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物理學中經常用的科學方法有哪些

發布時間:2022-08-12 13:57:42

㈠ 物理學中,除了控制變數法外,還有什麼

物理學中,除了控制變數法外,還有什麼法
常見的物理方法
模型法
即將抽象的物理現象用簡單易懂的具體模型表示.如用太陽系模型代表原子結構,用簡單的線條代表杠桿等.
疊加法
物理學中常常把微小的、不易測量的同一物理量疊加起來,測量後求平均值的方法俗稱「疊加法」如用厘米刻度尺一張紙的厚度、銅絲的直徑等.
控制變數法
自然界發生的各種現象,往往是錯綜復雜的.決定某一個現象的產生和變化的因素常常也很多.為了弄清事物變化的原因和規律,必須設法把其中的一個或幾個因素用人為的方法控制起來,使它保持不變,然後來比較,研究其他兩個變數之間的關系,這種研究問題的科學方法就是「控制變數法」.初中物理實驗大多都用到了這種方法,如通過導體的電流I受到導體電阻R和它兩端電壓U的影響,在研究電流I與電阻R的關系時,需要保持電壓U不變;在研究電流I與電壓U的關系時,需要保持電阻R不變.
實驗+推理法
有一些物理現象,由於受實驗條件所限,無法直接驗證,需要我們先進行實驗,再進行合理推理得出正確結論,這也是一種常用的科學方法.如將一隻鬧鍾放在密封的玻璃罩內,當罩內空氣被抽走時,鍾聲變小,由此推理出:真空不能傳聲;再如牛頓第一定律推導
轉換法
一些看不見,摸不著的物理現象,不好直接認識它,我們常根據它們表現出來的看的見、摸的著的現象來間接認識它們.如根據電流的熱效應來認識電流大小,根據磁場對磁體有力的作用來認識磁場等.
等效法
在研究物理問題時,有時為了使問題簡化,常用一個物理量來代替其他所有物理量,但不會改變物理效果.如用合力替代各個分力,用總電阻替代各部分電阻,浮力替代液體對物體的各個壓力等.
描述法
為了研究問題的方便,我們常用線條等手段來描述各種看不見的現象.如用光線來描述光,用磁感線來描述磁場,用力的圖示描述力等.
類比法
在認識一些物理概念時,我們常將它與生活中熟悉且有共同特點的現象進行類比,以幫助我們理解它.如認識電流大小時,用水流進行類比.認識電壓時,用水壓進行類比.

㈡ 初中物理常見的科學方法有哪些

物理是一種理科課程.初中物理呢,是應用物理的知識來解釋日常生活當中的許多現象的學科.比較貼近於生活.也來自生活.要是想學好物理呢,就必須有合適的方法.如果沒有合適的方式方法的話.你根本就學不會物理的,因為物理是有邏輯性的.那麼怎麼學好初中物理這門學科呢?有什麼樣的方法可以學好物理呢?

初中物理思維導圖

第五、不懂就問

發現自己有不會的地方,一定要及時的問同學或者是老師.不懂就問才是最好的學習方法,這樣就把所有的知識點都放在你的腦子里邊了.成為你自己的東西了,而不是別人的東西.

關於怎麼學好初中物理的方法技巧已經告訴給大家了,希望同學們能夠按照上面的方式方法進行學習,對於你們提高成績是很有幫助的.

㈢ 物理中探究實驗的方法有那些

1、控制變數法:就是把一個多因素影響某一物理量的問題,通過控制某幾個因素不變,只讓其中一個因素改變,從而轉化為單一因素影響某一物理量問題的研究方法

2、轉換法(放大法):對於一些看不見,摸不著的物理現象,或不易直接測量的物理量,用一些非常直觀的現象去認識或用容易測量的物理量間接測量的方法。

3、等效替代法(等效法):在研究物理問題時,有時為了使問題簡化,常用一個物理量來代替其他所有物理量,但不會改變物理效果。

4、理想模型法(抽象法、描述法):把復雜問題簡單化,將抽象的物理現象用簡單易懂的具體模型表示。

5、實驗推理法(科學推理法、理想實驗法):有一些物理現象,由於受實驗條件所限,無法直接驗證,需要我們先進行實驗,再進行合理推理得出正確結論,這也是一種常用的科學方法。

(3)物理學中經常用的科學方法有哪些擴展閱讀

物理學中對於多因素(多變數)的問題,常常採用控制因素(變數)的方法,把多因素的問題變成多個單因素的問題。每一次只改變其中的某一個因素,而控制其餘幾個因素不變,從而研究被改變的這個因素對事物的影響,分別加以研究,最後再綜合解決。

它是科學探究中的重要思想方法,廣泛地運用在各種科學探索和科學實驗研究之中。

1、獨立變數,即一個量改變不會引起除因變數以外的其他量的改變。只有將某物理量由獨立變數來表達,由它給出的函數關系才是正確的。

2、非獨立變數,一個量改變會引起除因變數以外的其他量改變。把非獨立變數看做是獨立變數,是確定物理量間關系的一大忌。

正確確定物理表達式中的物理量是常量還是變數,是獨立變數還是非獨立變數,不但是正確解答有關問題的前提和保障,而且還可以簡化解答過程。

㈣ 高中物理實驗常見方法有哪些

探究物理實驗的科學方法有許多種, 常用的有觀察法、控制變數法、轉換法、等效替代法。高中這幾個都有,但考試考的最多的應該是控制變數法和等效替代法。
下面筆者將這些常用方法總結如下。 一、觀察法 觀察是學習物理最基本的方法,是科學歸納的必要條件, 學生對學習活動的外部表現進行有目的、有計劃的觀察、記錄, 能夠為物理概念的形成、物理知識的理解、物理規律的探究提供信息和依據。常用觀察方法有: 1.觀察重點, 排除無關因素的干擾。如做氣體膨脹對外做功的實驗時,學生只聽到「嘭」的一聲, 看到瓶塞跳得很高, 對真正需要看的現象---塑料瓶口出現的酒精煙霧卻視而不見, 這就需要教師及時交待, 提醒學生, 然後再進行分析。 2.前後對比觀察, 抓住因果關系。如學習密度一節時, 我首先讓學生區分銅塊、鐵塊、鋁塊、石塊、酒精、水等物體, 通過觀察它們的顏色、狀態、軟硬來辨認。然後出示用紙包住的相同體積的銅塊、鐵塊、鋁塊, 怎樣區分它們? 學生通過實驗發現, 它們的質量不同, 因而得出相同體積的物體質量不同, 也是物質的一種特性, 從而引入密度概念。 3.正、反對比觀察, 深化認識。在指導學生觀察時, 多採用一些正反對比的方法, 可以加深學生理解知識, 拓寬思路。如探究聲音的產生, 即無聲又有聲; 探究沸點與氣壓的關系時, 即增大氣壓, 沸點升高, 減小氣壓, 沸點降低。 二、控制變數法 控制變數法是指一個物理量與多個物理量有關, 把多因素的問題變成多個單因素的問題, 分別加以研究, 最後再綜合解決。利用控制變數法研究物理問題, 有利於扭轉「重結論、輕過程」的傾向, 有利於培養學生的科學素養, 使學生學會學習。如導體中的電流與導體兩端的電壓和導體的電阻都有關系, 研究導體中的電流跟這段導體兩端的電壓時, 控制導體的電阻不變, 改變導體兩端電壓, 看導體中電流的變化, 通過學生實驗, 得出歐姆定律I=U/R。另外,研究導體的電阻大小、滑動摩擦力的大小、液體壓強的大小、浮力大小、動能和重力勢能大小、電流的熱量的大小、壓力的作用效果、滑輪組的機械效率、電磁鐵的磁性強弱、產生感應電流方向也都用到了控制變數法。 三、轉換法 轉化法是指將抽象的、看不見、摸不著或者是微小變化的現象或規律, 使之轉化為學生熟知的看見的現象來認識它們。如電流看不見、摸不到, 但可以根據電流產生的效應來認識, 磁場也可以根據地磁場的基本性質來認識; 研究電熱與電流、電阻有關時, 將產生的電熱多少轉換成液柱上升的高度; 回答動能與什麼因素有關時, 將動能的大小轉換成了小球運動的遠近。對於不容易測得物理量, 可以根據定義式轉換成能夠直接測量的物理量。如測量燈泡的電功率, 轉化成利用電流表通過燈泡的電流I, 用電壓表測出燈泡兩端電壓U, 通過P=IU計算得出電功率P。類似的實驗還有, 將測不規則小石塊的體積轉換成測石塊排開水的體積;測曲線的長短時轉換成測細棉線的長度, 測硬幣的直徑轉換成測刻度尺的長度; 測量滑動摩擦力大小轉換成測拉力的大小;測量大氣壓強值轉換成求被大氣壓壓起的水銀柱的壓強。 對於能看到的實驗現象, 但是不容易觀察, 將它產生的效果放大再研究。如音叉的振動藉助於乒乓球被彈起的幅度將其現象放大來觀察; 壓力對玻璃瓶的形變時將玻璃瓶密閉, 裝滿紅水,插上一個小玻璃管, 將玻璃瓶形變引起液面變化放大成小玻璃管液面的變化。 四、等效替代法 等效替代法是指抓住兩個看似不同的物理過程, 尋求其共同效果。如用合力替代物體所受幾個力時, 合力與原來幾個力的作用效果相同; 研究串、並聯電路的總電阻時, 用總電阻大小代替分電阻大小; 在平面鏡成像的實驗中,由於我們無法真正的測出物與像的大小, 所以利用了一個完全相同的另一根蠟燭來等效替代像的大小, 從而驗證物與像的大小相同。
麻煩採納,謝謝!

㈤ 物理學的研究方法有哪些

一、控制變數法:通過固定某幾個因素轉化為多個單因素影響某一量大小的問題.

二、等效法:將一個物理量,一種物理裝置或一個物理狀態(過程),用另一個相應量來替代,得到同樣的結論的方法.

三、模型法:以理想化的辦法再現原型的本質聯系和內在特性的一種簡化模型.

四、轉換法(間接推斷法)把不能觀察到的效應(現象)通過自身的積累成為可觀測的宏觀物或宏觀效應.

五、類比法:根據兩個對象之間在某些方面的相似或相同,把其中某一對象的有關知識、結論推移到另一個對象中去的一種邏輯方法.

六、比較法:找出研究對象之間的相同點或相異點的一種邏輯方法.

七、歸納法:從一系列個別現象的判斷概括出一般性判斷的邏輯的方法.

(5)物理學中經常用的科學方法有哪些擴展閱讀:

物理學的本質:物理學並不研究自然界現象的機制(或者根本不能研究),我們只能在某些現象中感受自然界的規則,並試圖以這些規則來解釋自然界所發生任何的事情。我們有限的智力總試圖在理解自然,並試圖改變自然,這是物理學,甚至是所有自然科學共同追求的目標。

六大性質

1.真理性:物理學的理論和實驗揭示了自然界的奧秘,反映出物質運動的客觀規律。

2.和諧統一性:神秘的太空中天體的運動,在開普勒三定律的描繪下,顯出多麼的和諧有序。物理學上的幾次大統一,也顯示出美的感覺。

牛頓用三大定律和萬有引力定律把天上和地上所有宏觀物體統一了。麥克斯韋電磁理論的建立,又使電和磁實現了統一。愛因斯坦質能方程又把質量和能量建立了統一。光的波粒二象性理論把粒子性、波動性實現了統一。愛因斯坦的相對論又把時間、空間統一了。

3.簡潔性:物理規律的數學語言,體現了物理的簡潔明快性。如:牛頓第二定律,愛因斯坦的質能方程,法拉第電磁感應定律。

4.對稱性:對稱一般指物體形狀的對稱性,深層次的對稱表現為事物發展變化或客觀規律的對稱性。如:物理學中各種晶體的空間點陣結構具有高度的對稱性。豎直上拋運動、簡諧運動、波動鏡像對稱、磁電對稱、作用力與反作用力對稱、正粒子和反粒子、正物質和反物質、正電和負電等。

5.預測性:正確的物理理論,不僅能解釋當時已發現的物理現象,更能預測當時無法探測到的物理現象。例如麥克斯韋電磁理論預測電磁波存在,盧瑟福預言中子的存在,菲涅爾的衍射理論預言圓盤衍射中央有泊松亮斑,狄拉克預言電子的存在。

6.精巧性:物理實驗具有精巧性,設計方法的巧妙,使得物理現象更加明顯。

對於物理學理論和實驗來說,物理量的定義和測量的假設選擇,理論的數學展開,理論與實驗的比較是與實驗定律一致,是物理學理論的唯一目標。

人們能通過這樣的結合解決問題,就是預言指導科學實踐這不是大唯物主義思想,其實是物理學理論的目的和結構。

在不斷反思形而上學而產生的非經驗主義的客觀原理的基礎上,物理學理論可以用它自身的科學術語來判斷。而不用依賴於它們可能從屬於哲學學派的主張。在著手描述的物理性質中選擇簡單的性質,其它性質則是群聚的想像和組合。

通過恰當的測量方法和數學技巧從而進一步認知事物的本來性質。實驗選擇後的數量存在某種對應關系。一種關系可以有多數實驗與其對應,但一個實驗不能對應多種關系。也就是說,一個規律可以體現在多個實驗中,但多個實驗不一定只反映一個規律。

㈥ 初中物理常用的研究方法有哪幾種

一、控制變數法:通過固定某幾個因素轉化為多個單因素影響某一量大小的問題.
1、影響蒸發快慢的因素; 2、壓力作用效果與哪些因素有關;
3、研究滑動摩擦力的大小跟哪些因素有關; 4、影響電阻大小的因素;
5、研究電流與電壓、電阻的關系(歐姆定律); 6、電磁鐵磁性強弱與哪些因素有關;
7、探索磁場對電流的作用規律; 8、研究電磁感應現象; 9、研究焦耳定律.
二、等效法:將一個物理量,一種物理裝置或一個物理狀態(過程),用另一個相應量來替代,得到同樣的結論的方法.
1、在研究物體受幾力時,引入合力.2、曹沖稱象.
3、在研究多個用電器組成的電路中,引入總電阻.
三、模型法:以理想化的辦法再現原型的本質聯系和內在特性的一種簡化模型.
1、在研究光學時,引入「光線」概念.
2、在研究磁場時,引入磁感線對磁場進行描述.3、理想電表.
四、轉換法(間接推斷法)
累積法:把不能觀察到的效應(現象)通過自身的積累成為可觀測的宏觀物或宏觀效應.
1、用壓緊鉛柱的方法來顯示分子面的引力作用.
2、在研究分子運動時,利用擴散現象來研究.
3、根據電流所產生的效應認識電流.
4、根據磁鐵產生的作用來認識磁場.
五、類比法:根據兩個對象之間在某些方面的相似或相同,把其中某一對象的有關知識、結論推移到另一個對象中去的一種邏輯方法.
1、水壓--電壓
2、抽水機提供水壓類似電源提供電壓.
3、用速度的定義公式引入壓強公式.
六、比較法:找出研究對象之間的相同點或相異點的一種邏輯方法.
1、研究蒸發和沸騰的異同點.
2、比較電壓表與電流表在使用過程中的相同點和相異點.
3、比較電動機與發電機的結構和原理的相同點和異同點.
4、汽油機和柴油機的相同點和異同點.
七、歸納法:從一系列個別現象的判斷概括出一般性判斷的邏輯的方法.
1、從氣、液、固的擴散實現現象,得出結論:一切物體的分子都在作無規則的運動.
2、物理學中的實驗規律(如串、並聯電路中電流、電壓的特點等)幾乎都用了此法.

㈦ 物理探究一共有多少種方法分別是什麼

中考物理實驗探究題方法類試題研究

《初中物理考試命題導向研究》課題組

物理方法既是科學家研究問題的方法,也是學生在學習物理中常用的方法,新課標也要求學生掌握一些探究問題的物理方法。初中階段有哪些物理方法需要學生熟悉?在中考的實驗探究題將以何種形式考查這些科學方法呢?
一、常見的物理研究方法
模型法:即將抽象的物理現象用簡單易懂的具體模型表示。如用太陽系模型代表原子結構,用簡單的線條代表杠桿等。
疊加放大法:物理學中常常把微小的、不易測量的同一物理量疊加放大,如用鏡面反射激光方法,來將音叉微小振動的幅度放大等。
控制變數法:自然界發生的各種現象,往往是錯綜復雜的。決定某一個現象的產生和變化的因素常常也很多。為了弄清事物變化的原因和規律,必須設法把其中的一個或幾個因素用人為的方法控制起來,使它保持不變,然後來比較,研究其他變數之間的關系,這種研究問題的科學方法就是「控制變數法」。初中物理實驗大多都用到了這種方法,如通過導體的電流I受到導體電阻R和它兩端電壓U的影響,在研究電流I與電阻R的關系時,需要保持電壓U不變;在研究電流I與電壓U的關系時,需要保持電阻R不變。
例題:
(2007年深圳)小斌同學在做「探究斜面長度是否影響斜面的機械效率」的實驗時,他用彈簧秤拉同一木塊,沿高度相同、長度不同的斜面,從斜面底端勻速拉至斜面頂端,下表是他記錄的實驗數據。請你計算出下列表格中「①」、「②」的機械效率(結果保留三個有效數字)。並將結果入答題卡中指定答題區域內。

分析上表數據,你得到的結論是:將同一重物沿粗糙程度相同的斜面移動相同的高度,斜面長度越 ③ 時,機械效率越 ④ 。
(2007年莆田)探究杠桿平衡的條件
(1)請將下列步驟填完整:
a、調節杠桿兩端的螺母,使杠桿在____位置平衡;
b、改變動力或動力臂的大小;
c、調節_________________________的大小,使杠桿重新平衡
(2)實驗獲得的數據如下表:
實驗次數 動力/N 動力臂/cm 阻力/N 阻力臂/cm
1 4 5 2 10
2 1.5 10 3 5
3 2 15 3 10
4 l 20 1 20
分析上表,用F1、F2、L1和L2分別表示動力、阻力、動力臂和阻力臂,杠桿平衡條件可表示為:___________________________。
實驗+推理法:有一些物理現象,由於受實驗條件所限,無法直接驗證,需要我們先進行實驗,再進行合理推理得出正確結論,這也是一種常用的科學方法。如將一隻鬧鍾放在密封的玻璃罩內,當罩內空氣被抽走時,鍾聲變小,由此推理出:真空不能傳聲。
例題:
(2007年株洲)在機械製造中有一個給大飛輪定重心的工序,該工序的目的是使飛輪的重心發生微小的位移,以使它准確位於軸心上。如圖13所示,一個質量為M=80kg、半徑為R=0.6m的金屬大飛輪可在豎直平面內繞軸心(圖中兩虛線的交點)自由轉動。用力推動一下大飛輪,飛輪轉動若干周後停止。多次試驗,發現飛輪邊緣上的標記F總是停在圖示位置。
(1)根據以上情況,可以初步確定飛輪重心P可能在圖中 。
A.軸心正下方的某一位置
B.軸心左側的某一位置
C.軸心右側的某一位置
(2)工人在飛輪邊緣上的某點E處,焊接上質量為m=0.4 kg的金屬後,再用力推動飛輪,當觀察到 的現象時,說明飛輪的重心已調整到軸心上了。
(3)請在圖13中標出E的位置。
(4)試求調整前飛輪的重心P到軸心的距離l。(提示:利用杠桿平衡條件)
轉換法:一些看不見,摸不著的物理現象,不好直接認識它,我們常根據它們表現出來的看的見、摸的著的現象來間接認識它們。如在物理教學過程中常常根據電流的熱效應來認識電流大小,根據磁場對磁體有力的作用來認識磁場等。
等效法:在研究物理問題時,有時為了使問題簡化,常用一個物理量來代替其他所有物理量,但不會改變物理效果。如用合力替代各個分力,用總電阻替代各部分電阻,浮力替代液體對物體的各個壓力等。
描述法:為了研究問題的方便,我們常用線條等手段來描述各種看不見的現象。如用光線來描述光,用磁感線來描述磁場,用力的圖示描述力等。
類比法:在認識一些物理概念時,我們常將它與生活中熟悉且有共同特點的現象進行類比,以幫助我們理解它。如認識電流大小時,用水流進行類比。認識電壓時,用水壓進行類比。
二、在中考中出現的考題賞析
例題:
(2005年安徽)建立物理模型是物理學習研究問題的一種重要方法。例如:研究平靜水面產生的反射現象時,可以將水面看成平面鏡。同理,定滑輪可以看成是__________。
解析:定滑輪可以看成等臂杠桿。
(2005年長沙)物理學研究中常常用到「控制變數法」、「等效法」、「類比法」等科學方法。在下列研究實例中,運用了控制變數法的是( )
A.研究電流的形成原因時,將電流與水流相比較,從分析水流的形成來入手分析電流的形成。
B.研究電流的大小時,根據電流產生的效應大小來判斷電流的大小。
C.研究多個電阻組成的電路時,求出電路的總電阻,用總電阻產生的效果來代替所有電阻產生的總效果。
D.研究電流與電壓大小關系時,保持電阻大小不變,改變電阻兩端的電壓值,觀察電流如何隨電壓變化而變化。
解析:A為類比法,B為轉換法,C為替代法,D為控制變數法,答案為D。
(2005蕪湖)牛頓曾研究過這樣一個問題:他發現人擲出去的石頭總會偏離擲出方向落回地面,於是牛頓提出了一個「大炮」的設想,上圖是他畫的「大炮」草圖——在地球的一 座高山上架起一隻水平大炮,以不同的速度將炮彈平射出去,射出速度越大,炮彈落地點就離山腳越遠。他推想:當射出速度足夠大時,炮彈將會如何運動呢?牛頓 通過科學的推理得出了一個重要的結論。這就是著名的「牛頓大炮」的故事,故事中牛頓實際也用到了理想實驗的研究方法。
(1)研究中牛頓基於的可靠事實是______________。
(2)根據以上資料和牛頓的「大炮」草圖,推測牛頓當年的重要結論是______________。如今,牛頓當年的推測已變成了現實,人們應用他的推論,利用現代科技製成了______________。
(3)想想看,初中物理學習中,你在研究什麼問題時用到過理想實驗的方法?請舉一例並說明你的研究過程。
解析:(1)人擲出去的石頭總會偏離擲出方向落回地面。(2)拋出物體的速度足夠大時,物體將離開地球,繞地球旋轉,做圓周運動;人造衛星。(3) 如:研究真空能否傳聲時用了理想實驗的方法:把音樂晶元放在廣口瓶內,瓶口塞上插有玻璃管的軟木塞,用抽氣設備抽瓶中的空氣,在抽氣的過程中,人聽到的音樂聲逐漸變小,由於實驗時無法達到絕對真空,在前面可靠事實的基礎上推理出聲音不能在真空中傳播。又如:研究牛頓第一定律時用到了理想實驗的方法。讓滑塊 從同一斜面的同一高度滑到表面粗糙程度不同的水平木板上,發現水平木板越光滑,滑塊滑得越遠,在這一可靠事實基礎上,推出假若木板絕對光滑(完全沒有摩擦),滑塊將做勻速直線運動。

㈧ 物理主要的科學實驗方法有哪些如控制變數法....

一、控制變數法
控制變數法是初中物理實驗中常用的探索問題和分析解決問題的科學方法之一。所謂控制變數法是指為了研究物理量同影響它的多個因素中的一個因素的關系,可將除了這個因素以外的其它因素人為地控制起來,使其保持不變,再比較、研究該物理量與該因素之間的關系,得出結論,然後再綜合起來得出規律的方法。
這種方法在整個初中物理實驗中的應用比較普遍。例如在人教版實驗教科書《物理》(八年級上冊)第一章第一節關於探究聲是怎樣傳播的實驗中,就開始滲透控制變數的思想。因為固體、液體和氣體都是傳聲的介質,我們逐一研究它們分別可以傳聲時,就必須控制其它兩個因素。如果在進行該實驗時就給學生恰當地點撥,提出:「把兩張課桌緊緊地挨在一起,一個同學輕敲桌面,另一個同學把耳朵貼在另一張桌子上,聽到的敲擊聲為什麼就能認為是桌子傳來而不是空氣傳來的?」引導學生去分析比較,就能使學生體驗到控制變數的思想。在接著的探究影響音調、響度等因素的實驗中,把控制變數的思想對學生給予簡要的介紹,就會使學生逐步領悟到控制變數法的實質要領,為以後的探究實驗作好方法上的准備。
在初中物理中,探究影響導體電阻大小的因素、電流跟電壓電阻的關系、影響電熱功率大小的因素、影響電磁鐵磁性強弱的因素、影響滑動摩擦力大小的因素、決定壓力作用效果的因素等等實驗,運用了控制變數法。
二、等效替代法
等效替代法是指在研究某一個物理現象和規律中,因實驗本身的特殊限制或因實驗器材等限制,不可以或很難直接揭示物理本質,而採取與之相似或有共同特徵的等效現象來替代的方法。這種方法若運用恰當,不僅能順利得出結論,而且容易被學生接受和理解。
三、轉換法有的物理量不便於直接測量,有的物理現象不便於直接觀察,通過轉換為容易測量到與之相等或與之相關聯的物理現象,從而獲得結論的方法。譬如,在研究電熱的功率與電阻關系的實驗中,電流通過阻值不等的兩根電阻絲產生的熱量無法直接觀測和比較,而我們通過轉換為讓煤油吸熱,觀察煤油溫度變化情況,從而推導出那個電阻放熱多。教學時不妨設計一問:為什麼研究電熱的功率與電阻大小的關系時,還用到似乎與實驗無關的煤油呢?引發學生的思考和討論,在小結出該實驗中煤油的作用的基礎上,進而再問:該實驗能否不用煤油而改用其它方式來觀察電阻通電後的發熱情況?這樣促使學生思維得以發散,轉換的思維方法得到訓練,設計實驗的能力也隨著提高了。
四、類比法類比法是一種推理方法。為了把要表達的物理問題說清楚明白,往往用具體的、有形的、人們所熟知的事物來類比要說明的那些抽象的、無形的、陌生的事物,通過藉助於一個比較熟悉的對象的某些特徵,去理解和掌握另一個有相似性的對象的某些特徵。如:在研究電壓的作用時,藉助於看得見而學生比較熟悉的「水壓形成水流」的實驗作類比,來揭示電壓是形成電流的原因。又比如在研究通電螺線管的磁場的實驗中,為准確記憶通電螺線管的北極與電流方向的關系,以緊握的右拳頭類比為螺線管,四指為線圈並指向電流的方向,則大拇指所指的一端為北極。這樣形象直觀很容易被學生理解記憶牢固。
五、圖象法圖象是一個數學概念,用來表示一個量隨另一個量的變化關系,很直觀。由於物理學中經常要研究一個物理量隨另一個物理量的變化情況,因此圖象在物理中有著廣泛的應用。在實驗中,運用圖象來處理實驗數據,探究內在的物理規律,具有獨特之處。如:在探究固體熔化時溫度的變化規律和水的沸騰情況的實驗中,就是運用圖象法來處理數據的。它形象直觀地表示了物質溫度的變化情況,學生在親歷實驗自主得出數據的基礎上,通過描點、連線繪出圖象就能准確地把握住晶體和非晶體的熔化特點、液體的沸騰特點了。
六、理想化方法
理想化方法是指在物理教學中通過想像建立模型和進行實驗的一種科學方法。可分為理想化模型和理想化實驗。
理想化模型就是指把復雜的問題簡單化,把研究對象的一些次要因素捨去,抓住主要因素,對實際問題進行理想化處理去再現原形的本質的東西,構成理想化的物理模型。這是一種重要的物理研究方法。例如探究杠桿平衡條件的實驗,杠桿就是一種理想化的模型。杠桿在使用時,由於受到力的作用,都會引起或多或少的形變,然而在研究中把此時的形變忽略不計,這里我們就把杠桿經過理想化的處理,認為它無形變,視為一個硬棒,從而使學生在研究時不被細枝末節的因素影響,順利地得出杠桿平衡原理。

㈨ 物理學中,經常用的科學方法有哪些

1
.控制變數法:

定義:在研究一個量與多個因素關系時,將一些因素固定不變,分別只研究該量
與一個因素的關系,從而使問題簡化。

2
)舉例:研究電流與電壓、電阻關系時,先將電阻固定不變,研究電流與電壓的關
系,然後再將電壓固定不變,研究電流與電阻的關系。

2
.轉換法:


1
)定義:將看不見、摸不著、不便於研究的問題或因素,轉換成看得見、摸得著、
便於研究的問題或因素。


2
)舉例:磁場看不見,我們撒上鐵粉,通過鐵粉的有序排列「看見」磁場並進行研
究。

3
.放大法:


1
)定義:放大、擴大、變大或增加某些因素使問題更容易解決。許多情況下可以認
為這是一種特殊的轉換法。


2
)舉例:將帶有細玻璃管的塞子插到裝滿水的瓶口,顯示玻璃瓶的微小形變。

4
.換元法(替代法):


1
)定義:換元法就是運用替換或代換的方法去進行創造的方法。


2
)舉例:研究平面鏡成像時,用平面玻璃代替平面鏡進行研究。研究透鏡時,用冰
塊去代替玻璃製作簡易的透鏡。

5
.等效法:


1
)定義:兩種現象在效果上一樣,因此可以進行相互替代。可以認為這是一種特殊
的替代法。


2
)舉例:做功和熱傳遞在改變物體內能上是等效的。

6
.分類法:


1
)定義:將許多東西根據一定的規則進行分組。


2
)舉例:將汽化現象分為蒸發、沸騰兩類。

7
.比較法:


1
)定義:找到兩種東西(現象、物理量等)的相同點、不同點。


2
)舉例:蒸發和沸騰的異同點。

8
.類比法:


1
)定義:由兩種東西的一部分相似之處,推測其他部分也可能相似。


2
)舉例:研究功率時,想到功率表示做功快慢、速度表示運動快慢這一相似性,推
測功率在定義、定義式、單位等方面也可能與速度相似。

9
.擬人類比法:


1
)定義:擬人類比又稱「親身類比」或「角色扮演」。在解決問題時,讓學生設想
自己變成了問題中的某些事物,從而去設身處地、親臨其境地感受問題的本質,解決問題。

是一種特殊的類比法。


2
)舉例:在研究分子熱運動時,可以讓學生設想自己就是一個個的分子。

10
.模型法:


1
)定義:將研究的問題在抓住要點的基礎上進行簡化、抽象,建立模型,運用模型
去更方便地研究問題。


2
)舉例:為研究光現象,引入「光線」這一模型。

11
.等價變換法:


1
)定義:讓學生把有關知識的數據、形象、動作、符號、公式、實例、文字敘述等
各種信息自由地變換表示,培養學生聯想能力。


2
)例如,在研究壓強時,將壓強定義式變換為定義的文字敘述,或相反。

12
.逆向思考法:


1
)定義:對研究的問題從相反方向思考,從而受到啟發或得出結論。


2
)舉例:由「電能生磁」,引導學生反過來想一想,「磁能否生電?」

13
.缺點列舉法:


1
)定義:以挑剔的眼光去看待被研究的問題,找到它的缺點或不完美之處,然後針
對這些缺點找到解決的方法。


2
)舉例:在研究了「彈簧測力計」之後,就可以對彈簧測力計進行改進:


首先,讓學生找出普通彈簧測力計的缺點:

不能記憶數據(一旦指針回零,就不能再顯示剛才的數據);不能在暗處讀數;不能測
壓力。


然後,讓學生協作學習、分組討論,就可能解決上述問題:

在針軌上加一塑料泡沫片;
加一個小燈泡電路;
將彈簧測力計頂部打開,
接入一受力裝
置與指針和彈簧連接。

14
.缺點利用法:


1
)定義:針對所研究內容中的缺點和不足,將錯就錯、變害為利、變廢為寶,找到
知識的應用途徑。


2
)舉例:重力的方向豎直向下易使物體下落破碎是缺點,但同時也可以利用這一點
製成打樁機、重錘,懸掛物體等等。再如,導體中電流過大,產生大量熱量而引起火災是缺
點,但正是據此製成了電熱器來為我們服務。

15
.組合法:


1
)定義:通過不同原理、不同技術、不同方法、不同現象、不同器材等組合,去設
計創造、解決問題。


2
)舉例:將電流表、電壓表組合使用,去測量電阻。

16
.逐漸逼近法:


1
)定義:是指在解決某些問題時,讓學生設計逐漸逼近的實驗及其過程,然後根據
實驗現象的發展趨勢和走向,進行理想化推理,從而推出結論或規律。


2
)舉例:在研究「牛頓第一定律」時,可以讓學生設計阻力逐漸減小的三個斜面實
驗,根據實驗現象得出「阻力越小,速度變化越慢」,最終進行理想化推理,得到「當阻力
為零時物體做勻速直線運動的結論」。

17
.反證法:


1
)定義:是指在解決某些問題時,若直接證明該問題的存在有困難,可以讓學生設
計該問題不存在的情景,通過該情景不成立,從而推出原來問題的存在。


2
)舉例:在研究「二力平衡條件」時,直接證明二力平衡必須在同一物體上很困難,
可以設計一個可以分為兩半的物體,
當將該物體分為兩個物體後,
發現二力不平衡了,
從而

說明了一對平衡力必須作用在同一個物體上。

㈩ 物理的幾種科學研究方法

一、理想模型法
實際中的事物都是錯綜復雜的,在用物理的規律對實際中的事物進行研究時,常需要對它們進行必要的簡化,忽略次要因素,以突出主要矛盾。用這種理想化的方法將實際中的事物進行簡化,便可得到一系列的物理模型。有實體模型:質點、點電荷、輕桿、輕繩、輕彈簧、理想變壓器、(3-3)液片、理想氣體、(3-5)原子核式結構模型和玻爾原子模型等;過程模型:勻速直線運動、勻變速直線運動、勻變速曲線運動、勻速圓周運動等。
採用模型方法對學習和研究起到了簡化和純化的作用。但簡化後的模型一定要表現出原型所反映出的特點、知識。每種模型有限定的運用條件和運用的范圍。
二、控制變數法
就是把一個多因素影響某一物理量的問題,通過控制某幾個因素不變,只讓其中一個因素改變,從而轉化為多個單一因素影響某一物理量的問題的研究方法。
這種方法在實驗數據的表格上的反映為:某兩次試驗只有一個條件不相同,若兩次試驗結果不同,則與該條件有關,否則無關。反過來,若要研究的問題是物理量與某一因素是否有關,則應只使該因素不同,而其他因素均應相同。控制變數法是中學物理中最常用的方法。
滑動摩擦力的大小與哪些因素有關;探究加速度、力和質量的關系(牛頓第二定律 );導體的電阻與哪些因素有關(電阻定律 );電流的熱效應與哪些因素有關(焦耳定律 );研究安培力大小跟哪些因素有關( );研究理想氣體狀態變化(理想氣體狀態方程 )等均應用了這種科學方法。
三、理想實驗法(又稱想像創新法,思想實驗法)
是在實驗基礎上經過概括、抽象、推理得出規律的一種研究問題的方法。但得出的規律卻又不能用實驗直接驗證,是科學家們為了解決科學理論中的某些難題,以原有的理論知識(如原理、定理、定律等)作為思想實驗的「材料」,提出解決這些難題的設想作為理想實驗的目標,並在想像中給出這些實驗「材料」產生「相互作用」所需要的條件,然後,按照嚴格的邏輯思維操作方法去「處理」這些思想實驗的「材料」,從而得出一系列反映客觀物質規律的新原理,新定律,使科學難題得到解決,推動科學的發展。又稱推理法。
伽利略斜面實驗、推導出聲音不能在真空中傳播、推導出牛頓第一定律等。

三、微量放大法
物理實驗中常遇到一些微小物理量的測量。為提高測量精度,常需要採用合適的放大方法,選用相應的測量裝置將被測量進行放大後再進行測量。常用的放大法有累計放大法、形變放大法、光學放大法等。
1)累計放大法:在被測物理量能夠簡單重疊的條件下,將它展延若干倍再進行測量的方法,稱為累計放大法(疊加放大法)。如測量紙的厚度、金屬絲的直徑等,常用這種方法進行測量;累計放大法的優點是在不改變測量性質的情況下,將被測量擴展若干倍後再進行測量,從而增加測量結果的有效數字位數,減小測量的相對誤差。
2)形變放大法:形變是力作用的效果,在力學中形變的基本表現形式為體積、長度、角度的改變。而顯示形變的方法可用力學的方法,也可用電學、光學的方法,如:體積的變化:由液柱的長度的變化顯示;熱膨脹:杠桿放大法顯示。
3)光學放大法:常用的光學放大法有兩種,一種是使被測物通過光學裝置放大視角形成放大像,便於觀察判別,從而提高測量精度。例如放大鏡、顯微鏡、望遠鏡等。另一種是使用光學裝置將待測微小物理量進行間接放大,通過測量放大了的物理量來獲得微小物理量。例如測量微小長度和微小角度變化的光杠桿鏡尺法,就是一種常用的光學放大法。
卡文迪許通過扭秤裝置測量引力常量就採用了多種放大方法。
四、模擬法
模擬法和類比法很近似。它是在實驗室里先設計出於某被研究現象或過程(即原型)相似的模型,然後通過模型,間接的研究原型規律性的實驗方法。先依照原型的主要特徵,創設一個相似的模型,然後通過模型來間接研究原型的一種形容方法。根據模型和原型之間的相似關系,模擬法可分為物理模擬和數學模擬兩種。
如在描繪電場中等勢線實驗中用直流電流場模擬靜電場。
五、類比與歸納
所謂類比,是根據兩個(或兩類)對象之間在某些方面的相同或相似而推出它們在其他方面也可能相同或相似的一種邏輯思維。如萬有引力公式 和庫侖力公式 從形式上很相似。
六、等效替代效法
等效法是常用的科學思維方法。等效是指不同的物理現象、模型、過程等在物理意義、作用效果或物理規律方面是相同的。它們之間可以相互替代,而保證結論不變。
等效的方法是指面對一個較為復雜的問題,提出一個簡單的方案或設想,而使它們的效果完全相同,從而將問題化難為易,求得解決。例如我們學過的等效電路、等效電阻、電壓表等效為電流表、電流表等效為電壓表、測電阻中的替代法、分力與合力等效、分運動與合運動等效、環形電流與小磁體的等效、通電螺線管與條形磁鐵的等效等等。
七、比值定義法
比值定義法,就是在定義一個物理量的時候採取比值的形式定義。用比值法定義的物理概念在物理學中佔有相當大的比例,比如速度、加速度、密度、壓強、功率、電場強度、電勢、電勢差、磁感應強度、電阻、電容等等。加速度a=(Δv)/(Δt) ;
電場強度E=F/q ;電容C=Q/U ;電阻R=U/I ;電流I=q/t ;電動勢,ε=W/q;電勢差U=W/q;磁感應強度B=F/(IL)或B=F/qv或B=Φ/S。
(一)「比值法」的特點:
1、比值法適用於物質屬性或特徵、物體運動特徵的定義。應用比值法定義物理量,往往需要一定的條件;一是客觀上需要,二是間接反映特徵屬性的的兩個物理量可測,三是兩個物理量的比值必須是一個定值。
2.兩類比值法及特點
一類是用比值法定義物質或物體屬性特徵的物理量,如:電場強度E、磁感應強度B、電容C、電阻R等。它們的共同特徵是;屬性由本身所決定。定義時,需要選擇一個能反映某種性質的檢驗實體來研究。比如:定義電場強度E,需要選擇檢驗電荷q,觀測其檢驗電荷在場中的電場力F,採用比值F/q就可以定義。
另一類是對一些描述物體運動狀態特徵的物理量的定義,如速度v、加速度a、角速度ω等。這些物理量是通過簡單的運動引入的,比如勻速直線運動、勻變速直線運動、勻速圓周運動。這些物理量定義的共同特徵是:相等時間內,某物理量的變化量相等,用變化量與所用的時間之比就可以表示變化快慢的特徵。
(二)「比值法」的理解
1.理解要注重物理量的來龍去脈。為什麼要研究這個問題從而引入比值法來定義物理量(包括問題是怎樣提出來的),怎樣進行研究(包括有哪些主要的物理現象、事實,運用了什麼手段和方法等),通過研究得到怎樣的結論(包括物理量是怎樣定義的,數學表達式怎樣),物理量的物理意義是什麼(包括反映了怎樣的本質屬性,適用的條件和范圍是什麼)和這個物理量有什麼重要的應用。
2.理解要展開類比與想像,進行邏輯推理。所有的比值法定義的物理量有相同的特點,通過展開類比與想像,進行邏輯推理、抽象思維等活動,從而引起思維的飛躍,知識的遷移,在類比中加深理解。如在重力場、電場、磁場的教學中,相同的是都需要選擇一個檢驗場性質的實體,用檢驗實體的受力與檢驗實體的有關物理量的比來定義。但也存在區別,重力場的比值中,分母是質量最簡單,電場定義時,要考慮電荷的電性,而磁場定義最復雜,不僅與考慮電流元I,而且要考慮電流元的放置方位與有效長度。
3.不能將比值法的公式純粹的數學化。在建立物理量的時候,交代物理思想和方法,搞清概念表達的屬性,從這些量度公式中理解它們的物理過程與物理符號的真實內容,切忌被數學符號形式化,忽視了物理量的豐富內容,一定要從量度公式中揭示所定義的概念與有關概念的真實依存關系和物理過程,防止死記硬背和亂用。另一方面,在數學形式上用比例表示的式子,不一定就應用比值法。如公式a=F/m,只是數學形式上象比值法,實際上不具備比值法的其它特點。所以不能把比值法與數學形式簡單的聯系在一起。
八、微元法
微元法是分析、解決物理問題中的常用方法,也是從部分到整體的思維方法。用該方法可以使一些復雜的物理過程用我們熟悉的物理規律迅速地加以解決,使所求的問題簡單化。在使用微元法處理問題時,需將其分解為眾多微小的「元過程」,而且每個「元過程」所遵循的規律是相同的,這樣,我們只需分析這些「元過程」,然後再將「元過程」進行必要的數學方法或物理思想處理,進而使問題求解。使用此方法會加強我們對已知規律的再思考,從而引起鞏固知識、加深認識和提高能力的作用。
在高中物理中,由於數學學習上的局限,對於高等數學中可以使用積分來進行計算的一些問題,在高中很難加以解決。例如對於求變力所做的功或者對於物體做曲線運動時某恆力所做的功的計算;又如求做曲線運動的某質點運動的路程,這些問題對於中學生來講,成為一大難題。但是如果應用積分的思想,化整為零,化曲為直,採用「微元法」,可以很好的解決這類問題。「微元法」通俗地說就是把研究對象分為無限多個無限小的部分,取出有代表性的極小的一部分進行分析處理,再從局部到全體綜合起來加以考慮的科學思維方法,在這個方法里充分的體現了積分的思想。
九、極限法
極限法是把某個物理量推向極端,即極大和極小或極左和極右,並依此做出科學的推理分析,從而給出判斷或導出一般結論。
1.由平均值得瞬時值用到極限法 一般由比值定義式定義出的物理量均為平均值,如 ,當 取趨近於零時的平均速度可看做瞬時速度
2.極限法在進行某些物理過程分析時,具有獨特作用,恰當應用極限法能提高解題效率,使問題化難為易,化繁為簡,思路靈活,判斷准確。因此要求解題者,不僅具有嚴謹的邏輯推理能力,而且具有豐富的想像能力,從而得到事半功倍的效果。

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