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学科教育论文-理想实验方法.doc

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学科教育论文-理想实验方法.doc

学科教育论文-理想实验方法【摘要】本文主要阐述了什么是理想实验方法、理想实验的作用、并在典型实例剖析的基础上,总结出理想实验方法的地位和意义。【关键词】理想实验理想模型单摆卡诺热机引言:物理学从萌芽到近、现代都以它充满这里的思维方式影响着人们的思想、观点和方法,影响着社会生活。重视科学态度和科学方法教育。既是物理学自身发展所决定的、也是提高全民族素质所决定的。下面所要阐述的就是牵引着物理学发展的一条红线——理想实验方法,以期抛砖引玉。一、什么是理想实验及其作用理想实验就是在进行实验的过程中,为了研究、处理问题的方便,突出主要因素、忽略次要因素,用简单而抽象的理想物体代替复杂而具体的实际研究对象进行实验。例如在所研究的问题中,物体的大小和形状不起作用或其作用并不显著可以忽略不计时,就可以把物体看作一个具有质量而没有大小和形状的质点。刚体、理想物体也都是一种理想化的模型。在一定的条件下引入抽象化、理想化的模型是物理学中重要的科学分析方法。理想实验方法是形成物理概念、建立物理规律的基础;运用理想实验方法,可以简化和纯化研究对象及其所处状态和发展变化的过程,大大方便了对物理问题的处理;对于许多复杂的物理问题、可以先进行理想实验,再对实验所得出的结论加以适当的修正,以便于解决实际的物理问题。二、典型实例剖析1、单摆运动的研究在研究单摆的运动规律时,高中教材上曾写道:“在一根不能伸长、又没有质量的线下端系一个质点”就是一个单摆。我们知道,在自然界中既不存在不能伸长又没有质量的线,也不存在只有大小而没有质量的质点。但是在我们研究单摆运动的过程中,单摆的质量和伸长是很微小的、是次要的,摆球的大小可以不考虑,介质阻力也可以忽略。还有,我们得到的单摆周期公式中,很明显,T与幅角无关,实际上通常情况下,单摆的运动不是简谐运动、只有当摆角很小时(小于50时),单摆的运动才可以看作是简谐运动。当摆角较大时,上面的公式需要加以修正。单摆在实际生活中很有用,惠更斯在1656年首先利用单摆的等时性发明了带摆的计时器(1657年获得专利),由于单摆的周期可以通过改变摆长来调节,所以计时很方便,因此现在仍然应用在时钟里。而且利用单摆的等时性还可以测定各地的重力加速度。2、卡诺热机的研究卡诺在热机的研究过程中发现,结构最简单的热机至少有一个高温热源和一个低温热源。因此,这个热机的工作循环必然是由两个等温

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