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如何进行物理实验观察

发布时间:2022-12-20 10:07:55

㈠ 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。

㈡ 初中物理五大实验方法

初中物理五大实验方法:

一、观察法:

是人们为了认识事物的本质和规律有目的有计划的对所显现的有关事物进行考察的一种方法,是收集获取记载和描述材料的常用方法之一。

实例:水的沸腾实验中在使用温度计前,应该先观察它的量程,认清它的分度值。实验过程中要注意观察水沸腾前和沸腾时水中气泡上升过程的两种情况,温度计在沸腾前和沸腾时的示数变化。

三、控制变量法:

是指讨论多个物理量的关系时通过控制其中几个物理量不变,只改变其中一个物理量从而转化为多个单一物理量影响某一个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试验只有一个条件不同,若两次试验结果不同则与该条件有关,否则无关。

实例:研究导体的电阻跟哪些因素有关;研究影响力的作用效果的因素;研究液体蒸发快慢的因素;研究液体内部压强;研究动能势能大小与哪些因素有关;研究琴弦发声的音调与弦粗细、松紧、长短的关系;研究电流与电压电阻的关系;研究通电导体在磁场中受力与哪些因素有关;研究影响感应电流的方向的因素等都采用此法。

四、等效替代法:

所谓等效替代法是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思维方法。

实例:研究串联并联电路关系时引入总电阻的概念,在串联电路中把几个电阻串联起来,相当于增加了导体的长度,所以总电阻比任何一个串联电阻都大,把总电阻称为串联电路的等效电阻。

在并联电路中把几个电阻并联起来,相当于增加了导体的横截面积,所以总电阻比任何一个并联电阻都小,把总电阻称为并联电路的等效电阻;在电路分析中可以把不易分析的复杂电路简化成为较为简单的等效电路;在研究同一直线上的二力的关系时引入合力的概念。

五、转换法

物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量,通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量,这种研究问题的方法叫转换法。

实例:物体发生形变或运动状态改变可证明一些物体受到力的作用;马德堡半球实验可证明大气压的存在;雾的出现可以证明空气中含有水蒸气;影子的形成可以证明光沿直线传播;月食现象可证明月亮不是光源;奥斯特实验可证明电流周围存在着磁场;指南针指南北可证明地磁场的存在;扩散现象可证明分子做无规则运动;铅块实验可证明分子间存在着引力。

㈢ 物理 科学研究实验的七个探究步骤

1、提出问题

2、猜想或假设

3、设计实验

4、进行实验

5、分析论证

6、评估

7、交流

具体解释

1、提出问题:在问题的思考上,进行初始化的提问,力求问题得到最原始的提问。

2、猜想与假设:对于一个未知事物进行理论性上的猜想,以便于接下来进行情景的假设。

3、制定计划与设计实验:在符合一定科学依据的基础上,进行猜想与假设的实施,帮助这些猜想得到证明。

4、进行实验与搜集数据:严谨的进行实验,并且在过程中记录足够的数据,来完成最终论证的可靠性。

5、分析与论证:对所收集的数据进行科学性的讨论,帮助证明自己的假设。

6、评估:对自己实验中的不足,进行一定的误差分析,判断自己的数据是不是可以严谨的验证猜想。

7、交流与合作:把这份实验的结果进行大众交流,让更多人来分析自己的猜想与论证。

(3)如何进行物理实验观察扩展阅读

实验构成

无论何种类型的科学实验,它们都是由三个部分构成的。

1、实验者

这是组织、设计和进行科学实验的人。实验目的的确定,实验方案的设计、实验步骤的制定、实验过程的操作、实验结果的处理解释等,没有一个环节可以脱离实验者。实验者是实验活动的主体。实验者从事科学实验是为了取得对自然界特定对象的认识。没有实验者这个认识主体,科学实验就不会发生。不过在此需要指出的是,不能把实验者理解为孤立的个人。

在任何情况下。实验者都不是作为孤立的个人在活动,而是作为社会的人在活动。实验者继承着前辈们所已经建树起来的积极成果,也借鉴着同时代的成功经验与失败教训,同时还依赖着人们之间进行的各方面的协作劳动。因此,实验者所取得的任何一点有益成果,都将融汇到社会精神财富的总体中去。这样说,并不是要否认实验者个人的创造能力,而是说这种创造能力只有不脱离社会这个基础时才能得到发挥。

2、实验对象

这是实验者所要认识的对象。实验对象可以是自然界的物体及其现象,例如太阳光,也可以是人们生产出来的物体及其现象,例如机床、布匹。但是,不管何种种实验对象,它既是实验者进行变革和控制的对象,又是实验者的认识对象。因此,从认识论上看。实验对象是处于认识客体的地位。

3、实验手段

实验手段是由实验的仪器、工具、设备等客观物质条件组成,实验仪器是其中的主要成分。

实验手段的作用主要表现在两个方面:

一方面是实验者通过实验手段把自己变革和控制实验对象的意图传递给实验对象,使实验者的意图得到物化。

另一方面,实验手段又显示实验对象的特性,而把实验对象在经受变革与控制后呈现的状态传递给实验者,使实验者能够获得关于实验对象的有关认识。

所以,实验手段是实验者和实验对象之间的中介环节。没有适当的实验手段,实验对象的某些特性就不能暴露出来,人们就不能获得对这些特性的认识。

在这个意义上,实验手段的状况,决定着科学实验所能达到的认识水平。实验手段的每一步改进,都意味着人们对实验对象的可观察量的增加,意味着科学实验水平的提高。从科学史上可以看出,新的实验手段的采用,往往会带来科学理论上的重大突破和发展。因此,有意识地改进实验手段是一项具有战略意义的措施。但是,一个时代的实验手段又是那个时代生产力水平的具体表现,为当时的生产力发展状况所制约。因此,实验手段的改进,新实验手段的装备,只有伴随着整个社会生产力水平的提高才能实现。

㈣ 物理实验的方法有哪些

物理实验的方法有:观察法,比较法,控制变量法,描述法,等效替代法,转换法,类比法,建立模型法,推理实验法。

1、观察法

观察法是指研究者根据一定的研究目的、研究提纲或观察表,用自己的感官和辅助工具去直接观察被研究对象,从而获得资料的一种方法。科学的观察具有目的性和计划性、系统性和可重复性。

2、比较法

比较法是不同国家或地区法律秩序的比较研究。它可以分为三个不同的层次:叙述的比较法,即外国法的研究;评价的比较法,即比较不同国家的法律制度的异同及其发展趋势;沿革的比较法,即研究不同法律制度之间的现实和历史关系。

3、控制变量法

控制变量法是在蒙特卡洛方法中用于减少方差的一种技术方法。该方法通过对已知量的了解来减少对未知量估计的误差。

4、描述法

描述法是集合的常用表示方法。常用于表示无限集合,把集合中元素的公共属性用文字、符号或式子等描述出来,写在大括号内,这种表示集合的方法叫做描述法。

5、等效替代法

等效替代法是指在研究某一个物理现象和规律中,因实验本身的特殊限制或因实验器材等限制,不可以或很难直接揭示物理本质,而采取与之相似或有共同特征的等效现象来替代的方法 。这种方法若运用恰当,不仅能顺利得出结论,而且容易被学生接受和理解。

6、转换法

转换法是指在创造发明活动中,针对某个对象的探索遇到障碍、挫折而受阻时,或得到的解决问题方案并不理想时,于是改变观察思考问题的角度,改变运用的方法或实施的手段,改变解决问题的途径,或者改变事物内部的结构,从而使问题明确化。

7、类比法

类比法,是一种最古老的认知思维与推测的方法,是对未知或不确定的对象与已知的对象进行归类比较,进而对未知或不确定对象提出猜测。如果未知的对象确实与某种已知的对方有较多的相似之处,则类比法有一定的认知价值,分类学就是由类比法演化而来。

8、建立模型法

建立模型法包括物理对象模型、理想化实验模型、物理过程模型。

9、推理实验法

推理法又称理想实验法,是在实验基础上经过概括、抽象、推理得出规律的一种研究问题的方法。

物理实验的定义

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。

㈤ 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。

(5)如何进行物理实验观察扩展阅读:

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。

㈥ 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。

(6)如何进行物理实验观察扩展阅读

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。

㈦ 高中物理实验常见方法有哪些

探究物理实验的科学方法有许多种, 常用的有观察法、控制变量法、转换法、等效替代法。高中这几个都有,但考试考的最多的应该是控制变量法和等效替代法。
下面笔者将这些常用方法总结如下。 一、观察法 观察是学习物理最基本的方法,是科学归纳的必要条件, 学生对学习活动的外部表现进行有目的、有计划的观察、记录, 能够为物理概念的形成、物理知识的理解、物理规律的探究提供信息和依据。常用观察方法有: 1.观察重点, 排除无关因素的干扰。如做气体膨胀对外做功的实验时,学生只听到“嘭”的一声, 看到瓶塞跳得很高, 对真正需要看的现象---塑料瓶口出现的酒精烟雾却视而不见, 这就需要教师及时交待, 提醒学生, 然后再进行分析。 2.前后对比观察, 抓住因果关系。如学习密度一节时, 我首先让学生区分铜块、铁块、铝块、石块、酒精、水等物体, 通过观察它们的颜色、状态、软硬来辨认。然后出示用纸包住的相同体积的铜块、铁块、铝块, 怎样区分它们? 学生通过实验发现, 它们的质量不同, 因而得出相同体积的物体质量不同, 也是物质的一种特性, 从而引入密度概念。 3.正、反对比观察, 深化认识。在指导学生观察时, 多采用一些正反对比的方法, 可以加深学生理解知识, 拓宽思路。如探究声音的产生, 即无声又有声; 探究沸点与气压的关系时, 即增大气压, 沸点升高, 减小气压, 沸点降低。 二、控制变量法 控制变量法是指一个物理量与多个物理量有关, 把多因素的问题变成多个单因素的问题, 分别加以研究, 最后再综合解决。利用控制变量法研究物理问题, 有利于扭转“重结论、轻过程”的倾向, 有利于培养学生的科学素养, 使学生学会学习。如导体中的电流与导体两端的电压和导体的电阻都有关系, 研究导体中的电流跟这段导体两端的电压时, 控制导体的电阻不变, 改变导体两端电压, 看导体中电流的变化, 通过学生实验, 得出欧姆定律I=U/R。另外,研究导体的电阻大小、滑动摩擦力的大小、液体压强的大小、浮力大小、动能和重力势能大小、电流的热量的大小、压力的作用效果、滑轮组的机械效率、电磁铁的磁性强弱、产生感应电流方向也都用到了控制变量法。 三、转换法 转化法是指将抽象的、看不见、摸不着或者是微小变化的现象或规律, 使之转化为学生熟知的看见的现象来认识它们。如电流看不见、摸不到, 但可以根据电流产生的效应来认识, 磁场也可以根据地磁场的基本性质来认识; 研究电热与电流、电阻有关时, 将产生的电热多少转换成液柱上升的高度; 回答动能与什么因素有关时, 将动能的大小转换成了小球运动的远近。对于不容易测得物理量, 可以根据定义式转换成能够直接测量的物理量。如测量灯泡的电功率, 转化成利用电流表通过灯泡的电流I, 用电压表测出灯泡两端电压U, 通过P=IU计算得出电功率P。类似的实验还有, 将测不规则小石块的体积转换成测石块排开水的体积;测曲线的长短时转换成测细棉线的长度, 测硬币的直径转换成测刻度尺的长度; 测量滑动摩擦力大小转换成测拉力的大小;测量大气压强值转换成求被大气压压起的水银柱的压强。 对于能看到的实验现象, 但是不容易观察, 将它产生的效果放大再研究。如音叉的振动借助于乒乓球被弹起的幅度将其现象放大来观察; 压力对玻璃瓶的形变时将玻璃瓶密闭, 装满红水,插上一个小玻璃管, 将玻璃瓶形变引起液面变化放大成小玻璃管液面的变化。 四、等效替代法 等效替代法是指抓住两个看似不同的物理过程, 寻求其共同效果。如用合力替代物体所受几个力时, 合力与原来几个力的作用效果相同; 研究串、并联电路的总电阻时, 用总电阻大小代替分电阻大小; 在平面镜成像的实验中,由于我们无法真正的测出物与像的大小, 所以利用了一个完全相同的另一根蜡烛来等效替代像的大小, 从而验证物与像的大小相同。
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㈧ 怎样做探索物理规律的实验

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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。

㈨ 在科学实验中,怎样进行科学的观察

以物理实验观察为例,实质上其他学科如化学等都一样

1 观察
观察就是充分利用人的各种感觉器官,对自然界的物理现象(包括实验现象)的知觉过程。伽利略通过观察吊灯的摆动,认识了摆的等时性。伦福德在从事枪炮制造时,观察到钻孔地下的金属碎屑具有极高的温度,他认为这么多的热并不是金属提供的,并做了一系列金属钻孔的实验,根据实验结果,伦福德断言热质说不足为信,应当把热看成是一种运动形式。后来,英国的戴维做了更加严格的实验,为热是物质微粒的一种运动形式奠定了实验基础。人们对客观世界的正确认识,是在反复观察,实验的基础上形成的。观察既然如此重要,在学习物理知识时,应掌握哪些具体的观察方法和要求呢?

1.1 观察的方法和步骤

①充分做好观察前的准备工作。即准备好观察工具和记录的必备之物。

②要集中注意力,不放弃偶然目标,不轻易放过那些你甚至觉得毫无关系的现象。长期训练,使之形成一种一丝不苟的科学习惯。

③反复观察,找出实验中产生某种现象的原因,透过现象看本质。

④作好观察后的总结,对观察到的现象和记录的数据进行认真分析,以便形成物理概念,建立物理规律。例如,观察凸透镜成像实验,首先要明确在实验主要观察蜡烛和屏的位置变化以及屏上像的变化。本实验过程中,注意力应集中在蜡烛的位置、屏的位置和像的情况上。为了更准确地观察这些现象,可进行多次实验,最后总结出物距、像距、焦距以及像的虚实、放大、缩小等现象之间的关系。

1.2 观察的要求

①迅速。物理实验中,有很多实验要求在很短的时间内准确读出两个或两个以上的数据,这就要求有很快的观察速度。

②准确。就是要缩小由于观察带来的误差。

③深刻。就是要抓住那些往往是比较隐蔽的现象,而往往又是本质的物理过程。例如,浮沉子实验中,当用手压下瓶口的橡皮膜时,浮沉子会下沉。而下压引起下沉的本质是下压使浮沉子上部的空气柱的体积减小,所受浮力减小所至。

④仔细。有些物理现象的变化不明显,要求仔细观察,并能分辨出细微差别。

2 思维

思维,是人脑对客观世界的一种间接的、概括的反映,是将观察、实验所取得的感性材料进行思维加工,上升为理性认识的过程。学习过程就是一种思维活动,而思维活动也有一定的程序和方法。

2.1 物理思维的程序

物理思维是将物理现象与物理实验所得到的感性认识,上升为理性认识,并从已有的理性认识上获得新的理性认识。物理思维的主要程序是质疑与释疑。

①质疑:质疑不是一般地提出不懂的问题,而主要指观察者在充分运用了自己的知识却仍不能解释的,带有一定难度的问题。因此,正确的质疑,对进一步学习和研究带有方向性和启发性。质疑的途径很多,但质疑的深度却与观察者的观察能力密切相关。例如,观察沉浮子实验,有的人只发现下压与下沉的简单关系。有的人则能发现下压造成下沉的本质原因。

②释疑。释疑的前题是质疑,已有的知识是释疑优先考虑使用的内容,当已有的知识对质疑的解释明显有困难时,对困难的那一部分就要进行创造性活动。释疑应从物理学的基本概念,基本规律出发,先分析物理现象,找出产生这些现象的本质因素,再选择适当的物理知识来解答物理问题。

质疑:三个温度计都指示在20℃的位置,但有一个温度计的刻度不准确,因此肯定有一个温度计测量到的温度与实际温度不符,是什么原因导致(a)(b)(c)三个图中的实际温度出现偏差呢?

释疑:在实验室中,图二(c)杯中的酒精与空气相通,由于蒸发吸热,使得它的温度低于室温,而图二(b)瓶中虽然也装满了酒精,但不会蒸发,因此它的温度应和室温相同,于是可以判断图二(c)的温度计刻度不准确。

2.2 物理思维的基本方法

物理思维的方法包括分析、综合、比较、抽象、概括、归纳、演绎等,在物理学习过程中,形成物理概念以抽象、概括为主,建立物理规律以演绎、归纳、概括为主,而分析、综合与比较的方法渗透到整个物理思维之中。特别是解决物理问题时,分析、综合方法应用更为普遍,如下面介绍的顺藤摸瓜法和发散思维法就是这些方法的具体体现。

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