① 如何看和分析初中物理電路圖
串聯十分簡單.並聯電路首先要找幹路:從正負極出發,順電線找直到分叉的一段就是幹路,從幹路分出去後的支路,要把它看成單獨的串聯電路.混聯比較復雜,也是先找幹路,可能幹路有用電器,不管它,直到分出支路後各個擊破.
電壓表是測用電器兩端電壓的,電壓可以想像成是某種壓力,它推著電往前運動,才形成了電流,所以用電器兩端是有電壓的,要測這兩端電壓,必須把電壓表並聯到用電器兩端,因為並聯時,支路電壓相等,而電壓表與用電器各在支路,因此電壓表測的電壓就與用電器兩端電壓相等.
看電壓表是測什麼的,就看連電壓表兩端的導線並到(連到,接到)哪個或哪些用電器的兩端,換句話說,也就是看電壓表兩端導線把哪個或哪些用電器包起來了.
電流表是測電路中電流大小的,電流表要串聯到電路中是因為串聯電路中的各處電流相等.
看電流表是測什麼的,就是看電流表與哪個或哪些用電器串聯,換句話說,就是看電流表與哪個或哪些用電器在一條直線上,切記不能分叉,電流表只測一條支路電流.
電流表的用法:「+」入「-」出
與被測電路串聯
不能超過量程「0--0.6」每小格0.02A,「0--3」每小格0.1A
電壓表的用法:「+」入「-」出
與被測電路並聯
不能超過量程。「0---3」每小格0.1V,「0---15」每小格0.5V
還要強調一點,做習題時,應該畫出對應的電路圖
② 物理的電路圖怎樣畫啊
怎樣畫物理電路圖
畫電路圖首先克服怕難思想,然後要掌握方法。
畫電路圖題型大約可分為以下幾種:
1、看實物畫出電路圖。2、看圖連元件作圖。3、根據要求設計電路。4、識別錯誤電路,並畫出正確的圖。一般考試就以上四種作圖,下面就它們的作圖方法詳細說明。
(一)看實物畫電路圖,關鍵是在看圖,圖看不明白,就無法作好圖,中考有個內部規定,混聯作圖是不要求的,那麼你心裡應該明白實物圖實際上只有兩種電路,一種串聯,另一種是並聯,串聯電路非常容易識別,先找電源正極,用鉛筆尖沿電流方向順序前進直到電源負極為止。明確每個元件的位置,然後作圖。順序是:先畫電池組,按元件排列順序規范作圖,橫平豎直,轉彎處不得有元件若有電壓表要准確判斷它測的是哪能一段電路的電壓,在檢查電路無誤的情況下,將電壓表並在被測電路兩端。對並聯電路,判斷方法如下,從電源正極出發,沿電流方向找到分叉點,並標出中文「分」字,(遇到電壓表不理它,當斷開沒有處理)用兩支鉛筆從分點開始沿電流方向前進,直至兩支筆尖匯合,這個點就是匯合點。並標出中文「合」字。首先要清楚有幾條支路,每條支路中有幾個元件,分別是什麼。特別要注意分點到電源正極之間為幹路,分點到電源負極之間也是幹路,看一看幹路中分別有哪些元件,在都明確的基礎上開始作電路圖,具體步驟如下:先畫電池組,分別畫出兩段幹路,幹路中有什麼畫什麼。在分點和合點之間分別畫支路,有幾條畫幾條(多數情況下只有兩條支路),並准確將每條支路中的元件按順序畫規范,作圖要求橫平豎直,鉛筆作圖檢查無誤後,將電壓表畫到被測電路的兩端。
(二)看電路圖連元件作圖
方法:先看圖識電路:混聯不讓考,只有串,並聯兩種,串聯容易識別重點是並聯。若是並聯電路,在電路較長上找出分點和合點並標出。並明確每個元件所處位置。(首先弄清楚幹路中有無開並和電流表)連實物圖,先連好電池組,找出電源正極,從正極出發,連幹路元件,找到分點後,分支路連線,千萬不能亂畫,順序作圖。直到合點,然後再畫另一條支路[注意導線不得交叉,導線必須畫到接線柱上(開關,電流表,電壓表等)接電流表,電壓表的要注意正負接線柱]遇到滑動變阻器,必須一上,一下作圖,檢查電路無誤後,最後將電壓表接在被測電路兩端。
(三)設計電路方法如下:
首先讀題、審題、明電路,(混聯不要求)一般只有兩種電路,串聯和並聯,串聯比較容易,關鍵在並聯要注意幹路中的開關和電流表管全部電路,支路中的電流表和開關只管本支路的用電器,明確後分支路作圖,最後電壓表並在被測用電器兩端。完畢檢查電路,電路作圖必須用鉛筆,橫平豎直,轉彎處不得畫元件,作圖應規范。
(四)識別錯誤電路一般錯誤發生有下列幾種情況:
1、是否產生電源短路,也就是電流不經過用電器直接回到電源負極;
2、是否產生局部短接,被局部短路的用電器不能工作;
3、是否電壓表、電流表和正負接線柱錯接了,或者量程選的不合適(過大或過小了);
4、滑動變阻器錯接了(全上或全下了)。
③ 高考物理實驗方法,七種主要方法
物理實驗用「學過的實驗方法」、「用過的儀器」進行新的實驗,以考查其基本實驗能力和理解、推理、遷移的能力。我整理了物理學習相關內容,希望能幫助到您。
高中物理實驗七種主要方法
1、控制變數法
在實驗中或實際問題中,常有多個因素在變化,造成規律不易表現出來,這時可以先控制一些物理量不變,依次研究某一個因素的影響和利用。
如氣體的性質,壓強、體積和溫度通常是同時變化的,我們可以分別控制一個狀態參量不變,尋找另外兩個參量的關系,最後再進行統一。歐姆定律、牛頓第二定律等都是用這種方法研究的。
2、等效替代法
某些物理量不直觀或不易測量,可以用較直觀、較易測量而且又有等效效果的量代替,從而簡化問題。
如在驗證動量守恆實驗中,發生碰撞的兩個小球的速度不易直接測量,可用水平位移代替水平速度研究;在描繪電場中的等勢線時,用電流場來模擬電場等都用了等效思想。
3、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。
如測量均勻細金屬絲直徑時,可以採用密繞多匝的方法;測量單擺的周期時,可測30-50個全振動的時間;分析打點計時器打出的紙帶時,可隔幾個點找出計數點分析等。
4、留跡法
有些物理過程是瞬息即逝的,我們需要將其記錄下來研究,如同攝像機一樣拍攝下來分析。
如用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。
5、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。
6、近似法
在復雜的物理現象和物體運動中,影響物理量的因素較多,有時為了突出主要矛盾,可以有意識的設計實驗條件、忽略次要因素的影響,用近似量當成真實量進行測量。
7、放大法
對於物理實驗中微小量或小變化的觀察,可採用放大的方法。例如游標卡尺、放大鏡、顯微鏡等儀器都是按放大原理製成的。
高考物理實驗題提分技巧
提分技巧一 明確一個實驗的三大知識主幹
在新課程高考形式下,不能認為一個實驗只不過是讀數或實驗原理的理解或實驗的操作,更不能認為就是數據的處理與結果分析,而應該認識到一個實驗是基本儀器的使用、實驗的設計、實驗數據的處理與實驗結構的分析三個有機體的合成.這三大部分便構成了一個實驗的三大知識主幹.主幹知識向來是高考大舞台中的重要角色,一直受到命題專家的青睞.對於一個實驗的三大知識主幹要有明確的認識:
1.基本儀器的使用
基本儀器的使用是實驗考查的基礎內容,無論是實驗的設計還是實驗結果的分析,往往都涉及基本儀器的使用,所以一些基本儀器的原理、使用方法、注意事項和讀數等,在近幾年的高考中不斷出現,長度和各電學參量的測量及相關儀器的使用是考查的熱點,在復習時一定要注意.高考中出題頻率較高的基本實驗儀器有刻度尺、游標卡尺、螺旋測微器、打點計時器、秒錶、電壓表、電流表、多用電表以及感測器等.
2.實驗的設計
近幾年來,高考物理實驗的考查已經由原來單一的、基本的形式向綜合的、高層的方向發展,表現之一是加強了對同學們動手能力的考查.試題往往從實驗原理、器材的選擇和使用、實驗步驟和現象的觀察等方面進行全面的考查,表現在設計型實驗題頻頻出現,設計型實驗題一般是以規定的實驗原理、方法和器材為基礎編制出來的.這些實驗可以有效地培養同學們的觀察能力和激發同學們的學習興趣.
3.實驗數據的處理與實驗結構的分析
對考生能力的考查是歷年高考的一個主題,對實驗數據的處理、實驗結果的分析能力的要求越來越高.試題往往要求同學們通過研究題給電路、圖表和數據,運用物理知識和數據推出正確結果,並能就實驗裝置、操作以及數據處理等方面分析產生誤差的原因,這就要求同學們在平時學習中慢慢培養這方面的能力.
提分技巧二 把握好處理實驗數據的兩把利劍
1.列表法:把被測物理量分類列表表示出來.表中對各物理量的排列習慣上是先記錄原始數據,後計算結果.列表法可大體反映某些因素對結果的影響,常用作其他數據處理方法的一種輔助手段.
2.圖像法:把實驗測得的量按自變數和因變數的函數關系用圖像直觀地顯示出來.根據實驗數據在坐標紙上畫出圖像.若是反比關系一般改畫成正比圖線,同時注意圖像斜率、圖像在坐標軸上截距的物理意義.值得提醒的是,創新實驗的落腳點幾乎都是圖像,故備考時一定要將圖像法處理數據作為重中之重
.提分技巧三 要善於提取一個實驗的精髓
俗話說「擒賊先擒王,打蛇打七寸」.同樣對於一個實驗,復習時必須抓住其精髓部分,然後以該實驗的精髓部分為核心進行拓展,這樣才能真正起到事半功倍的效果.很多同學學習實驗一直很努力,也在不斷地做練習題,可是同一個實驗,換一種考查方式就不會了,更不要說觸類旁通了.縱觀近幾年的高考創新實驗發現:實驗題一年比一年「新」,年年都在「變」,但是這種「變」只不過是實驗命題的形式在變,所謂的「新」,只不過是實驗的環境新了,知識點是不會新的,更不會變的,所以復習一個實驗我們要抓住其精髓部分.
提分技巧四 如何與命題專家想到一塊兒
高考物理實驗是「年年有花開,年年花不同」,這說明每年的高考結束後命題專家都在思考一個問題,那就是「下一次命題該如何出題呢?」因此我們在備考的同時也應該跟著命題人一塊兒想,那麼如何做才能使我們與命題專家想到一塊兒呢?對於這一點,我們可以按以下方案去做,那就是:
1.穩端「碗里」的——弄透教材中的基礎實驗
其含義是:熟悉教材中的每一個實驗的基本原理、實驗的基本器材、實驗的過程,也就是說要熟悉每一個實驗的「源」與「理」.
近年來高考實驗題已由側重於考查實驗儀器的使用、基本操作等最基礎的實驗能力,向著側重於考查對實驗原理的理解、實驗方法的靈活運用等更高層次的能力轉變,要求考生運用學過的實驗原理和方法,選擇合適的儀器,設計出合理的方案去解決新的實驗問題.縱觀近幾年的高考實驗題,幾乎都是教材中內容的改編、重組,教材實驗的延伸,或者是教材實驗的重新設計,通過這樣做來鑒別考生獨立解決新問題的能力和知識的遷移能力,也體現了新課程改革對學生實踐能力和創新精神的要求.可見教材中的實驗永遠是高考創新實驗的命題根源,如果將高考創新實驗比作「天空中的風箏」,那麼教材中的基本實驗就是「風箏的線」.這就要求我們在高考實驗備考中要緊扣教材中的實驗,弄清楚教材中每一個實驗的基本原理、實驗步驟、實驗的操作過程、實驗數據的處理,不要將理解實驗變成「背」實驗,更不要對原理的理解和方法的掌握只是「紙上談兵」,否則高考實驗稍作一些變形,我們就會感到無從下手.只有將課本上的實驗復習好了,才能舉一反三,觸類旁通.
2.盯住「盤里」 的——分析透近幾年的高考實驗記錄
其含義是:在復習完一個實驗的時候,我們應該查閱該實驗在近幾年高考中命題的情況,根據命題中「穩中求變」的特點,命題人在下一次對該實驗進行考查時是不可能有很大變動的.很多考生在實驗復習中花了不少時間,但是在復習的過程中卻很少去做一件很重要的事情,那就是查閱《考試大綱》中的實驗在歷年高考中曾經考查過的方式.在查閱的時候我們要做好以下規律的總結:
(1)歸納出近幾年實驗試題的命題規律①題型特點
規律一:「一小題」.該小題命題立足教材,側重考查完成實驗的能力.涉及基本儀器的使用(含讀數)、實驗原理和測量方法的理解、實驗條件的控制、實驗步驟的編排、實驗數據的處理、實驗誤差的分析.
規律二:「一大題」.該大題命題立足遷移,側重考查設計簡單實驗方案的能力.突出實驗原理的遷移、測量方法的遷移、數據處理方法的遷移(圖像法和平均值法)等.
規律三:「大題新」. 「新」可以更加有效地考查考生分析問題的能力,區分度也很明顯.其實這類題依然是以實驗基礎為依據,只不過在新的背景、新的命題方式下進行考查,說到底物理實驗的考查是對思維的一種檢驗,因此在復習時要努力培養分析問題、解決問題的思維習慣,這樣做才能應對層出不窮的「新」題.
②難點設置
實驗的難點設置主要有:a.器材的選取和電路的選擇;b.實驗原理、方法的理解和實驗方案的設計;c.實驗數據的分析和處理.
(2)查看某一實驗的歷年高考記錄
在查看近幾年的高考實驗時還要注意總結同一實驗在近幾年的命題規律,找出同一實驗在不同時間命題的共同規律、不同規律,然後作出一些新的動態分析.如對於紙帶問題,通過近幾年的高考命題我們發現關於紙帶問題中的「黃金命題熱點」有:①紙帶上某點瞬時速度的計算;②計數點之間的時間間隔的計算;③加速度的計算;④紙帶上兩計數點之間距離的測量.其中涉及的方法主要有「逐差法」和利用v-t圖像求加速度法.
以上規律的總結,能使我們對實驗的復習做到有的放矢,確定自己的復習方向,找出自己的不足之處,以便取得最佳的復習效果.
3.想到「鍋里」 的——猜想命題專家下一次可能的考查方式
其含義是:新課程高考的命題要求是要具有一定的創新度,當然實驗的命題也不例外,也就是說命題專家會不斷地思考對於某一個實驗在下一屆的高考中該如何去命題,因此作為一個高考備考的考生,最重要的一步是當你看到某一個實驗的時候,要想想本實驗還可以用什麼方法來處理?下一次可能會怎樣出題?一個優秀的考生不在於他做了多少題,而在於他悟出了多少題以及對於一個實驗可以採用多少種實驗方法和實驗數據的處理方法!那麼我們該如何去悟才能與命題專家想到一起呢?通過對近幾年高考的分析來看,可以從以下兩個角度著手:
(1)當見到一個實驗圖像或處理方法後,要試著想想還有哪些可用於處理本實驗的圖像或方法.
(2)要從多個角度去思考實驗方案、物理量的測量.
④ 物理電路連接的方法
串聯並聯和混聯
串聯電流相等 各個用電器兩端電壓之和等於電源電壓
並聯電壓相等 各個支路的電流總和等於幹路電路電流
連接時從電源正極開始聯 注意滑動變阻器要接阻值最大處 開關要處於打開狀態 電壓表並聯 電流表串聯 正負接線柱要接正確
⑤ 物理畫電路圖,怎麼畫,我一直搞不懂,有誰有好辦法解決
畫電路圖題型主要有以下兩種: 1、看實物圖畫出電路圖。2、看電路圖連接實物圖。
一、看實物圖畫電路圖
看實物畫電路圖,關鍵是在看圖,圖看不明白,就無法作好圖,實物圖只有兩種電路,一種是串聯,另一種是並聯。
串聯電路非常容易識別,先找電源正極,用鉛筆尖沿電流方向順序前進直到電源負極為止。明確每個元件的位置,然後作圖。順序是:先畫電池組,按元件排列順序規范作圖,橫平豎直,轉彎處不得有元件,若有電壓表要准確判斷它測的是哪能一段電路的電壓,在檢查電路無誤的情況下,將電壓表並在被測電路兩端。
對並聯電路,可用「標號法」判斷作圖。判斷方法如下:(1)看圖:如圖1所示,從電源正極出發,沿電流方向找到分支點,即電流分叉點和匯合點,並標出 「分」、「合」二字,看一看幹路中分別有哪些元件,搞清楚有幾條支路,每條支路中各有哪些元件。(2)標號:把元件標上數字,幹路的元件均標上1,支路的元件分別標上2或3。(3)畫框:畫電路圖時,先畫出標準的並聯電路框架,如圖2所示,將幹路部分放在上方1號線路,支路部分放在下面的2號和3號線路上。 (4)填空:把標好的元件放進標准並聯電路圖中即可,如圖3所示。
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⑥ 高中物理12種解題方法與技巧與操作
其實高中物理考試常見的類型無非包括以下12種,這12種常見題型的解題方法和思維模板,還介紹了高考各類試題的解題方法和技巧,提供各類試題的答題模版,飛速提升你的解題能力,如何才能學好物理呢?我在這里整理了相關資料,快來學習學習吧!
高中物理12種解題方法與技巧
1直線運動問題
題型概述:直線運動問題是高考的熱點,可以單獨考查,也可以與其他知識綜合考查.單獨考查若出現在選擇題中,則重在考查基本概念,且常與圖像結合;在計算題中常出現在第一個小題,難度為中等,常見形式為單體多過程問題和追及相遇問題.
思維模板:解圖像類問題關鍵在於將圖像與物理過程對應起來,通過圖像的坐標軸、關鍵點、斜率、面積等信息,對運動過程進行分析,從而解決問題;對單體多過程問題和追及相遇問題應按順序逐步分析,再根據前後過程之間、兩個物體之間的聯系列出相應的方程,從而分析求解,前後過程的聯系主要是速度關系,兩個物體間的聯系主要是位移關系.
2物體的動態平衡問題
題型概述:物體的動態平衡問題是指物體始終處於平衡狀態,但受力不斷發生變化的問題.物體的動態平衡問題一般是三個力作用下的平衡問題,但有時也可將分析三力平衡的方法推廣到四個力作用下的動態平衡問題.
思維模板:常用的思維方法有兩種
(1)解析法:解決此類問題可以根據平衡條件列出方程,由所列方程分析受力變化;
(2)圖解法:根據平衡條件畫出力的合成或分解圖,根據圖像分析力的變化.
3運動的合成與分解問題
題型概述:運動的合成與分解問題常見的模型有兩類.一是繩(桿)末端速度分解的問題,二是小船過河的問題,兩類問題的關鍵都在於速度的合成與分解.
思維模板:(1)在繩(桿)末端速度分解問題中,要注意物體的實際速度一定是合速度,分解時兩個分速度的方向應取繩(桿)的方向和垂直繩(桿)的方向;如果有兩個物體通過繩(桿)相連,則兩個物體沿繩(桿)方向速度相等。
(2)小船過河時,同時參與兩個運動,一是小船相對於水的運動,二是小船隨著水一起運動,分析時可以用平行四邊形定則,也可以用正交分解法,有些問題可以用解析法分析,有些問題則需要用圖解法分析。
4拋體運動問題
題型概述:拋體運動包括平拋運動和斜拋運動,不管是平拋運動還是斜拋運動,研究方法都是採用正交分解法,一般是將速度分解到水平和豎直兩個方向上.
思維模板:(1)平拋運動物體在水平方向做勻速直線運動,在豎直方向做勻加速直線運動,其位移滿足x=v0t,y=gt2/2,速度滿足vx=v0,vy=gt;
(2)斜拋運動物體在豎直方向上做上拋(或下拋)運動,在水平方向做勻速直線運動,在兩個方向上分別列相應的運動方程求解
5圓周運動問題
題型概述:圓周運動問題按照受力情況可分為水平面內的圓周運動和豎直面內的圓周運動,按其運動性質可分為勻速圓周運動和變速圓周運動.水平面內的圓周運動多為勻速圓周運動,豎直面內的圓周運動一般為變速圓周運動.對水平面內的圓周運動重在考查向心力的供求關系及臨界問題,而豎直面內的圓周運動則重在考查最高點的受力情況.
思維模板:
(1)對圓周運動,應先分析物體是否做勻速圓周運動,若是,則物體所受的合外力等於向心力,由F合=mv2/r=mrω2列方程求解即可;若物體的運動不是勻速圓周運動,則應將物體所受的力進行正交分解,物體在指向圓心方向上的合力等於向心力.
(2)豎直面內的圓周運動可以分為三個模型:①繩模型:只能對物體提供指向圓心的彈力,能通過最高點的臨界態為重力等於向心力;②桿模型:可以提供指向圓心或背離圓心的力,能通過最高點的臨界態是速度為零;③外軌模型:只能提供背離圓心方向的力,物體在最高點時,若v<(gR)1/2,沿軌道做圓周運動,若v≥(gR)1/2,離開軌道做拋體運動.
6牛頓運動定律的綜合應用問題
題型概述:牛頓運動定律是高考重點考查的內容,每年在高考中都會出現,牛頓運動定律可將力學與運動學結合起來,與直線運動的綜合應用問題常見的模型有連接體、傳送帶等,一般為多過程問題,也可以考查臨界問題、周期性問題等內容,綜合性較強.天體運動類題目是牛頓運動定律與萬有引力定律及圓周運動的綜合性題目,近幾年來考查頻率極高.
思維模板:以牛頓第二定律為橋梁,將力和運動聯系起來,可以根據力來分析運動情況,也可以根據運動情況來分析力.對於多過程問題一般應根據物體的受力一步一步分析物體的運動情況,直到求出結果或找出規律.
對天體運動類問題,應緊抓兩個公式:
GMm/r2=mv2/r=mrω2=mr4π2/T2 ①。GMm/R2=mg ②.對於做圓周運動的星體(包括雙星、三星系統),可根據公式①分析;對於變軌類問題,則應根據向心力的供求關系分析軌道的變化,再根據軌道的變化分析其他各物理量的變化.
7機車的啟動問題
題型概述:機車的啟動方式常考查的有兩種情況,一種是以恆定功率啟動,一種是以恆定加速度啟動,不管是哪一種啟動方式,都是採用瞬時功率的公式P=Fv和牛頓第二定律的公式F-f=ma來分析.
思維模板:(1)機車以額定功率啟動.機車的啟動過程如圖所示,由於功率P=Fv恆定,由公式P=Fv和F-f=ma知,隨著速度v的增大,牽引力F必將減小,因此加速度a也必將減小,機車做加速度不斷減小的加速運動,直到F=f,a=0,這時速度v達到最大值vm=P額定/F=P額定/f.
這種加速過程發動機做的功只能用W=Pt計算,不能用W=Fs計算(因為F為變力).
(2)機車以恆定加速度啟動.恆定加速度啟動過程實際包括兩個過程.如圖所示,「過程1」是勻加速過程,由於a恆定,所以F恆定,由公式P=Fv知,隨著v的增大,P也將不斷增大,直到P達到額定功率P額定,功率不能再增大了;「過程2」就保持額定功率運動.過程1以「功率P達到最大,加速度開始變化」為結束標志.過程2以「速度最大」為結束標志.過程1發動機做的功只能用W=F·s計算,不能用W=P·t計算(因為P為變功率).
8以能量為核心的綜合應用問題
題型概述:以能量為核心的綜合應用問題一般分四類.第一類為單體機械能守恆問題,第二類為多體系統機械能守恆問題,第三類為單體動能定理問題,第四類為多體系統功能關系(能量守恆)問題.多體系統的組成模式:兩個或多個疊放在一起的物體,用細線或輕桿等相連的兩個或多個物體,直接接觸的兩個或多個物體.
思維模板:能量問題的解題工具一般有動能定理,能量守恆定律,機械能守恆定律.
(1)動能定理使用方法簡單,只要選定物體和過程,直接列出方程即可,動能定理適用於所有過程;
(2)能量守恆定律同樣適用於所有過程,分析時只要分析出哪些能量減少,哪些能量增加,根據減少的能量等於增加的能量列方程即可;
(3)機械能守恆定律只是能量守恆定律的一種特殊形式,但在力學中也非常重要.很多題目都可以用兩種甚至三種方法求解,可根據題目情況靈活選取.
9力學實驗中速度的測量問題
題型概述:速度的測量是很多力學實驗的基礎,通過速度的測量可研究加速度、動能等物理量的變化規律,因此在研究勻變速直線運動、驗證牛頓運動定律、探究動能定理、驗證機械能守恆等實驗中都要進行速度的測量.速度的測量一般有兩種方法:一種是通過打點計時器、頻閃照片等方式獲得幾段連續相等時間內的位移從而研究速度;另一種是通過光電門等工具來測量速度.
思維模板:用第一種方法求速度和加速度通常要用到勻變速直線運動中的兩個重要推論:①vt/2=v平均=(v0+v)/2,②Δx=aT2,為了盡量減小誤差,求加速度時還要用到逐差法.用光電門測速度時測出擋光片通過光電門所用的時間,求出該段時間內的平均速度,則認為等於該點的瞬時速度,即:v=d/Δt.
10電容器問題
題型概述:電容器是一種重要的電學元件,在實際中有著廣泛的應用,是歷年高考常考的知識點之一,常以選擇題形式出現,難度不大,主要考查電容器的電容概念的理解、平行板電容器電容的決定因素及電容器的動態分析三個方面.
思維模板:
(1)電容的概念:電容是用比值(C=Q/U)定義的一個物理量,表示電容器容納電荷的多少,對任何電容器都適用.對於一個確定的電容器,其電容也是確定的(由電容器本身的介質特性及幾何尺寸決定),與電容器是否帶電、帶電荷量的多少、板間電勢差的大小等均無關
(2)平行板電容器的電容:平行板電容器的電容由兩極板正對面積、兩極板間距離、介質的相對介電常數決定,滿足C=εS/(4πkd)
(3)電容器的動態分析:關鍵在於弄清哪些是變數,哪些是不變數,抓住三個公式[C=Q/U、C=εS/(4πkd)及E=U/d]並分析清楚兩種情況:一是電容器所帶電荷量Q保持不變(充電後斷開電源),二是兩極板間的電壓U保持不變(始終與電源相連).
11帶電粒子在電場中的運動問題
題型概述:帶電粒子在電場中的運動問題本質上是一個綜合了電場力、電勢能的力學問題,研究方法與質點動力學一樣,同樣遵循運動的合成與分解、牛頓運動定律、功能關系等力學規律,高考中既有選擇題,也有綜合性較強的計?算題?.
思維模板:
(1)處理帶電粒子在電場中的運動問題應從兩種思路著手①動力學思路:重視帶電粒子的受力分析和運動過程分析,然後運用牛頓第二定律並結合運動學規律求出位移、速度等物理量.②功能思路:根據電場力及其他作用力對帶電粒子做功引起的能量變化或根據全過程的功能關系,確定粒子的運動情況(使用中優先選擇).
(2)處理帶電粒子在電場中的運動問題應注意是否考慮粒子的重力
①質子、α粒子、電子、離子等微觀粒子一般不計重力;
②液滴、塵埃、小球等宏觀帶電粒子一般考慮重力;
③特殊情況要視具體情況,根據題中的隱含條件判斷.
(3)處理帶電粒子在電場中的運動問題應注意畫好粒子運動軌跡示意圖,在畫圖的基礎上運用幾何知識尋找關系往往是解題的突破口.
12帶電粒子在磁場中的運動問題
題型概述:帶電粒子在磁場中的運動問題在歷年高考試題中考查較多,命題形式有較簡單的選擇題,也有綜合性較強的計算題且難度較大,常見的命題形式有三種:
(1)突出對在洛倫茲力作用下帶電粒子做圓周運動的運動學量(半徑、速度、時間、周期等)的考查;
(2)突出對概念的深層次理解及與力學問題綜合方法的考查,以對思維能力和綜合能力的考查為主;
(3)突出本部分知識在實際生活中的應用的考查,以對思維能力和理論聯系實際能力的考查為主.
思維模板:在處理此類運動問題時,著重把握「一找圓心,二找半徑(R=mv/Bq),三找周期(T=2πm/Bq)或時間」的分析方法.
(1)圓心的確定:因為洛倫茲力f指向圓心,根據f⊥v,畫出粒子運動軌跡中任意兩點(一般是射入和射出磁場的兩點)的f的方向,沿兩個洛倫茲力f作出其延長線的交點即為圓心.另外,圓心位置必定在圓中任一根弦的中垂線上.
(2)半徑的確定和計算:利用平面幾何關系,求出該圓的半徑(或運動圓弧對應的圓心角),並注意利用一個重要的幾何特點,即粒子速度的偏向角(φ)等於圓心角(α),並等於弦AB與切線的夾角(弦切角θ)的2倍(如圖所示),即?φ=α=2θ.
(3)運動時間的確定:t=φT/2π或t=s/v,其中φ為偏向角,T為周期,s為軌跡的弧長,v為線速度。
高中物理解題中的心理操作
一、物理解題概述
近年來解題研究指出:一個問題是指一個不能及時達到的目標,為求達到這個目標所作的體力或心理的行動叫做問題解決。解題時必須要遵從一定的法則。故一個問題應包括以下幾個環節:(1)始態(initialstate)──問題所給予的已知情況,物理習題中的已知條件;(2)終態(goglstate) ──解題時要達到的最終目標,物理題中的所求;(3)操作法則(operator)──應用這些法則把問題由始態轉變成終態,在物理解題中包括要符合的物理定律原理也要符合人們認識的規律。
在解題過程中,解題者要由始態開始,通過一系列的問題態,到達終態。由始態到終態的所有問題態構成了問題空間,而問題態的轉變需要解題者作出某些心理操作,這樣就構造了解題的心理圖象。這心理圖象是個人化的,它因人而異,它所包含的信息可以較問題本身的信息為多或為少,它是受解題者貯存在長期記憶里知識的影響。也就是說,解題者根據自己已有的知識來構造心理圖象和尋找題解。許多時,問題空間很大,容許操作的法則也很多。就是一題多解;有時問題空間雖然很大,容許操作的法則卻很有限,相應的問題解法也就較少。
解題過程也是一個非常復雜的信息處理過程,解題者則是一個信息處理系統,解題就是系統跟問題的相互作用。解題取決於這個信息處理系統的特性和問題結構。問題結構限制解題的過程,提供一些可行的行動;解題者的特性是指他短期記憶的容量,長期記憶貯存的知識和貯藏及提取這些知識所需的時間,貯藏的知識「模塊」(基題)越多,提取這些「模塊」的速度越快,解題的效率就越高。
二、物理解題中的心理操作
解題時,將題目所描述的物理現象譯成物理圖象輸入大腦暫時儲存,而後大腦將進行一系列復雜的心理操作,使問題得以解決。進行心理操作,一是要有操作對象,二是要有一定的操作規則(包括操作的先後次序)。物理解題中的心理操作對象是貯存於大腦長久記憶中物理知識的基本模塊。而這些「模塊」信息量的大小,集成化程度的高低,因人而異,各不相同。操作規則必須符合本門學科的原理和人們認識的規律。所謂心理操作是指對這些「模塊」進行加工、組合、銜接、再造的心理過程。沒有這些「模塊」,心理操作就失去了原料。不能要求一個毫無物理知識的人去解物理題,不論他如何聰明,也不會解出物理題來,道理很簡單,因為在他大腦的長久記憶里沒有貯存加工的「模塊」,巧婦難為無米之炊就是這個道理。
物理解題的心理操作一般分三個階段進行:
第一階段為檢索提取階段。當要解的習題輸入大腦後,一旦被吸引去開始解決時,我們原有的知識經驗和實踐知覺就會向著一定問題的方向去變化、檢索、識別而後提取貯存於大腦長期記憶里相近、相似的「模塊」。這些「模塊」可以是物理某部分、某單元的知識,也可以是同類型的基本習題。第一階段的工作為第二階段的加工提供了原料和必要的准備。當然,對於一個復雜的問題,不見得一次就能將「模塊」提取的十分准確,有時在加工的過程中還可反復檢索,反復提取。
第二階段為溝通加工階段。這一階段是心理操作十分重要的階段,它包括採納、排除、分解、組合、遷移、選擇、改造、銜接:溝通等操作環節。通過以上的操作,使問題空間逐步確定,逐步明朗。溝通思路,形成策略。在這了階段要對原有的「模塊」加工再造,重新進行組織,大腦皮層的暫時神經聯系在有些部位出現新的開通,有些部位產生暫時關閉,進行新的改組,這時候新的創造思維就會產生。解題從某個角度講就是一種創造,當解決別人從未解決的問題時更是如此。
在進行操作時,有時需要把整體「模塊」分成元件,直至不能再分。把每一個「模塊」所含的元素按需要排列,按需要將上述被分解的元素重新組合,依所提供的信息充分想像,還要克服思維定勢的影響,使問題空間逐步確定,形成解題策略。
第三個階段為反饋輸出階段,經過第二階段的溝通加工,方案策略已經形成,再經過編輯、優化、計算、檢驗,使被加工的信息系統化、條理化,這就達到了問題的終態。這時將已加工完畢的信息分為兩部分:一部分通過職能器官輸出,一部分又回輸(反饋)到大腦成為新的「模塊」貯於長期記憶。我們將心理操作過程用框圖示意如下:
心理操作是個人化的思維圖式。有些人在問題空間中漫無邊際的思索,但無法組織,終無所獲。有些人卻能在問題空間中用極為有限的搜尋來代替幾乎無法窮盡的搜索,甚至有條不紊地走向目的,不出現任何嘗試的錯誤。
三、解題實例分析
例1,一個質量為m,帶有電荷為q的物件可在水平軌道ox運動,O端有一與軌道垂直的固定牆。軌道處於勻強電場中,場強的大小為E,h向沿ox是正向,如圖二所示,小物體以初速vo從xo沿ox軌道運動,運動時受到大小不變的摩擦力f作用,且f<eq,設小物體與牆碰撞時不損失機械能,且電量保持不變,求它在停止運動前所通過的總路程s0(1989年高考題) p=""> </eq,設小物體與牆碰撞時不損失機械能,且電量保持不變,求它在停止運動前所通過的總路程s0(1989年高考題)>
解:如果我們將上述問題所描述的物理現象進行分析,將會從大腦的長期記憶中提取「電勢能」、「動能」、「摩擦力作功」、「功能原理」四個基本知識模塊。而這四個模塊間有什麼聯系,是怎樣銜接起來的呢?下面我們分兩種情況來討論:如果沒有摩擦力,由於物體與牆壁的碰撞井不損失能量,因此物體的功能和電勢能可以互相轉化,但功能和電勢能的總和是守恆的;在有摩擦力的情況下,摩擦力的方向與小物體的運動方向相反,動能和電勢能都會逐漸減少,最後將停在O點。這就是小物體克服摩擦力所做的功等於減少的動能和電勢能之和。我們可以用框圖表示如下:
「模塊2」與「模塊3」從不同的方面描寫了物體狀態的變化,「模塊1」描寫克服摩擦力作功的過程。物體狀態的變化,顯然是因摩擦力作功而引起,這樣「模塊1」 與「模塊2、3」之間就有了困果聯系,而二者的定量關系是由「模塊4」(功能原理)銜接起來的。因為本問題所求物體的後路程是與過程量功密不可分的物理量,同樣出現在作功的全過程中,所以提取摩擦力作功的模塊是有道理的。依照圖三列式計算並不困難,此處計算從略。
例2,如圖所示,在水平光滑的桌面上放一個質量為M的玩具小車,和小車的平台(小車的一部分)上有一質量可以忽略的彈簧。一端固定在平台,另一端用質量為m的小球將彈簧壓縮一定距離後用細線捆住,用手將小車固定在桌面上,然後燒斷線,小球就被彈出,落在車上A點。如果小車不固定而燒斷細線,球將落在車上何處?設小車足夠長。球不致落在車外。(1987年高考題)
解:本題可以分小車動與不動兩種情況,四個基本物理過程,即「小車不動時小球的平拋運動」,「小車動時小球與小車的相互作用」、「小球對小車的相對運動」,「小車動時小球的平拋運動」。每一個物理過程可以認為是儲存了一定信息的模塊。每個模塊統攝了許多物理知識,為小球的乎拋運動,包括了平拋的運動學特性,重力作用的瞬時效應,空間積累效應,時間積累效應,小車動時情況更復雜。但是經過分解、篩選可以發現四個過程都與速度緊密相連,這就有可能通過速度將四個物理過程聯系起來,如框圖所示:
在圖五中已圖示了每一「模塊」的從屬關系,所應滿足的物理規律以及它們之間相互聯系的銜接條件。這樣解題的思路已經溝通,再構造數學模型去解是並不難的。
例3,一根細繩跨過一定滑輪,兩端分別有質量為m及M的物體,如圖六,且
M>m,M靜止在地面上,當m自由下落h距離後,繩子開始與m、M相互作用,在極短時間內繩子被拉緊,求繩子剛剛被拉緊時,M能上升的最大高度?
解:本題整個的物理過程可分為三個階段。第一階段:m作自由落體運動。第二階段:繩子分別與物體相互作用。第三階段:m及M分別作勻變速運動。三個階段的聯系是:第一階段m作自由落體運動的末速度v恰是第二階段m與繩相互作用前的初速度。第二階段m、M與繩子相互作用後的速度V就是第三階段M作變速運動的初速度。如圖七所示。
從圖七我們可以看出每一個階段實質上就是一個知識「模塊」,但每一「模塊」所包含的知識容量並不相同,每一「模塊」有各自的特點和應該滿足的規律。這些規律就是操作規則。這三個「模塊」自然地銜接起來就構成了一個完整清晰的圖象,再計算是不難的。
人類認識的理論不僅要解釋人怎樣進行復雜的思維和解題工作,還要解釋人是怎樣學會這么作的。研究解題者對物理問題構造的心理圖象,目的是了解他們對物理知識的組織和加工能力。在物理學習上重理解輕記憶的作法是不足取的,也是沒有根據的。解題的成功者在於他們擁有高度組織的物理知識,並在記憶中貯藏了不少相類似問題的題解。在物理教學中只讓學生盲目作題,不講習題的溝通和演變、不引導學生作正確的定性分析也是不可取的。凡成功的解題者,解題策略好的,大都是先對問題作定性分析,探索到解題思路後,才作定量分析。
⑦ 物理初中物理的研究方法有哪幾種
一、控制變數法:通過固定某幾個因素轉化為多個單因素影響某一量大小的問題.
1、影響蒸發快慢的因素; 2、壓力作用效果與哪些因素有關;
3、研究滑動摩擦力的大小跟哪些因素有關; 4、影響電阻大小的因素;
5、研究電流與電壓、電阻的關系(歐姆定律); 6、電磁鐵磁性強弱與哪些因素有關;
7、探索磁場對電流的作用規律; 8、研究電磁感應現象; 9、研究焦耳定律.
二、等效法:將一個物理量,一種物理裝置或一個物理狀態(過程),用另一個相應量來替代,得到同樣的結論的方法.
1、在研究物體受幾力時,引入合力.2、曹沖稱象.
3、在研究多個用電器組成的電路中,引入總電阻.
三、模型法:以理想化的辦法再現原型的本質聯絡和內在特性的一種簡化模型.
1、在研究光學時,引入「光線」概念.
2、在研究磁場時,引入磁感線對磁場進行描述.3、理想電表.
四、轉換法(間接推斷法)
累積法:把不能觀察到的效應(現象)通過自身的積累成為可觀測的巨集觀物或巨集觀效應.
1、用壓緊鉛柱的方法來顯示分子面的引力作用.
2、在研究分子運動時,利用擴散現象來研究.
3、根據電流所產生的效應認識電流.
4、根據磁鐵產生的作用來認識磁場.
五、類比法:根據兩個物件之間在某些方面的相似或相同,把其中某一物件的有關知識、結論推移到另一個物件中去的一種邏輯方法.
1、水壓--電壓
2、抽水機提供水壓類似電源提供電壓.
3、用速度的定義公式引入壓強公式.
六、比較法:找出研究物件之間的相同點或相異點的一種邏輯方法.
1、研究蒸發和沸騰的異同點.
2、比較電壓表與電流表在使用過程中的相同點和相異點.
3、比較電動機與發電機的結構和原理的相同點和異同點.
4、汽油機和柴油機的相同點和異同點.
七、歸納法:從一系列個別現象的判斷概括出一般性判斷的邏輯的方法.
1、從氣、液、固的擴散實現現象,得出結論:一切物體的分子都在作無規則的運動.
2、物理學中的實驗規律(如串、並聯電路中電流、電壓的特點等)幾乎都用了此法.
初中物理的研究方法
控制變數法2.等效替換法3.模型法 4類比法
1.比較法 例:比較其他條件相同時電阻大小與長度的關系
2.控制變數法 例:探究電阻與哪些因素有關
3.等效替換法 例:平面鏡成像的兩根等長的蠟燭
4.模型法 例:光線
5.類比法 例:電流與水流類比
6.演繹法 例:其他條件相同時電阻大小與長度成正比.銀是電阻 所以其他條件相同時銀的電阻大小與長度成正比
7.歸納法 例:風是空氣振動發聲 人說話是聲帶振動發聲......所以一切發聲的物體都在振動
8.推理法 例:真空罩里的鬧 *** 音隨著空氣的減少而減弱 所以真空不能傳聲
等等
初中物理的主要研究方法有:等效(替代法)、建立理想模型法、控制變數法、實驗推理法、轉換法、類比法等。現在說明以及列舉例子如下:
(一)等效(替代法)
在物理學中,將一個或多個物理量、一種物理裝置、一個物理狀態或過程來替代,得到同樣的結論,這樣的方法稱為等效(替代)法,運用這樣的方法可以使所要研究的問題簡單化、直觀化。
⑴在電路中,若干個電阻,可以等效為一個合適的電阻,反之亦可,如串聯電路的總電阻、並聯電路的總電阻都利用了等效的思想。
⑵在「曹沖稱象」中用石塊等效替換大象,效果相同。
⑶在研究平面鏡成像實驗中,用兩根完全相同的蠟燭,其中一根等效另一根的像。
(二)建立理想模型法
把復雜問題簡單化,摒棄次要條件,抓住主要因素,對實際問題進行理想化處理,構建理想化的物理模型,這是一種重要的物理思想。在建立起理想化模型的基礎上,有時為了更加形象地描述所要研究的物理現象、物理問題,還需要引入一些虛擬的內容,籍此來形象、直觀地表述物理情景。
⑴勻速直線運動,就是一種理想模型。在生活實際中嚴格的勻速直線運動是無法找到的,但有很多的運動情形都近似於勻速直線運動,按勻速直線運動來處理,大大簡化了難題,得到的結果又具有極高的精度,在允許的誤差范圍內與實際相吻合。
⑵杠桿也是一種理想模型,杠桿在實際使用時,由於受力的作用,都會引起或大或小的形變,可忽略不計,因此,我們就把杠桿理相化,認為它無形變。
⑶汛期,江河中的水有時會透過大壩下的底層從壩外的地面冒出來,形成「管涌」,「管涌」的物理模型是連通器。
⑷光線、磁感線都是虛擬假定出來的,但它們卻直觀、形象地表述物理情境與事實,方便地解決問題。通過磁感線研究磁場的分布,通過光線研究光的傳播路徑和方向。
(三)控制變數法
在研究物理問題時,某一物理量往往受幾個不同物理的影響,為了確定各個不同物理量之間的關系,就需要控制某些量,使其固定不變,改變某一個量,看所研究的物理量與該物理量之間的關系。【注意】在很多探究性實驗中經常用到此法。
⑴研究滑動摩擦力與壓力和接觸面之間的關系。
⑵研究壓力的作用效果(壓強)與壓力和受壓面積的關系。
⑶研究液體的壓強與液體的密度和深度的關系。
⑷研究物體的動能與質量和速度的關系。
⑸研究物體的勢能與質量和高度的關系。
⑹研究弦樂器的單調與弦的松緊、長短和粗細的關系。
⑺研究電流與電阻、電壓之間的關系即歐姆定律。
⑻研究導體電阻大小跟導體的材料、長度、橫截面積的關系。
⑼研究電流產生的熱量與電流、電阻和通電時間的關系。
⑽研究電磁鐵的磁性與線圈的匝數和電流的大小的關系。
⑾研究蒸發快慢與液體溫度、液體的表面積和液體上方空氣的流動快慢有關。
(四)實驗推理法
實驗推理法它以大量的可靠的事實為基礎,以真實的實驗為原形,通過合理的推理得出結論,深該地揭示物理規律的本質,是物理學研究的一種重要的思想方法。
⑴研究牛頓第一定律
⑵研究真空中能否傳聲
(五)轉換法
在物理學習中,有時需要研究看不見的物質(如電流、分子、力、磁場),這時就必須將研究的方向轉移到由該物質產生的各種可見的效應、效果上,由此來分析、研究該物質的存在、大小等情況,這種研究方法稱為轉換法。
⑴電流看不見、摸不著,判斷電路中是否有電流時,我們可通過電路中的燈泡是否發光去確定,即根據電流產生的效應來判斷。
⑵分子運動看不見、摸不著,不好研究,便可通過研究擴散現象認識它。
⑶磁場運動看不見、摸不著,判斷磁場是否存在時,用小磁針放在其中看是否轉動來確定。
⑷判斷電磁鐵強弱時,用電磁鐵吸引大頭針的多少來確定。
(六)類比法
為了把要表述的物理問題說得清楚明白,往往用具體的、有形的、人們民熟知的事物來類比要說明的那些抽象的、無形的、陌生的事物。通過類比,使人們對所要提示的事物有一個直接的、具體的、形象的認識,找出類似的規律。【注意】類比的兩個或兩類物件要有共有的相同或相似處。
⑴固體、液體、氣體的分子結構用學生在校的情況類比。
⑵研究做功快慢時與運動快慢進行類比等。
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。
例項: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,將被測量擴充套件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,一是在擴充套件過程中被測量不能發生變化;二是在擴充套件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。這種方法在實驗資料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。
例項: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物件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」。
例項: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;通訊與鴿子傳遞信件;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。
例項: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
比較法是確定研究物件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物件而找出其相同點。②同中求異的比較。即指比較兩個或兩個以上的物件而找出其相異點。③同異綜合比較。即比較兩個或兩個以上的物件的相同點相異點。
例項: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。
例項: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。
例項: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。
例項: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。
例項: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物件進行觀察和測量。如運動物體所處的位置、軌跡、影象等。但我們可用一定的方法將有關資訊記錄下來,然後通過測量或觀察來進行研究,這種方法就是留跡法。
例項:沙擺描繪單擺的振動曲線;用打點計時器記錄物 *** 置;用頻閃照相機拍攝平拋的小球位置;用示波器觀察交流訊號的波形等。
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。
例項: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:
有些物理量可以區域性觀察或測量,作為它的極端情況,不易直觀觀測,如果把這區域性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
控制變數法:如探究滑動摩擦力與什麼因素有關
轉化(轉換)法:如顯示從斜面滑下小車的動能(看木塊被撞距離遠近)
等效替代法:如等效替代測電阻
類比法:如通過水壓、水流認識電壓、電流
對比法:如對比色光三原色和顏料三原色
建模法:如通過磁感線描述磁體周圍磁場分布情況
等
第1、2種較為常用
1.比較法 例:比較其他條件相同時電阻大小與長度的關系
2.控制變數法 例:探究電阻與哪些因素有關
3.等效替換法 例:平面鏡成像的兩根等長的蠟燭
4.模型法 例:光線
5.類比法 例:電流與水流類比
6.演繹法 例:其他條件相同時電阻大小與長度成正比.銀是電阻 所以其他條件相同時銀的電阻大小與長度成正比
7.歸納法 例:風是空氣振動發聲 人說話是聲帶振動發聲......所以一切發聲的物體都在振動
8.推理法 例:真空罩里的鬧 *** 音隨著空氣的減少而減弱 所以真空不能傳聲