高中物理学史与物理学思想方法全集
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物理学史总结及思想方法物理学史总结及思想方法物理学是一门研究物质、能量和宇宙基本规律的科学。
自古以来,人类对自然界的探索和认知就有了物理学的雏形,但真正成为一门独立科学的物理学发展可以追溯到古希腊思想家的时代。
古希腊的哲学家们对宇宙和自然的本质进行了探索。
毕达哥拉斯提出了对宇宙中数学规律的探索,他认为数是宇宙的本源。
而亚里士多德则提出了四元素的学说,认为宇宙是由地、水、火和气这四种元素构成的。
随后,欧洲科学的中心转移到了伊斯兰世界,阿拉伯人对希腊物理学的成果进行了翻译和发扬。
他们提出了实验的概念,通过实验验证理论的正确性。
阿拉伯人还对光学、力学、天文学等领域做出了重要贡献。
在中世纪,欧洲的科学重心逐渐转移到了西欧,启蒙运动的思想推动了物理学的发展。
伽利略·伽利莱提出了实验是科学研究的必不可少的方法,他通过实验验证了地球的自转和导体受重力的规律。
伽利略开创了实验物理学的先河,为后来的科学发展奠定了基础。
17世纪是物理学发展的关键时期。
艾萨克·牛顿提出了经典力学的三大定律和万有引力定律,建立了一个完整的力学体系。
牛顿的理论在很长一段时间内成为物理学的基石,并推动了天体力学的发展。
18世纪末至19世纪初,热学和电学成为物理学的两个重要研究领域。
卡尔·弗里德里希·高斯,以及詹姆斯·克拉克·麦克斯韦等科学家通过实验和数学推导,建立了电磁学的理论基础。
同时,卡尔·威廉·冯·门德尔也通过实验研究了植物的遗传规律,开创了遗传学的先河。
20世纪的物理学发展中,量子力学和相对论成为两个重要的研究领域。
爱因斯坦提出了相对论理论,这个理论改变了人们对时间、空间和质能关系的认识,同时,也开创了现代物理学的新纪元。
量子力学的发展则由诸如玻尔、薛定谔、海森堡等科学家的贡献,揭示了微观世界的奇妙。
总结而言,物理学的发展和进步是通过人类对自然的观察、实验和理论的不断推进而实现的。
专题一物理学史和物理思想方法一、高中物理的重要物理学史1.力学部分(1)1638年,意大利物理学家伽利略用科学推理论证重物体和轻物体下落一样快,推翻了古希腊学者亚里士多德的观点(即:质量大的小球下落快)。
(2)1687年,英国科学家牛顿提出了三条运动定律(即牛顿运动定律)。
(3)17世纪,伽利略通过构思的理想实验指出,在水平面上运动的物体若没有摩擦,将保持这个速度一直运动下去,得出结论:力是改变物体运动的原因。
推翻了亚里士多德的观点:力是维持物体运动的原因。
同时代的法国物理学家笛卡儿进一步指出,运动的物体没有受到力的作用,它将继续以同一速度沿着同一直线运动,既不会停下来,也不会偏离原来的方向。
(4)20世纪初建立的量子力学和爱因斯坦提出的狭义相对论表明经典力学不适用于微观粒子和高速运动物体。
(5)人们根据日常的观察和经验,提出“地心说”,古希腊科学家托勒密是代表;而波兰天文学家哥白尼提出了“日心说”,大胆反驳“地心说”。
(6)17世纪,德国天文学家开普勒提出开普勒行星运动定律。
(7)牛顿于1687年正式发表万有引力定律;100多年后,英国物理学家卡文迪许利用扭秤实验装置比较准确地测出了引力常量。
2.电磁学部分(1)法国物理学家库仑利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律——库仑定律。
(2)英国物理学家法拉第最早引入了电场概念,并提出用电场线表示电场。
(3)美国物理学家密立根通过油滴实验精确测定了元电荷e,获得诺贝尔奖。
(4)1820年,丹麦物理学家奥斯特发现电流可以使周围的小磁针发生偏转,称为电流的磁效应。
(5)荷兰物理学家洛伦兹提出洛伦兹力公式。
(6)汤姆孙的学生阿斯顿设计的质谱仪可用来测量带电粒子的质量和分析同位素。
(7)英国物理学家法拉第发现电磁感应现象;纽曼、韦伯于1845年和1846年先后指出法拉第电磁感应定律。
(8)物理学家楞次发表确定感应电流方向的定律——楞次定律。
3.原子原子核(1)英国物理学家汤姆孙利用阴极射线管发现电子,并指出阴极射线是高速运动的电子流。
微专题物理学史及常见的思想方法物理学史1.力学部分(1)胡克:英国物理学家,发现了胡克定律.(2)伽利略:意大利著名物理学家,在研究自由落体中采用的“逻辑推理+实验研究”方法是人类思想史上最伟大的成就之一.(3)牛顿:英国物理学家,动力学的奠基人.他总结和发展了前人的发现,得出牛顿运动定律及万有引力定律,奠定了以牛顿运动定律为基础的经典力学.(4)开普勒:丹麦天文学家,发现了行星运动规律——开普勒三定律.(5)卡文迪许:英国物理学家,巧妙地利用扭秤装置测出了万有引力常量.(6)焦耳:英国物理学家,测定了热功当量,为能量的转化和守恒定律的建立提供了坚实的基础.研究电流通过导体时的发热,得到了焦耳定律.2.电磁学部分(1)库仑:法国科学家,利用库仑扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律——库仑定律,并测出了静电力常量.(2)密立根:美国科学家,利用带电油滴在竖直电场中的平衡,得到了基本电荷e.(3)欧姆:德国物理学家,在实验研究的基础上,欧姆把电流与水流等比较,从而引入了电流强度、电动势、电阻等概念,并确定了它们的关系——欧姆定律.(4)奥斯特:丹麦科学家,通过试验发现了电流能产生磁场.(5)安培:法国科学家,提出了著名的分子电流假说,总结出了右手螺旋定则和左手定则.安培在电磁学中的成就很多,被誉为“电学中的牛顿”.(6)劳伦斯:美国科学家,发明了“回旋加速器”,使人类在获得高能粒子方面迈进了一步.(7)法拉第:英国科学家,发现了电磁感应,亲手制成了世界上第一台发电机,提出了电磁场及磁感线、电场线的概念.(8)楞次:俄国科学家,概括试验结果,发表了确定感应电流方向的楞次定律.3.选考部分(1)布朗:英国植物学家,在用显微镜观察悬浮在水中的花粉时,发现了“布朗运动”.(2)开尔文:英国科学家,创立了热力学温标.(3)克劳修斯:德国物理学家,建立了热力学第二定律.(4)麦克斯韦:英国科学家,总结前人研究的基础上,建立了完整的电磁场理论.(5)赫兹:德国科学家,在麦克斯韦预言电磁波存在后二十多年,第一次用实验证实了电磁波的存在,并测得电磁波传播速度等于光速,证实了光是一种电磁波.(6)惠更斯:荷兰科学家,在对光的研究中,提出了光的波动说,发明了摆钟.(7)托马斯·杨:英国物理学家,首先巧妙而简单地解决了相干光源问题,成功地观察到光的干涉现象.(8)伦琴:德国物理学家,继英国物理学家赫谢耳发现红外线,德国物理学家里特发现紫外线后,发现了当高速电子打在管壁上,管壁能发射出X射线——伦琴射线.(9)普朗克:德国物理学家,提出量子概念——电磁辐射(含光辐射)的能量是不连续的,其在热力学方面也有巨大贡献.(10)爱因斯坦:德籍犹太人,后加入美国籍,20世纪最伟大的科学家,他提出了“光子”理论及光电效应方程,建立了狭义相对论及广义相对论.(11)德布罗意:法国物理学家,提出一切微观粒子都有波粒二象性;提出物质波概念,任何一种运动的物体都有一种波与之对应.(12)汤姆生:英国科学家,研究阴极射线时发现了电子,测得了电子的比荷;汤姆生还提出了“枣糕模型”,在当时能解释一些实验现象.(13)卢瑟福:英国物理学家,通过α粒子的散射现象,提出原子的核式结构.实现人工核转变的第一人,发现了质子.(14)玻尔:丹麦物理学家,把普朗克的量子理论应用到原子系统上,提出原子的玻尔理论.(15)查德威克:英国物理学家,从原子核的人工转变实验研究中,发现了中子.(16)威尔逊:英国物理学家,发明了威尔逊云室以观察α、β、γ射线的径迹.(17)贝克勒尔:法国物理学家,首次发现了铀的天然放射现象,开始认识原子核结构是复杂的.(18)玛丽·居里夫妇:法国(波兰)物理学家,是原子物理的先驱者,“镭”的发现者.(19)约里奥·居里夫妇:法国物理学家,老居里夫妇的女儿女婿;首先发现了用人工核转变的方法获得放射性同位素.物理思想方法1.理想化方法理想化方法就是建立理想化模型,抓住研究对象的主要因素,去再现实际问题的本质,即把复杂问题简单化处理.物理模型分为三类:(1)实物模型:如质点、点电荷、点光源、轻绳、轻杆、弹簧振子、…(2)过程模型:如匀速运动、匀变速直线运动、简谐运动、弹性碰撞、匀速圆周运动、…(3)情境模型:如平抛运动、人船模型、子弹打木块、临界问题、…求解物理问题,很重要的一点就是迅速把所研究的问题归宿到学过的物理模型上来,即所谓的建模.尤其是对新情境问题,这一点就显得更突出.2.极限思维方法极限思维方法是将问题推向极端状态的过程中,着眼一些物理量在连续变化过程中的变化趋势及一般规律在极限值下的表现或者说极限值下一般规律的表现,从而对问题进行分析和推理的一种思维方法.如:由平均速度导出瞬时速度.3.平均思想方法物理学中,有些物理量是某个物理量对另一物理量的积累,若某个物理量是变化的,则在求解积累量时,可把变化的这个物理量在整个积累过程看做是恒定的一个值——平均值,从而通过求积的方法来求积累量.这种方法叫平均思想方法.物理学中典型的平均值有:平均速度、平均加速度、平均功率、平均力、平均电流等.对于线性变化情况,平均值=(初值+终值)/2.由于平均值只与初值和终值有关,不涉及中间过程,所以在求解问题时有很大的妙用.4.等效转换(化)法等效法,就是在保证效果相同的前提下,将一个复杂的物理问题转换成较简单问题的思维方法.其基本特征为等效替代.物理学中等效法的应用较多.合力与分力;合运动与分运动;总电阻与分电阻;交流电的有效值等.除这些等效概念之外,还有等效电路、等效电源、等效模型、等效过程等.5.对称法(对称性原理)物理问题中有一些物理过程或是物理图形具有对称性,利用物理问题的这一特点求解,可使问题简单化.要认识到一个物理过程,一旦对称,则一些物理量(如时间、速度、位移、加速度等)也是对称的.自然现象中也存在对称性,如:法拉第进行对称性思考,坚持认为电可以生磁,磁也一定能生电,最终发现了电磁感应现象;牛顿在研究太阳与行星间的相互作用时,推导出太阳对行星的引力大小与行星的质量成正比,牛顿根据对称性原理得出,行星对太阳的引力大小与太阳的质量成正比,从而建立了万有引力定律.6.猜想与假设法猜想与假设法,是在研究对象的物理过程不明了或物理状态不清楚的情况下,根据猜想,假设出一种过程或一种状态,再据题设所给条件通过分析计算结果与实际情况比较作出判断的一种方法,或是人为地改变原题所给条件,产生出与原题相悖的结论,从而使原题得以更清晰方便地求解的一种方法.如:伽利略在研究自由落体运动时就成功运用了猜想与假设法(归谬法).7.寻找守恒量法物理学中的守恒,是指在物理变化过程或物质的转化转移过程中,一些物理量的总量保持不变.守恒,既是物理学中最基本的规律(有动量守恒、能量守恒、电荷守恒、质量守恒),也是一种解决物理问题的基本思想方法,并且应用起来简单、快捷.8.比值定义法用其他物理量的比值来定义一个新的物理量的方法.如速度、加速度、电场强度、电容、电阻、磁感应强度等.9.类比推理法为了把要表达的物理问题说清楚明白,往往用具体的、有形的、人们所熟知的事物来类比要说明的那些抽象的、无形的、陌生的事物,通过借助于一个较熟悉的对象的某些特征,去理解和掌握另一个有相似性的对象的某些特征.如:在讲解电动势概念时,我们把电源比作抽水机,把非静电力比作抽水的力,学生就很容易理解.10.控制变量法控制变量法是高中物理实验中常用的探索问题和分析解决问题的科学方法之一.所谓控制变量法是指为了研究物理量同影响它的多个因素中的一个因素的关系,可将除了这个因素以外的其他因素人为地控制起来,使其保持不变,再比较、研究该物理量与该因素之间的关系,得出结论,然后再综合起来得出规律的方法.例如在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”、“探究加速度与力、质量的关系”、”探究影响导体电阻大小的因素”、“探究影响平行板电容器电容的因素”等实验中,都运用了控制变量法.11.放大法有的物理量不便于直接测量,有的物理现象不便于直接观察,通过转换放大为容易测量到与之相等或与之相关联的物理现象,从而获得结论的方法.如在演示课桌的微小形变时,就用到通过光路把微小量放大的方法;卡文迪许在测万有引力常量时也用到了放大法.12.图形/图象图解法图形/图象图解法就是将物理现象或过程用图形/图象表征出后,再据图形表征的特点或图象斜率、截距、面积所表述的物理意义来求解的方法,尤其是图象法在处理实验数据、探究物理规律时有独到好处.高考理综物理模拟试卷注意事项:1. 答题前,考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
第1页,共16页高中物理学史与物理学思想方法全集一、力学:1.1638年,意大利物理学家伽利略在《两种新科学的对话》中用科学推理论证重物体不会比轻物体下落得快轻物体下落得快;;他研究自由落体运动程序如下他研究自由落体运动程序如下: :提出假说提出假说::自由落体运动是一种对时间均匀变化的最简单的变速运动自由落体运动是一种对时间均匀变化的最简单的变速运动; ;数学推理数学推理::由初速度为零、末速度为v 的匀变速运动平均速度和得出的匀变速运动平均速度和得出;;再应用从上式中消去v,导出即。
实验验证实验验证::由于自由落体下落的时间太短由于自由落体下落的时间太短,,直接验证有困难直接验证有困难,,伽利略用铜球在阻力很小的斜面上滚下上滚下,,上百次实验表明上百次实验表明:;:;:;换用不同质量的小球沿同一斜面运动换用不同质量的小球沿同一斜面运动换用不同质量的小球沿同一斜面运动,,位移与时间平方的比值不变位移与时间平方的比值不变,,说明不同质量的小球沿同一斜面做匀变速直线运动的情况相同说明不同质量的小球沿同一斜面做匀变速直线运动的情况相同;;不断增大斜面倾角不断增大斜面倾角,,重复上述实验实验,,得出该比值随斜面倾角的增大而增大得出该比值随斜面倾角的增大而增大,,说明小球做匀变速运动的加速度随斜面倾角的增大而变大。
合理外推合理外推::把结论外推到斜面倾角为90°的情况90°的情况,,小球的运动成为自由落体小球的运动成为自由落体,,伽利略认为这时小球仍保持匀变速运动的性质。
小球仍保持匀变速运动的性质。
((用外推法得出的结论不一定都正确用外推法得出的结论不一定都正确,,还需经过实验验证还需经过实验验证) ) 伽利略对自由落体的研究伽利略对自由落体的研究,,开创了研究自然规律的一种科学方法。
2、1654年,德国的马德堡市做了一个轰动一时的实验——马德堡半球实验德国的马德堡市做了一个轰动一时的实验——马德堡半球实验; ;3、1687年,英国科学家牛顿在《自然哲学的数学原理》著作中提出了三条运动定律英国科学家牛顿在《自然哲学的数学原理》著作中提出了三条运动定律((即牛顿三大运动定律三大运动定律))。
高考物理学史知识点与物理学习方法第一部分:力学伽利略:理想斜面实验,运动不需要力来维持;比萨斜塔实验,下落的物体速度与质量无关。
笛卡尔:在伽利略的基础上更进一步,指出如果不受力,物体将做匀速直线运动。
牛顿:提出牛顿三大运动定律;万有引力定律(但没有测出引力常量)。
卡文迪许:利用扭秤实验测出引力常量的值。
开普勒:在第谷等人的观测数据的基础上,总结出行星运动三定律。
亚当斯:利用万有引力定律计算并观测到海王星。
第二部分:电磁学库伦:提出库仑定律,并测出了静电力常量的值。
安培:提出分子电流假说;总结出安培定则和左右定则。
奥斯特:最早发现了电流的磁效应。
法拉第:最早提出电场的概念;最早提出用电场线描述电场和用磁感线描述磁场;发现电磁感应现象(没有得出公式)。
韦伯:提出法拉第电磁感应定律的公式。
密立根:通过油滴实验测出元电荷e的值(即电子电荷量)。
汤姆孙:发现电子。
阿斯顿:汤姆孙的学生,发明质谱仪分析同位素。
劳伦兹:发明回旋加速器。
第三部分:近代物理爱因斯坦:提出光电效应方程,并因此获得诺贝尔奖;提出质能方程。
普朗克:提出能量子假说,成功解释黑体辐射,获诺贝尔奖。
康普顿:发现康普顿效应,证实了光的粒子性,获诺贝尔奖。
德布罗意:提出物质波的概念。
汤姆孙:发现电子,并指出阴极射线就是电子流,在此基础上提出原子的“枣糕模型”。
卢瑟福:通过α粒子散射实验,提出原子的核式结构模型;发现质子。
玻尔:提出了原子的玻尔模型,并解释了氢原子的光谱问题。
查德威克:卢瑟福的学生,用α粒子轰击铍核时发现中子,因此获诺贝尔奖。
贝克勒尔:发现天然放射现象,说明原子核有复杂的结构,因此获诺贝尔奖。
居里夫妇:用α粒子轰击铝箔时,发现了人工放射性同位素。
高中物理学习方法01 /应降低起点,从头开始要转变概念,不要认为初中物理好,高中物理就一定会好。
初中物理的知识比较肤浅,只要动动脑筋就能学会,在加上通过大量的练习,反复强化训练,对物理的熟练程度也会提升,物理成绩也会稳步提高。
高中物理学史与物理学思想方法全集高中物理学史与物理学思想方法全集物理学是自然科学中的一门基础学科,通常研究自然界中物质、能量、空间与时间等方面的基本规律。
在高中物理学中,通过对物理学史及其思想方法的学习和探究,不仅能够使学生更好地理解和掌握物理学知识,也能够提高学生的科学素养和独立思考能力。
高中物理学史是指物理学在从古至今的历史上所经历的发展过程。
早在远古时期,人类就已经开始观察天体运动、研究自然现象,但是在那个时代,人类对自然规律的认识还十分有限。
直到古希腊时期,大量的智者对自然进行了深入的思考和研究,例如亚里士多德、阿基米德等,他们开创了自然哲学的先河,奠定了物理学作为一门科学的基础。
在17世纪,物理学得到了前所未有的发展。
伽利略、牛顿等学者提出了许多不同于传统的物理学观点和方法,例如“物尽其用”,“守恒原理”,“万有引力”等等,大力推动了物理学的发展和革新。
随着时间的推移,物理学又经历了分子运动论、相对论、量子论等一系列开创性的思想和理论,使得物理学逐渐成为现代科学的一个重要组成部分。
通过对高中物理学史的学习,我们可以看到人类对自然规律的认识逐渐从表面向内部深入,逐步从宏观到微观,人类对自然的认知经历了不断深化和进步的历程。
同时,在学习物理学史过程中,我们也能够接触到许多优秀学者的思想和成果,这不仅能够启迪我们的思维,更能够明确物理学在人类科学中的重要地位。
除了学习物理学史,物理学思想方法也是一门重要的学科,在高中物理学教学中也应予以重视。
物理学思想方法是指在实践中形成的物理学思想的理论和方法,是研究自然及其现象的规律性的理论体系和知识方法。
学习物理学思想方法,首先要明确物理学的特点和研究领域,例如物理学研究的是自然界的各种现象和规律,具有客观性和普适性等。
在物理学思想方法的学习中,还需要学习基本的科学方法和思维方式。
例如实验方法、归纳法、演绎法、假设与验证法、概率统计法等等,这些方法可以帮助我们更加客观地观察、分析和解释物理现象,并得到多个维度的数据和结论,从而提高我们的科学思维能力和学习效果。
题型一重要的物理学史[必备知识]1.(2018·泰安检测)在物理学理论建立的过程中,有许多伟大的科学家做出了巨大的贡献。
关于科学家和他们的贡献,下列说法正确的是( )A.伽利略利用行星运行的规律,并通过月—地检验,得出了万有引力定律B.贝可勒尔发现了天然放射性,开始了原子核结构的研究C.汤姆孙发现了电子并提出了原子的核式结构D.牛顿通过斜面实验结合逻辑推理的方法对“自由落体运动”进行了系统的研究B[牛顿利用行星运行的规律,并通过月—地检验,得出了万有引力定律,A错误;法国物理学家贝可勒尔发现了天然放射性,开始了原子核结构的研究,B正确;汤姆孙发现了电子,卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构,C错误;伽利略通过斜面实验结合逻辑推理的方法对“自由落体运动”进行了系统的研究,D错误。
]2.(2018·桂林五校联考)下列有关物理学史的一些说法正确的是( )A.在对自由落体运动的研究中,伽利略巧妙地利用斜面实验来冲淡重力影响(增加运动时间),使运动时间更容易测量,通过逻辑推理证明了自由落体的运动规律B.经典力学认为同一过程发生的位移和对应时间的测量结果在不同参考系中是不同的C.奥斯特发现了电磁感应现象,并总结出了法拉第电磁感应定律D.1897年,贝可勒尔利用阴极射线管发现了电子,说明原子可分,有复杂内部结构A[在对自由落体运动的研究中,伽利略巧妙地利用斜面实验来冲淡重力影响(增加运动时间),使运动时间更容易测量,通过逻辑推理证明了自由落体的运动规律,选项A正确;经典力学认为同一过程发生的位移和对应时间的测量结果在不同参考系中是相同的,选项B错误;法拉第发现了电磁感应现象,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,选项C错误; 1897年,汤姆孙利用阴极射线管发现了电子,说明原子可分,有复杂内部结构,选项D错误。
]题型二重要物理思想方法 [必备知识]3.(2018·常德模拟)在物理学的发展过程中,科学家们创造出了许多物理学研究方法,以下关于所用物理学研究方法的叙述不正确的是( )A .电流I =U R ,采用了比值定义法B .合力、分力等概念的建立体现了等效替代的思想C .在不需要考虑物体本身的大小和形状时,将物体抽象为一个有质量的点,这样的方法叫理想模型法D .根据功率的定义式P =W t ,当时间间隔t 非常小时,W t 就可以表示瞬时功率,这里运用了极限思维法A [电流的定义式I =U R 中,电流由电压决定,不是比值定义法,故A 错误;合力、分力等概念的建立体现了等效替代的思想,故B 正确;为了便于物理研究,突出主要因素,忽略次要因素,将实际研究对象简化为物理模型,这样的方法叫理想模型法,故C 正确;根据功率的定义式P =W t ,当时间间隔t 非常小时,W t 就可以表示瞬时功率,这里运用了极限思维法,故D 正确。
微专题物理学史及常见的思想方法物理学史1.力学部分(1)胡克:英国物理学家,发现了胡克定律.(2)伽利略:意大利著名物理学家,在研究自由落体中采用的“逻辑推理+实验研究”方法是人类思想史上最伟大的成就之一.(3)牛顿:英国物理学家,动力学的奠基人.他总结和发展了前人的发现,得出牛顿运动定律及万有引力定律,奠定了以牛顿运动定律为基础的经典力学.(4)开普勒:丹麦天文学家,发现了行星运动规律——开普勒三定律.(5)卡文迪许:英国物理学家,巧妙地利用扭秤装置测出了万有引力常量.(6)焦耳:英国物理学家,测定了热功当量,为能量的转化和守恒定律的建立提供了坚实的基础.研究电流通过导体时的发热,得到了焦耳定律.2.电磁学部分(1)库仑:法国科学家,利用库仑扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律——库仑定律,并测出了静电力常量.(2)密立根:美国科学家,利用带电油滴在竖直电场中的平衡,得到了基本电荷e.(3)欧姆:德国物理学家,在实验研究的基础上,欧姆把电流与水流等比较,从而引入了电流强度、电动势、电阻等概念,并确定了它们的关系——欧姆定律.(4)奥斯特:丹麦科学家,通过试验发现了电流能产生磁场.(5)安培:法国科学家,提出了著名的分子电流假说,总结出了右手螺旋定则和左手定则.安培在电磁学中的成就很多,被誉为“电学中的牛顿”.(6)劳伦斯:美国科学家,发明了“回旋加速器”,使人类在获得高能粒子方面迈进了一步.(7)法拉第:英国科学家,发现了电磁感应,亲手制成了世界上第一台发电机,提出了电磁场及磁感线、电场线的概念.(8)楞次:俄国科学家,概括试验结果,发表了确定感应电流方向的楞次定律.3.选考部分(1)布朗:英国植物学家,在用显微镜观察悬浮在水中的花粉时,发现了“布朗运动”.(2)开尔文:英国科学家,创立了热力学温标.(3)克劳修斯:德国物理学家,建立了热力学第二定律.(4)麦克斯韦:英国科学家,总结前人研究的基础上,建立了完整的电磁场理论.(5)赫兹:德国科学家,在麦克斯韦预言电磁波存在后二十多年,第一次用实验证实了电磁波的存在,并测得电磁波传播速度等于光速,证实了光是一种电磁波.(6)惠更斯:荷兰科学家,在对光的研究中,提出了光的波动说,发明了摆钟.(7)托马斯·杨:英国物理学家,首先巧妙而简单地解决了相干光源问题,成功地观察到光的干涉现象.(8)伦琴:德国物理学家,继英国物理学家赫谢耳发现红外线,德国物理学家里特发现紫外线后,发现了当高速电子打在管壁上,管壁能发射出X射线——伦琴射线.(9)普朗克:德国物理学家,提出量子概念——电磁辐射(含光辐射)的能量是不连续的,其在热力学方面也有巨大贡献.(10)爱因斯坦:德籍犹太人,后加入美国籍,20世纪最伟大的科学家,他提出了“光子”理论及光电效应方程,建立了狭义相对论及广义相对论.(11)德布罗意:法国物理学家,提出一切微观粒子都有波粒二象性;提出物质波概念,任何一种运动的物体都有一种波与之对应.(12)汤姆生:英国科学家,研究阴极射线时发现了电子,测得了电子的比荷;汤姆生还提出了“枣糕模型”,在当时能解释一些实验现象.(13)卢瑟福:英国物理学家,通过α粒子的散射现象,提出原子的核式结构.实现人工核转变的第一人,发现了质子.(14)玻尔:丹麦物理学家,把普朗克的量子理论应用到原子系统上,提出原子的玻尔理论.(15)查德威克:英国物理学家,从原子核的人工转变实验研究中,发现了中子.(16)威尔逊:英国物理学家,发明了威尔逊云室以观察α、β、γ射线的径迹.(17)贝克勒尔:法国物理学家,首次发现了铀的天然放射现象,开始认识原子核结构是复杂的.(18)玛丽·居里夫妇:法国(波兰)物理学家,是原子物理的先驱者,“镭”的发现者.(19)约里奥·居里夫妇:法国物理学家,老居里夫妇的女儿女婿;首先发现了用人工核转变的方法获得放射性同位素.物理思想方法1.理想化方法理想化方法就是建立理想化模型,抓住研究对象的主要因素,去再现实际问题的本质,即把复杂问题简单化处理.物理模型分为三类:(1)实物模型:如质点、点电荷、点光源、轻绳、轻杆、弹簧振子、…(2)过程模型:如匀速运动、匀变速直线运动、简谐运动、弹性碰撞、匀速圆周运动、…(3)情境模型:如平抛运动、人船模型、子弹打木块、临界问题、…求解物理问题,很重要的一点就是迅速把所研究的问题归宿到学过的物理模型上来,即所谓的建模.尤其是对新情境问题,这一点就显得更突出.2.极限思维方法极限思维方法是将问题推向极端状态的过程中,着眼一些物理量在连续变化过程中的变化趋势及一般规律在极限值下的表现或者说极限值下一般规律的表现,从而对问题进行分析和推理的一种思维方法.如:由平均速度导出瞬时速度.3.平均思想方法物理学中,有些物理量是某个物理量对另一物理量的积累,若某个物理量是变化的,则在求解积累量时,可把变化的这个物理量在整个积累过程看做是恒定的一个值——平均值,从而通过求积的方法来求积累量.这种方法叫平均思想方法.物理学中典型的平均值有:平均速度、平均加速度、平均功率、平均力、平均电流等.对于线性变化情况,平均值=(初值+终值)/2.由于平均值只与初值和终值有关,不涉及中间过程,所以在求解问题时有很大的妙用.4.等效转换(化)法等效法,就是在保证效果相同的前提下,将一个复杂的物理问题转换成较简单问题的思维方法.其基本特征为等效替代.物理学中等效法的应用较多.合力与分力;合运动与分运动;总电阻与分电阻;交流电的有效值等.除这些等效概念之外,还有等效电路、等效电源、等效模型、等效过程等.5.对称法(对称性原理)物理问题中有一些物理过程或是物理图形具有对称性,利用物理问题的这一特点求解,可使问题简单化.要认识到一个物理过程,一旦对称,则一些物理量(如时间、速度、位移、加速度等)也是对称的.自然现象中也存在对称性,如:法拉第进行对称性思考,坚持认为电可以生磁,磁也一定能生电,最终发现了电磁感应现象;牛顿在研究太阳与行星间的相互作用时,推导出太阳对行星的引力大小与行星的质量成正比,牛顿根据对称性原理得出,行星对太阳的引力大小与太阳的质量成正比,从而建立了万有引力定律.6.猜想与假设法猜想与假设法,是在研究对象的物理过程不明了或物理状态不清楚的情况下,根据猜想,假设出一种过程或一种状态,再据题设所给条件通过分析计算结果与实际情况比较作出判断的一种方法,或是人为地改变原题所给条件,产生出与原题相悖的结论,从而使原题得以更清晰方便地求解的一种方法.如:伽利略在研究自由落体运动时就成功运用了猜想与假设法(归谬法).7.寻找守恒量法物理学中的守恒,是指在物理变化过程或物质的转化转移过程中,一些物理量的总量保持不变.守恒,既是物理学中最基本的规律(有动量守恒、能量守恒、电荷守恒、质量守恒),也是一种解决物理问题的基本思想方法,并且应用起来简单、快捷.8.比值定义法用其他物理量的比值来定义一个新的物理量的方法.如速度、加速度、电场强度、电容、电阻、磁感应强度等.9.类比推理法为了把要表达的物理问题说清楚明白,往往用具体的、有形的、人们所熟知的事物来类比要说明的那些抽象的、无形的、陌生的事物,通过借助于一个较熟悉的对象的某些特征,去理解和掌握另一个有相似性的对象的某些特征.如:在讲解电动势概念时,我们把电源比作抽水机,把非静电力比作抽水的力,学生就很容易理解.10.控制变量法控制变量法是高中物理实验中常用的探索问题和分析解决问题的科学方法之一.所谓控制变量法是指为了研究物理量同影响它的多个因素中的一个因素的关系,可将除了这个因素以外的其他因素人为地控制起来,使其保持不变,再比较、研究该物理量与该因素之间的关系,得出结论,然后再综合起来得出规律的方法.例如在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”、“探究加速度与力、质量的关系”、”探究影响导体电阻大小的因素”、“探究影响平行板电容器电容的因素”等实验中,都运用了控制变量法.11.放大法有的物理量不便于直接测量,有的物理现象不便于直接观察,通过转换放大为容易测量到与之相等或与之相关联的物理现象,从而获得结论的方法.如在演示课桌的微小形变时,就用到通过光路把微小量放大的方法;卡文迪许在测万有引力常量时也用到了放大法.12.图形/图象图解法图形/图象图解法就是将物理现象或过程用图形/图象表征出后,再据图形表征的特点或图象斜率、截距、面积所表述的物理意义来求解的方法,尤其是图象法在处理实验数据、探究物理规律时有独到好处.。
高中物理学史与物理学思想方法全集
一、力学:
1.1638年,意大利物理学家伽利略在《两种新科学的对话》中用科学推理论证重物体不会比轻物体下落得快;他研究自由落体运动程序如下:
提出假说:自由落体运动是一种对时间均匀变化的最简单的变速运动;
数学推理:由初速度为零、末速度为v的匀变速运动平均速度和得出;再应用从上式中消去v,导出即。
实验验证:由于自由落体下落的时间太短,直接验证有困难,伽利略用铜球在阻力很小的斜面上滚下,上百次实验表明:;换用不同质量的小球沿同一斜面运动,位移与时间平方的比值不变,说明不同质量的小球沿同一斜面做匀变速直线运动的情况相同;不断增大斜面倾角,重复上述实验,得出该比值随斜面倾角的增大而增大,说明小球做匀变速运动的加速度随斜面倾角的增大而变大。
合理外推:把结论外推到斜面倾角为90°的情况,小球的运动成为自由落体,伽利略认为这时小球仍保持匀变速运动的性质。
(用外推法得出的结论不一定都正确,还需经过实验验证)
伽利略对自由落体的研究,开创了研究自然规律的一种科学方法。
2、1654年,德国的马德堡市做了一个轰动一时的实验——马德堡半球实验;
3、1687年,英国科学家牛顿在《自然哲学的数学原理》著作中提出了三条运动定律(即牛顿三大运动定律)。
4、17世纪,伽利略通过构思的理想实验指出:在水平面上运动的物体若没有摩擦,将保持这个速度一直运动下去;得出结论:力是改变物体运动的原因,推翻了亚里士多德的观点:力是维持物体运动的原因。
同时代的法国物理学家笛卡儿进一步指出:如果没有其它原因,运动物体将继续以同速度沿着一条直线运动,既不会停下来,也不会偏离原来的方向。
5、英国物理学家胡克对物理学的贡献:胡克定律;经典题目:胡克认为只有在一定的条件下,弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比(对)
6、1638年,伽利略在《两种新科学的对话》一书中,运用观察-假设-数学推理的方法,详细研究了抛体运动。
17世纪,伽利略通过理想实验法指出:在水平面上运动的物体若没有摩擦,将保持这个速度一直运动下去;同时代的法国物理学家笛卡儿进一步指出:如果没有其它
原因,运动物体将继续以同速度沿着一条直线运动,既不会停下来,也不会偏离原来的方向。
7、人们根据日常的观察和经验,提出“地心说”,古希腊科学家托勒密是代表;而波兰天文学家哥白尼提出了“日心说”,大胆反驳地心说。
8、17世纪,德国天文学家开普勒提出开普勒三定律;牛顿于1687年正式发表万有引力定律;1798年英国物理学家卡文迪许利用扭秤装置比较准确地测出了引力常量(体现放大和转换的思想);
9、1846年,英国剑桥大学学生亚当斯和法国天文学家勒维烈(勒维耶)应用万有引力定律,计算并观测到海王星,1930年,美国天文学家汤苞用同样的计算方法发现冥王星。
10、我国宋朝发明的火箭是现代火箭的鼻祖,与现代火箭原理相同;但现代火箭结构复杂,其所能达到的最大速度主要取决于喷气速度和质量比(火箭开始飞行的质量与燃料燃尽时的质量比);俄国科学家齐奥尔科夫斯基被称为近代火箭之父,他首先提出了多级火箭和惯性导航的概念。
多级火箭一般都是三级火箭,我国已成为掌握载人航天技术的第三个国家。
11、1957年10月,苏联发射第一颗人造地球卫星;
1961年4月,世界第一艘载人宇宙飞船“东方1号”带着尤里加加林第一次踏入太空。
12、20世纪初建立的量子力学和爱因斯坦提出的狭义相对论表明经典力学不适用于微观粒子和高速运动物体。
13.17世纪荷兰物理学家惠更斯确定了单摆的周期公式。
周期是2s的单摆叫秒摆。
14.奥地利物理学家多普勒(1803-1853)首先发现由于波源和观察者之间有相对运动,使观察者感到频率发生变化的现象——多普勒效应。
(相互接近,f增大;相互远离,f减少)
选修部分:(选修3-1、3-2、3-3、3-4、3-5)
二、电磁学:(选修3-1、3-2)
1、1785年法国物理学家库仑利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律——库仑定律,并测出了静电力常量k的值。
2、1752年,富兰克林在费城通过风筝实验验证闪电是放电的一种形式,把天电与地电统一起来,并发明避雷针。
3、1837年,英国物理学家法拉第最早引入了电场概念,并提出用电场线表示电场。
4、1913年,美国物理学家密立根通过油滴实验精确测定了元电荷e电荷量,获得诺贝尔奖。
5、1826年德国物理学家欧姆(1787-1854)通过实验得出欧姆定律。
6、1911年,荷兰科学家昂尼斯(或昂纳斯)发现大多数金属在温度降到某一值时,都会出现电阻突然降为零的现象——超导现象。
7、19世纪,焦耳和楞次先后各自独立发现电流通过导体时产生热效应的规律,即焦耳——楞次定律。
8、1820年,丹麦物理学家奥斯特发现电流可以使周围的小磁针发生偏转,称为电流磁效应。
9、法国物理学家安培发现两根通有同向电流的平行导线相吸,反向电流的平行导线则相斥,同时提出了安培分子电流假说;并总结出安培定则(右手螺旋定则)判断电流与磁场的相互关系和左手定则判断通电导线在磁场中受到磁场力的方向。
10、荷兰物理学家洛仑兹提出运动电荷产生了磁场和磁场对运动电荷有作用力(洛仑兹力)的观点。
11、英国物理学家汤姆生发现电子,并指出:阴极射线是高速运动的电子流。
12、汤姆生的学生阿斯顿设计的质谱仪可用来测量带电粒子的质量和分析同位素。
13、1932年,美国物理学家劳伦兹发明了回旋加速器能在实验室中产生大量的高能粒子。
(最大动能仅取决于磁场和D形盒直径。
带电粒子圆周运动周期与高频电源的周期相同;但当粒子动能很大,速率接近光速时,根据狭义相对论,粒子质量随速率显著增大,粒子在磁场中的回旋周期发生变化,进一步提高粒子的速率很困难。
14、1831年英国物理学家法拉第发现了由磁场产生电流的条件和规律——电磁感应定律。
15、1834年,俄国物理学家楞次发表确定感应电流方向的定律——楞次定律。
16、1835年,美国科学家亨利发现自感现象(因电流变化而在电路本身引起感应电动势的现象),日光灯的工作原理即为其应用之一,双绕线法制精密电阻为消除其影响应用之一。
17.1864年英国物理学家麦克斯韦发表《电磁场的动力学理论》的论文,提出了电磁场的基本方程组,后称为麦克斯韦方程组,预言了电磁波的存在,指出光是一种电磁波,为光的电磁理论奠定了基础。
电磁波是一种横波。
1887年德国物理学家赫兹用实验证实了电磁波的存在并测定了电磁波的传播速度等
于光速。
三、热学(3-3选做):
1、1827年,英国植物学家布朗发现悬浮在水中的花粉微粒不停地做无规则运动的现象——布朗运动。
2、19世纪中叶,由德国医生迈尔、英国物理学家焦尔、德国学者亥姆霍兹最后确定能量守恒定律。
3、1850年,克劳修斯提出热力学第二定律的定性表述:不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响,称为克劳修斯表述。
次年开尔文提出另一种表述:不可能从单一热源取热,使之完全变为有用的功而不产生其他影响,称为开尔文表述。
4、1848年开尔文提出热力学温标,指出绝对零度是温度的下限。
指出绝对零度(-273.15℃)是温度的下限。
T=t+273.15K热力学第三定律:热力学零度不可达到。
5.瓦特在1782年研制成功了具有连杆、飞轮和离心调速器的双向蒸汽机。
四、波动学(3-4选做):
1、17世纪,荷兰物理学家惠更斯确定了单摆周期公式。
周期是2s的单摆叫秒摆。
2、1690年,荷兰物理学家惠更斯提出了机械波的波动现象规律——惠更斯原理。
3、奥地利物理学家多普勒(1803-1853)首先发现由于波源和观察者之间有相对运动,使观察者感到频率发生变化的现象——多普勒效应。
【相互接近,f增大;相互远离,f减少】
4、1864年,英国物理学家麦克斯韦发表《电磁场的动力学理论》的论文,提出了电磁场理论,预言了电磁波的存在,指出光是一种电磁波,为光的电磁理论奠定了基础。
电磁波是一种横波
5、1887年,德国物理学家赫兹用实验证实了电磁波的存在,并测定了电磁波的传播速度等于光速。
6、1894年,意大利马可尼和俄国波波夫分别发明了无线电报,揭开无线电通信的新篇章。
7、1800年,英国物理学家赫歇耳发现红外线;
1801年,德国物理学家里特发现紫外线;
1895年,德国物理学家伦琴发现X射线(伦琴射线),并为他夫人的手拍下世界上第一张X射线的人体照片。