㈠ 物理学的研究方法有哪些
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.
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.
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.
四、转换法(间接推断法)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.
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.
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)物理实验的思想方法有哪些扩展阅读:
物理学的本质:物理学并不研究自然界现象的机制(或者根本不能研究),我们只能在某些现象中感受自然界的规则,并试图以这些规则来解释自然界所发生任何的事情。我们有限的智力总试图在理解自然,并试图改变自然,这是物理学,甚至是所有自然科学共同追求的目标。
六大性质
1.真理性:物理学的理论和实验揭示了自然界的奥秘,反映出物质运动的客观规律。
2.和谐统一性:神秘的太空中天体的运动,在开普勒三定律的描绘下,显出多么的和谐有序。物理学上的几次大统一,也显示出美的感觉。
牛顿用三大定律和万有引力定律把天上和地上所有宏观物体统一了。麦克斯韦电磁理论的建立,又使电和磁实现了统一。爱因斯坦质能方程又把质量和能量建立了统一。光的波粒二象性理论把粒子性、波动性实现了统一。爱因斯坦的相对论又把时间、空间统一了。
3.简洁性:物理规律的数学语言,体现了物理的简洁明快性。如:牛顿第二定律,爱因斯坦的质能方程,法拉第电磁感应定律。
4.对称性:对称一般指物体形状的对称性,深层次的对称表现为事物发展变化或客观规律的对称性。如:物理学中各种晶体的空间点阵结构具有高度的对称性。竖直上抛运动、简谐运动、波动镜像对称、磁电对称、作用力与反作用力对称、正粒子和反粒子、正物质和反物质、正电和负电等。
5.预测性:正确的物理理论,不仅能解释当时已发现的物理现象,更能预测当时无法探测到的物理现象。例如麦克斯韦电磁理论预测电磁波存在,卢瑟福预言中子的存在,菲涅尔的衍射理论预言圆盘衍射中央有泊松亮斑,狄拉克预言电子的存在。
6.精巧性:物理实验具有精巧性,设计方法的巧妙,使得物理现象更加明显。
对于物理学理论和实验来说,物理量的定义和测量的假设选择,理论的数学展开,理论与实验的比较是与实验定律一致,是物理学理论的唯一目标。
人们能通过这样的结合解决问题,就是预言指导科学实践这不是大唯物主义思想,其实是物理学理论的目的和结构。
在不断反思形而上学而产生的非经验主义的客观原理的基础上,物理学理论可以用它自身的科学术语来判断。而不用依赖于它们可能从属于哲学学派的主张。在着手描述的物理性质中选择简单的性质,其它性质则是群聚的想象和组合。
通过恰当的测量方法和数学技巧从而进一步认知事物的本来性质。实验选择后的数量存在某种对应关系。一种关系可以有多数实验与其对应,但一个实验不能对应多种关系。也就是说,一个规律可以体现在多个实验中,但多个实验不一定只反映一个规律。
㈡ 物理实验的方法有哪些
1 控制变量法:这个应该是最常见的实验方法。
例如,在“探究压强与哪些因素有关”、“探究电流与电阻的关系”、“研究弦乐器的音调与弦的松紧、长短和粗细的关系”等实验中都用到了该实验方法。
2 类比法:例如,在学习电流时,为了更好地理解,与生活中熟悉的水流作类比。
实验+推理法:有些理论只有在理想空间里才能通过实验得出,此时,我们可以在现实条件实验的基础上推导出来这些理论。
例如,在初二我们学过牛顿第一定律:一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。我们知道,物体在运动过程中必定会受到阻力作用,但是我们通过多次实验,可以推出这一结论。
3 描述法:例如,在生活中是不存在光线的,我们为了更好地学习光,才引进了“光线”这一词。
4 转换法:例如,我们在学习“声音是振动产生的”这一知识时,我们把音叉的微小振动转换为乒乓球的摆动。使实验现象更为明显。
5 模型法:我们在学习原子结构时,为了更好地认识原子的内部结构,用太阳系模型代表原子结构。
(2)物理实验的思想方法有哪些扩展阅读:
物理实验是初高中阶段物理课程中包含的相关实验,包括电学实验、力学实验、热学实验、光学实验等等,常用于验证物理学科的定理定律。
实验物理是相对于理论物理而言,理论物理是从理论上探索自然界未知的物质结构、相互作用和物质运动的基本规律的学科。
理论物理的研究领域涉及粒子物理与原子核物理、统计物理、凝聚态物理、宇宙学等,几乎包括物理学所有分支的基本理论问题。而实验物理主要是从实验上来探索物质世界和自然规律。
实验室使用守则
1、为保护实验仪器和保持环境卫生,学生必须脱鞋进入实验室。
2、实验室是全校师生进行实验教学和科研活动的场所,学生进入实验室后要保持肃静,遵守纪律。
3、做实验前,认真听教师讲解实验目的、步骤、仪器的性能操作、方法和注意事项,认真检查所需仪器设备是否完好齐全,如有缺损要及时向教师报告。
4、实验时要遵守操作规程,按照实验步骤认真操作。
5、实验时要注意安全,防止意外发生。
6、爱护实验室仪器设备。
7、实验完毕要认真清理仪器设备,关闭水源电源。
性质
1.真理性:物理学的理论和实验揭示了自然界的奥秘,反映出物质运动的客观规律。
2.和谐统一性:神秘的太空中天体的运动,在开普勒三定律的描绘下,显出多么的和谐有序。物理学上的几次大统一,也显示出美的感觉。牛顿用三大定律和万有引力定律把天上和地上所有宏观物体统一了。
麦克斯韦电磁理论的建立,又使电和磁实现了统一。爱因斯坦质能方程又把质量和能量建立了统一。光的波粒二象性理论把粒子性、波动性实现了统一。爱因斯坦的相对论又把时间、空间统一了。
3.简洁性:物理规律的数学语言,体现了物理的简洁明快性。如:牛顿第二定律,爱因斯坦的质能方程,法拉第电磁感应定律。
4.对称性:对称一般指物体形状的对称性,深层次的对称表现为事物发展变化或客观规律的对称性。如:物理学中各种晶体的空间点阵结构具有高度的对称性。竖直上抛运动、简谐运动、波动镜像对称、磁电对称、作用力与反作用力对称、正粒子和反粒子、正物质和反物质、正电和负电等。
5.预测性:正确的物理理论,不仅能解释当时已发现的物理现象,更能预测当时无法探测到的物理现象。例如麦克斯韦电磁理论预测电磁波存在,卢瑟福预言中子的存在,菲涅尔的衍射理论预言圆盘衍射中央有泊松亮斑,狄拉克预言电子的存在。
6.精巧性:物理实验具有精巧性,设计方法的巧妙,使得物理现象更加明显。
㈢ 物理实验方法有哪几种
1、控制变量法
例:研究电流跟电压、电阻的关系。
2、等效替换法
例:研究平面镜成像规律时,物与像分别用两根等长的蜡烛。
3、模型法
例:光线、磁感线。
4、类比法
例:电流与水流类比。
5、实验验证法:这是一种推理,判断在前,实验验证在后的研究方法(即演绎法)物理学家们常常在己知
的物理推论或者哲学思想的基础上,经过推理,作出假设和预言,通过实验检验它的真理性,最后肯定或否定论断,得出可靠的结论。
6、归纳法
例:吹笛子,是管子里的空气柱振动发声;人说话是声带振动发声......所以一切发声的物体都在振动。
7、转换法
例:研究电流产生的热量跟电流、电阻、通电时间的关系的实验。
电阻丝产生电热的多少无法直接测量和比较,利用电流产生的热量加热煤油,观察煤油在插入密封烧瓶里的玻璃管中上升的高度,这样就将电阻丝放热的多少的比较转化成了煤油上升高度的比较。
将看不见、摸不到的东西或不易直接观测的问题(如本题中产生热的多少),可以通过它对其他物体的作用而转化成可以直接观测的现象(如煤油在玻璃管内上升的高度)。
㈣ 物理中探究实验的方法有那些
1、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,从而转化为单一因素影响某一物理量问题的研究方法。
2、转换法(放大法):对于一些看不见,摸不着的物理现象,或不易直接测量的物理量,用一些非常直观的现象去认识或用容易测量的物理量间接测量的方法。
3、等效替代法(等效法):在研究物理问题时,有时为了使问题简化,常用一个物理量来代替其他所有物理量,但不会改变物理效果。
4、理想模型法(抽象法、描述法):把复杂问题简单化,将抽象的物理现象用简单易懂的具体模型表示。
5、实验推理法(科学推理法、理想实验法):有一些物理现象,由于受实验条件所限,无法直接验证,需要我们先进行实验,再进行合理推理得出正确结论,这也是一种常用的科学方法。
(4)物理实验的思想方法有哪些扩展阅读
物理学中对于多因素(多变量)的问题,常常采用控制因素(变量)的方法,把多因素的问题变成多个单因素的问题。每一次只改变其中的某一个因素,而控制其余几个因素不变,从而研究被改变的这个因素对事物的影响,分别加以研究,最后再综合解决。
它是科学探究中的重要思想方法,广泛地运用在各种科学探索和科学实验研究之中。
1、独立变量,即一个量改变不会引起除因变量以外的其他量的改变。只有将某物理量由独立变量来表达,由它给出的函数关系才是正确的。
2、非独立变量,一个量改变会引起除因变量以外的其他量改变。把非独立变量看做是独立变量,是确定物理量间关系的一大忌。
正确确定物理表达式中的物理量是常量还是变量,是独立变量还是非独立变量,不但是正确解答有关问题的前提和保障,而且还可以简化解答过程。
㈤ 物理实验方法有哪些
1、等效替代法
简介:在物理学中,在保证某种效果相同的前提下,将一个物理量、物理状态或过程用另一个物理量、物理状态或过程来替代,得到同样的结论,这种研究问题的方法叫做等效替代法。
举例应用:
(1)在“曹冲称象”中,用石块等效替代大象,效果相同。
(2)平面镜成像实验中利用两个完全相同的蜡烛,验证像与物的大小相同。
(3)在力的合成中,用一个合力可以等效替代几个力的共同作用的效果。
2、建立理想模型法
简介:把复杂的问题简单化,摒弃次要因素,抓住主要因素,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。
举例应用:
(1)匀速直线运动是一种理想模型,在生活实际中,严格的匀速直线运动并不存在。
(2)在研究连通器的原理时,理想液片是一种理想模型。
(3)光线是引入的模型,直观、形象地描述了物理情景与事实。
3、控制变量法
简介:在研究物理问题时,某一物理量往往受到几个不同因素的影响,为了确定该物理量与各个不同因素之间的关系,就需要控制某些因素,使其固定不变,只研究其中一个因素,看所研究的因素与该物理量之间的关系,这种研究方法叫做控制变量法。
举例应用:
(1)研究弦乐器的音调与弦的材料、长度和横截面积的关系。
(2)研究蒸发快慢与液体温度、表面积和空气流速的关系。
(3)研究力的作用效果与力的大小、方向和作用点的关系。
(4)研究滑动摩擦力与物体间的压力和接触面粗糙程度的关系。
(5)研究浮力与液体密度和物体排开液体体积的关系。
(6)研究液体压强与液体密度和深度的关系。
(7)研究物体的动能与物体质量、速度的关系。
(8)研究物体的重力势能与物体质量、被举高度的关系。
4、实验推理法
简介:实验推理法是以大量可靠的事实为基础,以真实的实验为原型,通过合理的推理得到结论,深刻地揭示出物理规律的本质,是物理学研究问题的一种重要的思想方法。
举例应用:
(1)将闹钟放在钟罩中,不断抽去罩内空气,听到铃声越来越弱,由此推理出真空不能传声。
(2)研究力和运动的关系,推理出牛顿第一定律。
5、转换法
简介:在物理学习中,有时需要研究看不见的物质(如电流、分子、力、磁场)或不易直接测量的物理量,这时就必须将研究的方向转化到由该物质产生的学生熟知的各种可见的效应、效果上,由此来分析、研究该物质的存在、大小等情况,这种研究方法称为转换法。
举例应用:
(1)研究声音是由振动产生时,用乒乓球的可视的振动认识音叉的振动。
(2)研究压力的作用效果时,用海绵的凹陷程度来表示。
(3)测量滑动摩擦力时转换成测拉力的大小。
㈥ 物理研究方法有哪些
物理研究主要方法如下所示。
1、控制变量法。控制变量法是指在研究几个物理量的关系时,每次只改变一个物理量,保持其他一些物理量不变,探究这一物理量与研究对象之间的关系。这是物理研究最常用的一种方法,几乎贯穿物理学习的始终。
2、物理模型法。物理模型法是一种高度抽象的理想客体和形态,便于想象、思考和研究问题。研究物理的过程就是建立物理模型的过程。
3、等效替代法。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方法。
4、类比法。简言之,相同或相似的东西放在一起进行比较,以达到举一反三的效果。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。
5、转换法。物理学中有的物理现象不便于直接观察和直接测量,通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量进行间接测量,这种研究问题的方法叫转换法。
6、实验推理法。这种方法主要利用理想实验,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实验过程,是一种逻辑推理的理论研究方法。
7、图像法。图像法是数学方法在物理研究领域的运用。它是描述物理过程、揭示物理规律、解决物理问题的重要方法之一,它具有形象、直观、动态变化过程清晰等特点,能把物理问题简化明了,有效、简捷地解决问题。
8、比较法。比较法是确定研究对象之间的差异点和共同点的物理研究方法,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。
9、归纳法。在大量经验、实验、现象的基础上,从具体事物中抽象出共同本质,概括出一般物理规律的推理方法。
㈦ 物理思想方法有哪些
物理思想方法
§1.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。尤其是图象法对于一些定性问题的求解独到好处。
§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办法。
§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作是恒定的一个值---------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 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。
§6 整体法和隔离法
整体法是在确定研究对象或研究过程时,把多个物体看作为一个整体或多个过程看作整个过程的方法;隔离法是把单个物体作为研究对象或只研究一个孤立过程的方法.
整体法与隔离法,二者认识问题的触角截然不同.整体法,是大的方面或者是从整的方面来认识问题,宏观上来揭示事物的本质和规律.而隔离法则是从小的方面来认识问题,然后再通过各个问题的关系来联系,从而揭示出事物的本质和规律。因而在解题方面,整体法不需事无巨细地去分析研究,显的简捷巧妙,但在初涉者来说在理解上有一定难度;隔离法逐个过程、逐个物体来研究,虽在求解上繁点,但对初涉者来说,在理解上较容易。熟知隔离法者应提升到整体法上。最佳状态是能对二者应用自如。
§7 临界问题分析法
临界问题,是指一种物理过程转变为另一种物理过程,或一种物理状态转变为另一种物理状态时,处于两种过程或两种状态的分界处的问题,叫临界问题。处于临界状的物理量的值叫临界值。
物理量处于临界值时:
①物理现象的变化面临突变性。
②对于连续变化问题,物理量的变化出现拐点,呈现出两性,即能同时反映出两种过程和两种现象的特点。
解决临界问题,关键是找出临界条件。一般有两种基本方法:①以定理、定律为依据,首先求出所研究问题的一般规律和一般解,然后分析、讨论其特殊规律和特殊解②直接分析、讨论临界状态和相应的临界值,求解出研究问题的规律和解。
§8 对称法
物理问题中有一些物理过程或是物理图形是具有对称性的。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,则相当一部分物理量(如时间、速度、位移、加速度等)是对称的。
§9 寻找守恒量法
守恒,说穿意思是研究数量时总量不变的一种现象。物理学中的守恒,是指在物理变化过程或物质的转化迁移过程中一些物理量的总量不变的现象或事实。
守恒,已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。并且应用起来简练、快捷。
从运算角度来说,守恒是加减法运算,总和不变。
从物理角度来讲,那就与所述量表征的意义有关,重在理解了。理解所述量及所述量守恒事实的内在实质和外在表现。
如动量,描述的是物体的运动量,大小为mV,方向为速度的方向。动量守恒,就是物体作用前总的运动量是动的时,且方向是向某一方向的,那作用后,总的运动量还是动的,方向还是向着这一方向。
§10 构建物理模型法
物理学很大程度上,可以说是一门模型课.无论是所研究的实际物体,还是物理过程或是物理情境,大都是理想化模型.
如 实体模型有:质点、点电荷、点光源、轻绳轻杆、弹簧振子、平行玻璃砖、……
物理过程有:匀速运动、匀变速、简谐运动、共振、弹性碰撞、圆周运动……
物理情境有:人船模型、子弹打木块、平抛、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。
㈧ 高中物理实验的主要思想方法都有哪些
(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
㈨ 常见物理实验方法
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。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。控制变量法是中考物理实验方法中的陈独秀同学,最常用,最常考,没有之一。
二、理想实验法
理想实验法又叫实验推理法或科学推理法,它是人们在思想中塑造的一种理想实验,是逻辑推理的一种特殊形式。它是在观察实验的基础上,忽略次要因素,进行合理的推想,得出结论,达到认识事物本质的目的。它既要以实验事实作基础,又必须结合科学推理才能得到正确结论。理想实验法在物理学的理论研究中有重要的作用。
三、转换法
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。转换法中被转换的对象很多,可以是物理模型、研究对象和研究方法,也可以是某个图形、某个物理量初中物理在研究概念、规律和实验中多处应用了这种方法。
有的物理现象不便于直接观察,如分子、电流、磁场看不见、摸不到,我们可分别通过墨水的扩散现象、电流产生的效应、磁场中小磁针的偏转来认识并研究它们。
有的物理量不便于直接测量,如电阻、电功率等量不易直接测量,我们可转化成用电压表、电流表分别测出电压U和电流I,然后分别由公式R=U/I、P=UI计算出电阻和电功率。
四、模型法
把复杂问题简单化,摒弃次要因素,抓住主要因素,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。在建立起理想化模型的基础上,有时为了更加形象地描述所要研究的物理现象、物理问题,还需要引入一此虚拟的内容,借此来形象、直观地表述物理情景。理想化模型可分为对象模型、条件模型和过程模型三类。例如,匀速直线运动就是一种理想模型。在生活实际中严格的匀速直线运动是无法找到的,但有很多的运动情形都近似于匀速直线运动,按匀速直线运动来处理,大大简化了难度。