物理中的研究方法
一、控制变量法 当我们研究不同物理量之间的关系,为了确定一个物理量与另一个物理量之间的关系,就需要控制其他物理量不变,看所研究的物理量与另外一个物理量变化的关系,这种方法就是“控制变量法”。
具体例子:
1.探究导体中的电流与导体两端电压和电阻的关系
2.研究导体电阻大小与导体材料、长度、横截面积的关系
3.研究滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度的关系
4.研究压力的作用效果与压力和受力面积的关系
5.研究液体的压强与液体密度和深度的关系
6.研究物体动能的大小与质量和速度的关系
7.研究不同物质的吸热能力8电流所作的功与电流、电压的关系
二、理想化法 所谓理想化法就是借助于逻辑思维和想象力,有意识的突出研究对象的主要因素,排出次要因素和无关的干扰因素,对实际的研究对象加以合理的概括和描述,在我们头脑中形成理想化地研究客体或相互联系、代替实际的研究对象,并用来探索物理世界奥秘的方法,初中物理理想化法主要体现在以下三个方面
(一).理想化条件 1.忽略外界影响与一些不重要的力的影响。例如研究物体的运动时,不考虑空气的阻力 2.忽略一些摩擦力。例如只研究物体在“光滑平面”上的运动在研究定滑轮、动滑轮、滑轮组时,不考虑轴上的摩擦力
(二.)理想化模型 在物理学中,常常把实际研究对象或过程抽象成理想模型。例如 1.在研究光的传播路径和传播方向时,引入光线 2.在研究磁场的分布时,引入磁感线 3.将光滑的表面看成没有摩擦的理想表面。 4.杠杆也是一种理想模型。杠杆在实际应用中,忽略受力产生的形变,不考虑形状 5.在研究原子的组成时,引入原子核式结构, 6.电流表看成一段导线,电压表视为开路
(三.理想实验) 也叫假象实验理想实验以真实的科学实验和科学理论为基础,加以推理得出结论。即实验加推理。 1.研究真空不能传声,是建立在空气越少听到声音越小得出的 2.牛顿第一定律,是以摩擦越小,小车前进的越远为基础的
三、等效替代法 将某个物理量、物理装置、物理状态(过程),用另外一个物理量、物理装置、物理状态(过程)来替代,得到同样的结论。在间接测量中有许多物理量的测量都采用了这种方法 1.研究平面镜成像实验中,用两个同样的蜡烛,其中一个找另一个的像 2.求多个用电器组成的串联、并联的总电阻 3.“曹冲称象”,用石块的重量的总和替代大象的重量 4.排水法求不规则物体的体积 5.测量摩擦力时,用二力平衡原理测得拉力,从而求摩擦力 6.托里拆利实验,利用水银柱产生的压强求大气压的数值
四、转化法 在研究看不见的物质或现象时,可以通过研究物质或现象所产生的可见效果,进一步认识该物质或现象。需要注意的是,等效替代法虽然也有转化的思想,但其研究主体已经产生
转移,而转化法则是通过研究主体所产生的效果来求其原因的一种思维方法。 1.利用小球的振动来判断发声体在振动。 2.通过电流的效应来认识电流的存在 3.通过小磁针是否受力来判断磁场的存在 4.电磁铁磁性强弱通过它吸引的大头针来确定 5.研究压强时,利用小桌陷入海绵的深度来判断压力作用的效果 6.研究流体压强时,用纸片的飘动显示压强的变化 7.研究动能大小的因素,通过小球推动木块运动的远近判断小球动能的大小 8.通过固体、液体、气体的扩散来认识分子的热运动。 8电流产生热量的多少通过温度计示数变化量来判断
五、类比法 在分析较为抽象的物理问题时,用具体的事物类比说明,找出共性,使得研究对象易于理解 1.用水流类比电流 水压类比电压 2.水波类比声波3.用物体的动能、势能类比分子的动能势能4.用太阳系类比原子的结构。
六、图像法 用图像法分析问题,更加形象、直观,便于理解。 1.研究固体熔化 2.研究水沸腾 3.研究物体质量与体积的关系4.研究重力与质量关系。
可观测宇宙和弦
宏观和微观之间的所有层次都能发现螺旋