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物理研究方法中什麼是放大法

發布時間:2022-08-11 05:55:02

❶ 物理研究方法-放大法的定義及舉例

這些全都是:教條主義法

估計你們物理老師是教政治的,混不下去來改行蒙物理了

❷ 物理中微量放大法是什麼

物理中微量放大法是把不易觀察的微小量轉換成其他量加以放大,便於觀察
如 1.彈力中的微小形變 2. 測萬有引力常量、靜電力常量 3.電磁感應中感應電流(放大器) 等

❸ [急急急]物理實驗方法里的放大法是不是等於轉換法

不是的,放大法是放大局部的變化,例如比較常見的通過反射光信號來檢測極其微小的水面上升。
而轉換法有一些不同,轉換法改變了你研究的實際物質,也就是把一個現象擬化為另一個與之相近的現象,通過另一個較容易研究的現象來得出想要研究的現象的基本結構。比如要研究單擺的震動,就把它無限分段,類比於一般的彈簧簡諧振動。

❹ 物理學實驗中的轉化法和放大法是如何的關系請舉例詳細說明一下。

轉換法與放大法:

【轉換法】物理實驗中,有些物理量的大小是不宜直接觀察到的,但它變化時引起其他物理量的變化卻容易觀察,用容易觀察的量顯示不宜觀察的量,是製作測量儀器的一種思路。這種科學方法稱為「轉換法」。利用這種方法製作的儀器,例如:溫度計、彈簧測力計、壓強計等。

【放大法】物理實驗中,放大、擴大、變大或增加某些因素,使問題更容易解決的方法,稱為「放大法」。例如:用力壓硬質(硬質塑料或玻璃)瓶子,瓶塞上部的細管液面上升,說明瓶子在壓力作用下,發生了形變。

請參見下圖:

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❺ 初中物理的16個研究方法!!!

1. 觀察法:
觀察法是人們為了認識事物的本質和規律有目的有計劃的對自然發生條件下所顯現的有關事物進行考察的一種方法,是人們收集獲取記載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。簡單的講觀察法就是看仔細地看。但它和一般的看不同,觀察是人的眼睛在大腦的指導下進行有意識的組織的感知活動。因此,亦稱科學觀察。

實例:水的沸騰:在使用溫度計前,應該先觀察它的量程,認清它的刻度值。實驗過程中要注意觀察水沸騰前和沸騰時水中氣泡上升過程的兩種情況,溫度計在沸騰前和沸騰時的示數變化;在學習聲音的產生時可讓學生觀察小紙片在揚聲器中的運動狀態,觀察正在發聲的音叉插入水中激起水花,觀察蟋蟀知了鳴叫是的情況,就會發現發出聲音的物體都在振動;除此之外還有光的反射規律;光的折射規律;凸透鏡成像;滑動摩察力與哪些因素有關等。
2. 放大法
放大法是物理實驗中常遇到一些微小物理量的測量。為提高測量精度,常需要採用合適的放大方法,選用相應的測量裝置將被測量進行放大後再進行測量。常用的放大法有累計放大法、形變放大法、光學放大法等。

(1)累計放大法:在被測物理量能夠簡單重疊的條件下,將它展延若干倍再進行測量的方法,稱為累計放大法(疊加放大法)。如測量紙的厚度、金屬絲的直徑等,常用這種方法進行測量;累計放大法的優點是在不改變測量性質的情況下,將被測量擴展若干倍後再進行測量,從而增加測量結果的有效數字位數,減小測量的相對誤差。在使用累計放大法時,應注意兩點,一是在擴展過程中被測量不能發生變化;二是在擴展過程中應努力避免引入新的誤差因素。

(2)形變放大法:形變是力作用的效果,在力學中形變的基本表現形式為體積、長度、角度的改變。而顯示形變的方法可用力學的方法,也可用電學、光學的方法,如:體積的變化:由液柱的長度的變化顯示;熱膨脹:杠桿放大法顯示。

(3)光學放大法:常用的光學放大法有兩種,一種是使被測物通過光學裝置放大視角形成放大像,便於觀察判別,從而提高測量精度。例如放大鏡、顯微鏡、望遠鏡等。另一種是使用光學裝置將待測微小物理量進行間接放大,通過測量放大了的物理量來獲得微小物理量。例如測量微小長度和微小角度變化的光杠桿鏡尺法,就是一種常用的光學放大法。
3. 控制變數法
控制變數法是指討論多個物理量的關系時通過控制其幾個物理不變,只改變其中一個物理量從而轉化為多個單一物理量影響某一個物理量的問題的研究方法。這種方法在實驗數據的表格上的反映為某兩次試驗只有一個條件不同,若兩次試驗結果不同則與該條件有關。否則無關。反之,若要研究的問題是物理量與某一因素是否有關則應只使該因素不同,而其他因素均應相同。

實例:在研究導體的電阻跟哪些因素有關時,為了研究方便採用控制變數法。即每次須挑選兩根合適的導線,測出它們的電阻,然後比較,最後得出結論。為了研究導體的電阻與導體長度的關系,應選用材料橫截面相同的導線,為了研究導體的電阻與導體材料的關系,應選用長度和橫截面相同的導線,為了研究導體的電阻與導體橫截面的關系,應選用材料和長度相同的導線。研究影響力的作用效果的因素;研究液體蒸發快慢的因素;研究液體內部壓強;研究動能勢能大小與哪些因素有關;研究琴弦發聲的音調與弦粗細、松緊、長短的關系;研究物體吸收的熱量與物質的種類質量溫度的變化的關系;研究電流與電壓電阻的關系;研究電功或電熱與哪些因素有關;研究通電導體在磁場中受力與哪些因素有關;研究影響感應電流的方向的因素採用此法。

4. 類比法
所謂類比就是「觸類旁通」「舉一反三」實際上是一種從特殊到特殊,從一般到一般的推理,它是根據兩個或兩類對象之間在某些方面的相同或相似而推出他們在其他方面也可能相同或相似的一種邏輯思維。從而可以幫助我們理解較復雜的實驗和較難的物理知識。類比是一種推理方法,不同事物在屬性、數學形式及其他量描述上有相同或相似的地方就可以來用類比推理。類比法是提出科學假說做出科學預言的重要途徑,物理學發展史上的許多假說是運用類比方法創立的,開普勒也曾經說過:「我們珍惜類比推理勝於任何別的東西」。
實例:電壓與水壓;電流與水流;內能與機械能;原子結構與太陽系;水波與電磁波;通信與鴿子傳遞信件;功率概念與速度概念的形成。在物理學中運用類比方法可以引導學生自己獲取知識,有助於提出假說進行推測,有助於提出問題並設想解決問題的方向。類比可激發學生探索的意向,引導學生進行探索使學生成為自覺積極的活動,發展學生的思維能力。

類比是科學家最常運用的一種思維方法,由這種方法得出的結論雖然不一定可靠,但是,在邏輯中卻富有創造性。類比的事例很多這就需要平時多留心不斷地總結找到比較恰當的事例做類比。

5. 等效替代法
所謂等效替代法是在保證效果相同的前提下,將陌生復雜的問題變換成熟悉簡單的模型進行分析和研究的思維方法,它在物理學中有著廣泛的應用。

實例:研究串聯並聯電路關系時引入總電阻(等效電阻)的概念,在串聯電路中把幾個電阻串聯起來,相當於增加了導體的長度,所以總電阻比任何一個串聯電阻都大,把總電阻稱為串聯電路的等效電阻。在並聯電路中把幾個電阻並聯起來,相當於增加了導體的橫截面積,所以總電阻比任何一個並聯電阻都小,把總電阻稱為並聯電路的等效電阻;在電路分析中可以把不易分析的復雜電路簡化成為較為簡單的等效電路;在研究同一直線上的二力的關系時引入合力的概念也是運用了等效替代法。

6. 比較法
比較法是確定研究對象之間的差異點和共同點的思維過程和方法,各種物理現象和過程都可以通過比較確定它們的差異點和共同點。比較是抽象與概括的前提,通過比較可以建立物理概念總結物理規律。利用比較又可以進行鑒別和測量。因此,比較法是物理現象研究中經常運用的最基本的方法。比較法有三種類型:①異中求同的比較。即比較兩個或兩個以上的對象而找出其相同點。②同中求異的比較。即指比較兩個或兩個以上的對象而找出其相異點。③同異綜合比較。即比較兩個或兩個以上的對象的相同點相異點。

實例:象汽車輪船火車飛機它們的發動機各不相同但都是把燃料燃燒時釋放的內能轉化為機械能裝置。而汽油機和柴油機雖然都是內燃機但是從它們的構造、吸入的氣體、點火方式、使用范圍等方面都有不同。再如蒸發與沸騰的比較兩者的相同點都是汽化過程。不同點從發生時液體的溫度、發生所在的部位及現象都不同。還可以用比較法來研究質量與體積的關系;重力與質量的關系;重力與壓力;電功與電功率等。

7. 轉換法
物理學中對於一些看不見摸不著的現象或不易直接測量的物理量,通常用一些非常直觀的現象去認識或用易測量的物理量間接測量,這種研究問題的方法叫轉換法。初中物理在研究概念規律和實驗中多處應用了這種方法。

實例:物體發生形變或運動狀態改變可證明一些物體受到力的作用;馬德堡半球實驗可證明大氣壓的存在;霧的出現可以證明空氣中含有水蒸氣;影子的形成可以證明光沿直線傳播;月食現象可證明月亮不是光源;奧斯特實驗可證明電流周圍存在著磁場;指南針指南北可證明地磁場的存在;擴散現象可證明分子做無規則運動;鉛塊實驗可證明分子間存在著引力;運動的物體能對外做功可證明它具有能等。

8. 理想實驗
理想實驗又叫「假想實驗」「抽象的實驗」或「思想上實驗」,它是人們在思想中塑造的理想過程,是一種邏輯推理思維過程和理論研究重要方法。理想實驗雖然叫實驗,但它同所說的真實科學實驗是有原則區別的,真實科學實驗是一種實踐活動,而理想實驗則是一種思維活動,前者是可以將設計通過物理過程而實現的實驗,後者則是在抽象思維中設想出來而實際上無法做到的實驗。但是,理想實驗並不是脫離實際的主觀臆想。首先,理想實驗是以實踐為基礎的,所謂的理想實驗就是在真實的科學實驗的基礎上,抓住主要矛盾忽略次要矛盾對實際過程做出更深入一層的抽象分析。其次,理想實驗的推廣過程是以一定的邏輯法則為根據的,而這些邏輯法則都是從長期的社會實踐中總結出來的並為實踐所證實了的。

理想實驗在自然科學的理想研究中有著重要的作用。但是,理想實驗的方法也有其一定的局限性,理想實驗只是一種邏輯推理的思維過程,它的作用只限於邏輯上的證明與反駁,而不能用來作為檢驗正確與否的標准。相反,由理想實驗所得出的任何推論都必然由觀察實驗的結果來檢驗。

實例:研究真空是否能夠傳聲;牛頓第一定律等。

9. 建立模型法
建立模型法是一種高度抽象的理想客體和形態用物理模型,用物理模型可以使抽象的假說理論加以形象化,便於想像和思考研究問題。物理學的發展過程可以說就是一個不斷建立物理模型和用新的物理模型代替舊的或不完善的物理模型的過程。

實例:研究肉眼觀察不到的原子結構時,建立原子核式結構模型;研究光現象時用到光線模型;研究磁現象是用到磁感線模型;力的示意圖或力的圖示是實際物體和作用力的模型;電路圖是實物電路的模型;研究發電機的原理和工作過程用掛圖及手搖發電機模型;研究內燃機結構和工作原理用掛圖及汽油機柴油模型。

10. 平衡法
平衡,是相對於兩個以上物體組成的一個物理組合而言的,在物理變化過程中,組合中各物體的一些物理量在一定條件下保持相等,這時,我們就把這些物體所處的這種狀態稱之為平衡態,初中物理研究的平衡態問題,歸結起來大致有如下三大類:一是在平衡力作用下物體的平衡;二是杠桿的平衡:三是溫度不同的物體混合後達到的熱平衡,有關這三類問題都必須用平衡原理去解。
實例:你在玩木板小車模型的時候,讓小錘自由下落,拉著小車向前走,其中,小車與木板有摩擦,這時測的小車速度是有誤差的,所以你現在可以用平衡法來平衡小車的摩擦力,比如把木板墊高。
11. 留跡法
在物理實驗中,有些物理現象瞬息即逝,實驗者難以在此瞬間對研究對象進行觀察和測量。如運動物體所處的位置、軌跡、圖像等。但我們可用一定的方法將有關信息記錄下來,然後通過測量或觀察來進行研究,這種方法就是留跡法。
實例:沙擺描繪單擺的振動曲線;用打點計時器記錄物體位置;用頻閃照相機拍攝平拋的小球位置;用示波器觀察交流信號的波形等。
12. 累積法
把某些難以用常規儀器直接准確測量的物理量用累積的方法,將小量變大量,不僅可以便於測量,而且還可以提高測量的准確程度,減小誤差。這種方法稱為累積法。
主要累積方法:(1)時間累積法:對時間累積後進行測量求平均值的方法。(2)空間累積法:對空間進行累積後求平均值的方法。
實例:在「用滴水法測重力加速度」的實驗中,調節並測量水龍頭到盤子的高度差h;讓前一滴水滴到盤子聽到聲音時,後一滴恰離開水龍頭;再測出n次水擊盤聲的總時間tn,則下落h高度用時。又如在「測定金屬電阻率」的實驗中,若沒有螺旋測微器,可把金屬絲繞在鉛筆上若干圈,由金屬線圈的總長度除以圈數來測量金屬絲的直徑。
13. 外推法:
有些物理量可以局部觀察或測量,作為它的極端情況,不易直觀觀測,如果把這局部觀察測量得到的規律外推到極端,可以達到目的。例如在測電源電動勢和內電阻的實驗中,無法直接測量I=0(斷路)時的路端電壓(電動勢)和短路(U=0)時的電流強度,通過一系列U、I對應值點畫出直線並向兩方延伸,交U軸點為電動勢,交I軸點為短路電流

❻ 在物理學中放大法的應用

第一種分類方法 七種 一、杠桿放大法
杠桿放大法是利用有固定轉軸的指針,微小變化作用於指針杠桿的 短臂,而觀察點則在長臂的頂端,觀察的顯著程度取決於長臂與短臂的 比值。 反過來應用可以將力放大
二、液面升降放大法
液面升降放大法是通過細玻璃管(或其他材料製成的透明細管)中 的有色液面的上升或下降來反映某種物理量(如體積、溫度、熱量、壓 強等)的微小變 化,其顯著程度取決於細管直徑平面面積與大液面面積的比值大小。例如用橢圓墨 水瓶演示固體的微小形變 反過來應用可放大壓力 用於千斤頂 氣筒等三、光點反射放大法
光點反射放大法是使光的反射角的微小變化,通過反射線投射到遠 處光屏上的光點的移位來顯示,其變化的顯著程度取決於反射鏡至光點 投射之間的距 離。這種放大法通常也叫「光杠桿放大法」。例如卡文迪許的扭秤裝置中有運用四、點光源投影放大法
點光源投影放大法是通過點光源將物體的影子放大投射到屏幕上, 放大的顯著程度與點光源、物體、屏幕三者之間的距離有關。如皮影戲,手影等 五、投影器放大法投影器放大法是將實驗裝置直接放置在投影器 上,將實驗現像投影放大到屏幕上。六、弱電流放大法
在物理實驗中常常遇到微弱電流的演示問題,像單根導線切割磁力 線時產生的感生電流,光電效應現象的光電流,水果電池產生的電流等, 它們都極其微 弱,為使現象明顯常常利用弱電流放大器。弱電流放大器 有的用分立元件(主要是晶體三極體),組成的多級差分放大電路,有 的直接用集成塊放大電路。 如音響的功率放大器七、凸透鏡、望遠鏡、,顯微鏡光學儀器放大 第二種分類方法 3種一 機械放大 實例有振動的機械放大,音叉彈性系數大,形變小 乒乓球質量小,擺得遠 ;實例還有固體微小形變放大,機械放大是我們物理學中最簡單的一種放大方法,它是一種空間放大的方法。比如我們常用的游標卡尺、螺旋測微器就是應用機械放大的方法。還有像杠杠對力和位移的放大、測量紙張厚度用的累積放大等都是有效應用機械放大的方法。 二 時間放大法:通常利用時間的積累減小時間測量的誤差,或利用時間的積累增強實驗的效果。如一個沖量概念引入的實驗,在牆上掛幾個氣球,同一個人用長短不同的吸管同樣的力氣吹牙簽,試著擊破氣球。同一個人,用長的吸管吹出去的牙簽扎破了這個氣球,而用短的吸管吹出去的牙簽沒有扎破氣球,這是什麼原因呢?因為吸管越長,力對牙簽作用的時間就越長,力對時間的累積就越大,牙簽受到的沖量越大,增加的動量也大。這個實驗取材非常簡單,現象有趣,學生的參與熱情非常高。教室里爆發的熱烈掌聲和歡呼聲一定會深深感動你,這樣的設計會讓學生在快樂中感受到學習的樂趣,沖量的概念就在愉快的體驗中建立起來了。 通常利用時間的積累減小時間測量的誤差,如利用單擺測重力加速度 測量30-50個單擺周期的總時間 三 光放大的方法。我們可以採用實物投影儀、幻燈機、放大鏡、顯微鏡等裝置,放大視角形便於觀察。另一種方法就是光點反射放大法。用這一方法可顯示桌面微小形變。著名的卡文迪許測量萬有引力常量的扭秤實驗,也屬於低成本實驗的經典之作。這個實驗就是利用光點的反射法

❼ [急]物理實驗方法里的放大法是不是等於轉換法

不是
放大法——將微小的變化(或物理量)放大,以便於觀察或研究.
轉換法——將無法觀察研究的問題轉換為與之相聯系的易於觀察研究的問題.
另外,二者也是有聯系的.例如,將乒乓球放在音叉附近觀察音叉的振動,就同時用到了轉換和放大的思想.

❽ 在物理學中,放大實驗效果是什麼法

在物理學中,放大實驗效果就是把那些微小的不易觀察的現象進行放大。
這種方法通常就叫做放大法。
在物理中這種放大法是經常使用的一種方法。

❾ 物理的幾種科學研究方法

一、理想模型法
實際中的事物都是錯綜復雜的,在用物理的規律對實際中的事物進行研究時,常需要對它們進行必要的簡化,忽略次要因素,以突出主要矛盾。用這種理想化的方法將實際中的事物進行簡化,便可得到一系列的物理模型。有實體模型:質點、點電荷、輕桿、輕繩、輕彈簧、理想變壓器、(3-3)液片、理想氣體、(3-5)原子核式結構模型和玻爾原子模型等;過程模型:勻速直線運動、勻變速直線運動、勻變速曲線運動、勻速圓周運動等。
採用模型方法對學習和研究起到了簡化和純化的作用。但簡化後的模型一定要表現出原型所反映出的特點、知識。每種模型有限定的運用條件和運用的范圍。
二、控制變數法
就是把一個多因素影響某一物理量的問題,通過控制某幾個因素不變,只讓其中一個因素改變,從而轉化為多個單一因素影響某一物理量的問題的研究方法。
這種方法在實驗數據的表格上的反映為:某兩次試驗只有一個條件不相同,若兩次試驗結果不同,則與該條件有關,否則無關。反過來,若要研究的問題是物理量與某一因素是否有關,則應只使該因素不同,而其他因素均應相同。控制變數法是中學物理中最常用的方法。
滑動摩擦力的大小與哪些因素有關;探究加速度、力和質量的關系(牛頓第二定律 );導體的電阻與哪些因素有關(電阻定律 );電流的熱效應與哪些因素有關(焦耳定律 );研究安培力大小跟哪些因素有關( );研究理想氣體狀態變化(理想氣體狀態方程 )等均應用了這種科學方法。
三、理想實驗法(又稱想像創新法,思想實驗法)
是在實驗基礎上經過概括、抽象、推理得出規律的一種研究問題的方法。但得出的規律卻又不能用實驗直接驗證,是科學家們為了解決科學理論中的某些難題,以原有的理論知識(如原理、定理、定律等)作為思想實驗的「材料」,提出解決這些難題的設想作為理想實驗的目標,並在想像中給出這些實驗「材料」產生「相互作用」所需要的條件,然後,按照嚴格的邏輯思維操作方法去「處理」這些思想實驗的「材料」,從而得出一系列反映客觀物質規律的新原理,新定律,使科學難題得到解決,推動科學的發展。又稱推理法。
伽利略斜面實驗、推導出聲音不能在真空中傳播、推導出牛頓第一定律等。

三、微量放大法
物理實驗中常遇到一些微小物理量的測量。為提高測量精度,常需要採用合適的放大方法,選用相應的測量裝置將被測量進行放大後再進行測量。常用的放大法有累計放大法、形變放大法、光學放大法等。
1)累計放大法:在被測物理量能夠簡單重疊的條件下,將它展延若干倍再進行測量的方法,稱為累計放大法(疊加放大法)。如測量紙的厚度、金屬絲的直徑等,常用這種方法進行測量;累計放大法的優點是在不改變測量性質的情況下,將被測量擴展若干倍後再進行測量,從而增加測量結果的有效數字位數,減小測量的相對誤差。
2)形變放大法:形變是力作用的效果,在力學中形變的基本表現形式為體積、長度、角度的改變。而顯示形變的方法可用力學的方法,也可用電學、光學的方法,如:體積的變化:由液柱的長度的變化顯示;熱膨脹:杠桿放大法顯示。
3)光學放大法:常用的光學放大法有兩種,一種是使被測物通過光學裝置放大視角形成放大像,便於觀察判別,從而提高測量精度。例如放大鏡、顯微鏡、望遠鏡等。另一種是使用光學裝置將待測微小物理量進行間接放大,通過測量放大了的物理量來獲得微小物理量。例如測量微小長度和微小角度變化的光杠桿鏡尺法,就是一種常用的光學放大法。
卡文迪許通過扭秤裝置測量引力常量就採用了多種放大方法。
四、模擬法
模擬法和類比法很近似。它是在實驗室里先設計出於某被研究現象或過程(即原型)相似的模型,然後通過模型,間接的研究原型規律性的實驗方法。先依照原型的主要特徵,創設一個相似的模型,然後通過模型來間接研究原型的一種形容方法。根據模型和原型之間的相似關系,模擬法可分為物理模擬和數學模擬兩種。
如在描繪電場中等勢線實驗中用直流電流場模擬靜電場。
五、類比與歸納
所謂類比,是根據兩個(或兩類)對象之間在某些方面的相同或相似而推出它們在其他方面也可能相同或相似的一種邏輯思維。如萬有引力公式 和庫侖力公式 從形式上很相似。
六、等效替代效法
等效法是常用的科學思維方法。等效是指不同的物理現象、模型、過程等在物理意義、作用效果或物理規律方面是相同的。它們之間可以相互替代,而保證結論不變。
等效的方法是指面對一個較為復雜的問題,提出一個簡單的方案或設想,而使它們的效果完全相同,從而將問題化難為易,求得解決。例如我們學過的等效電路、等效電阻、電壓表等效為電流表、電流表等效為電壓表、測電阻中的替代法、分力與合力等效、分運動與合運動等效、環形電流與小磁體的等效、通電螺線管與條形磁鐵的等效等等。
七、比值定義法
比值定義法,就是在定義一個物理量的時候採取比值的形式定義。用比值法定義的物理概念在物理學中佔有相當大的比例,比如速度、加速度、密度、壓強、功率、電場強度、電勢、電勢差、磁感應強度、電阻、電容等等。加速度a=(Δv)/(Δt) ;
電場強度E=F/q ;電容C=Q/U ;電阻R=U/I ;電流I=q/t ;電動勢,ε=W/q;電勢差U=W/q;磁感應強度B=F/(IL)或B=F/qv或B=Φ/S。
(一)「比值法」的特點:
1、比值法適用於物質屬性或特徵、物體運動特徵的定義。應用比值法定義物理量,往往需要一定的條件;一是客觀上需要,二是間接反映特徵屬性的的兩個物理量可測,三是兩個物理量的比值必須是一個定值。
2.兩類比值法及特點
一類是用比值法定義物質或物體屬性特徵的物理量,如:電場強度E、磁感應強度B、電容C、電阻R等。它們的共同特徵是;屬性由本身所決定。定義時,需要選擇一個能反映某種性質的檢驗實體來研究。比如:定義電場強度E,需要選擇檢驗電荷q,觀測其檢驗電荷在場中的電場力F,採用比值F/q就可以定義。
另一類是對一些描述物體運動狀態特徵的物理量的定義,如速度v、加速度a、角速度ω等。這些物理量是通過簡單的運動引入的,比如勻速直線運動、勻變速直線運動、勻速圓周運動。這些物理量定義的共同特徵是:相等時間內,某物理量的變化量相等,用變化量與所用的時間之比就可以表示變化快慢的特徵。
(二)「比值法」的理解
1.理解要注重物理量的來龍去脈。為什麼要研究這個問題從而引入比值法來定義物理量(包括問題是怎樣提出來的),怎樣進行研究(包括有哪些主要的物理現象、事實,運用了什麼手段和方法等),通過研究得到怎樣的結論(包括物理量是怎樣定義的,數學表達式怎樣),物理量的物理意義是什麼(包括反映了怎樣的本質屬性,適用的條件和范圍是什麼)和這個物理量有什麼重要的應用。
2.理解要展開類比與想像,進行邏輯推理。所有的比值法定義的物理量有相同的特點,通過展開類比與想像,進行邏輯推理、抽象思維等活動,從而引起思維的飛躍,知識的遷移,在類比中加深理解。如在重力場、電場、磁場的教學中,相同的是都需要選擇一個檢驗場性質的實體,用檢驗實體的受力與檢驗實體的有關物理量的比來定義。但也存在區別,重力場的比值中,分母是質量最簡單,電場定義時,要考慮電荷的電性,而磁場定義最復雜,不僅與考慮電流元I,而且要考慮電流元的放置方位與有效長度。
3.不能將比值法的公式純粹的數學化。在建立物理量的時候,交代物理思想和方法,搞清概念表達的屬性,從這些量度公式中理解它們的物理過程與物理符號的真實內容,切忌被數學符號形式化,忽視了物理量的豐富內容,一定要從量度公式中揭示所定義的概念與有關概念的真實依存關系和物理過程,防止死記硬背和亂用。另一方面,在數學形式上用比例表示的式子,不一定就應用比值法。如公式a=F/m,只是數學形式上象比值法,實際上不具備比值法的其它特點。所以不能把比值法與數學形式簡單的聯系在一起。
八、微元法
微元法是分析、解決物理問題中的常用方法,也是從部分到整體的思維方法。用該方法可以使一些復雜的物理過程用我們熟悉的物理規律迅速地加以解決,使所求的問題簡單化。在使用微元法處理問題時,需將其分解為眾多微小的「元過程」,而且每個「元過程」所遵循的規律是相同的,這樣,我們只需分析這些「元過程」,然後再將「元過程」進行必要的數學方法或物理思想處理,進而使問題求解。使用此方法會加強我們對已知規律的再思考,從而引起鞏固知識、加深認識和提高能力的作用。
在高中物理中,由於數學學習上的局限,對於高等數學中可以使用積分來進行計算的一些問題,在高中很難加以解決。例如對於求變力所做的功或者對於物體做曲線運動時某恆力所做的功的計算;又如求做曲線運動的某質點運動的路程,這些問題對於中學生來講,成為一大難題。但是如果應用積分的思想,化整為零,化曲為直,採用「微元法」,可以很好的解決這類問題。「微元法」通俗地說就是把研究對象分為無限多個無限小的部分,取出有代表性的極小的一部分進行分析處理,再從局部到全體綜合起來加以考慮的科學思維方法,在這個方法里充分的體現了積分的思想。
九、極限法
極限法是把某個物理量推向極端,即極大和極小或極左和極右,並依此做出科學的推理分析,從而給出判斷或導出一般結論。
1.由平均值得瞬時值用到極限法 一般由比值定義式定義出的物理量均為平均值,如 ,當 取趨近於零時的平均速度可看做瞬時速度
2.極限法在進行某些物理過程分析時,具有獨特作用,恰當應用極限法能提高解題效率,使問題化難為易,化繁為簡,思路靈活,判斷准確。因此要求解題者,不僅具有嚴謹的邏輯推理能力,而且具有豐富的想像能力,從而得到事半功倍的效果。

❿ 物理的放大法中,有個機械放大法,請問什麼是機械放大法(請物理高手回答)

物理實驗中物理量的放大方法
(http://www.tse.net/leting/04zycb/neirong/33zxwl/ae00081.htm)

物理學是一門以實驗為基礎的學科。物理學家研究物理問題時,需要利用各種實驗設備來進行物理實驗。在物理實驗中常常遇到一些微小物理量的測量。物理工作者為提高被測物理量精度,常選用特殊的測量裝置將被測物理量放大後再進行測量。我們把提高測量精度、使物理量的數值變大、作用時間延長、作用空間擴展的方法叫做物理量的放大法。下面按物理學內容把放大方法分類如下:

一、機械方面

機械放大是物理實驗最直觀的一種放大方法,它是一種空間放大方法。具體表現在下列實驗中。

1、游標放大法

為了提高米尺的測量精度,通常在米尺(主尺)上附帶一個可以沿尺身移動的小尺(游標)。游標上的分度值x與主尺分度值y之間有一定關系,一般使游標上p個分度格的長度與主尺上(p-1)個分度格的長度相等,即使得

px=(p-1)y

主尺與游標上每個最小分格之差δx為

δx =y-x=y/p

差值δx稱為游標尺的精度,它表示了游標尺能讀準的最小值,也就是游標的最小分度值。同理,游標尺原理還可以用於角度的精確測量中,稱為角游標。角游標的測角精度δx=1』。

2、螺旋測微放大法

螺旋測微計、讀數顯微鏡和邁克耳遜干涉儀等的測量系統的機械部分都是採用螺旋測微裝置進行測量的。常用的讀數顯微鏡的測微絲桿的螺距是lmm,當絲桿轉動一圈時,滑動平台就沿軸向前或後退lmm,在絲桿的一端固定一測微鼓輪,其周界上刻成100分格,因此當鼓輪轉動一分格時,滑動平台移動了0.01mm,從而使沿軸線方向的微小位移用鼓輪圓周上較大的弧長精確地表示出來,大大提高了測量精度。

3、機械杠桿

因為,當機械杠桿平衡時有:F1L1=F2L2。所以有:F1= F2L2/ L1 ,L2= F1L1/ F2成立。從F1和L1的表達式可以看出,機械杠桿可以把力和位移放大或細分。

4、液壓放大

根據帕斯卡定律製成的液壓機、水壓機、油壓千斤頂都有:作用在它們兩活塞上的力的比,等於它們的面積比。即:F1/F2=S1/S2。從中可以得出:F1= (S1/S2)F2,該式說明由帕斯卡定律製成的液壓機、水壓機、油壓千斤頂可以把力放大。

5、累積放大

當我們用米尺測量一張紙的厚度時,一般的方法是:取同樣的紙100張,然後用米尺測量其厚度,把測得的數除以100,即得出一張紙的厚度。該方法採用了相同量累積疊加的放大方法。既解決了可測問題,又提高了測量的精度。

6、共振

一振動系統在外力作用下強迫進行的振動稱為受迫振動。當系統作受迫振動時,強迫力的頻率與振動系統的固有頻率接近,使系統的振幅達到極大值的現象稱為共振。共振是一種選擇放大。對琴弦等樂器的共振我們稱之為共鳴。

二、時間方面

1、伽利略的斜面實驗

伽利略的斜面實驗實現的是「沖淡引力」。實際上,是把物體下降一定高度的時間予以拉長,也就是放大。

2、周期的規定

在物理實驗中,很多個實驗題目需要測定周期大小。由於測量周期多數使用秒錶來測定,由於用秒錶測量單個周期的誤差較大,一般採用一次測量n次周期的時間,若為t,則周期T=t/n,也就是說採用時間累積放大法,既解決了可測問題,又提高了測量的精度。

3、時間細分

用高速攝影攝取運動物體的瞬時狀態,如:研究自由落體運動、高速飛行的子彈、水滴下落過程中形成的變化等都是把時間過程細分並展開。

三、光學方面

1、光學裝置放大

一種是使被測物通過光學裝置放大視角形成放大像,便於觀察判別,從而提高測量精度。例如放大鏡、顯微鏡、望遠鏡等。

2、光杠桿放大

測量微小長度和微小角度變化的光杠桿鏡尺法,是使用光學裝置將待測微小物理量進行間接放大的方法,它是一種物理實驗中常用的光學放大法。

光杠桿測量原理如附圖所示。它由一面裝在一個三腳金屬架上的平面鏡構成,配合望遠鏡尺組來測變化極微小的長度。

使用時,將光杠桿的面前腳放在一個固定位置,後腳放在被測量的點上,使鏡面垂直於地面,望遠鏡尺組放在鏡面的正前方,當物體為原長時,由望遠鏡中可以看清楚標尺l0點在小鏡中的反射像,當後腳向下降落一個位移面ΔL時,鏡面M使轉動一個角度θ,這時在望遠鏡中所觀察到的像由l0點變為l1點,設若鏡面M與標尺間的距離為D,根據反射定律可知:

式中,ΔL=l1- l0,可由標尺上讀出,由於材料形變很小,相應θ也很小,所以有 tg2θ≈2θ,tgθ≈θ,因此,θ=Δl/2D=ΔL/a,所以有:

當滿足ΔL << a,Δl<< D時,不難看出,小位移ΔL被放大成能觀測的大位移Δl,其作用像杠桿的作用一樣,所以光杠桿的方法是一種放大的方法。

四、電磁方面

1、三級管、場效應管、集成電路組成的放大電路

在物理實驗中往往需要測量變化微弱的電信號(電流、電壓或功率),或者利用微弱的電信號去控制某些機構的動作,必須用電子放大器將微弱電信號放大後才能有效地進行觀察、控制和測量。電子放大作用是由三極體、場效應管、集成電路組成的放大電路完成的。

2、諧振現象

當電容C和電感L兩類元件同時出現在一個交流電路中時,隨著頻率的變化,電路中的電流I(有效值)或總阻抗z不是單調的變化,而是在某個頻率f處出現極值(極大值或極小值),這種現象叫做諧振。諧振是一種選擇放大。

3、變壓們的升壓與降壓法

對於理想變壓器有:U1/U2=N1/N2,I1/I2=N2/N1成立。

式中U1、U2分別為輸入、輸出電壓,I1、I2分別為輸入、輸出電流,N1、N2分別是原、副線圈的匝數。因此,適當選擇N1,N2即可達到升壓或降壓的目的,同時也確定了原、副線圈中電流的關系。

結論

探討物理實驗的放大法有助於實驗者重視放大法在物理實驗中的作用,有助於實驗設備改進者改進實驗設備,有助於實驗設計者利用放大法設計出新的實驗設備。

探討物理員的放大方法有利於物理工作者對科學方法的應用。有利於學生對科學方法的掌握。

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