强度、电势、电势差、磁感应强度、电阻、电容等等。
加速度a=(Δv)/(Δt) ;电场强度E=F/q ;电容C=Q/U ;电阻R=U/I ;电流I=q/t ;电动势,ε=W/q;电势差U=W/q;磁感应强度B=F/(IL)或B=F/qv或B=Φ/S。
(一)"比值法"的特点:1、比值法适用于物质属性或特征、物体运动特征的定义。
应用比值法定义物理量,往往需要一定的条件;一是客观上需要,二是间接反映特征属性的的两个物理量可测,三是两个物理量的比值必须是一个定值。
2.两类比值法及特点一类是用比值法定义物质或物体属性特征的物理量,如:电场强度E、磁感应强度B、电容C、电阻R等。
它们的共同特征是;属性由本身所决定。
定义时,需要选择一个能反映某种性质的检验实体来研究。
比如:定义电场强度E,需要选择检验电荷q,观测其检验电荷在场中的电场力F,采用比值F/q就可以定义。
另一类是对一些描述物体运动状态特征的物理量的定义,如速度v、加速度a、角速度ω等。
这些物理量是通过简单的运动引入的,比如匀速直线运动、匀变速直线运动、匀速圆周运动。
这些物理量定义的共同特征是:相等时间内,某物理量的变化量相等,用变化量与所用的时间之比就可以表示变化快慢的特征。
(二)"比值法"的理解1.理解要注重物理量的来龙去脉。
为什么要研究这个问题从而引入比值法来定义物理量(包括问题是怎样提出来的),怎样进行研究(包括有哪些主要的物理现象、事实,运用了什么手段和方法等),通过研究得到怎样的结论(包括物理量是怎样定义的,数学表达式怎样),物理量的物理意义是什么(包括反映了怎样的本质属性,适用的条件和范围是什么)和这个物理量有什么重要的应用。
2.理解要展开类比与想象,进行逻辑推理。
所有的比值法定义的物理量有相同的特点,通过展开类比与想象,进行逻辑推理、抽象思维等活动,从而引起思维的飞跃,知识的迁移,在类比中加深理解。
如在重力场、电场、磁场的教学中,相同的是都需要选择一个检验场性质的实体,用检验实体的受力与检验实体的有关物理量的比来定义。
但也存在区别,重力场的比值中,分母是质量最简单,电场定义时,要考虑电荷的电性,而磁场定义最复杂,不仅与考虑电流元I,而且要考虑电流元的放置方位与有效长度。
3.不能将比值法的公式纯粹的数学化。
在建立物理量的时候,交代物理思想和方法,搞清概念表达的属性,从这些量度公式中理解它们的物理过程与物理符号的真实内容,切忌被数学符号形式化,忽视了物理量的丰富内容,一定要从量度公式中揭示所定义的概念与有关概念的真实依存关系和物理过程,防止死记硬背和乱用。
另一方面,在数学形式上用比例表示的式子,不一定就应用比值法。
如公式a=F/m,只是数学形式上象比值法,实际上不具备比值法的其它特点。
所以不能把比值法与数学形式简单的联系在一起。
九、微元法微元法是分析、解决物理问题中的常用方法,也是从部分到整体的思维方法。
用该方法可以使一些复杂的物理过程用我们熟悉的物理规律迅速地加以解决,使所求的问题简单化。
在使用微元法处理问题时,需将其分解为众多微小的"元过程",而且每个"元过程"所遵循的规律是相同的,这样,我们只需分析这些"元过程",然后再将"元过程"进行必要的数学方法或物理思想处理,进而使问题求解。
使用此方法会加强我们对已知规律的再思考,从而引起巩固知识、加深认识和提高能力的作用。
在高中物理中,由于数学学习上的局限,对于高等数学中可以使用积分来进行计算的一些问题,在高中很难加以解决。
例如对于求变力所做的功或者对于物体做曲线运动时某恒力所做的功的计算;又如求做曲线运动的某质点运动的路程,这些问题对于中学生来讲,成为一大难题。
但是如果应用积分的思想,化整为零,化曲为直,采用"微元法",可以很好的解决这类问题。
"微元法"通俗地说就是把研究对象分为无限多个无限小的部分,取出有代表性的极小的一部分进行分析处理,再从局部到全体综合起来加以考虑的科学思维方法,在这个方法里充分的体现了积分的思想。
十、极限法极限法是把某个物理量推向极端,即极大和极小或极左和极右,并依此做出科学的推理分析,从而给出判断或导出一般结论。
1.由平均值得瞬时值用到极限法一般由比值定义式定义出的物理量均为平均值,如,当取趋近于零时的平均速度可看做瞬时速度2.极限法在进行某些物理过程分析时,具有独特作用,恰当应用极限法能提高解题效率,使问题化难为易,化繁为简,思路灵活,判断准确。
因此要求解题者,不仅具有严谨的逻辑推理能力,而且具有丰富的想象能力,从而得到事半功倍的效果。