㈠ 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。
㈡ 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。
㈢ 高考物理实验方法,七种主要方法
物理实验用“学过的实验方法”、“用过的仪器”进行新的实验,以考查其基本实验能力和理解、推理、迁移的能力。我整理了物理学习相关内容,希望能帮助到您。
高中物理实验七种主要方法
1、控制变量法
在实验中或实际问题中,常有多个因素在变化,造成规律不易表现出来,这时可以先控制一些物理量不变,依次研究某一个因素的影响和利用。
如气体的性质,压强、体积和温度通常是同时变化的,我们可以分别控制一个状态参量不变,寻找另外两个参量的关系,最后再进行统一。欧姆定律、牛顿第二定律等都是用这种方法研究的。
2、等效替代法
某些物理量不直观或不易测量,可以用较直观、较易测量而且又有等效效果的量代替,从而简化问题。
如在验证动量守恒实验中,发生碰撞的两个小球的速度不易直接测量,可用水平位移代替水平速度研究;在描绘电场中的等势线时,用电流场来模拟电场等都用了等效思想。
3、累积法
把某些难以用常规仪器直接准确测量的物理量用累积的方法,将小量变大量,不仅可以便于测量,而且还可以提高测量的准确程度,减小误差。
如测量均匀细金属丝直径时,可以采用密绕多匝的方法;测量单摆的周期时,可测30-50个全振动的时间;分析打点计时器打出的纸带时,可隔几个点找出计数点分析等。
4、留迹法
有些物理过程是瞬息即逝的,我们需要将其记录下来研究,如同摄像机一样拍摄下来分析。
如用沙摆描绘单摆的振动曲线;用打点计时器记录物体位置;用频闪照相机拍摄平抛的小球位置;用示波器观察交流信号的波形等。
5、外推法
有些物理量可以局部观察或测量,作为它的极端情况,不易直观观测,如果把这局部观察测量得到的规律外推到极端,可以达到目的。
例如在测电源电动势和内电阻的实验中,无法直接测量I=0(断路)时的路端电压(电动势)和短路(U=0)时的电流强度,通过一系列U、I对应值点画出直线并向两方延伸,交U轴点为电动势,交I轴点为短路电流。
6、近似法
在复杂的物理现象和物体运动中,影响物理量的因素较多,有时为了突出主要矛盾,可以有意识的设计实验条件、忽略次要因素的影响,用近似量当成真实量进行测量。
7、放大法
对于物理实验中微小量或小变化的观察,可采用放大的方法。例如游标卡尺、放大镜、显微镜等仪器都是按放大原理制成的。
高考物理实验题提分技巧
提分技巧一 明确一个实验的三大知识主干
在新课程高考形式下,不能认为一个实验只不过是读数或实验原理的理解或实验的操作,更不能认为就是数据的处理与结果分析,而应该认识到一个实验是基本仪器的使用、实验的设计、实验数据的处理与实验结构的分析三个有机体的合成.这三大部分便构成了一个实验的三大知识主干.主干知识向来是高考大舞台中的重要角色,一直受到命题专家的青睐.对于一个实验的三大知识主干要有明确的认识:
1.基本仪器的使用
基本仪器的使用是实验考查的基础内容,无论是实验的设计还是实验结果的分析,往往都涉及基本仪器的使用,所以一些基本仪器的原理、使用方法、注意事项和读数等,在近几年的高考中不断出现,长度和各电学参量的测量及相关仪器的使用是考查的热点,在复习时一定要注意.高考中出题频率较高的基本实验仪器有刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、打点计时器、秒表、电压表、电流表、多用电表以及传感器等.
2.实验的设计
近几年来,高考物理实验的考查已经由原来单一的、基本的形式向综合的、高层的方向发展,表现之一是加强了对同学们动手能力的考查.试题往往从实验原理、器材的选择和使用、实验步骤和现象的观察等方面进行全面的考查,表现在设计型实验题频频出现,设计型实验题一般是以规定的实验原理、方法和器材为基础编制出来的.这些实验可以有效地培养同学们的观察能力和激发同学们的学习兴趣.
3.实验数据的处理与实验结构的分析
对考生能力的考查是历年高考的一个主题,对实验数据的处理、实验结果的分析能力的要求越来越高.试题往往要求同学们通过研究题给电路、图表和数据,运用物理知识和数据推出正确结果,并能就实验装置、操作以及数据处理等方面分析产生误差的原因,这就要求同学们在平时学习中慢慢培养这方面的能力.
提分技巧二 把握好处理实验数据的两把利剑
1.列表法:把被测物理量分类列表表示出来.表中对各物理量的排列习惯上是先记录原始数据,后计算结果.列表法可大体反映某些因素对结果的影响,常用作其他数据处理方法的一种辅助手段.
2.图像法:把实验测得的量按自变量和因变量的函数关系用图像直观地显示出来.根据实验数据在坐标纸上画出图像.若是反比关系一般改画成正比图线,同时注意图像斜率、图像在坐标轴上截距的物理意义.值得提醒的是,创新实验的落脚点几乎都是图像,故备考时一定要将图像法处理数据作为重中之重
.提分技巧三 要善于提取一个实验的精髓
俗话说“擒贼先擒王,打蛇打七寸”.同样对于一个实验,复习时必须抓住其精髓部分,然后以该实验的精髓部分为核心进行拓展,这样才能真正起到事半功倍的效果.很多同学学习实验一直很努力,也在不断地做练习题,可是同一个实验,换一种考查方式就不会了,更不要说触类旁通了.纵观近几年的高考创新实验发现:实验题一年比一年“新”,年年都在“变”,但是这种“变”只不过是实验命题的形式在变,所谓的“新”,只不过是实验的环境新了,知识点是不会新的,更不会变的,所以复习一个实验我们要抓住其精髓部分.
提分技巧四 如何与命题专家想到一块儿
高考物理实验是“年年有花开,年年花不同”,这说明每年的高考结束后命题专家都在思考一个问题,那就是“下一次命题该如何出题呢?”因此我们在备考的同时也应该跟着命题人一块儿想,那么如何做才能使我们与命题专家想到一块儿呢?对于这一点,我们可以按以下方案去做,那就是:
1.稳端“碗里”的——弄透教材中的基础实验
其含义是:熟悉教材中的每一个实验的基本原理、实验的基本器材、实验的过程,也就是说要熟悉每一个实验的“源”与“理”.
近年来高考实验题已由侧重于考查实验仪器的使用、基本操作等最基础的实验能力,向着侧重于考查对实验原理的理解、实验方法的灵活运用等更高层次的能力转变,要求考生运用学过的实验原理和方法,选择合适的仪器,设计出合理的方案去解决新的实验问题.纵观近几年的高考实验题,几乎都是教材中内容的改编、重组,教材实验的延伸,或者是教材实验的重新设计,通过这样做来鉴别考生独立解决新问题的能力和知识的迁移能力,也体现了新课程改革对学生实践能力和创新精神的要求.可见教材中的实验永远是高考创新实验的命题根源,如果将高考创新实验比作“天空中的风筝”,那么教材中的基本实验就是“风筝的线”.这就要求我们在高考实验备考中要紧扣教材中的实验,弄清楚教材中每一个实验的基本原理、实验步骤、实验的操作过程、实验数据的处理,不要将理解实验变成“背”实验,更不要对原理的理解和方法的掌握只是“纸上谈兵”,否则高考实验稍作一些变形,我们就会感到无从下手.只有将课本上的实验复习好了,才能举一反三,触类旁通.
2.盯住“盘里” 的——分析透近几年的高考实验记录
其含义是:在复习完一个实验的时候,我们应该查阅该实验在近几年高考中命题的情况,根据命题中“稳中求变”的特点,命题人在下一次对该实验进行考查时是不可能有很大变动的.很多考生在实验复习中花了不少时间,但是在复习的过程中却很少去做一件很重要的事情,那就是查阅《考试大纲》中的实验在历年高考中曾经考查过的方式.在查阅的时候我们要做好以下规律的总结:
(1)归纳出近几年实验试题的命题规律①题型特点
规律一:“一小题”.该小题命题立足教材,侧重考查完成实验的能力.涉及基本仪器的使用(含读数)、实验原理和测量方法的理解、实验条件的控制、实验步骤的编排、实验数据的处理、实验误差的分析.
规律二:“一大题”.该大题命题立足迁移,侧重考查设计简单实验方案的能力.突出实验原理的迁移、测量方法的迁移、数据处理方法的迁移(图像法和平均值法)等.
规律三:“大题新”. “新”可以更加有效地考查考生分析问题的能力,区分度也很明显.其实这类题依然是以实验基础为依据,只不过在新的背景、新的命题方式下进行考查,说到底物理实验的考查是对思维的一种检验,因此在复习时要努力培养分析问题、解决问题的思维习惯,这样做才能应对层出不穷的“新”题.
②难点设置
实验的难点设置主要有:a.器材的选取和电路的选择;b.实验原理、方法的理解和实验方案的设计;c.实验数据的分析和处理.
(2)查看某一实验的历年高考记录
在查看近几年的高考实验时还要注意总结同一实验在近几年的命题规律,找出同一实验在不同时间命题的共同规律、不同规律,然后作出一些新的动态分析.如对于纸带问题,通过近几年的高考命题我们发现关于纸带问题中的“黄金命题热点”有:①纸带上某点瞬时速度的计算;②计数点之间的时间间隔的计算;③加速度的计算;④纸带上两计数点之间距离的测量.其中涉及的方法主要有“逐差法”和利用v-t图像求加速度法.
以上规律的总结,能使我们对实验的复习做到有的放矢,确定自己的复习方向,找出自己的不足之处,以便取得最佳的复习效果.
3.想到“锅里” 的——猜想命题专家下一次可能的考查方式
其含义是:新课程高考的命题要求是要具有一定的创新度,当然实验的命题也不例外,也就是说命题专家会不断地思考对于某一个实验在下一届的高考中该如何去命题,因此作为一个高考备考的考生,最重要的一步是当你看到某一个实验的时候,要想想本实验还可以用什么方法来处理?下一次可能会怎样出题?一个优秀的考生不在于他做了多少题,而在于他悟出了多少题以及对于一个实验可以采用多少种实验方法和实验数据的处理方法!那么我们该如何去悟才能与命题专家想到一起呢?通过对近几年高考的分析来看,可以从以下两个角度着手:
(1)当见到一个实验图像或处理方法后,要试着想想还有哪些可用于处理本实验的图像或方法.
(2)要从多个角度去思考实验方案、物理量的测量.
㈣ 物理中的实验方法有哪些
物理中的实验方法有控制变量法、类比法、描述法、转换法、模型法等。
一、控制变量法简介
1、控制变量法是方差缩减技术之一。在估计某一变量时,利用已知的信息来减少估计的误差。其基本过程是:当需要对某一未知变量4进行估计时,预知该未知变量<4与某一已知变量B存在相关性;在运行模拟系统对4进行估计时,可以同时对变量S进行估计。
2、由于S已知,可以计算出对变量的估计的误差;而变量4与S之间存在相关性,则对它们估计的误差也存在相关性;进而可以缩小对4的估计的误差。相较公共随机数法而言,控制变量法的适用范围更为广泛,适用于一个或者多个模拟系统。
三、描述法简介
1、描述法是集合的常用表示方法。
2、描述法的定义﹕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。
四、转换法简介
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。
五、模型法简介
1、模型法(modeling method)指通过模型来揭示原型的形态、特征和本质的方法,一般用在物理实验上。
2、模型法借助于与原型相似的物质模型或抽象反映原型本质的思想模型,间接地研究客体原形的性质和规律。
㈤ 物理实验的方法有哪些
物理实验的方法有控制变量法、类比法、实验+推理法、描述法、转换法、模型法等。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。
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。
3、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,此时可以在现实条件实验的基础上推导出来这些理论。例如牛顿第一定律: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。物体在运动过程中必定会受到阻力作用,通过多次实验,可以推出这一结论。
4、描述法:在生活中是不存在光线的,为了更好地学习光,才引进了“光线”这一词。
5、转换法:在学习“声音是振动产生的”这一知识时,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。
6、模型法: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。
㈥ 物理常用实验方法总结
在理综中,物理和其他两科相比难度算是最大的。物理选择题是有很多小技巧的,掌握了就可以“秒杀”物理选择题。下面给大家分享一些关于物理常用实验 方法 总结 ,希望对大家有所帮助。
物理实验方法总结1
控制变量法
所谓控制变量法,就是在研究和解决问题的过程中,对影响事物变化规律的因素或条件加以人为控制,使其中的一些条件按照特定的要求发生变化或不发生变化,最终解决所研究的问题。
可以说任何物理实验,都要按照实验目的、原理和方法控制某些条件来研究。如:导体中的电流与导体两端的电压以及导体的电阻都有关系,在分别控制导体的电阻与导体两端的电压不变的情况下,研究导体中的电流跟这段导体两端的电压和导体的电阻的关系,分别得出实验结论。通过学生实验,让学生在动脑与动手,理论与实践的结合上找到这“两个关系”,最终得出欧姆定律I=U/R。为了研究导体的电阻大小与哪些因素有关, 控制导体的长度和材料不变,研究导体电阻与横截面积的关系。为了研究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关,保证压力相同时,研究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系。
利用控制变量法研究物理问题,注重了知识的形成过程,有利于扭转重结论、轻过程的倾向,有助于培养学生的科学素养,使学生学会学习。还有蒸发的快慢与哪些因素的有关;液体压强与哪些因素有关;研究浮力大小与哪些因素有关;压力的作用效果与哪些因素有关;滑轮组的机械效率与哪些因素有关;动能、重力势能大小与哪些因素有关;研究电流做功的多少跟哪些因素有关系;电流的热效应与哪些因素有关;研究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关系等均应用了这种科学研究方法
物理实验方法总结2
转换法
一些比较抽象的看不见、摸不着的物质要研究它们的规律,可转化为学生熟知的看得见、摸得着的宏观现象来认识它们。这种方法在科学上叫做“转换法”。如:分子的运动,电流的存在,磁场的存在等, 如:空气看不见、摸不到,我们可以根据空气流动(风)所产生的作用来认识它;分子看不见、摸不到,不好研究,可以通过研究墨水的扩散现象去认识它;电流看不见、摸不到,判断电路中是否有电流时,我们可以根据电流产生的效应来认识它;磁场看不见、摸不到,我们可以根据它产生的作用来认识它。
再如,有一些物理量不容易测得,我们可以根据定义式转换成直接测得的物理量。在由其定义式计算出其值,如电功率、电阻、密度等。还有测不规则小石块的体积我们转换成测排开水的体积;我们测曲线的长短时转换成细棉线的长度;在测量滑动摩擦力时转换成测拉力的大小;大气压强的测量转换成测大气压支持水银柱算的压强;测
硬币的直径时转换成测刻度尺的长度;测液体压强转换成我们能看到的液柱高度差的变化;通过电流的效应来判断电流的存在;通过磁场的效应来证明磁场的存在;研究物体内能与温度的关系转换成测出温度的改变来说明内能的变化;在研究电热与电流、电阻的因素时,我们将电热的多少转换成液柱上升的高度;在我们研究电功与什么因素有关的时候,我们将电功的多少转换成砝码上升的高度;密度、功率、电功率、电阻、压强(大气压强)等物理量都是利用转换法测得的;动能与什么因素有关时,看小球在平面上滑动的越远则动能越大,就是将动能的大小转换成了小球运动的远近。以上列举的这些问题均应用了这种科学方法。
物理实验方法总结3
放大法
在有些实验中,实验的现象我们是能看到的,但是不容易观察。我们就将产生的效果进行放大再进行研究。比如音叉的振动、响度的影响因素很不容易观察,所以我们利用小泡沫球或 乒乓球 将其现象放大。观察压力对玻璃瓶的作用效果时我们将玻璃瓶密闭,装水,插上一个小玻璃管,将玻璃瓶的形变引起的液面变化放大成小玻璃管液面的变化。
物理实验方法总结4
累积法
在测量微小量的时候,我们常常将微小的量积累成一个比较大的量、比如在测量一张纸的厚度的时候,我们先测量100张相同纸的厚度再将结果除以100,这样测量的结果更接近真实的值就是采取的
积累法。要测量出一张邮票的质量、测量出心跳一下的时间,测量出导线的直径,均可用积累法来完成。
物理实验方法总结5
类比法
在我们学习一些十分抽象的,看不见、摸不着的物理量时,由于不易理解我们就拿出一个大家能看见的与之很相似的量来进行对照学习。如电流的形成、电压的作用通过以熟悉的水流的形成,水压使水管中形成了水流进行类比,从而得出电压是形成电流的原因的结论。
物理实验方法总结6
理想化物理模型
实际现象和过程一般都十分复杂的,涉及到众多的因素,采用模型方法对学习和研究起到了简化和纯化的作用。但简化后的模型一定要表现出原型所反映出的特点、知识。模型法有较大的灵活性。每种模型有限定的运用条件和运用的范围。
比如: 磁感线,它是不存在的线,但是我们为了便于研究磁场我们人为的引入了一些曲线,将我们研究的问题简化。液柱,求液体对竖直的容器底的压强的时候,我们就选了一个液柱作为研究的对象简化;光线,光线是一束的,而且是看不见的,我们使用一条看的见的实线来表示就是将问题简化,利用了理想化模型 。还有匀速直线运动,生活中很少有一个物体真正的做匀速直线运动,在我们研究问题的时候匀速直线运动只是一个模型)
物理实验方法总结7
科学推理法
一切发声体都在振动结论的得出,在实验中对多种结论进行分析整理并得出最后结论时,都要用到这一方法。
在验证导体的电阻与什么因素有关的时候,经过多次的实验我们得出了导体的电阻与长度,材料,横截面积,温度有关,也是将实验的结论整理到一起后归纳总结得出的。在所有的科学实验和原理的得出中,我们几乎都用到了这种方法。
物理实验方法总结8
比较法(对比法)
当你想寻找两件事物的相同和不同之处,就需要用到比较法,可以进行比较的事物和物理量很多,对不同或有联系的两个对象进行比较,我们主要从中寻找它们的不同点和相同点,从而进一步揭示事物的本质属性。
如,比较蒸发和沸腾的异同点;比较汽油机和柴油机的异同点 ;电动机和热机;电压表和电流表的使用。利用比较法不仅加深了对它们的理解和区别,使同学们很快地记住它们,还能发现一些有趣的东西。
物理实验方法总结9
分类法
把固体分为晶体和非晶体两类、导体和绝缘体。
物理实验方法总结10
观察法
物理是一门以观察、实验为基础的学科。人们的许多物理知识是通过观察和实验认真地总结和思索得来的。着名的马德堡半球实验,证明了大气压强的存在。在教学中,可以根据教材中的实验,如长度、时间、温度、质量、密度、力、电流、电压等物理量的测量实验中,
要求学生认真细致的观察,进行规范的实验操作,得到准确的实验结果,养成良好的实验习惯,培养实验技能。大部分均利用的是观察法。
物理实验方法总结11
比值定义法
如密度、压强、功率、电流等概念公式采取的都是这样的方法。
多因式乘积法
如电功、电热、热量等概念公式采取的都是这样的方法。
逆向思维 法
如由电生磁想到磁生电
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㈦ 计算物理学的研究方法
计算物理学具体的方法有:蒙特卡罗方法(不确定性方法)、分子动力学方法(确定性)有限差分法,有限元素法,计算机代数(mathmatic,matlab),神经元网络方法,元胞自动机方法,高性能并行计算。
一个多粒子体系的实验可以观测的物理量(状态量)的数值可以由其涉及的态的量值的总的统计平均求得。实际上按照产生位形变化的方法,有两类方法对有限的系列态的物理量做统计平均。 确定性模拟方法即统计物理中的MD方法。这个方法广泛用于研究经典的多粒子体系。其按体系内部的内禀动力学规律(??)来计算并确定其位形的转变。首先需要建立一组分子的运动方程,通过直接对系统中的一个个分子运动方程的数值求解,得到各个时刻的分子的坐标和动量,即相空间中的轨迹,利用统计力学计算方法得到多体系统的静态或者动态性质,从而得到系统的宏观性质。该法特征是一个体系,一段时间,其方程组的建立要通过对物理体系的微观数学描述给出,微观体系中每隔分子各自服从经典的牛顿力学,而每个分子运动的内禀动力学是利用理论力学上的哈密顿量或者拉格朗日量来描述,或者用牛顿运动方程表示。方法中不存在随机因素。该法是实现玻尔兹曼(boltzmann)的统计力学,可以处理与时间有关的过程,因而可以处理非平衡态问题。缺点是程序复杂,计算量大,占内存多。
原则上MD方法适用的微观物理体系并无限制,这个方法适用于少体和多体系统,也可以是点粒子系统或者具有内部结构的系统,也可以是分子系统或者其他粒子系统。
但是上述两种模拟方法都面临基本限制:其一有限的观测时间,其二是有限系统大小。人们通常感兴趣于体系在热力学极限(粒子数趋于无穷多时)的性质,因此计算机模拟有限体系可能会出现有限尺寸效应,为减小该效应,人们引入周期性,全发射,漫反射等边界条件。当然同时边界条件的引入也会引起体系某些性质的变化。 另外,体系的运动方程组采用计算机进行数值求解时,要将方程离散化为有限差分法。常用的方法有欧拉法,龙格-库塔法,辛普生法等。数值计算的误差阶数显然也取决于所采用的数值求解方法的近似阶数,原则上计算机计算速度足够大,内存足够多,可以使得误差降低。
MD方法中,最自然的应用是微正则系综,这时能量是守恒的。当我们要研究温度和压力是常量的系统时,系统不能是封闭的。MD方法中常常是在想象中将系统放入热浴和压浴中,实际上在计算中往往是对某些自由度进行限制和约束来实现的。例如恒温时是保证其体系的平均动能不变,为此设计新的算法,由于新的约束出现,我们并不是处理一个真正的正则系综,实际上是仅仅复制了系综的位形部分。理论上讲,只要这个约束没有破坏一个状态到另一个状态的马尔可夫特性(???),这样做就是可行的,当然其动力学性质可能会受到这一约束的影响。
自20世纪50年代以来,MD方法得到广泛应用,取得一定成功。例如对于气体或液体的状态方程,相变问题,吸附问题,扩散问题,以及非平衡过程的问题研究,应用范围从化学反应、生物学的蛋白质,重离子的碰撞,材料设计,纳米科技等广泛的学科和研究领域。
㈧ 物理中的实验方法有哪些
物理中的实验方法有比较法、替代法、累积法、控制法、留迹法、放大法、补偿法、转换法、理想化法、模型法。
将待测物理量与选做标准单位的物理量进行比较的方法叫比较法。
用已知的标准量去代替未知的待测量,以保持状态和效果相同,从而推出待测量的方法叫替代法。
累积法又称叠加法。将微小量累积后测量求平均的方法,能减小相对误差。
在中学许多物理实验中,往往存在着多种变化的因素,为了研究它们之间的关系可以先控制一些量不变,依次研究某一个因素的影响。
㈨ 中学物理基本实验方法
物理实验方法有哪些,初中物理常用的八种实验方法总结。初中物理学的实验方法有很多,其中初中物理常用的实验方法有八种。我在这里整理了相关资料,希望能帮助到您。
中学物理基本实验方法
图像法:
1.用温度时间图像理解融化、凝固、沸腾现象。
2.电流、电压、图像理解欧姆定律I=U/R、电功率P=UI。
3.正比、反比函数图象巩固密度ρ=m/V、重力G=mg、速度v=s/t、杠杆平衡F1L1=F2L2
4.压强p=F/S p=ρgh
浮力 F=ρ液gV排
热量 Q=cm(t2-t1)等公式。
控制变量法:
1.研究蒸发快慢与液体温度、液体表面积和液体上方空气流动速度的关系。
2.研究弦乐器的音调与弦的松紧、长短和粗细的关系。
3.研究压力的作用效果与压力和受力面积的关系。
4.研究液体的压强与液体密度和深度的关系。
5.研究滑动摩擦力与压力和接触面粗糙程度的关系。
6.研究物体的动能与质量和速度的关系。
7.研究物体的势能与质量和高度的关系。
8.研究导体电阻的大小与导体长度材料横截面积的关系。
9.研究导体中电流与导体两端电压、导体电阻的关系。
10.研究电流产生的热量与导体中电流、电阻和通电时间的关系。
11.研究电磁铁的磁性与线圈匝数和电流大小的关系。
转换法:
1.利用乒乓球的弹跳将音叉的振动放大;利用轻小物体的跳动或振动来证明发声的物体在振动。
2.用温度计测温度是利用内部液体热胀冷缩改变的体积来反映温度高低。
3.测量滑动摩擦力时转化成测拉力的大小。
4.通过研究扩散现象认识看不见摸不着的分子运动。
5.判断有无电流课通过观察电路中的灯泡是否发光来确定。
6.磁场看不见、摸不着,可以通过观察小磁针是否转动来判断磁场是否存在。
7.判断电磁铁磁性强弱时,用电磁铁吸引的大头针的数目来确定。
8.研究电阻与电热的关系时,电流通过阻值不等的两根电阻丝产生的热量无法直接观测或比较,可通过转换为可看见的现象(气体的膨胀、火柴的点燃等的不同)来推导出那个电阻放热多。
实验推理法:
1.研究真空中能否传声。
2.研究阻力对运动的影响。
3.“在自然界只存在两种电荷”这一重要结论也是在实验基础上推理得出来的。
等效替代法:
1.在电路中若干个电阻可以等效为一个合适的电阻,反之亦可;如等效电路、串并联电路的等效电阻,都利用了等效的思维方法。
2.在研究平面镜成像实验中用两根完全相同的蜡烛其中一根等效另一根的像。
3.用加热时间来替代物体吸收的热量。
4.用自行车轮测量跑道的长度,跑道较长,无法直接测量,用滚轮法处理:轮子的周长乘以圈数即为跑道的周长。
类比归纳法:
1.研究电流时类比水流。
2.用“水压”类比“电压”。
3.用抽水机类比电源。
4.研究做功快慢时与运动快慢进行类比等。
5.用弹簧连接的小球类比分子间的相互作用力。
物理应该怎样学?
一、概念——学习物理的基础
物理概念和术语是学习物理学的基础,只有熟练掌握才能抓住问题的实质和关键。学习物理概念的方法有五种:
1、分类法
对所学概念进行分类,找出它们的相同 点和不同点,初中物理学的概念可分为四小类①概念的物理量是几个物理量的积,例如:功、热量;②概念是几个物理量的比值,如:速度、密度、压强、功率、效 率;③概念反应物质的属性,例如:密度、比热、燃烧值、熔点、沸点、电阻率、摩擦系数等;④概念没有定义式,只是描述性的,如力、沸点、温度。
2、对比法
对于反映两个互为可逆的物理量可用这种方法进行学习,例如:熔解与凝固、汽化与液化、升华与凝华、有用功与额外功。
3、比较法
对于概念中有相同字 眼的相似相关概念利用相比较学习的方法可以找出相同点和不同点,建立内在联系。例如“重力”与“压力”、“压力与压强”、“功与功率”、“功率与效率” “虚像与实像”、“放大与变大”等。
4、归类法
把相关联的概念进行分组比较便于形成知识系统。例如:①力、重力、压力、浮力、平衡力、作用力与反作用 力。②速度、效率、功率、压强。③杠杆、支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂、力的作用线。④熔解、液化、蒸发、沸腾、汽化、液化、升华、凝华。⑤串联、并联、混联。⑥通路、短路、断路。⑦能、机械能、功能、势能。
5、要点法
抓住概念中关键字眼进行学习,例如“重力”由于地球的吸引而受到的竖直向上的力 叫重力,这个概念中“地球的吸引”“竖直向下”就是关键字眼,值得反复回味和理解。
二、公式——学习物理的钥匙
每一个公式都有一定的适用范围,不能乱用,每一个字母都有着特定含义,需要理解,例如P=F/S中“S”指两物全接触的公共面积,这个公式既适用于固体,也 可适用于液体和气体,而P=ρ物gh来说适用范围就更小,只适用规则固体物体放在水平面上产生的压强。我们面对每一个公式不能机械记忆其等量关系,广州中考助手物理老师建议应从以下五个方面进行扩展,这样才能形成知识体系,提升学习物理的效率。
1、 根据公式想物理概念,对于ρ=m/V,V=S/t,P=F/S,W=F·S可以记:单位体积某物体的质量叫物质的密度。
2、根据公式记单位,记住物理量的 国际单位、常用单位、单位进率。
3、根据公式想变形公式,多进行这样的训练有利于扩展思维,提高分析问题的能力。
4、根据公式记影响物理量的因素,例如从 f=Fμ记影响滑动摩擦力大小因素是压力大小和接触面的粗糙程度,且成正比,又如通过P=F/S记影响压强大小的因素,其实质是乘积式或比值式的物理量都 可以采用这种方法。
5.通过公式想实验。
公式是实验的原理所在,从公式中想所要测的物理量,从所测物理量想所需的实验器材,再进一步想实验过程,操作过 程中的注意事项。
三、规律——学习物理的关键
物理规律是人们通过长期努力从生活实践中总结出来的重要结论,必须深入领会,加强理解,为了帮助记忆,我们通过口诀方式归纳如下:
1、弹簧秤原理:弹性限度是条件,伸长缩短很关键,变化包括两方面,外力可拉也可压。
2、惯性定律:不受外力是条件,保持匀直或静止,平衡效果合为零,相当没有受外力。
3、阿基米德原理:物体浸在液体中,要受浮力不密底,排开液体的重量,V排ρ液乘以g
4、功的原理:任何机械不省功,总功有用额外和,对物对功才有用,机械绳重摩擦额。
5、杠杆平衡条件:静止不动匀转动,力乘力臂积相等,支点受力画力线,作出力臂是关键。
6、反射定律:三线共面两角等,成像都是虚像的,物像镜面对称轴,镜面凹面均适用。
7、折射规律:两种媒质密不同,三线共面角不等,密度大中角度小,垂入射很特殊。
8、欧姆定律:同一导体同状态,电压电阻定电流,电阻导体本属性,材料长短粗细温。
9、焦耳定律:通电导体产生热,I平电阻乘时间,电能全部转热,纯阻两推经常用。
10、串联电路:串联电流路一条,电流大小处处等。总阻总压各部和,正比关系归电阻。
11、并联电路:并联电压处处等,干路电流支路和。总倒等于各倒和,反比关系归电阻。
12、安培定则:通电导体产生磁,电流方向定磁场。右手握螺旋管,四指电流拇指北。
13、滑动摩擦力:压力粗糙成正比,滑动大于滚动的,匀速直线或静止,根据平衡力来求。
14、大气压强:高度温度和湿度,睛夏高于阴和冬,海拔高度2千内,上升12下降1。
15、物体沉浮:浮力重力相比较,也可比较物液密。物小漂浮悬浮等,物大液密必下沉。
16、决定电阻大小因素:温度一定看材料,长度正比截面反,拉长压缩很特殊,四倍关系要分清。
17、决定蒸发快慢的因素:蒸发吸热要致冷,快慢因素三方面,温度高低接触面,空气流动摇扇子。
18、影响沸点的因素:沸腾沸点要吸热,沸点高低看气压,高山气低沸点低,高压锅内温度高。
19、晶体熔解:吸热升温倒熔点,熔解过程温不变。熔点温度物状态,固态液态或共存。
四、仪器——学习物理学的工具
学习物理的基本方法是观察法和实验法。熟悉物理学中的各种仪器是进行观察实验的基础。能正确使用各种仪器,就能很好地学习物理。
1、总纲:根据需要选器材,范围零刻最小值,使用规则认真记,记录准确加估读。
2、刻度尺:水平放置零对齐,刻线紧贴视线垂,特殊方法四小类,积小成多曲线替。
3、弹簧称:竖直静止匀速读,力的平衡替换的,调零观察最小值,使用不能超范围。
4、温度计:热涨冷缩是原理,接触范围不脱体,体温特殊可脱体,使用之前要先甩。
5、天平:水平放置游码零,刻盘指针对中块,左放物体右法码,游码始终加右盘。
6、平面镜:物像相等镜对称,物动像动含2倍,钟面问题十二减,全像镜长物一半。
7、凸透镜:二倍焦距见大小,一倍焦距见虚正,实像物近像变大,像大必定像距大。实像倒立虚像正,物距像距反向变。
8、杠杆:匀速转动或静止,力和力臂积相等,支点支在支架上,调节螺母水平衡。用力最小力臂大,支点力点连线垂。
9、滑轮:轮上之力必相等,轴上之力轮2倍,省力必定费距离,轮上移距轴2倍。
10、定滑轮:固定不随物移动,支点轴上在园心,力臂相等为半径,省力一半不变向。
11、动滑轮:动滑支点在轮上,竖直用力省力半,效率计算要计重,不变方向费距离。
12、滑轮组:n个定动一根绳,定出2n变力方,如要2n多一股,动出多省方不变。
13、伏特表:内阻很大电流忽,并联要测的两端,若是串接在电路,V表有数A无数。
14、滑动变阻器:改变电路的电阻,有效部位分清楚,无效不通或短路,滑片接伏三类型。
五、联系生活——学习物理的灵丹妙药
物理现象与生活密切联系,联系身边的生活现象,用所学的知识解决实际问题,才能变知识为能力,才能加深理解和增强记忆,如以下例子:
1、长度测量:太薄太短少积多,圆形弯屈细线法。
2、相对运动:月亮走啊我也走,巍巍青山两岸走。
3、蒸发:凉晒衣粮吹风扇,水中不冷上岸冷。
4、液化:“白气”不是水蒸气,水气液化小雾滴,雾露石油液化气,蒸气汤手更厉害。
5、升华凝华:灯泡变黑霜和雪,冰冻衣服直晒干,人工降雨用干冰,下雪不冷化雪冷。
6、直线传播:小孔成像影形成,瞄准射击日月食。
7、平面像:镜子潜艇潜望镜,水中月亮镜中花。
8、折射:筷子变弯眼受骗,叉鱼河底像变浅。
9、增大摩擦:凹凸花纹洒灰渣,筷子提米要挤压。
10、增大压强:磨刀宽带地基厚,履带大象和骆驼。
六、思路——学习物理的捷径
学习物理,要理顺解题思路,归纳起来就是一看二想三画图,根据模式去解题,具体来说,就是要:
首先看题,寻找题设中的关键字眼,理解这些字眼中的特殊含义;
二想就是要想该题属于哪个范围的题目,涉及哪些概念、规律或计算公式:
三画图就是要把抽象的文字信息变成不同的物理具体图形,最后建立解题模式。
1、下列字眼含义深刻,应该理解熟记,达到能快速提高的地步。
①匀速直线运动(静止):要么不受力,要么受平衡力,速度不变,动能不变。
②光滑水平面:不计摩擦,摩擦力为零。
③水平面上:压力在数值上等于重力。
④照明电路(电压等于220伏);正常工作:电压等于额定电压,电功率等于额定功率。
⑤导线电阻不计,电压表内耗电流不计,电流表内耗电压不计。
⑥没有特殊要求,物体都是实心的。
⑦漂浮 悬浮 浸没
2、常见解题关键和模式
①光学问题抓“法线”,力学题目要从受力的分析,两力平衡入手;解电学问题要分析电路的性质(是串联还是并联),弄清各个电表测量的是什么量入手(是总压还是 分压,是总流还是分流),各个电键的作用是什么?控制什么用电器(滑动变阻器有效部位是什么?抓住这些信息分析,问题大都可以迎刃而解)。
②解物理习题的思维程序
审题→文字翻译→记忆留痕→建立物理情景→找出隐念条件→排除干扰因素→确立解题关键→建立思维网络→列方程解题。
翻译和留痕就是在审题时首先用符号来表示物理量,并标在物理量上,建立物理情景就是运用示意图变抽象为具体。
七、技巧——学习物理的杠杆
学习物理的方法很多,综合和分析是一般的思维方式,有时采用特殊方法进行思考,可以使问题简单化。下面粗略介绍几种供同学们选择。
1、因素分析法:运用有关物理公式,列出与问题有关的和类关系式,了解不变因素,分析问题涉及的变量,作出解答,例如同一物体在同一水平面上分别以5米/秒的速度和1米/秒的速度作匀速直线运动,摩擦力的大小怎样变化。
2、图示法:认真审题,把题设景象通过画图表示出来,便如力学中受力分析示意图,光学中的光路图,电学中的电路图。
3、极端法:有意扩大变量差异,扩大变化可使问题更加明显,易辩加深对问题的讨论。例如测量中的误差。
4、整体法:把研究的几个相关联的对象作为一个整体考虑,可化简为易。
5、反证法:对一些命题举出反例给予否定。对于“一定”“肯定”等字眼特别有效。
八、发现——学习物理的最高境界
通过学习,利用所学的知识,发现教材中没有出现但又有用的规律,使问题简化,这是学习物理的标准之一!
例如:
A、规则固体水平放, ρgh算压强
B、液体流动容器装,压力大小看形状上重下压形象化,上下相等叫规则
C、物体漂浮液面上,所受浮力等重力V排除以物体积,等于ρ物除ρ液
D、物体全部浸液体,V排等于物体积重力浮力比值等,物液密度的比值
E、纯冰漂在液面上,化后液面看液密大于水密要上升,小于等于均不变
F、冰含杂质船抛物,关键看物的密度小等液密液不变,大于肯定要下降
G、规则容器放物体,增压浮力除以底。
九、初中阶段常见的常数