物理学中常用研究方法--马骏德
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中学物理常用的研究方法常用的中学物理研究方法包括实验法、观察法、比较法、建模法和计算法等。
以下将对这些方法进行详细介绍。
实验法是中学物理研究中最常用的方法之一、通过实验,可以观察和测量现象,并获取数据进行分析。
在进行实验时,需要先制定实验方案,确定实验的目的、内容和步骤。
然后,通过操作仪器设备,对所研究的物理现象进行观察和测量。
最后,通过对数据的分析和处理,得出结论。
实验法能够直接获取数据,有助于验证理论和定律,并且可以控制实验条件,提高实验的可靠性。
观察法是一种通过观察现象来研究物理问题的方法。
通过仔细观察、记录和归纳整理,可以发现物理现象的规律和特点。
观察法适用于那些无法通过实验来研究的现象,如自然界中的天文现象或一些微观现象等。
观察法的优点是简单易行,不需要特殊的仪器设备,但由于观察的主观性较强,需要进行深入的分析和比对才能得出准确结论。
比较法是通过对不同物体、现象或实验结果进行比较,找出它们之间的相似性和差异性,从而获得一些结论和规律。
这种方法常用于验证和对比不同理论或公式的适用性,以及研究物体的性质和特点。
通过比较,可以发现物理规律和因果关系,但需要注意选取合适的比较对象和合理的比较方法,以确保比较结果的准确性。
建模法是一种通过建立数学模型来描述和解释物理现象的方法。
建模法常用于研究那些无法直接观察和测量的物理现象,如电磁场、流体力学等。
通过建立适当的数学公式和方程,可以对物理现象进行定量描述和分析。
建模法需要运用数学方法来进行推导和计算,要求具备较高的数学基础和思维能力。
计算法是一种通过数值计算和仿真来研究物理问题的方法。
计算法常用于求解一些复杂问题的数值解或近似解,以及预测和模拟物理现象的变化和发展趋势。
通过运用数值计算软件和仿真工具,可以进行大规模计算和模拟实验,得出与实验结果相似的结论。
计算法适用于研究那些实验条件较难控制、无法直接观察和测量,或者需要大量数据处理的问题。
综上所述,中学物理常用的研究方法包括实验法、观察法、比较法、建模法和计算法。
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。
初中物理学习中的研究方法
初中物理学习中的研究方法
初中物理教学中,我们不仅要教给学生课本知识,让其懂得一些物理现象,理解一些物理原理,掌握一些物理规律,更重要的应该教给学生研究物理的方法,下面结合初中物理教学实际,谈一谈初中物理学习中的研究方法:
一、控制变量法
控制变量法是指在研究几个物理量的关系时,每次只改变一个因素,保持其它一些物理量不变,探索这一物理量与要研究的物理量的关系的方法。
控制变量法在初中物理中运用得特别多,学生也容易掌握。
如:在研究压力的作用效果与哪些因素有关时,我们先控制压力(使其大小不变)这一物理量,而后比较压力作用效果与受力面积的关系,采用同样的方法研究压力的作用效果与压力大小的关系。
二、等效替代法
等效替代法是指在研究某一物理量时不可或很难直接加以
描述,而采用与之相似或有共同特征的等效形象来替代的方法。
如:在研究光线时,学生都知道光线是直的,有方向的,但要把光线直观地表示出来却很困难,所以我们用与之有共同特性的带有箭头的直线来替代它。
三、类比法
类比法是指在研究一些抽象的物理量时,采用常见的与之有共性的形象表示要研究的抽象物理量的方法。
如:在研究电
后的学习具有极其重要的积极作用。
初中物理科学研究中常用方法归纳一、观察法物理是一门以观察、实验为基础的学科。
人们的许多物理知识是通过观察和实验认真地总结和思索得来的。
著名的马德堡半球实验,证明了大气压强的存在。
在教学中,可以根据教材中的实验,如场度、时间、温度、质量、密度、力、电流、电压等物理量的测量实验中,要求学生认真细致的观察,进行规范的实验操作,得到准确的实验结果,养成良好的实验习惯,培养实验技能。
大部分均利用的是观察法。
二、控制变量法物理学研究中常用的一种研究方法——控制变量法。
所谓控制变量法,就是在研究和解决问题的过程中,对影响事物变化规律的因素或条件加以人为控制,使其中的一些条件按照特定的要求发生变化或不发生变化,最终解决所研究的问题。
可以说任何物理实验,都要按照实验目的、原理和方法控制某些条件来研究。
如:导体中的电流与导体两端的电压以及导体的电阻都有关系,中学物理实验难以同时研究电流与导体两端的电压和导体的电阻的关系,而是在分别控制导体的电阻与导体两端的电压不变的情况下,研究导体中的电流跟这段导体两端的电压和导体的电阻的关系,分别得出实验结论。
通过学生实验,让学生在动脑与动手,理论与实践的结合上找到这“两个关系”,最终得出欧姆定律I=U/R。
电流与电压、电阻的关系影响电阻大小的因素影响滑动摩擦力大小的因素影响蒸发快慢的因素影响液体内部压强大小的因素影响液体浮力大小的因素影响压力作用效果(压强)大小的因素影响电功大小的因素影响电磁铁磁性强弱的因素影响电流热效应大小的因素三、转换法一些比较抽象的看不见、摸不着的物质的微观现象,要研究它们的运动等规律,使之转化为学生熟知的看得见、摸得着的宏观现象来认识它们。
这种方法在科学上叫做“转换法”。
如:分子的运动,电流的存在等,如:空气看不见、摸不到,我们可以根据空气流动(风)所产生的作用来认识它;分子看不见、摸不到,不好研究,可以通过研究墨水的扩散现象去认识它;电流看不见、摸不到,判断电路中是否有电流时,我们可以根据电流产生的效应来认识它;磁场看不见、摸不到,我们可以根据它产生的作用来认识它。
均匀带电薄圆盘和薄宽圆环静电势的数值研究江俊勤(广东第二师范学院物理系,广东广州510303) 摘要:用叠加原理和数值积分法,分别对均匀带电薄圆盘和薄宽圆环的静电势进行数值研究.绘制了电势的空间分布图及其等势线图.关键词:均匀带电圆盘;带电导体薄圆盘;静电势;数值研究中图分类号:O 441.1 文献标识码:A 文章编号:1007-8754(2011)03-0031-03收稿日期:2011-04-06作者简介:江俊勤,男,广东揭阳人,广东第二师范学院物理系教授.电势是静电学中一个重要的物理概念,不论是在电磁场的教学还是对电磁场的研究,常常需要了解给定电荷系统的电势分布.均匀带电薄圆盘(环)的电势分布问题,由于计算较为简单,而成为近年来人们讨论的热点[1-5].虽然这类问题可用数理方程的标准方法[1]求解(解泊松方程),但更多的研究者采用另一种方法[2-5]:直接使用点电荷的电势计算公式和叠加原理求解.这是因为后者的原理简单易懂,物理图象更加清晰.在以往各文献中,不论采用哪一种方法,最终目标都是推算出电势的复杂表达式:或写成以勒让德多项式为基的级数[1],或写成其他形式的级数[3-5].本文用点电荷的电势计算公式和叠加原理,对均匀带电薄圆盘和薄宽圆环的静电势进行研究,但目标不再是推算出电势的复杂表示式,而是应用计算机进行快速和精确的数值研究,并直观和全面地绘制出电势的空间分布图及其等值线图.图1 带电细圆盘与坐标系1 均匀带电薄圆盘的电势的空间分布半径为a的均匀带电薄圆盘,所带电荷为Q,以圆心O为坐标原点,z轴垂直于圆环所在平面,如图1所示.由于具有轴对称性,故只需考虑xoz平面内的观测点P(x,0,z)的电势.面源ds的位矢为珒ρ=ρcosφ珒i+ρsinφ珗j,观测点P的位矢为珗r=x珒i+z珗k.观测点P到面源ds的位矢为珝R=珗r-珒ρ=(x-ρcosφ)珒i-ρsin珗j+z珗k,所以R2=ρ2+x2+z2-2ρxcosφ.(1)第31卷 第3期广东第二师范学院学报Vol.31 No.32011年6月Journal of Guangdong University of Education Jun.2011面源ds的电荷量为dq=Qπa2ρdρdφ,由叠加原理,得观测点P(x,0,z)的电势为U(x,z)=14πε0∫dqR=Q4π2ε0a2∫2π0(∫a0ρx2+z2+ρ2-2xρcos槡φdρ)dφ.(2)(2)式是一个复杂的积分,不能用初等函数表示,可以用级数表示或进行数值积分.本文采用数值积分方法.为了方便,取Q/(4π2ε0a)=1,以a作为x和z的长度单位.根据数值计算的结果,使用绘图软件,选定显示范围为-4≤x/a≤4、-4≤z/a≤4和0≤U(x,z)≤2π,则场强量值随x和z变化的情况如图2所示.相对应的等值线如图3所示.图2 均匀带电圆盘电势随x和z变化的情况(当y=0时)图3 均匀带电圆盘的电势等值线(当y=0时)2 均匀带电薄宽圆环的电势的空间分布考虑一个薄而宽的圆环,内半径为b,外半径为a,则面源ds的电荷为dq=Qπa2-b2ρdρdφ.(3)观测点P(x,0,z)的电势为U(x,z)=14πε0∫dqR=Q4π2ε0a·aa2-b2∫2π0∫abρx2+z2+ρ2-2xρcos槡φdρdφ.(4)取b=2a/3,则(4)式的数值积分结果如图4和5所示.图4 均匀带圆环电势随x和z变化的情况(当y=0时)图5 均匀带圆环电势等值线(当y=0时)·23· 广东第二师范学院学报第31卷3 讨论本文用点电荷的电势计算公式和叠加原理,对均匀带电薄圆盘和薄宽圆环的静电势进行了数值研究.不花大力气去推导冗长的电势表示式,而是直接由定义式(2)进行数值积分处理,并绘制出电势的空间分布图及其等值线图.事实上,从以往各文献[1-5]所推导出来的复杂的表达式中根本无法直接看出电势的空间分布情况.本方法所得结果精确可靠、形象美观,所用物理原理简单易懂,物理图象清晰.这在实际物理教学中,特别是在非物理专业(或物理专业低年极)普通物理学的教学中,是很有意义的.本方法具有一定的通用性,对于其他一些带电体系的电场、线圈的磁场等问题都有可能使用这种方法进行研究.参考文献:[1]吴崇试.均匀带电薄圆盘的电势问题[J].大学物理,2000,19(11):1-4.[2]张之翔.圆环电荷的电势的几种算法及讨论[J].大学物理,2006,25(8):7-10.[3]程昌林,王慧,李业凤.均匀带电薄圆盘的电势及等势面[J].物理与工程,2002,12(5):6-7,20.[4]李清玉,李永铸,单嵛琼.均匀带电薄圆盘上的电势[J].云南师范大学学报,2002,22(6):39-40.[5]厉爱皊,姜黎霞.均匀带电圆盘电位的空间分布[J].山东农业大学学报:自然科学版,2003,34(4):559-561.A Numerical Studyfor the Electrostatic Potentialof UniformlyCharged Disc and Wide RingJIANG Jun-qin(Department of Physics,Guangdong University of Education,Guangzhou,Guangdong,510303,P.R.China)Abstract:The electrostatic potential of uniformly charged disc and uniformly charged wide ring wasnumerically studied.The general distribution diagrams of the electrostatic potential and its isogram areplotted.Key words:uniformly charged disc;uniformly charged wide ring;electrostatic potential;numerical study·33·2011年第3期 江俊勤:均匀带电薄圆盘和薄宽圆环静电势的数值研究 。
表解初中物理教材中常用的科学研究方法
初中物理教材中的各个章节都有意识,有步骤地渗透了物理学的科学研究方法,使同学们在学习物理知识到同时受到科学方法的熏陶和训练。
涉及到的一些具体方法有:猜想法,观察法,实验法,分析法,综合法,归纳法,分类法,隔离法,假设法,比较法,等效(替代)法,建立理想模型法,控制变量法,实验推理法,转换法,类比法等研究物理问题的方
与哪些因素有关时,我们同时用到了观察法(观察电流表的示数)、转换法(把电阻的大小转换成电流的大小、通过研究电流的大小来得到电阻的大小)、归纳法(将分别得出的电阻与材料、长度、横截面积、温度有关的信息归纳在一起)、和控制变量法(在研究电阻与长度有关时控制了材料、横截面积)等方法。
可见,物理的科学方法无法细致的分类。
只能根据题意看题中强调的是哪一过程,来分析解答。
注意:等效法与转换法很相似,有什么区别呢?
请观察:
转换法: 电功、电功率、电流大小----灯泡亮度;
磁场----小磁针偏转
等效替代法: 分力----合力
小石块体积----排开水的体积;
平面镜里成的虚像玻璃后面的未点燃的蜡烛重合
“等效替代法”中相互替代的两个量种类相同,大小相等,而“转换法”中的两个物理量有因果关系,并且性质往往发生了改变。
浅议物理教学中的科学研究方法传授广州马骏骅【摘要】本文讨论了如何通过物理教学向学生传授科学研究方法的问题,通过一些实例阐述了物理教学中传授科学研究方法的具体做法和注意的问题。
【关键词】物理教学科学研究方法课程标准指出,基础物理的教育目的是培养全体学生的科学素养,使学生在科学知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等方面得到全面的发展。
中学阶段物理包括基本物理概念和基本物理规律的建立,以及基本物理原理和理论的论证与阐述。
即使是表面看似简单的道理、概念和规律,也蕴含着极其丰富的思想性、逻辑性和研究方法。
因此,在突出科学探究内容的同时,重视研究方法的指导,使学生在进行科学探究、学习物理知识的过程中,逐渐拓宽视野,初步领悟到科学研究方法的真谛。
物理不只是理性的、量化的公式和定律,它负载着方法,蕴含着价值。
基础物理的教育目的是培养全体学生的科学素养,使学生在科学知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等方面得到全面的发展。
在教学中贯彻科学研究方法的传授,目的是培养学生初步的科研能力,养成科研习惯。
近年来中考命题也加大了对物理研究方法的考查,教学中让学生学习一些中学物理的研究方法,有助于培养学生的思维能力,让学生掌握学习物理的规律,从而形成规律性的学习,达到事半功倍的学习效益。
一、通过观察和实验传授科学研究方法物理学是一门注重实验的科学,观察和实验是物理学研究的基本方法,整个物理学的发展史告诉我们,人类的物理知识来源于实践,特别是来源于科学实验的实践。
用温度计测量物体的温度,实验的目的是正确使用温度计,并不要求学生从中发现或验证什么规律,通常不拿其当做一回事,但液体温度计却体现了实验设计的一般原理:平衡原理—温度计与被测液体达到热平衡。
温度计的液柱不再变时,示数既被测物体温度。
转化原理—把被测液体温度转化为温度计的高度。
是看不见向看得见的转化,微观无规则运动向着宏观有规则运动的转化。
放大原理—温度计内径做的细小,以便观察的现象明显,能体现出温度的细小差别。
物理学的研究方法物理学是一门研究物质及其运动规律的科学,为了能够准确地了解和解释自然界中的现象,物理学采用了多种研究方法。
本文将介绍几种常见的物理学研究方法,包括实验法、观测法、数学建模和理论推演等。
一、实验法实验法是物理学中最为常见的研究方法,通过设计和进行实验来观察和测量物理现象。
实验法通常包括以下几个步骤:1. 设置实验目标:确定研究的问题和目标,确定需要测量和观察的物理量。
2. 设计实验方案:根据实验目标和问题进行实验方案的设计,确定实验的装置、仪器和方法。
3. 进行实验:按照设计好的方案,进行实验操作,记录和收集实验数据。
4. 数据处理和分析:对实验数据进行整理、分析和计算,得出结论。
实验法具有直观性和可重复性的特点,能够提供定量的实验结果,对于验证和发展物理理论有着重要的作用。
二、观测法观测法是物理学中另一种重要的研究方法,通过观察和记录物理现象的发生和变化来推断物理规律。
观测法通常有以下几种形式:1. 自然观察:直接观察和记录自然界中的物理现象,如观测天体运动、大气变化等。
2. 实地观测:通过实地考察和观察,收集物理量的实际数据,如地震测量、气象观测等。
3. 间接观测:利用仪器设备对物理现象进行间接观测和测量,如望远镜观测、电子显微镜观察等。
观测法强调对物理现象的准确观察和记录,通过统计和分析观测数据来揭示物理规律。
三、数学建模数学建模是物理学中的一种重要研究方法,它将物理问题抽象为数学模型,利用数学工具对其进行分析和求解。
数学建模常用于研究具有复杂物理过程或不易直接观测的问题,例如流体力学、电磁场等。
数学建模的一般步骤包括:1. 建立模型:根据物理现象和规律,确定数学模型的基本假设和方程。
2. 求解模型:利用数学方法对模型进行分析和求解,得到物理量的数学表示或解析解。
3. 模型验证:将数学结果与实验数据进行比较验证,检验模型的有效性和适用性。
数学建模在物理学中具有非常广泛的应用,可以对复杂的物理问题进行定量的描述和预测。
初中物理科学探究中常用的研究方法《初中物理课程标准》要求,在突出科学探究内容的同时,要重视研究方法的指导,使学生在进行科学探究、学习物理知识的过程中,经历科学探究过程,逐步学习物理规律,构建物理概念,学习科学方法,树立科学的世界观,初步领悟科学研究方法的真谛.一、控制变量法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:某两次实验只有一个条件不相同,若两次实验结果不同,则与该条件有关,否则无关。
教材中涉及到控制变量法的知识主要有:1。
探究摩擦力的大小与什么因素有关;2。
探究压力的作用效果跟什么因素有关;3。
研究液体内部的压强规律;4.探究动能(或重力势能)的大小与什么因素有关;5.探究不同物质的吸热能力与物质种类、质量、温度的关系;6.研究决定电阻大小的因素;7。
探究电阻上的电流与电压的关系;8.探究电功(或电热)跟什么因素有关;9.研究影响电磁铁磁性强弱的因素;10。
研究感应电流的方向跟什么因素有关;11。
研究通电导体在磁场中的受力与什么因素有关等等。
二、等效替代法等效替代法是指在保证某一方面效果相同的前提下,用理想的、熟悉的、简单的物理对象、物理过程、物理现象来替代实际的、陌生的、复杂的物理对象、物理过程、物理现象的思想方法.简言之,等效的方法就是对一个较为复杂的问题,提出一个较简单的方案或设想,而使它们的效果完全相同,从而将问题化难为易,求得解决。
教材中涉及到等效替代法的知识主要有:1.研究平面镜成像特点时,用镜后未点燃的蜡烛代替镜前点燃蜡烛的像;2.研究平面镜成像特点时,用玻璃板代替平面镜;3.研究串并联电路的电阻关系时引入“等效电阻”的概念;三、转换法(间接推断法)物理学中有的物理现象不便于直接观察,有的物理量不便于直接测量,通过转换为容易观察或测量的与之相等或与之相关联的物理现象,从而获得结论的研究方法叫转换法。
常见物理研究方法1、等效替代法:在物理学中将一个或多个物理量、一种物理装置、一个物理状态或过程用另一个物理量、一种物理装置、一个物理状态或过程来代替,得到同样的结论,这种方法称为等效替代法。
运用这种方法可以使所要研究的问题简单化、直观化,如在力的合成中,若干个共同作用的分力就可以等同于作用效果相同的一个合力;相反一个合力也可以分解为作用效果相同的若干分力;在曹冲称象的实验中用石块等效替代大象;在电路中,若干电阻可以等效为一个合适的电阻;研究平面镜成像时,用玻璃板等效替代平面镜。
2、建立理想模型法:把复杂问题简单化、摒弃次要的条件,抓住主要的因素,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,在建立理想化的物理模型的基础上,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来直观、形象的表达物理情境。
如光线、磁感线都是虚拟假定出来的,但它们却可以直观、形象地表述物理情境与事实,方便的解决问题。
通过光线研究光的传播路径与方向;通过磁感线研究磁场的分布;杠杆也是一种理想化模型,由于受力的作用会引起或大或小的形变,在研究物理问题时可以忽略不计,即理想化的杠杆可以无形变。
例2 如图2所示,用一块轻塑料片挡住两端开口的玻璃筒下端竖直插入水中到一定的深度,然后向玻璃筒内缓慢注入某种液体,当筒内液面高出筒外水面1cm时,塑料片刚好下沉,关于液体密度ρ液和水的密度ρ水的大小关系正确的是( )A.ρ液<ρ水B.ρ液=ρ水C.ρ液>ρ水D.不能确定【解析】此题中的轻塑料片就是一个理想化的物理模型,“轻”不计塑料重力;“片” 只考虑面积,不计厚度,所以它的体积可以忽略不计,则塑料片不受浮力。
塑料片只受筒内液体向下的压力和筒外水向上的压力,当筒内液面高出筒外水面1cm时,塑料片刚好下沉,说明当筒内液面高出筒外水面1cm内外压强恰好相等即ρ液gh液=ρ水gh水,又因为h液>h水,所以ρ液<ρ水。
例谈初中物理研究方法的五种类型在学习物理过程中,研究方法至关重要,也是一门学习物理的必要技能。
下面我们来看一下初中物理研究方法中的五种类型。
首先,初中物理的研究方法之一是观察实验方法。
这种方法是一种经典的物理实验方法,它涉及到进行物理实验的基本步骤,包括设计实验、实验准备、进行实验、收集数据和推断结果。
使用这种方法,能够更清楚地了解物理现象,更有利于在实践中积累实践能力和综合运用知识。
其次,初中物理研究方法还有理论计算方法。
这种方法是指通过理论推导、数学模型建立和数据应用,利用数学计算工具,比如计算机、计算器等,根据提出的理论模型求解结果的方法。
这种方法是实践中最重要的研究方法之一,可以使研究快速推进,为实践提供必要的理论支撑。
第三,初中物理研究方法还有图表法。
这种方法涉及到收集、处理并展示有关物理现象和实验结果的数据,使用图形来表示数据和理论分析过程,把概念可视化。
这使学生在分析物理现象时更容易理解和记忆,也可以帮助学生更加深入地了解物理知识。
第四,初中物理研究方法还有探究学习法。
这种方法是以实践来解决实际问题,能够让学生充分体验学习的乐趣,激发学生的科学兴趣,并培养学生的创新意识。
最后,还有心理学研究方法。
这种方法借助心理学原理,探究物理动力学的潜在运行规律,帮助学生更好地理解物理原理,运用更有效的心理策略,从而提高学习效率。
通过本文的介绍,我们可以看出,初中物理研究方法有多种,可以满足不同学习物理的学习需求。
以上五种方法均可为学生提供良好的帮助,让学生能在实践中更好地理解物理原理,进而提升学习成绩。
总的来说,初中物理研究方法的多样性非常重要,应予以重视,以便能够充分利用这些研究方法,使学生能在学习物理过程中取得更大的进步。
【高中物理】高中物理电磁学研究方法汇总1.用比值定义物理量若比值为恒量,则反映了物质的某种性质。
如:物质的密度ρ、导体的电阻r、电场强度e、电势u、电容c等。
2.例如电场和重力场的类比,电场强度E和重力场强度(即重力加速度g),电势能和重力势能,等位面和等高线。
比较了电磁振动与简谐振动、电磁波与机械波、电振动与振动共振。
它的优点是利用所学知识来理解具有相似特征或规律的未知抽象知识。
3.运用形象思维如:用电场线和等势面描述电场的性质,帮助理解电场强度和电势等抽象概念,用小磁针和磁感线描述磁场的性质.用安培定则、左手定则描述相关物理量间的关系,提供判定某物理三的方向等。
以达到由形象思维上升到抽象思维的境界。
4.运用对等的思想,例如:;在等效电阻和等效电路的帮助下,电路简化,易于解决问题。
5.极端分析法如:研究闭合电路两端点的电压即路端电压、用电键的闭合和断开、变阻器滑片移至两极端、使电路断路和短路等都是运用了极端分析的思想方法。
6.寻求守恒定律,如电荷守恒定律。
在纯电阻电路中,电功等于电加热。
法拉第电磁感应定律和伦茨定律反映了电磁感应现象中的能量转换和守恒定律。
在工业C电路中,电场能和磁场能的相互转换。
这实际上是能量守恒定律的具体体现。
7.运用图象法研究如:在i-u坐标息中画出金属导体的伏安特性曲线来研究导体的电阻。
在u-i坐标系中画出图线来研究路端电压随电流的变化规律,并借助它测算ε和r。
用正弦函数图象描述正孩交流电、振荡电流。
8.实验检测:例如,用验电器检测物体是否带电、带什么电、带多少电,用静电计检测导体间的表观电位差。
用库仑扭力天平研究库仑定律,用电压表测量电压,用电流表测量电流强度,用欧姆表测量电阻等。
9.观察和实验观察和实验是揭示物理规律的基本方法,物理规律依靠实验来证实。
如:奥斯特实验发现了电流的磁场,罗兰实验证实了运动电荷能产生磁场,从而揭示了磁现象的电本质。
用电子射线管检验了运动电荷在磁场中受到洛仑兹力的设想。
初中物理研究方法汇总物理是以观察实验为基础,掌握基本规律以及应用于实践生活的一门自然科学。
下面是由我分享的初中物理研究方法,希望对你有用。
初中物理研究方法:控制变量法“控制变量法”是初中物理中常用的探索问题和分析解决问题的科学方法之一,自然界中发生的各种物理现象往往是错综复杂的,因此影响物理学研究对象的因素在许多情况下并不是单一的,而是多种因素相互交错、共同起作用的。
譬如说某段导体中通过电流的大小不仅和其两端电压有关,还和这段导体的长度、横截面积的大小及材料种类等因素有关。
所以要想精确地把握研究对象的各种特性,弄清事物变化的原因和规律,单靠自然条件下整体观察研究对象是远远不够的,还必须对研究对象施加人为的影响,造成特定的便于观察的条件,这就是“控制变量”的方法。
例如为了研究某物理量同影响它的三个因素中的一个因素之间的关系,可将另外两个因素人为地控制起来,使它们保持不变,以便观察和研究该物理量与这一因素之间的关系。
控制变量法在实验数据的表格上的反映为:某两次实验只有一个条件不相同,若两次实验结果不同,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,也是中考出题最多的方法。
首先,在初中物理实验过程中,控制变量法是一种最常用的、非常有效的探索客观物理规律的科学方法。
具体做法是根据研究目的,运用一定的手段(控制实验仪器设备等)主动干预或控制自然事物、自然现象发生发展的过程,在特定的观察条件下去探索客观规律。
例如,在探索、研究导电体的电阻的大小同导电体的哪些特性有关时,可先故意将横截面积、长度都不同的一根镍铬合金丝和一根铜丝分别串入接有小灯泡的直流电路中,分别观察灯泡发光的亮度,并提出问题:刚才的实验现象能否说明电阻大小与导电体的某个特性有关?学生经过思考与讨论,得到的结论当然是否定的。
再用横截面积和长度都不同的两根镍铬合金丝分别串入上述电路中,观察小灯泡的亮度,并让学生思考这个实验能否说明电阻大小同导电体的某种特性有关,结论同样是不能。
物理学中常用研究方法
观察法:
是人们为了认识事物的本质和规律,有目的、有计划地对事物进行考察的一种方法,是人们收集获取记载和描述感性材料的常用方法之一,是最基本最直接的研究方法。
简单的讲观察法就是看仔细地看,科学观察,它和一般的看不同,是人的眼睛在大脑的指导下进行的有意识的组织的感知活动。
观察法是初中物理学中常用的一种研究方法:
实例:在学习声音的产生时可让学生观察小纸片在扬声器中的运动状态,观察正在发声的音叉插入水中激起水花,观察蟋蟀知了鸣叫是的情况,就会发现发出声音的物体都在振动;除此之外还有光的反射规律;光的折射规律;凸透镜成像;滑动摩察力与哪些因素有关水的沸腾……
模型法:
建立模型法是一种高度抽象的理想客体和形态用物理模型,用物理模型可以使抽象的假说理论加以形象化,便于想象和思考研究问题。
物理学的发展过程可以说就是一个不断建立物理模型和用新的物理模型代替旧的或不完善的物理模型的过程。
实例:研究光现象时用到光线模型;力的示意图或力的图示是实际物体和作用力的模型;研究肉眼观察不到的原子结构时,建立原子核式结构模型;研究磁现象是用到磁感线模型;力电路图是实物电路的模型;研究发电机的原理和工作过程用挂图及手摇发电机模型;研究内燃机结构和工作原理用挂图及汽油机柴油模型……
转换法:
物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量,通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量,这种研究问题的方法叫转换法。
初中物理在研究概念规律和实验中多处应用了这种方法。
实例:影子的形成可以证明光沿直线传播;月食现象可证明月亮不是光源;马德堡半球实验可证明大气压的存在;雾的出现可以证明空气中含有水蒸气;奥斯特实验可证明电流周围存在着磁场;指南针指南北可证明地磁场的存在;扩散现象可证明分子做无规则运动;铅块实验可证明分子间存在着引力……
等效替代法:
所谓等效替代法是在保证效果相同的前提下,将陌生复杂的问题变换成熟悉简单的模型进行分析和研究的思维方法,它在物理学中有着广泛的应用。
实例:在研究同一直线上的二力的关系时引入合力的概念也是运用了等效替代法;在电路分析中可以把不易分析的复杂电路简化成为较为简单的等效电路;研究串联并联电路关系时引入总电阻(等效电阻)的概念……
控制变量法:
是指讨论多个物理量的关系时通过控制其几个物理不变,只改变其中一个物理量从而转化为多个单一物理量影响某一个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同,若两次试验结果不同则与该条件有关,否则无关。
反之,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。
实例:在研究导体的电阻与导体那些因素有关时;在研究影响力的作用效果的因素;在研究导体的电阻跟哪些因素有关时;研究液体蒸发快慢的因素;研究液体内部压强;研究动能势能大小与哪些因素有关;研究琴弦发声的音调与弦粗细、松紧、长短的关系;研究物体吸收的热量与物质的种类质量温度的变化的关系;研究电流与电压电阻的关系;研究电功或电热与哪些因素有关;研究通电导体在磁场中受力与哪些因素有关;研究影响感应电流的方向的因素采用此法……
比较法:
比较法是确定研究对象之间的差异点和共同点的思维过程和方法,各种物理现象和过程都可以通过比较确定它们的差异点和共同点。
比较是抽象与概括的前提,通过比较可以建立物理概念总结物理规律。
因此,比较法是物理现象研究中经常运用的最基本的方法。
实例:汽车、轮船、火车飞机它们的发动机各不相同但都是把燃料燃烧时释放的内能转化为机械能装置;而汽油机和柴油机虽然都是内燃机但是从它们的构造、吸入的气体、点火方式、使用范围等方面都有不同;再如蒸发与沸腾的比较两者的相同点都是汽化过程;不同点从发生时液体的温度、发生所在的部位及现象都不同。
还可以用比较法来研究质量与体积的关系;重力与质量的关系;重力与压力;电功与电功率……
类比法:所谓类比就是“触类旁通”“举一反三”实际上是一种从特殊到特殊,
从一般到一般的推理,它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他们在其他方面也可能相同或相似的一种逻辑思维。
从而可以帮助我们理解较复杂的实验和较难的物理知识。
类比是一种推理方法,不同事物在属性、数学形式及其他量描述上有相同或相似的地方就可以来用类比推理。
实例:电压与水压;电流与水流;内能与机械能;原子结构与太阳系;水波与电磁波;通信与鸽子传递信件;功率概念与速度概念的形成……
理想实验:
所谓理想实验又叫“假想实验”“抽象的实验”或“思想上实验”它是人们在思想中塑造的理想过程,是一种逻辑推理的思维过程和理论研究的重要方法。
理想实验虽然也叫实验,但它同所说的真实的科学实验是有原则区别的,真实的科学实验是一种实践活动,而理想实验则是一种思维的活动,前者是可以将设计通过物理过程而实现的实验,后者则是由人们在抽象思维中设想出来而实际上无法做到的实验。
但是,理想实验并不是脱离实际的主观臆想。
理想实验在自然科学的理想研究中有着重要的作用。
但是,理想实验的方法也有其一定的局限性,理想实验只是一种逻辑推理的思维过程,它的作用只限于逻辑上的证明与反驳,而不能用来作为检验正确与否的标准。
相反,由理想实验所得出的任何推论都必然由观察实验的结果来检验。
实例:研究真空是否能够传声;牛顿第一定律……
总之,物理学是一门理论性与实践性都很强的综合学科,各种方法合理利用于物理教学活动中,有利于培养学生各方面的能力,全面提高其综合素质。
以上是笔者结合教学实际列举的一些物理方法,不当之处望各位同仁斧正。