❶ 物理學中常用的幾種科學思維方法
1.模型法
物理模型是一種理想化的物理形態,將復雜的問題抽象化為理想化的物理模型是研究物理問題的基本方法。科學家通常利用抽象化、理想化、簡化、類比等把研究對象的物理學本質特徵突出出來,形成概念或實物體系,即為物理模型。模型思維法就是對研究對象或過程加以合理的簡化,突出主要因素忽略次要因素,從而解決物理問題的方法。從本質上說,分析物理問題的過程,就是構建物理模型的過程。通過構建物理模型,得出一幅清晰的物理圖景,是解決物理問題的關鍵。實際中必須通過分析、判斷、比較,畫出過程圖(過程圖是思維的切入點和生長點)才能建立正確合理的物理模型。
2.等效法
當研究的問題比較復雜,運算又很繁瑣時,可以在保證研究對象的有關數據不變的前提下,用一個簡單明了的問題來代替原來復雜隱晦的問題,這就是所謂的等效法。在中學物理中,諸如合力與分力、合運動與分運動、總電阻與各支路電阻以及平均值、有效值等概念都是根據等效的思想引入的。教學中若能將這種方法滲透到對物理過程的分析中去,不僅可以使問題的解決變得簡單,而且對知識的靈活運用和知識向能力轉化都會有很大的促進作用。
3.極端法
所謂極端法,就是依據題目所給的具體條件,假設某種極端的物理現象或過程存在並做科學分析,從而得出正確判斷或導出一般結論的方法。這種方法對分析綜合能力和數學應用能力要求較高,一旦應用得恰當,就能出奇制勝。常見有三種:極端值假設、臨界值分析、特殊值分析。
4.逆思法
在解決問題的過程中為了解題簡捷,或者從正面入手有一定難度,有意識地去改變思考問題的順序,沿著正向(由前到後、由因到果)思維的相反(由後到前、由果到因)途徑思考、解決問題,這種解題方法叫逆思法。是一種具有創造性的思維方法,通常有:運用可逆性原理、運用反證歸謬、運用執果索因進行逆思。
5.估演算法
所謂估演算法就是對某些物理量的數量級進行大致推算或精確度要求不太高的近似計算方法。估算題與一般的計算題相比較,它雖然是不精確不嚴密的計算,但確是合理的近似,它可以避免繁瑣的計算而著重於簡捷的思維能力的培養。解估算題的基本思路是:(1)抓住主要因素,忽略次要因素,從而建立理想化模型。(2)認真審題,注意挖掘埋藏較深的隱含條件。(3)分析已知條件和所求量的相互關系以及物理過程所遵守的物理規律,從而找到估算依據。(4)明確解題思路,步步為營層層剝皮求出答案,答案一般保留一到兩位有效數字。
6.虛設法
在物理解題中,我們常常用到一種虛擬的思維方法,即從給定的物理條件出發,假設與想像某種虛擬的東西,達到迅速、准確地解決問題的目的,我們把這種方法較虛設法。虛設法常見的幾種情形是:虛設條件、虛設過程、虛設狀態、虛設結論等。
7.圖像法
所謂圖像法,就是利用圖像本身的數學特徵所反映的物理意義解決物理問題(根據物理圖像判斷物理過程、狀態、物理量之間的函數關系和求某些物理量)和由物理量之間的函數關系或物理規律畫出物理圖像,並靈活應用圖像來解決物理問題。
❷ 物理思想方法有哪些
物理思想方法
§1.圖形/圖象圖解法
圖形/圖象圖解法就是亮隱虛將物理現象或過程用圖形/圖象表徵出後,再據圖形表徵的特點或圖象斜率、截距、面積所表述的物理意義來求解的方法.尤其是圖象法對於一些定性問題的求解獨到好處.
§2 極限思維方法
極限思維方法是將問題推向極端狀態的過程中,著眼一些物理量在連續變化過程中的變化趨勢及一般規律在極限值下的表現或者說極限值下一般規律的表現,從而對問題進行分析和推理的一種思維辦法.
§3 平均思想方法
物理學中,有些物理量是某個物理量對另一物理量的積累,若某個物理量是變化的,則在求解積累量時,可把變化的這個物理量在整個積累過程看作是恆定的一個值---------平均值,從而通過求積的方法來求積累量.這種方法叫平均思想方法.
物理學中典型的平均值有:平均速度、平均加速度、平均功率、平均力、平均電流等.對於線性變化情況,平均值=(初值+終值)/2.由於平均值只與初值和終值有關,不涉及中間過程,所以在求解問題時有很大的妙用.
§4 等效轉換(化)法
等效法,就是在保證效果相同的前提下,將一個復雜的物理問題轉換成較簡單問題的思維方法.其基本特徵為等效替代.
物理學中等效法的應用較多.合力與分力;合運動與分運動;總電阻與分電阻;交流電的有效值等.除這些等效等效概念之外,還有等效電路、等效電源、等效模型、等效過程等.
§5 猜想與假設法
猜想與假設法,是在研究對象的物理過程不明了或物理狀態不清楚的情況下,根據猜想,假設出一種過程或一種狀態攜衡,再據題設所給條件通過分析計算結果與實際情況比較作出判斷的一種方法,或是人為地改變原題所給條件,產生出與原題相悖的結論,從而使原題得以更清晰方便地求解的一種方法.
§6 整體法和隔離法
整體法是在確定研究對象或研究過程時,把多個物體看作為一個整體或多個過程看作整個過程的方法;隔離法是把單個物體作為研究對象或只研究一個孤立過程的方法.
整體法與隔離法,二者認識問題的觸角截然不同.整體法,是大的方面或者是從整的方面來認識問題,宏觀上來揭示事物的本質和規律.而隔離法則是從小的方面來認識問題,然後再通過各個問題的關系來聯系,從而揭示出事物的本質和規律.因而在解題方面,整體法不需事無巨細地去分析研究,顯的簡捷巧妙,但在初涉者來說在理解上有一定難度;隔離法逐個過程、逐個物體來研究,雖在求解上繁點,但對初涉者來說,在理解上較容易.熟知隔離法者應提升到整體敬燃法上.最佳狀態是能對二者應用自如.
§7 臨界問題分析法
臨界問題,是指一種物理過程轉變為另一種物理過程,或一種物理狀態轉變為另一種物理狀態時,處於兩種過程或兩種狀態的分界處的問題,叫臨界問題.處於臨界狀的物理量的值叫臨界值.
物理量處於臨界值時:
①物理現象的變化面臨突變性.
②對於連續變化問題,物理量的變化出現拐點,呈現出兩性,即能同時反映出兩種過程和兩種現象的特點.
解決臨界問題,關鍵是找出臨界條件.一般有兩種基本方法:①以定理、定律為依據,首先求出所研究問題的一般規律和一般解,然後分析、討論其特殊規律和特殊解②直接分析、討論臨界狀態和相應的臨界值,求解出研究問題的規律和解.
§8 對稱法
物理問題中有一些物理過程或是物理圖形是具有對稱性的.利用物理問題的這一特點求解,可使問題簡單化.要認識到一個物理過程,一旦對稱,則相當一部分物理量(如時間、速度、位移、加速度等)是對稱的.
§9 尋找守恆量法
守恆,說穿意思是研究數量時總量不變的一種現象.物理學中的守恆,是指在物理變化過程或物質的轉化遷移過程中一些物理量的總量不變的現象或事實.
守恆,已是物理學中最基本的規律(有動量守恆、能量守恆、電荷守恆、質量守恆),也是一種解決物理問題的基本思想方法.並且應用起來簡練、快捷.
從運算角度來說,守恆是加減法運算,總和不變.
從物理角度來講,那就與所述量表徵的意義有關,重在理解了.理解所述量及所述量守恆事實的內在實質和外在表現.
如動量,描述的是物體的運動量,大小為mV,方向為速度的方向.動量守恆,就是物體作用前總的運動量是動的時,且方向是向某一方向的,那作用後,總的運動量還是動的,方向還是向著這一方向.
§10 構建物理模型法
物理學很大程度上,可以說是一門模型課.無論是所研究的實際物體,還是物理過程或是物理情境,大都是理想化模型.
如 實體模型有:質點、點電荷、點光源、輕繩輕桿、彈簧振子、平行玻璃磚、……
物理過程有:勻速運動、勻變速、簡諧運動、共振、彈性碰撞、圓周運動……
物理情境有:人船模型、子彈打木塊、平拋、臨界問題……
求解物理問題,很重要的一點就是迅速把所研究的問題歸宿到學過的物理模型上來,即所謂的建模.尤其是對新情境問題,這一點就顯得更突出.
❸ 高中物理(思路問題)
物理講的是「萬物之理」,在我們身邊到處都蘊含著豐富的、取之不盡用之不竭的物理知識。只要我們保持一顆好奇之心,注意觀察各種自然現象和生活現象。多抬頭看看天空,你就會發現物理中的「力、熱、電、光、原」知識在生活當中處處都有。一旦養成用物理知識解決身邊生活中的各種物理現象的習慣,你就會發現原來物理這么有魅力,這么有趣。
2、學會從「定義」去尋找錯因
對於基本公式,規律,概念要特別重視。「死記知識永遠學不好物理!」最聰明的學生都會從基本公式和概念上去尋找錯誤的根源,並且能夠做到從一個錯題能復習一大片知識——這是一個學生學習物理是否開竅的最重要的標志!
3、把「陌生」變成「透徹」
遇到陌生的概念,比如「勢能」「電勢」「電勢差」等等先不要排斥,要先去真心接納它,再通過聽老師講解、對比、應用理解它。要有一種「不破樓蘭終不還」的決心和「打破沙鍋問到底」的研究精神。這樣時間長了,應用多了,陌生的就變成了透徹的了。
4、把「錯題」變成「熟題」
建立錯題本。在建立錯題本時,不要兩天打魚三天曬網,要持之以恆,不能半途而廢。尤其注意建立錯題本的方法和技巧,要有自己的創新、智慧以及汗水凝結在裡面,力求做到賞心悅目,讓人看了贊不絕口,自己看了會贊美自己的傑作。並且要常翻常看,每看一次就縮小一次錯題的范圍,最後錯題越來越少,直至所有的「錯題」變成「熟題」!以後再遇到類似問題,就會觸類旁通,永不忘卻。
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5、不管學哪一部分內容都要抓住重點,抓住主幹,這是最重要的
俗話說「打蛇打七寸」,抓住要害就等於抓住了命脈。而每一本書、每一單元、每一節課、每個練習都有關鍵考察點和關鍵的解決方法。這些就是物理中的「命脈」所在。
比如「所有平拋運動和類平拋運動的問題只要抓住兩種量三角形就可以很好的解決」;「所有的圓周運動的關鍵在於尋找向心力的來源」;「所有萬有引力問題的解決方法主要是兩大思路」;「恆定電路中的所有基本知識都可以歸結為一個U-I圖像」;「所有力學實驗的基礎是紙帶問題」;「紙帶問題的關鍵點只有兩點:求加速度和求某一點的速度」;「電學實驗的關鍵在於兩大問題:電路選擇(分壓式和限流式)、器材選擇」等等。
6、養成「良好的思維定勢」,克服「不好的思維定勢」
在解決物理問題的過程中經常有不好的思維定勢影響我們。這些是我們要力求克服的。而養成良好的思維定勢則更為重要!良好的思維定勢就是說:看到什麼就要想到什麼!比如看到「慣性」就想到「質量」;看到「合速度」就想到「實際速度」;看到「摩擦力」就先分析是靜摩擦力還是滑動摩擦力;看到「合外力」就想到「加速度」;看到「能量變化」就想到各種對應的「功能關系」等等。
7、一定避免「想當然」。得出任何結論必須要有根有據!根據必須是物理規律
做物理題最忌諱的就是「想當然」、「我以為應該這樣…」「我覺得應該怎樣…」「我想是這樣的…」「就應該是這樣…」。要記住:越是這種想當然的東西越是物理中最容易出錯的東西。
偉大的哲學家亞里士多德在很多領域取得了非常偉大的成就,但在物理問題中卻經常犯一些經驗性、想當然的錯誤,比如:他認為重的物體比輕的物體下落得快,認為力是維持物體運動的原因等等。
而伽利略則開創了實驗與理論結合來推導解答出物理問題的先河,從而推翻了亞氏的經驗主義、想當然的錯誤,所以在平時學習物理時得出每一個物理結論要力求做到「有根有據」!要能夠從物理公式、定理、定律來推導出你的結論。
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8、遇到熟題,容易題一定要加倍小心特別注意,最容易做的題往往最容易出錯
此類題目最容易讓同學們高興,如果你大意、輕視甚至藐視它,大難就要降臨到你的頭上了。或許出錯就在哪一個方向或者單位上。記住:越是容易題目越容易犯錯!就因為你的輕視。所以「戰略上藐視、戰術上重視」對解題非常適用。
9、養成良好的審題習慣。審題一定要慢,要仔細認真
特別注意把「關鍵詞」「關鍵字眼」都勾畫出來,這既可以增加審題的速度和准確度又可以避免審題出錯。審題時一定要與題給的圖像結合並且要在草紙上畫出大致過程或狀態;當具體的物理情景非常清晰,分析思路非常明確時,再在試卷上下筆。此時的慢審題,反而增加做題的速度和准確率。
10、每天晚上臨睡前回顧當天所學的知識每個周末的晚上回顧章節知識
這種過電影似的回顧會使所學知識的系統化,並使得知識記憶的更加深刻。
回顧的時候從主幹知識到次干知識再到細節知識,回顧的越詳細越全面效果越好,當天晚上沒有想出來的知識第二天起床後盡快復習查看。
這樣做有兩樣好處:既鞏固了知識,避免了遺忘;更重要的是又理順了知識關系,形成了知識系統和網路。這是一個非常好的夯實鞏固並系統化物理知識的方法。
11、在大腦中多儲存實例把基本知識規律與具體的物理情景相結合
理論聯系實際是學好物理的最好方法之一,這種方法在解決一些概念性的問題時經常遇到。例如遇到曲線運動問題就想到兩個實例「勻速圓周運動」和「平拋運動」。
12、從規范入手,養成嚴謹、細致的習慣
在物理學習中只要是因為不會做題造成的失分問題都不是大問題,但凡是因為會做題卻造成的失分問題都不是小問題。比如有很多學生因為規范性差、粗心大意(審題、計算錯誤)造成的失分。而這些只要平時養成好習慣都是完全可以避免的。嚴肅一些來說是否認真、是否細心乃是一個人素質高低的體現。
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13、避免「個別錯誤」克服「共性錯誤」
大部分學生犯錯誤都會有「共性的錯誤」和「個別的錯誤」。「個別的錯誤」必須得攻克,因為別人都會,而你不會,你就會被落得更遠。「共性的錯誤」是出題人本來就知道大多數人都會共有的缺點,從而設下陷阱故意讓你去鑽,所以最好的方法就是在下筆之前、審題之時就識破其圈套。誰能提前做到這一點,誰就可以比別人先勝一籌,從而更能穩操勝券。
14、把復雜問題簡單化,把復雜過程階段化採用多種方法解決問題
物理所追求的最高境界即「把復雜問題簡單化」,所以平時我們「遇到復雜問題要絞盡腦汁、盡可能想出多種解決方法,從中選用最簡單的方法去作答」。
有不少同學在平時學習中形成了匆匆審題,匆匆做題的習慣,結果導致在匆匆中「匆匆出錯」。這部分同學應該靜下心來,打開思路,擴展思維,多想辦法解決問題才能提高做題效率,從而提高分析解決問題的能力。
15、在平時的每一次練習、做題、聽課、反思整理時都要有長遠的打算,要有遠見卓識
現在會的、懂的知識不代表以後就不會忘記。要把那些容易忘掉、容易混淆、容易出錯的題或者結論及時的歸納整理下來,把一些知識的死角整理到一塊。多抓聯系、多反思歸類、多對比,以備後用。
16、面對每一次考試都要有一種精神嚴謹細致的思維,百算無誤的精細,舍我其誰的自信
對待學習要有「做別人的榜樣」的自信,要麼不做,要做就做到最好,做成所有人的典範!