❶ 匀速直线运动模型的主要因素和次要因素
A、根据物理问题的特点和解决问题的方便,我们往往不考虑实际物体的形状和体积等因素,而仅仅把物体简化为一个有质量的点,这样的点通常称之为质点,故A正确
B、匀速直线运动是速度不变的直线运动,突出问题的主要因素、忽略次要因素,所以匀速直线运动是理想模型,故B正确
C、匀变速直线运动是加速度不变的直线运动,突出问题的主要因素、忽略次要因素,所以匀变速直线运动是理想模型,故C正确
D、变速运动是速度发生变化的运动,所以变速运动不是理想模型,故D错误
本题选不是理想模型的,故选:D.
❷ 物理上,影响物体内能的因素有哪些 主要及次要的
影响物体“内能”大小的因素有哪些
从内能的定义可知,影响物体内能大小的因素有三条:
1.温度在宏观上是指物体的冷热程度,温度越高,分子无规则运动的速度越大。温度的高低会影响分子运动速度的快慢,从而使分子动能发生变化,所以物体的内能跟温度有关。
2.物体内部还存在着与分子间距离有关的分子势能,因物体状态变化而引起分子间距离的变化,从而使分子势能发生改变。例如:一块0℃的冰熔化成0℃的水,虽然温度没有升高,但由于分子间距离的变化,使其内能也增加,所以,物体内能跟状态也有关。
3.温度相同的物体所具有的内能不一定相等,因为物体的内能还跟分子的个数有关。由于物体的内能并不是指单个分子或部分分子所具有的能,而是物体内部所有分子所具有的能,因此,物体的内能与质量有关。例如:同样温度的一桶水比一杯水所含分子个数多,虽然其它情况相同,但一桶水的内能远远大于一杯水所具有的内能。教材上“温度越高,物体内能越大”这句话并不确切,确切地讲应是:“质量相同、状态也相同时,温度越高,物体的内能越大”。因此,不能说“温度相同的物体内能一定相同”,也不能说“温度高的物体内能一定大”。但我们初中只比较同一物体的内能,所以,教材上的这种说法也可以认为是正确的。
❸ 物理学的几种主要思维方式
1.模型法
物理模型是一种理想化的物理形态,将复杂的问题抽象化为理想化的物理模型是研究物理问题的基本方法。科学家通常利用抽象化、理想化、简化、类比等把研究对象的物理学本质特征突出出来,形成概念或实物体系,即为物理模型。模型思维法就是对研究对象或过程加以合理的简化,突出主要因素忽略次要因素,从而解决物理问题的方法。从本质上说,分析物理问题的过程,就是构建物理模型的过程。通过构建物理模型,得出一幅清晰的物理图景,是解决物理问题的关键。实际中必须通过分析、判断、比较,画出过程图(过程图是思维的切入点和生长点)才能建立正确合理的物理模型。
2.等效法
当研究的问题比较复杂,运算又很繁琐时,可以在保证研究对象的有关数据不变的前提下,用一个简单明了的问题来代替原来复杂隐晦的问题,这就是所谓的等效法。在中学物理中,诸如合力与分力、合运动与分运动、总电阻与各支路电阻以及平均值、有效值等概念都是根据等效的思想引入的。教学中若能将这种方法渗透到对物理过程的分析中去,不仅可以使问题的解决变得简单,而且对知识的灵活运用和知识向能力转化都会有很大的促进作用。
3.极端法
所谓极端法,就是依据题目所给的具体条件,假设某种极端的物理现象或过程存在并做科学分析,从而得出正确判断或导出一般结论的方法。这种方法对分析综合能力和数学应用能力要求较高,一旦应用得恰当,就能出奇制胜。常见有三种:极端值假设、临界值分析、特殊值分析。
4.逆思法
在解决问题的过程中为了解题简捷,或者从正面入手有一定难度,有意识地去改变思考问题的顺序,沿着正向(由前到后、由因到果)思维的相反(由后到前、由果到因)途径思考、解决问题,这种解题方法叫逆思法。是一种具有创造性的思维方法,通常有:运用可逆性原理、运用反证归谬、运用执果索因进行逆思。
5.估算法
所谓估算法就是对某些物理量的数量级进行大致推算或精确度要求不太高的近似计算方法。估算题与一般的计算题相比较,它虽然是不精确不严密的计算,但确是合理的近似,它可以避免繁琐的计算而着重于简捷的思维能力的培养。解估算题的基本思路是:(1)抓住主要因素,忽略次要因素,从而建立理想化模型。(2)认真审题,注意挖掘埋藏较深的隐含条件。(3)分析已知条件和所求量的相互关系以及物理过程所遵守的物理规律,从而找到估算依据。(4)明确解题思路,步步为营层层剥皮求出答案,答案一般保留一到两位有效数字。
6.虚设法
在物理解题中,我们常常用到一种虚拟的思维方法,即从给定的物理条件出发,假设与想象某种虚拟的东西,达到迅速、准确地解决问题的目的,我们把这种方法较虚设法。虚设法常见的几种情形是:虚设条件、虚设过程、虚设状态、虚设结论等。
7.图像法
所谓图像法,就是利用图像本身的数学特征所反映的物理意义解决物理问题(根据物理图像判断物理过程、状态、物理量之间的函数关系和求某些物理量)和由物理量之间的函数关系或物理规律画出物理图像,并灵活应用图像来解决物理问题。
❹ 请教一些学习物理的分析方法和规律。(初中的)
物理学习中常用的方法
1. 转换法:
对于一些看不见、摸不着的物质或物理问题我们往往要抛开事物本身,通过观察和研究它们在自然界中表现出来的外显特性、现象或产生的效应等去认识事物的方法,在物理学上称作转换法。它是帮助我们认识抽象物理现象的一种常用的科学方法.如:我们在认识和研究“分子在永不停息地做无规则运动”理论时,由于分子是微观的,不能直接用肉眼看到,因此,我们可以通过能直接观察或感觉到的扩散现象去认识和理解它;电流看不见、摸不着,我们可以通过各种电流的效应来判断它在存在;磁场看不见摸不着,我们可以通过小磁针指向或偏转以及与其它一些磁场的效应来判断它的存在;同理,在研究物体是否带电,我们也不能直接看到物体是否带电,但我们可以通过观察验电器上锡箔片的开合来判断物体是否带电;在研究空气的存在和大气压强时,我们可以通过感觉空气的流动及现实生活中对大气压强的各种应用来证明空气和大气压强的存在。
随便说一下,很多仪器的制造也利用了转换法。如将看不见、摸不着的温度转换成液柱的升降制成了温度计。将看不见、摸不着的液体压强转换成两液面的高度差制成了压强计等。
2. 类比法:
类比法是指由一类事物所具有的属性,可以推出与其类似事物也具有这种属性的思考和处理问题的方法.认识和研究物理现象、概念和规律时,将它与生活中熟悉且有共同特点的现象进行灵活、合理的类比,将有助于学生的理解。如在认识电流、电压的概念、研究电源的作用和影响电阻大小的因素等概念或规律时,与水流水压模拟实验、抽水机的作用和水渠对水流的影响等物理现象进行类比,会使学生理解和掌握这些抽象的物理概念或规律产生其他方法无法替代的作用。
3. 理想化法:
理想化法是指根据所研究问题(一般都十分复杂,涉及诸多因素)的需要和具体情况,确定研究对象的主要因素和次要因素,保留主要因素,忽略次要因素,排除无关干扰,从而简明扼要地揭示事物的本质。理想化法是一种科学抽象,是研究物理学的重要方法。理想化方法包括理想实验法和理想模型法。
1、理想实验:
理想实验又叫做假想实验或思想上的实验,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,在实际中并不能进行。理想实验在物理学的理论研究中有重要的作用。伽里略论证惯性定律所设想的实验——在无磨擦情况下,从斜槽滚下的小球将以恒定的速度在无限长的水平面上永远不停地运动下去,就是物理学史上着名的理想实验。再如将一只闹钟放在密封的玻璃罩内,当罩内空气被抽走时,钟声变小,由此推理出:真空不能传声。显然上述实验是人们在思维中进行的理想过程,与实际实验相比,理想实验能更大程度地突出实验中的主要因素,忽略次要因素,得出更本质的结论。
2.理想模型:
理想模型可分为对象模型、条件模型和过程模型三类。
①对象模型:
用来代替研究对象实体的理想化模型叫做对象模型。如视为点光源较小发光体,表示光的直线传播的光线,描述磁场的磁感线,描述力的图示、示意图等都属于对象模型。另外,推导液体压强公式时选取的“液柱”、分析连通器原理和托里拆利实验原理使取的“液片”也属于对象模型。
②条件模型:把研究对象所处的外部条件理想化建立的模型叫做条件模型。如光滑表面、轻杆、轻绳、均匀介质都属于条件模型。电学实验中把电压表变成内阻是无穷大的理想电压表,电流表变成内阻等于0的理想电流表等也属于条件模型。
③过程模型:实际的物理过程都是诸多因素作用的结果,忽略次要因素的作用,只考虑主要因素引起的变化过程叫做过程模型.例如:在空气中自由下落的物体,空气阻力的作用与重力相比较忽略不计时,可抽象为自由落体运动,另外匀速直线运动也属于过程模型。
4. 等效替代法:
在物理学中,我们研究某物体或物理现象的作用效果时,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。这种研究问题的方法给问题的阐释或解答带来极大方便,我们称这种研究问题的方法为等效替代法.如用合力替代各个分力,用总电阻替代串联、并联的部分电阻,用浮力替代液体对物体的各个方向的压力等。
5. 控制变量法:
自然界发生的各种现象,往往是错综复杂的。决定某一个现象的产生和变化的因素常常也很多。为了弄清事物变化的原因和规律,必须设法把其中的一个或几个因素用人为的方法控制起来,使它保持不变,然后来比较、研究其他两个变量之间的关系,这种研究问题的科学方法就是控制变量法。很多物理实验都用到了这种方法。如通过导体的电流I受导体的电阻R和它两端电压U的影响,在研究电流I与电阻R的关系时,需要保持电压U不变;在研究电流I与电压U的关系时,需要保持电阻R不变。
6. 归纳推理,又称归纳法:
从一般性较小的前提出发,推出一般性较大的结论的推理方法叫归纳法。在科学研究中,归纳法发挥着重要的作用,许多物理概念、定律及规律的获得都是借助了归纳法的力量,由实验(演示实验或学生实验)归纳获得的。因而归纳法的教学是中学教学中的一个重要方面。
以上是初中物理教学中常用的几种研究方法。在指导学生研究物理现象、概念和规律时,潜移默化地渗透科学研究方法,长此以往不但加深对物理现象、概念或规律的认识和理解,而且培养学生了科学思维习惯,提高了科学素养。对学生今后的发展终身受益。
❺ 物理学中常用的几种科学思维方法
1.模型法
物理模型是一种理想化的物理形态,将复杂的问题抽象化为理想化的物理模型是研究物理问题的基本方法。科学家通常利用抽象化、理想化、简化、类比等把研究对象的物理学本质特征突出出来,形成概念或实物体系,即为物理模型。模型思维法就是对研究对象或过程加以合理的简化,突出主要因素忽略次要因素,从而解决物理问题的方法。从本质上说,分析物理问题的过程,就是构建物理模型的过程。通过构建物理模型,得出一幅清晰的物理图景,是解决物理问题的关键。实际中必须通过分析、判断、比较,画出过程图(过程图是思维的切入点和生长点)才能建立正确合理的物理模型。
2.等效法
当研究的问题比较复杂,运算又很繁琐时,可以在保证研究对象的有关数据不变的前提下,用一个简单明了的问题来代替原来复杂隐晦的问题,这就是所谓的等效法。在中学物理中,诸如合力与分力、合运动与分运动、总电阻与各支路电阻以及平均值、有效值等概念都是根据等效的思想引入的。教学中若能将这种方法渗透到对物理过程的分析中去,不仅可以使问题的解决变得简单,而且对知识的灵活运用和知识向能力转化都会有很大的促进作用。
3.极端法
所谓极端法,就是依据题目所给的具体条件,假设某种极端的物理现象或过程存在并做科学分析,从而得出正确判断或导出一般结论的方法。这种方法对分析综合能力和数学应用能力要求较高,一旦应用得恰当,就能出奇制胜。常见有三种:极端值假设、临界值分析、特殊值分析。
4.逆思法
在解决问题的过程中为了解题简捷,或者从正面入手有一定难度,有意识地去改变思考问题的顺序,沿着正向(由前到后、由因到果)思维的相反(由后到前、由果到因)途径思考、解决问题,这种解题方法叫逆思法。是一种具有创造性的思维方法,通常有:运用可逆性原理、运用反证归谬、运用执果索因进行逆思。
5.估算法
所谓估算法就是对某些物理量的数量级进行大致推算或精确度要求不太高的近似计算方法。估算题与一般的计算题相比较,它虽然是不精确不严密的计算,但确是合理的近似,它可以避免繁琐的计算而着重于简捷的思维能力的培养。解估算题的基本思路是:(1)抓住主要因素,忽略次要因素,从而建立理想化模型。(2)认真审题,注意挖掘埋藏较深的隐含条件。(3)分析已知条件和所求量的相互关系以及物理过程所遵守的物理规律,从而找到估算依据。(4)明确解题思路,步步为营层层剥皮求出答案,答案一般保留一到两位有效数字。
6.虚设法
在物理解题中,我们常常用到一种虚拟的思维方法,即从给定的物理条件出发,假设与想象某种虚拟的东西,达到迅速、准确地解决问题的目的,我们把这种方法较虚设法。虚设法常见的几种情形是:虚设条件、虚设过程、虚设状态、虚设结论等。
7.图像法
所谓图像法,就是利用图像本身的数学特征所反映的物理意义解决物理问题(根据物理图像判断物理过程、状态、物理量之间的函数关系和求某些物理量)和由物理量之间的函数关系或物理规律画出物理图像,并灵活应用图像来解决物理问题。
❻ 高中物理答题技巧
高考物理解答题规范化要求
物理计算题可以综合地考查学生的知识和能力,在高考物理试题中,计算题在物理部分中的所占的比分很大(60%),单题的分值也很高。一些考生考后感觉良好但考分并不理想,一个很重要的原因便是解题不规范导致失分过多。在高考的物理试卷上对论述计算题的解答有明确的要求:“解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。”具体地说,物理计算题的解答过程和书写表达的规范化要求,主要体现在以下几个方面。
一、文字说明要清楚 必要的文字说明是指以下几方面内容:
①说明研究的对象
①对字母、符号的说明。题中物理量有给定符号的,必须严格按题给符号表示,无需另设符号;
题中物理量没有给定符号的,应该按课本习惯写法(课本原始公式)形式来设定。②对物理关系的说明和判断。如在光滑水平面上的两个物体用弹簧相连,"在两物体速度相等时弹簧的弹性势能最大","在弹簧为原长时物体的速度有极大值。"
③说明研究对象、所处状态、所描述物理过程或物理情境要点,关健的条件作必要的分析判断。题目中的隐含条件,临界条件等。即说明某个方程是关于"谁"的,是关于"哪个状态或过程"的。
④说明所列方程的依据及名称,规定的正方向、零势点及所建立的坐标系.
这是展示考生思维逻辑严密性的重要步骤。
⑤选择物理规律的列式形式;按课本公式的“原始形式”书写。
⑥诠释结论:说明计算结果中负号的物理意义,说明矢量的方向。
⑦对于题目所求、所问的答复,说明结论或者结果。
文字说明防止两个倾向:①过于简略而显得不完整,缺乏逻辑性。②罗嗦,分不清必要与必不要。
答题时表述的详略原则是物理方面要祥,数学方面要略.书写方面,字迹要清楚,能单独辨认.题解要分行写出,方程要单列一行,绝不能连续写下去,切忌将方程、答案淹没在文字之中.
二、主干方程要突出(在高考评卷中,主干方程是得分的重点)
主干方程是指物理规律、公式或数学的三角函数、几何关系式等
(1) 主干方程式要有依据,一般表述为:依xx物理规律得;由图几何关系得,根据……得等。
(2) 主干方程列式形式得当,字母、符号的书写规范,严格按课本“原始公式”的形式列式,不能以变形的结果式代替方程式;(这是相当多考生所忽视的). 要全部用字母符号表示方程,不能字母、符号和数据混合,不要方程套方程;要用原始方程组联立求解,不要用连等式
如:带电粒子在磁场的运动应有 ,而不是其变形结果 .
(3) 列方程时,物理量的符号要用题目中所给符号,不能自己另用字母符号表示,
若题目中没有给定物理量符号,应该先设定,设定也有要求(按课本形式设定),
如:U 表示两点间的电压, 表示某点的电势,E表示电动势, 表示电势能
(4) 主干方程单独占一行,按首行格式放置;式子要编号,号码要对齐。
(5) 对所列方程式(组)进行文字(符号)运算,推导出最简形式的计算式,不是关键环节不计算结果。
具体推导过程只在草稿纸上演算而不必写在卷面上。如果题目有具体的数值运算,则只在最简形式的计算式中代入数值算出最后结果,切忌分步进行代数运算。
(6) 要用原始公式联立求解,分步列式,并用式别标明。不要用连等式,不断地用等号连等下去。
因为这样往往因某一步的计算错误会导致整个等式不成立而失分。
三、书写布局要规范
(1) 文字说明的字体要书写公整、版面布局合理整齐、段落清晰、美观整洁。详略得当、言简意赅、逻辑性强。一定要突出重要解题观点。
(2) 要用规范的物理语言、式子准确地表达你的解答过程,准确求得结果并得出正确结论。
总结为一个要求:
就是要用最少的字符,最小的篇幅,表达出最完整的解答,以使评卷老师能在最短的时间内把握你的答题信息,就是一份最好的答卷。
特别注意:板面的设计、布局。
四、解题过程中运用数学的方式有讲究
①“代入数据”,解方程的具体过程可以不写出.
②所涉及的几何关系只需说出判断结果而不必证明.
③重要的中间结论的文字表达式要写出来.
④所求的方程若有多个解,都要写出来,然后通过讨论,该舍去的舍去.
⑤数字相乘的,数字之间不要用“·”而用“×”进行连接,相除的也不要用“÷”,而用“/”.
五、使用各种字母符号要规范
①字母符号要写清楚、写规范,忌字迹潦草,阅卷时因为“υ、r、ν、”不分,“G”的草体像“a”,希腊字母“ρ、μ、β、η”笔顺或形状不对而被扣分已屡见不鲜了.
②尊重题目所给的符号,题目给了符号的一定不要再另立符号,如题目给出半径是r,你若写成R就算错.
③一个字母在一个题目中只能用来表示一个物理量,忌一字多用,要用到同一字母表示物理量,采用角上标、角下标加与区别。一个物理量在同一题中不能有多个符号,以免混淆.
④尊重习惯用法,如拉力用F,摩擦力用f表示,阅卷人一看便明白,如果用反了就会带来误解;
⑤角标要讲究,角标的位置应当在右下角,比字母本身小许多,角标的选用亦应讲究,如通过A点的速度用VA就比用V1好,通过某同一点的速度,按时间顺序第一次V1用,第二次用V2就很清楚,如果倒置,必然带来误解.
⑥物理量的符号不论大写还是小写,均采用斜体。如功率P、压强p、电容C、光速c等.
⑦物理量单位符号不论大写还是小写,均采用正体。其中源于人名的单位应大写,如库仑C,亨利H,由两个字母组成的单位,一般前面字母用大写,后面字母用小写,如Hz、Wb.
六、学科语言要规范,有学科特色
①学科术语要规范,如“定律”、“定理”、“公式”、“关系”、“定则”等词要用准确,阅卷时“由牛顿运动定理”、“动能定律”、“四边形公式”、“油标卡尺”等错误说法时有发生.
②语言要富有学科特色。在如图所示的坐标系中将电场的方向说成“西南方向”、“南偏西45°”、“向左下方”等均是不规范的,应说成“与轴正方向夹角为135°”或“如图所示”.
七、绘制图形图象要清晰、准确
①绘制必须用铅笔(便于修改)、圆规、直尺、三角板,反对随心所欲徒手画.
②画出的示意图(受力图、电路图、光路图、运动过程图等)应大致能反映有关量的关系,图文要对应.
③画函数图象,要画好坐标原点,坐标轴上的箭头,标好物理量的符号、单位及坐标轴的数据.
④图形图线应清晰、准确,线段的虚实要分明,有区别.
⑤高考答题时,必须应用黑色钢笔或签字笔描黑,否则无法扫描,从而造成失分.
解物理计算题一般步骤●物理的一般解题步骤:
①看懂文句,
②弄清题述物理现象、状态、过程。
③明确对象所处的状态,所经历的过程.
1审题: ④状态或过程所对应的物理模型,所联系的物理知识,物理量,物理规律.
(是解题的关健) ⑤找出状态或过程之间的联系.
⑥明确己知和侍求,
⑦挖掘在文字叙述(语言表达)中的隐含条件,(这往往是解题的突破口)。
(如:光滑,匀速,恰好,缓慢,距离最大或最小,有共同速度,弹性势能最大或最小等等)
对象:整体或隔离体(系统)、
2.选对象、找状态、划过程(整体思想): 找准状态
研究过程:准确划分(全过程还是分过程)。
对所选对象在某状态或过程中(全或分)进行:受力,运动,做功特点分析。
受力情况
3.分析: 运动情况 必要时画出受力、运动示意图或其它图辅助解答。
做功情况
及能量专化情况。
定性分析受哪些力(方向、大小、个数);做什么性质的运动(v、a);及各力做功的情况等。
搞清各过程中相互的联系,如:上一个程的末状态就是下一过程的初状态。
4.依 (运动、受力、做功或能量转化)特点 选择适当的物理规律:
(对象所处状态或发生过程中的)
①牛二及运动学公式;
(三把“金钥匙”) ②动量定理及动量守恒定律;
③动能定理、机械能守恒定律及功能关系等。
注意:用能的观点解有时快捷,动量定理,动能定理,功能关系可用以不同性质运动阶段的全过程。
设出题中没有直接给出的物理量
5.运用规律列式前(准备) 建立坐标
规定正方向等。
6所选的物理规规律用何种形式建立方程, 有时可能要用到数学的函数关系或几何关系式.
主干方程式要依课本中的“原绐公式”形式进行列式,
不同的状态或过程对应不同的规律。及它们之间的联系,统一写出方程。并给予序号标明。
6.统一单位制,将己知物理量代入方程(组)求解结果。
7.检验结果:必要时进行分析讨论,结果是矢量的要说明其方向。
选准研究对象,正确进行受力、运动、做功情况分析,弄清所处状态或发生的过程。是解题的关健。
过程往往涉及多个分过程,不同的过程中受力、做功不同,选用不同的规律,但要注意不同过程中相互联系的物理量。有时也可不必分析每个过程的物量情景,而把物理规律直接应用于整个过程,会使解题步骤大为简化。
一个过程,两个状态,及过程中的受力、做功情况。
解物理计算题一般步骤●物理的一般解题步骤:
1.审题:是解题的关健,明确己知和侍求,看懂文句,弄清题述物理现象、状态、过程。
挖掘隐含在文字叙述中的条件,从语言文字中挖掘隐含条件(这往往是解题的突破口)。
(如:光滑,匀速,恰好,缓慢,距离最大或最小,有共同速度,弹性势能最大或最小等等)
2.选对象和划过程:隔离体或整体(系统)、找准状态和准确划分研究过程(全过程还是分过程)。
3.分析:对所选对象在某状态或过程中(全或分)进行:受力分析、运动分析、做功情况分析及能量专化分析。有必要时画出受力、运动示意图或光路图辅助解答。
定性分析受哪些力(方向、大小、个数);做什么性质的运动(v、a);及各力做功的情况等。
搞清各过程中相互的联系,如:上一个程的末状态就是下一过程的初状态。
4.依对象所处状态或发生过程中的运动、受力、做功等特点,选择适当的物理规律:
(三把“金钥匙”)①牛二及运动学公式;②动量定理及动量守恒定律;
③动能定理、机械能守恒定律及功能关系等。
注意:用能的观点解有时快捷,动量定理,动能定理,功能关系可用以不同性质运动阶段的全过程。
5.在依规律列式前设出题中没有直接给出的物理量,建立坐标,规定正方向等。
依据(所选的对象在某种状态或划定的过程中)的受力,运动,做功特点,
选择依?物理规规律,并确定用何种形式建立方程,有时可能要用到几何关系式.
主干方程式要依课本中的“原绐公式”形式进行列式,有时要用到数学函数关系式或几何关系方程。不同的状态或过程对应不同的规律。及它们之间的联系,统一写出方程。并给予序号标明。
6.统一单位制,将己知物理量代入方程(组)求解结果。
7.检验结果:必要时进行分析讨论,结果是矢量的要说明其方向。
选准研究对象,正确进行受力、运动、做功情况分析,弄清所处状态或发生的过程。是解题的关健。
过程往往涉及多个分过程,不同的过程中受力、做功不同,选用不同的规律,但要注意不同过程中相互联系的物理量。有时也可不必分析每个过程的物量情景,而把物理规律直接应用于整个过程,会使解题步骤大为简化。一个过程,两个状态,及过程中的受力、做功情况。
物理解题诀窍歌:
确定平衡体,作出受力图。
分解合成巧应用,平衡条件掌握牢。
受力过程详分析,所列方程细推敲。
a是桥梁,把运动学和力学来沟通。
始末状态要分清,联系状态(量)心要明。
零参考选取需巧妙,规律应用要活灵。
变力做功莫怕难,功能关系尽开颜。
状态清楚参量明,条件变化要分清。
重力电场力相类似,联系对比巧应用。
千难万难力学难,关健过好力学关。
电路结构要分清,各路参量心要明。
安培定则常使用,左力右电是规律。
牛顿有三定律,力学有三把锁匙。
热力学有三定律,几学光学有三条主光线。
物理光学概念清,原子结构模型定。
光电效应要理解,能级跃迁会应用。
对联: 概念、公式、定理、定律。
对象、条件、状态、过程。
物理审题要认真
物理条件要分清
物理状态心要明
定理、定律形式多
如何选取要活灵
成绩高低看基础
决胜高考看平时
[计算说明]
1、单个物体问题情景
物体平衡(+直线运动规律) 平抛运动+万有引力
F=m a + 直线运动 圆周运动+万有引力
P=FV(以不变功率运行等) 圆周运动+功能关系
2、多个物体问题以“动量+功能”组合见多,出现机会最大
3、①力电综合以电荷在电场、磁场中运动为多,体现出力、电、磁三主干内容学科内综合。②磁场中电路的部分导体切割磁感线运动,综合物体的平衡、电路(欧姆定律)、磁场(安培力)、电磁感应四大内容,重新成为高考热点。
4、要熟悉电子绕核运行时动能与等效电流、光子能量与太阳辐射等问题的分析
5、解力学问题的一般程序
⑴选对象(整体法和隔离法)、选过程(全过程和分阶段过程)
⑵分析研究对象的受力情况(各力大小方向、是否恒力、做功与否、冲量等)和运动情况(初末速度、动量、动能等)
⑶ F=ma+匀变速直线运动规律
恒力作用下物理问题 功能关系—— 通常涉及位移情况时
选合适的物理规律列式 动量理论—— 通常涉及时间情况时
变力作用下物理问题 —— “功能关系+动量理论”
⑷解方程,验根
6、典型电荷在电场、磁场中运动的专题问题
⑴极板间加电场(图甲)
① 不同时刻从b点由静止释放电荷,讨论其往返运动情况。
② 电荷从中央a点射入,讨论电荷仍从中央线处射的条件等
③ 电荷从b点由静止释放,讨论其到达另一极板的条件
④ 极板电压改为u=U0cosωt等情况时,讨论电荷从a点连续高速入射时,电荷持续出射时间间隔
⑵电荷在电场、磁场中运动的比较
① 电荷分别以相同初速垂直进入同宽度的有界电场E、磁场B中(图乙),偏向角均为θ,求初速v0
② 电荷进入极板间的磁场(图丙等)中,讨论电荷不能出射的条件
③ 带电环在电、磁场中沿竖直杆运动,讨论其运动的最大速度Vm、最大加速度am
⑶ 物体受恒力作用时的曲线运动轨迹为抛物线;只受洛仑兹力(B⊥v)时,运动轨迹为圆;受洛仑兹力和其它恒力作用时,所做曲线运动的轨迹既不是抛物线,也不是圆。
物理解题中的审题技巧
审题过程,就是破解题意的过程,它是解题的第一步,而且是关键的一步,通过审题分析,能在头脑里形成生动而清晰的物理情景,找到解决问题的简捷办法,才能顺利地、准确地完成解题的全过程。在未寻求到解题方法之前,要审题不止,而且题目愈难,愈要在审题上下功夫,以寻求突破;即使题目容易,也不能掉以轻心,否则也会导致错误。在审题过程中,要特别注意这样几个方面;
第一、题中给出什么;第二、题中要求什么;
第三、题中隐含什么;第四、题中考查什么; 第五、规律是什么;
高考试卷中物理计算题约占物理总分的60% ,(共90分左右)综观近几年的高考,
高考计算题对学生的能力要求越来越高,物理计算题做得好坏直接影响物理的成绩及总成绩,影响升学。所以,如何在考场中迅速破解题意,找到正确的解题思路和方法,是许多学生期待解决的问题。下面给同学们总结了几条破解题意的具体方法,希望给同学们带来可观的物理成绩。
1.认真审题,捕捉关键词句
审题过程是分析加工的过程,在读题时不能只注意那些给出具体数字或字母的显形条件,而应扣住物理题中常用一些关键用语,如:“最多”、“至少”、“刚好”、“缓慢”、“瞬间”等。充分理解其内涵和外延。
2.认真审题,挖掘隐含条件
物理问题的条件,不少是间接或隐含的,需要经过分析把它们挖掘出来。隐含条件在题设中有时候就是一句话或几个词,甚至是几个字,
如“刚好匀速下滑”说明摩擦力等于重力沿斜面下滑的分力;
“恰好到某点”意味着到该点时速率变为零;
“恰好不滑出木板”,就表示小物体“恰好滑到木板边缘处且具有了与木板相同的速度”,等等。但还有些隐含条件埋藏较深,挖掘起来有一定困难。而有些问题看似一筹莫展,但一旦寻找出隐含条件,问题就会应刃而解。
3.审题过程要注意画好情景示意图,展示物理图景
画好分析图形,是审题的重要手段,它有助于建立清晰有序的物理过程,确立物理量间的关系,把问题具体化、形象化,分析图可以是运动过程图、受力分析图、状态变化图等等。
4.审题过程应建立正确的物理模型
物理模型的基本形式有“对象模型”和“过程模型”。
“对象模型”是:实际物体在某种条件下的近似与抽象,如质点、光滑平面、理想气体、理想电表等;
“过程模型”是:理想化了的物理现象或过程,如匀速直线运动、自由落体运动、竖直上抛运动、平抛运动、匀速圆周运动、简谐运动等。
有些题目所设物理模型是不清晰的,不宜直接处理,但只要抓住问题的主要因素,忽略次要因素,恰当的将复杂的对象或过程向隐含的理想化模型转化,就能使问题得以解决。
5.审题过程要重视对基本过程的分析
①力学部分涉及到的过程有匀速直线运动、匀变速直线运动、平抛运动、圆周运动、机械振动等。除了这些运动过程外还有两类重要的过程,一个是碰撞过程,另一个是先变加速最终匀速过程(如恒定功率汽车的启动问题)。
②电学中的变化过程主要有电容器的充电与放电等。
以上的这些基本过程都是非常重要的,在平时的学习中都必须进行认真分析,掌握每个过程的特点和每个过程遵循的基本规律。
6.在审题过程中要特别注意题目中的临界条件问题
1. 所谓临界问题:是指一种物理过程或物理状态转变为另一种物理过程或物理状态的时候,存在着分界限的现象。还有些物理量在变化过程中遵循不同的变化规律,处在不同规律交点处的取值即是临界值。临界现象是量变到质变规律在物理学中的生动表现。这种界限,通常以临界状态或临界值的形式表现出来。
2.物理学中的临界条件有:
⑴两接触物体脱离与不脱离的临界条件是:相互作用力为零。
⑵绳子断与不断的临界条件为:作用力达到最大值,
绳子弯曲与不弯曲的临界条件为:作用力为零
⑶靠摩擦力连接的物体间发生与不发生相对滑动的临界条件为:静摩擦力达到最大值。
⑷追及问题中两物体相距最远的临界条件为:速度相等,
相遇不相碰的临界条件为:同一时刻到达同一地点,V1≤V2
⑸两物体碰撞过程中系统动能损失最大即动能最小的临界条件为:两物体的速度相等。
⑹物体在运动过程中速度最大或最小的临界条件是:加速度等于零。
⑺光发生全反射的临界条件为:光从光密介质射向光疏介质;入射角等于临界角。
3.解决临界问题的方法有两种:
第一种方法是:以定理、定律作为依据,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。
第二种方法是:直接分析讨论临界状态和相应的临界条件,求解出研究的问题。
解决动力学问题的三个基本观点:
1、力的观点(牛顿定律结合运动学);
2、动量观点(动量定理和动量守恒定律);
3、能量观点(动能定理和能量守恒定律。
一般来说,若考查有关物理学量的瞬时对应关系,需用牛顿运动定律;
若研究对象为单一物体,可优先考虑两大定理,
特别是涉及时间问题时应优先考虑动量定理;涉及功和位移问题时,就优先考虑动能定理。
若研究对象为一系统,应优先考虑两大守恒定律。
物理审题核心词汇中的隐含条件
一.物理模型(16个)中的隐含条件
1质点:物体只有质量,不考虑体积和形状。
2点电荷:物体只有质量、电荷量,不考虑体积和形状
3轻绳:不计质量,力只能沿绳子收缩的方向,绳子上各点的张力相等
4轻杆:不计质量的硬杆,可以提供各个方向的力(不一定沿杆的方向)
5轻弹簧:不计质量,各点弹力相等,可以提供压力和拉力,满足胡克定律
6光滑表面:动摩擦因数为零,没有摩擦力
7单摆:悬点固定,细线不会伸缩,质量不计,摆球大小忽略,秒摆;周期为2s的单摆
8通讯卫星或同步卫星:运行角速度与地球自转角速度相同,周期等与地球自转周期,即24h
9理性气体:不计分子力,分子势能为零;满足气体实验定律PV/T=C(C为恒量)
10绝热容器:与外界不发生热传递
11理想变压器:忽略本身能量损耗(功率P输入=P输出),磁感线被封闭在铁芯内(磁通量φ1=φ2)
12理想安培表:内阻为零
13理想电压表:内阻为无穷大
14理想电源:内阻为零,路端电压等于电源电动势
15理想导线:不计电阻,可以任意伸长或缩短
16静电平衡的导体:必是等势体,其内部场强处处为零,表面场强的方向和表面垂直
二.运动模型中的隐含条件
1自由落体运动:只受重力作用,V0=0,a=g
2竖直上抛运动:只受重力作用,a=g,初速度方向竖直向上
3平抛运动:只受重力作用,a=g,初速度方向水平
4碰撞,爆炸,动量守恒;弹性碰撞,动能,动量都守恒;完全非弹性碰撞;动量守恒,动能损失最大
5直线运动:物体受到的合外力为零,后者合外力的方向与速度在同一条直线上,即垂直于速度方向上的合力为零
6相对静止:两物体的运动状态相同,即具有相同的加速度和速度
7简谐运动:机械能守恒,回复力满足F= -kx
8用轻绳系小球绕固定点在竖直平面内恰好能做完整的圆周运动;小球在最高点时,做圆周运动的向心力只有重力提供,此时绳中张力为零,最高点速度为V= (R为半径)
9用皮带传动装置(皮带不打滑);皮带轮轮圆上各点线速度相等;绕同一固定转轴的各点角速度相等
10初速度为零的匀变速直线运动;①连续相等的时间内通过的位移之比:SⅠ:SⅡ:SⅢ:SⅣ…=1:3:5:7…
②通过连续相等位移所需时间之比:t1:t2:t3:…= 1:(√2-1):(√3-√2)…
三.物理现象和过程中的隐含条件
1完全失重状态:物体对悬挂物体的拉力或对支持物的压力为零
2一个物体受到三个非平行力的作用而处于平衡态;三个力是共点力
3物体在任意方向做匀速直线运动:物体处于平衡状态,F合=0
4物体恰能沿斜面下滑;物体与斜面的动摩擦因数μ=tanθ
5机动车在水平里面上以额定功率行驶:P额=F牵引力V当F牵引力=f阻力,Vmax= P额/ f阻力
6平行板电容器接上电源,电压不变;电容器断开电源,电量不变
7从水平飞行的飞机中掉下来的物体;做平抛运动
8从竖直上升的气球中掉出来的物体;做竖直上抛运动
9带电粒子能沿直线穿过速度选择器:F洛仑兹力=F电场力,出来的各粒子速度相同
10导体接地;电势比为零(带电荷量不一定为零)
希望可以给分,谢谢
❼ 项目质量管理排列图主要因素、次要因素、一般因素如何判断
按累计频率分析判断啊,累计频率为0~80%为主要因素,累计频率为80~90%为次要因素,累计频率为90~100%为一般因素。备注:主要因素一般不超过三个。
❽ 物理技巧
解题技巧
八类物理解题方法 一、观察的几种方法 1、顺序观察法:按一定的顺序进行观察。 2、特征观察法:根据现象的特征进行观察。 3、对比观察法:对前后几次实验现象或实验数据的观察进行比较。 4、全面观察法:对现象进行全面的观察,了解观察对象的全貌。 二、过程的分析方法 1、化解过程层次:一般说来,复杂的物理过程都是由若干个简单的“子过程”构成的。因此,分析物理过程的最基本方法,就是把复杂的问题层次化,把它化解为多个相互关联的“子过程”来研究。 2、探明中间状态:有时阶段的划分并非易事,还必需探明决定物理现象从量变到质变的中间状态(或过程)正确分析物理过程的关键环节。 3、理顺制约关系:有些综合题所述物理现象的发生、发展和变化过程,是诸多因素互相依存,互相制约的“综合效应”。要正确分析,就要全方位、多角度的进行观察和分析,从内在联系上把握规律、理顺关系,寻求解决方法。 4、区分变化条件:物理现象都是在一定条件下发生发展的。条件变化了,物理过程也会随之而发生变化。在分析问题时,要特别注意区分由于条件变化而引起的物理过程的变化,避免把形同质异的问题混为一谈。 三、因果分析法 1、分清因果地位:物理学中有许多物理量是通过比值来定义的。如R=U/R、E=F/q等。在这种定义方法中,物理量之间并非都互为比例关系的。但学生在运用物理公式处理物理习题和问题时,常常不理解公式中物理量本身意义,分不清哪些量之间有因果联系,哪些量之间没有因果联系。 2、注意因果对应:任何结果由一定的原因引起,一定的原因产生一定的结果。因果常是一一对应的,不能混淆。 3、循因导果,执果索因:在物理习题的训练中,从不同的方向用不同的思维方式去进行因果分析,有利于发展多向性思维。 四、原型启发法 原型启发就是通过与假设的事物具有相似性的东西,来启发人们解决新问题的途径。能够起到启发作用的事物叫做原型。原型可来源于生活、生产和实验。如鱼的体型是创造船体的原型。原型启发能否实现取决于头脑中是否存在原型,原型又与头脑中的表象储备有关,增加原型主要有以下三种途径:1、注意观察生活中的各种现象,并争取用学到的知识予以初步解释;2、通过课外书、电视、科教电影的观看来得到;3、要重视实验。 五、概括法 概括是一种由个别到一般的认识方法。它的基本特点是从同类的个别对象中发现它们的共同性,由特定的、较小范围的认识扩展到更普遍性的,较大范围的认识。从心理学的角度来说,概括有两种不同的形式:一种是高级形式的、科学的概括,这种概括的结果得到的往往是概念,这种概括称为概念概括;另一种是初级形式的、经验的概括,又叫相似特征的概括。 相似特征概括是根据事物的外部特征对不同事物进行比较,舍弃它们不相同的特征,而对它们共同的特征加以概括,这是知觉表象阶段的概括,结果往往是感性的,是初级的。要转化为高级形式的概括,必须要在经验概括的基础上,对各种事物和现象作深入的分析、综合,从中抽象出事物和现象的本质属性,舍弃非本质的属性。 六、归纳法 归纳方法是经典物理研究及其理论建构中的一种重要方法。它要解决的主要任务是:第一由因导果或执果索因,理解事物和现象的因果联系,为认识物理规律作辅垫。第二透过现象抓本质,将一定的物理事实(现象、过程)归入某个范畴,并找到支配的规律性。完成这一归纳任务的方法是:在观察和实验的基础上,通过审慎地考察各种事例,并运用比较、分析、综合、抽象、概括以及探究因果关系等一系列逻辑方法,推出一般性猜想或假说,然后再运用演绎对其进行修正和补充,直至最后得到物理学的普遍性结论。比较法返回 比较的方法,是物理学研究中一种常用的思维方法,也是我们经常运用的一种最基本的方法。这种方法的实质,就是辩析物理现象、概念、规律的同中之异,异中之同,以把握其本质属性。 七、类比法 类比是由一种物理现象,想象到另一种物理现象,并对两种物理现象进行比较,由已知物理现象的规律去推出另一种物理现象的规律,或解决另一种物理现象中的问题的思维方法,类比不但可以在物理知识系统内部进行,还可以将许多物理知识与其他知识如数学知识、化学知识、哲学知识、生活常识等进行类比,常能起到点化疑难、开拓思路的作用。 八、假设推理法 假设推理法是一种科学的思维方法,这就要求我们针对研究对象,根据物理过程,灵活运用规律,大胆假设,突破思维方法上的局限性,使问题化繁为简,化难为易。主要有下面几方面内容: 1、物理过程假设 2、物理线路假设 3、推理过程假设 4、临界状态假设 5、矢量方向假设。
应试技巧
一.整体把握:
仔细审题、联想思路。
分步列式、重视第一步。
尽量列标准方程,式子无法反映的用文字。
列方程不打草稿,错了先写后划。
有疑问的题做记号,做完后复查。
不定分数指标。会做的争取都得分,不会做的争取做一点。
题容易时要细心,题难时要想到别人也做不出的。
如果思考超过5分钟还没有思路,则快速跳过,基本做到用3/4的时间能够浏览整张试卷,了解难易程度,做到心里有底。
二.选择题技巧:
1.由简至难,一道题的用时不超过5分钟,没有思路的尽快跳过,以保证做题速度。
2.多选题吃不准的选项不选,宁愿未选全少扣,也不选错多扣,考试后尽快弄懂。
3.注意题目中的关键字和条件,准确快速判断题目所涉及的知识点的章节。
4.选择题八种解题技巧:
直接判断法:
通过观察,直接利用题目中所给的条件,根据所学知识和规律得出正确结果。这些题目主要用于考查学生对物理知识的记忆和理解程度,属于基础题。
逐步淘汰法:
经过分析和计算,将不符合题干的选项逐一排除,最终留下符合题干要求的选项。如果选项是完全肯定或否定的判断,可采用举反例的方式排除;如果选项中有相互矛盾的两种叙述,则两者中至多有一个正确。
特值代入法:
将某些物理量取特殊值,通过简单的分析、计算后进行判断。它仅适用于将特殊值代入各选项后能将错误选项均排除的选择题,即单一选择题。
极限分析法:
将某些物理量推向极端,并根据一些显而易见的结果或熟悉的物理现象进行计算(如摩擦系数取零或无穷大、电源内阻取零或无穷大等),可收到事半功倍的效果。
作图分析法:
“图”在物理中有着十分重要的地位,它是将抽象物理问题直观化、形象化的最佳工具。中学物理常用的“图”有示意图、过程图、函数图、矢量图、电路图和光路图等。若题干和选项中已给出函数图,需从图像纵、横坐标的物理意义,图线中“点”、“线”、“斜率”、“截距”和“面积”等诸多方面寻找解题的突破口。用图像法解题不但快速、准确,而且还可以避免繁杂的中间运算过程,甚至可以解决用计算分析法无法解决的问题。
整体分析法:
当题干所涉及到的物体有多个时,把多个物体所构成的系统作为一个整体进行研究是一种常规的解题思路,特别是当题干所要分析和求解的物理量不涉及系统内部物体间的相互作用时。
转换思维法:
有些问题用常规的思维方法求解很繁琐,而且容易陷入困境。如果我们能灵活地转换一下研究对象,或者利用逆向思维,或者采用等效变换等思维方法,则往往可以“绝处逢生”。
模型思维法:
物理模型是一种理想化的物理形态,是物理知识的一种直:观表现。模型思维法是利用抽象化、理想化、简化、类比等手段,突出主要因素,忽略次要因素,把研究对象的物理本质特征抽象出来,从而研究、处理物理问题的一种思维方法。
三.填空题技巧:
填空题三种类型:
1.直接记忆型填空(概念、规律、常数、单位等),靠记忆快速准确应答,不会的多想也想不出,须跳过放弃。
2.分析型填空(根据实验现象、数据的分析,物理规律的分析,物理图形、函数图像的分析等),分析题目要考的知识点,尤其注意图像题。
3.计算型填空(实际是计算题,需要填的只是计算的答案)注意答案要按题目要求填写。
解题要点:
对概念性和规律性的问题回答要求用词简练、到位,要用科学、规范的物理术语表述。
对计算性的问题回答要准确,包括数字的位数、单位、正负号等,对比例性的计算千万不要前后颠倒。
四.实验题技巧:
设计实验的方法:
由物理量的定义式出发设计
比例法
替代法
比较法
积累法测微小量
用电学量测量力学量、热学量
做到实验题,要沉着冷静,回想课本上熟悉的实验进行类比;遇到难题或复杂的题,仔细读题审题,抓住关键条件,心中要想别的同学也一样觉得题目很难,一个空一个空地做,不要放弃。
五.计算题技巧:
(1)要明确已知条件和相对隐含条件,确定主要解题步骤。
(2)分析判断,找到解题的理论依据。
(3)分清各个物理过程、状态及其相互联系。
(4)计算过程应正确、规范。要正确写出有关的公式,正确代入公式中物理量的数字和单位。能画图的可以作图辅佐解题。
(5)遇到不会的题目,先联想题目所涉及的章节,列出知识点,公式。在试卷上写出相关的公式,求出自己明确的物理量,争取多得步骤分。
(6)可以通过单位的统一性,检查有些题目结果的对错。
❾ 区分主要原因和次要原因的标准有什么
主要原因是指在引起结果发生的诸因素中起主导和决定作用的因素。次要原因是指在引起结果发生的诸因素中起非主导和非决定作用的因素。
❿ 几个有关物理的问题
物理学的发展历程
物理学是一门有着悠久历史的科学,早在古代,人们在日常生活和生产实践中就积累了一些物理知识,古希腊的亚里士多德曾经写过《物理学》一书,叙述了当时人们的有关物体运动的知识,我国古代的沈括在《梦溪笔谈》中也阐述了许多物理现象。但是,古代的物理学知识主要是依赖直观和思辨总结的,缺乏严格的实验检验。物理学真正成为一门严格的科学是随着实验方法的引入和数学工具的应用才确立的,物理学的发展大致经历了以下几个阶段:
(1)17、18世纪,建立和发展了牛顿力学和热力学,对于蒸汽机、热机、机械工业的发展起到了巨大的推动作用,使人类开始了第一次工业革命。
蒸汽机的发明,在18世纪的工业革命中占有重要的地位,它的发明并非主要依靠经验,而是吸取了当时许多物理学的研究成果。1643年,托里拆利发现了真空。1654年,德国的格里凯通过马德堡半球实验进一步认识了大气压的性质,指出在真空状态下大气压可以转变为机械力,并发明了真空泵。1662年,英国科学家玻意耳在格里凯实验的影响下,进一步研究了大气压的性质,并发现了有名的玻意耳定律。1695年,在玻意耳的指导下,法国物理学家巴本终于发明了带活塞的蒸汽机。1705年,经过英国的工程师塞维利和锻工出身的技术家钮可门等人的改进,蒸汽机的性能有了一些提高。后来,英国的着名发明家瓦特对钮可门蒸汽机的性能做了重大改进,在此过程中,瓦特应用了物体的比热和水转化为蒸汽的潜热等物理概念来计算不同大小蒸汽机的蒸汽消耗量,并采取了把冷凝器和主气缸分开的关键性措施,使得蒸汽机的效率大大提高。1768年,近代蒸汽机作为整个工业的“万能原动机”首次出现,并广泛应用于工业中,这也成为第一次工业革命的标志。
除了蒸汽机的发明以外,在17世纪和18世纪,机械技术在各个领域得到了应用和发展,如航海中利用机械技术改进船的推力;确定船在海洋中的位置;矿井中提取矿石、排气排水;粉碎矿石;军事中有关火炮内力作用、空气弹道和空气阻力的计算,等等,所有这些,都是在牛顿力学的基础上得以发展的。
(2)19世纪,建立和发展了经典电磁理论,促进了工业电气化、无线电通信等的发展,使人类开始了第二次工业革命,进入了应用电能的时代。
进入19世纪以后,物理学对技术发展影响的特点是物理原理转变为物质成果的速度大大加快了,如果说牛顿力学、热力学用了100~200年的时间才完成了理论到技术的渗透和转化,那么从电磁理论到电气技术的转变,一般只用了几十年,甚至十几年。1820年,奥斯特在自然统一性哲学观点的指导下,第一次把电、磁现象联系起来,发现了电流的磁效应。1831年,在奥斯特发现的启发下,法拉第发现了电流磁效应的逆效应——电磁感应定律。这两大发明的直接结果是,1832年皮克希发明发电机,1837年雅可比发明电动机,1837年莫尔斯发明电报,1885年斯坦利发明变压器,1888年特拉斯发明交流电机……随着电机技术的发展,电能的应用领域不断扩大,因而开始了发电站的建立和电力传输技术的发展。另外,随着对电与磁的各种效应的认识的深化,出现了一系列崭新的技术领域,如电解、电镀、电热、电冶、电声、电光源,等等。麦克斯韦在法拉第有关场的概念以及电磁现象的经验规律(库仑定律、毕奥-沙伐定律、安培定律、法拉第电磁感应定律……)的基础上,总结出了电磁场方程并预言电磁波的存在,使经典电磁理论发展到高峰,1888年赫兹用实验验证了这一理论。在这一基础上,1895年马可尼和波波夫分别进行了人类第一次无线电通讯。
另外,物理学除了对宏观电气技术作出了巨大贡献以外,还研究了真空中的电现象以及经典电子论,这些为以后电子技术、原子能技术的出现奠定了基础,对介质中的电磁现象的研究,为凝聚态物理以及相应的材料科学的发展开辟了道路。
(3)20世纪上半叶,建立了相对论和量子理论,使人类的认识深入到了原子和原子核内部,在此基础上,引起了原子能、半导体、计算机、激光等新技术、新工艺的出现,推动了量子化学、分子生物学、量子生物学、现代宇宙学等新学科的出现,使人类开始了第三次技术革命。
1895年伦琴发现了X射线。1896年贝克勒耳发现了电子。1897年汤姆生发现了电子。这些发现破除了原子是宇宙的最小微粒的概念,人类的认识深入到了原子内部,这同样也是近代物理学的开端。1900年普朗克为了解决黑体辐射问题,提出了量子论。1905年爱因斯坦为了解决电动力学在高速领域的“悖论”,建立了相对论。以量子论和相对论为基点,爱因斯坦于1905年又提出了光子的概念。1913年玻尔建立了氢原子的量子理论。在1924~1926年间,在波恩、海森堡、德布罗意、薛定谔、狄拉克、泡利等物理学家的努力下,建立了量子力学这一反映微观世界物质运动规律的物理理论,从此,近代物理学宣告诞生了。在量子力学的基础上,原子物理学、电子物理学、粒子物理学、原子核物理学、半导体物理学、固体物理学、金属物理学、激光物理学、天体物理学、低温物理学、非平衡态物理学等学科不断涌现,人类的物质文明进入了一个崭新的时期。
20世纪下半叶以来,物理学在探索亚核世界运动、宇观世界的天体运动等规律方面取得了积极的进展,如果向物质结构的更深、更广层次的研究取得成功的话,必然对自然科学、技术科学的发展产生巨大的影响,同时也必然会对人类社会的物质文明带来巨大的进步。在近代物理学的基础上,形成了一系列的新技术群,如新能源技术,包括核的裂变能与聚变能的利用、太阳能、地热能、新化学能等多种形式能的利用;激光技术,包括各种激光器在众多领域中的应用;半导体技术,包括晶体管、集成电路、大规模集成电路、半导体器件;信息技术,包括信息的传输、接收、储存、处理及反馈等各种技术;计算机技术,包括硬件和软件;材料技术,包括导电材料、半导体材料、绝缘材料、耐高温材料、抗辐射材料、高强度材料、压电材料、热电材料、光电材料、声光材料等,所有这些都说明,物理学的每一次进步,都为社会生产进步带来了必要的基础和条件。
物理学作为一门基础的自然科学,除了可以通过把物理知识转化为物质设备、产品以及物质手段等的过程,对人类的物质生活产生了巨大的影响之外,还应看到,物理学还是人类文化的一个重要组成部分。从17世纪以来,物理学一直在自然科学中占主导地位,物理学以其对客观世界的最基本的运动规律的探索,成为世界文化中的非常重要的组成部分,对社会生活方式和人类思维方式的进步,做出了积极的贡献。世界各国都把物理学作为向下一代传授的文化内容之一。
值得指出的是,物理学还是一门带有方法论性质的科学。物理学与研究自然、社会、思维世界的普遍规律的哲学有着非常密切的关系,在物理学的产生和发展过程中,充满着富有哲理的物理思想。辩证唯物主义的产生和发展从物理学中吸取了许多营养,物理学为辩证唯物主义的基本理论提供了许多佐证,通过学习物理学,对理解辩证唯物主义的基本原理是有益的。物理学还与数学一起,创造了科学的三大工作方法:观察、实验、理论。观察是有目的、有计划地运用各种感觉器官,了解事物、现象的特征,及其发生发展的条件;实验是在人为控制的条件下,利用设备、仪器,突出自然界、工农业生产和日常生活中物理现象的主要因素,使其反复再现,便于观察和测量。观察和实验是获得资料和数据的源泉,在此基础上,通过分析、综合,区分出主要因素和次要因素,突出事物、现象的本质,进行科学的抽象和概括,建立概念和模型,再根据概念进行科学的判断,进而进行科学的推理,反复验证后形成理论。这样,不仅总结过去,而且指导未来。物理学中常用的处理问题的方法,如研究复杂问题的等效方法、隔离方法、近似处理方法以及数学方法等,也有着广泛的普遍意义。总之,物理学的方法、思想对学习和理解其他运动规律有促进和帮助作用,它的知识结构也容易迁移到其他学科的学习中去,从这个意义上讲,物理学有其教育性。
雕刻玉版反映了中国古人天圆地方的宇宙观
我们还可以在其以后的典籍中找到类似的记载。《周礼·春官·大宗伯》:“以玉作六器,以礼天地四方。以苍璧礼天,以黄琮礼地,以黄圭礼东方,以赤璋礼南方,以白虎作西方,以玄璜礼北方。”《周礼》:“大祭祀、大旅,凡宾客之事,共其玉器而奉之。”《尚书·金滕》记载周公“植璧秉圭”祷告先王之后将玉器献给神灵。但这些习俗绝非源自于商周,而是有其更深的文化渊源。近代学者对各种玉器的用途也多有考证。如张光直先生认为琮应是巫师用来贯通天地的法器。是财富和权力和象征。针对琮上的兽面纹饰,张氏引用《左传》及《道藏》中的有关资料,指出巫师通天地的工作是受到动物帮助的。这和萨满式的巫术极为近似。萨满式的巫术即巫师借助动物的助力沟通天地,沟通民神,沟通生死,这种巫术从考古学上可追溯到旧石器时代的晚期[4]。周南泉先生认为玉璧源于人们对天的信仰,进而仿天之圆形进行创作。它是人们原始信仰和宇宙观的反映
哥白尼
1543年,哥白尼出版了他的《天体运行论》,第一次提出太阳中心论,取代了沿袭千年的托勒密“日心论”
伽利略
以伽利略为代表的科学思想全面地对古代亚里士多德思想体系的怀疑和挑战。从亚氏的“发生说”到“冲力论”,从“自然界忌真空”到“下落速度与重量成比例”等等,几乎一切古代的哲学信条,都要经过科学实验的检验,从而奠定了实验物理学的基础。伽利略作为近代科学的巨人,一生有十几项划时代的科学发现和发明。伽利略彻底的科学革命精神导致了科学与宗教的重大对抗,1632年2月,伽利略被传讯,6月被押送罗马,接受宗教裁判所的审讯。为了避免酷刑,这个年迈的科学家被迫在印好的忏悔书上签了字。但是,伽利略跪起之后,喃喃自语道:“有什么办法呢,地球仍然在运动!”
伽利略以坚忍的韧性为牛顿力学开辟了道路。先驱者们前赴后继,迎来了近代自然科学的曙光。
牛顿
作为英国皇家学会前身的“无形学会”由于受到资产阶级革命的鼓舞,度过了自己科学史上的“黄金时代”。那时,“自由研究”、“个人奋斗”、“知识私有”三位一体,注重研究和实际生产生活密切相连,如他们把注意力集中在当时一些重大的技术(如抽机、炮术和航海等)问题上,因而受到资产阶级的大力支持和欢迎。依靠资产阶级的大力支持,虎克做了许多出色的实验,这使他后来几乎成了皇家学会的主要台柱之一。与此同时,波义尔发现了气体定律;虎克发现了弹性定律;牛顿和德国的莱布尼兹创立了微积分。特别是牛顿集前人之大成,一生获十几项重大科学成果,奠定了以牛顿力学为代表的近代物理学基础。这些成就,无疑是科学家智慧的结晶,是英国近代科学革命的产物。“无形学会”活跃时期,是科学实验在西方历史上生机勃勃的革命时期,科学实验依靠社会革命所解放出来的生产力,获得了雄厚的物质基础。英国科学的崛起,又为英国工业革命和经济发展创造了极其重要的条件。
爱因斯坦
阿尔伯特·爱因斯坦 (Albert Einstein 1879--1955) 20 世纪最伟大的科学家,因创立了相对论而闻名于世。相对论原理的建立是人类对自然界认识过程中的一次飞跃 , 它圆满地把传统物理学包括在自身的理论体系之中。广义的相对论更开阔了人类的视野,使科学研究的范围从无限小的微观世界直至无限大的宏观世界。今天,相对论已成为原子能科学、宇宙航行和天文学的理论基础,被广泛运用于理论科学和应用科学之中。爱因斯坦的伟大成就——相对论,是自然科学发展史上的一个划时代的里程碑。
爱因斯坦于1879年3月14日出生在德国一个犹太人家庭。1905年获得物理学博士学位,同年发表狭义相对论。1921年获得诺贝尔物理学奖。1933年因受德国纳粹反犹太主义狂潮迫害而离开祖国,迁居美国。1955年4月18日病逝于普林斯顿。
爱因斯坦不仅是一个伟大的科学家,还是一个具有正义感的社会活动家。他关心人类的文明和进步。第二次世界大战时,他公开谴责德国法西斯的暴行,因此成为德国纳粹分子追捕的对象。爱因斯坦还谴责日本帝国主义对中国的侵略。晚年,他主张禁用核武器,反对核军备竞赛。临终前,他仍念念不忘公民自由和世界和平。
19 世纪末、 20 世纪初,随着生产的发展和科学实验水平的提高,人们对自然界的认识开始从宏观世界进入微观世界,从低速运动发展到高速运动,自然科学正面临着重大的突破。正是在这个时期,年轻的爱因斯坦以旧科学理论"叛逆者"的姿态,登上了自然科学舞台。
爱因斯坦少年时代对自然现象怀有浓厚的兴趣,风和雨形成,月亮高悬空中竟然不会掉下来,这些无不令他感到惊奇。 1896 年,在瑞士苏黎士联邦工业大学读书时,爱因斯坦就希望成为一名物理学家。
但毕业后,爱因斯坦处于失业状态,两年后才在瑞士伯尔尼市专利局找到一个低级职员的位置。虽然生活十分贫困,但他仍坚持不懈地从事科学研究工作,利用业余时间看了大量的书。这段时间奠定了他一生科学研究的基础。
1905 年,爱因斯坦在狭义相对论、光电效应和布朗运动三个不同领域里取得了重大成果,表现出惊人的才智。但是,当时科学界对此作出响应的人寥寥无几,法国着名科学家朗之万曾对爱因斯坦说,全世界只有几个人知道什么是相对论。大多数人是怀疑的,有的甚至坚决反对。这是因为伽利略和牛顿创立的古典力学理论体系,经历了 200 年的发展后取得了辉煌成就。尽管旧的理论体系和新的事实之间出现了尖锐的矛盾,但许多物理学家仍不能摆脱它的束缚。他们力图把新的实验事实和物理现象容纳在旧的理论框架中,但爱因斯坦却不迷信前人,他探索着把相对论推广到更为广泛的运动情况中去。为此他又研究了整整 10 年。 1916 年,爱因斯坦发表了总结性论着《广义相对论原理》。
杨振宁
杨振宁(1922~)美籍华裔物理学家。1922年9月22日生于安徽省合肥县(今合肥市)。1942年毕业于西南联合大学。1945年去美国留学,在着名物理学家费米的指导下研究理论物理,1948年获博士学位。1948-1949年在芝加哥大学工作,1949-1965年在普林斯顿高级研究院工作。1955年起任教授,1966年起任纽约州立大学(石溪分校)教授和理论物理研究所所长。美国总统授予他1985年国家科学技术奖章。 杨振宁主要从事统计力学、量子场论、凝聚态物理、基本粒子物理方面的研究。他对理论物理学的贡献范围很广。在粒子物理学方面,他最杰出的贡献是1954年与密尔斯共同提出杨-密尔斯场理论,开辟了非阿贝尔规范场的新研究领域,为现代规范场理论打下了基础。另一项杰出贡献是:1956年和李政道合作,深入研究了当时令人困惑的θ-τ之谜,提出很可能在弱相互作用中宇称不守恒。次年,这一理论预见得到吴健雄小组的实验证实。为此,杨振宁和李政道获得了1957年诺贝尔物理学奖。此外,1949年提出了基本粒子的第一个复合模型——费米-杨模型。1957年与李政道合作提出二分量中微子理论;与李政道和奥赫梅合作提出在β衰变中不仅宇称不守恒,而且电荷共轭也不守恒;与李政道合作、与朗道和萨拉姆各自独立地提出在弱相互作用中组合宇称(CP)守恒的假设。1959-1962年,与李政道合作实验分析高能中微子和W粒子的研究。1974年-1975年与吴大峻合作提出规范场的积分形式理论以及规范场与纤维丛的关系。1967-1985年与邹祖德合作提出高能碰撞理论等。在统计力学方面,1952年与李政道合作提出关于相变的理论。1966-1969年间与杨振平合作得到关于数种模型的严格解。在凝聚态物理方面,1961年与拜尔斯合作对磁通量量子化的解释,1962年提出非对角长程序观念等。
杨振宁于1971年夏回国访问,是美籍知名学者访问新中国的第一人。他对促进中美建交、中美科学技术教育交流做了大量工作。他受聘为北京大学、复旦大学、中国科学技术大学、中山大学、南开大学等校的名誉教授,中国科学院高能物理研究所学术委员会委员。