高考物理二轮复习 考前第9天 物理学史和物理思想方法学案

考前第9天物理学史和物理思想方法考 点 提 炼1.重要的物理学史科学家国籍主要贡献伽利略意大利1638年，论证较重物体不会比较轻物体下落得快；伽利略理想实验指出：在水平面上运动的物体若没有摩擦，将保持这个速度一直运动下去；伽利略在教堂做礼拜时发现摆的等时性，惠更斯根据这个原理制成历史上第一座自摆钟；伽利略在1683年出版的两种新科学的对话一书中，运用“观察假设数学推理”的方法，详细地研究了抛体运动牛顿英国以牛顿三大运动定律为基础建立牛顿力学；1687年在自然哲学的数学原理上发表万有引力定律，建立行星定律理论的基础开普勒德国17世纪提出开普勒三大定律卡文迪许英国1798年利用扭秤装置比较准确地测出了万有引力常量G库仑法国1785年，库仑用自己发明的扭秤建立了静电学中著名的库仑定律；静电力常量的数值是在电荷量的单位得到定义之后，后人通过库仑定律计算得出的密立根美国通过油滴实验测定了元电荷的数值，e1.61019C富兰克林美国解释了摩擦起电的原因；通过风筝实验验证闪电是电的一种形式，把天电与地电统一起来，并发明避雷针欧姆德国通过实验得出欧姆定律昂尼斯荷兰大多数金属在温度降到某一值时，都会出现电阻突然降为零的现象超导现象焦耳英国与俄国物理学家楞次先后各自独立发现电流通过导体时产生热效应的规律，称为焦耳楞次定律；能量守恒定律的发现者之一楞次俄国1834年楞次确定感应电流方向的定律楞次定律奥斯特丹麦1820年，发现电流可以使周围的磁针产生偏转，称为电流的磁效应洛伦兹荷兰提出运动电荷产生了磁场和磁场对运动电荷有作用力(洛伦兹力)的观点笛卡尔法国在哲学原理中比较完整地第一次表述了惯性定律；第一个明确地提出了“动量守恒定律”安培法国发现了安培定则；发现电流相互作用的规律；提出分子电流假说法拉第英国在1821年，法拉第在重复奥斯特“电生磁”实验时，制造出人类历史上第一台最原始的电动机；1831年发现的电磁感应现象，使人类的文明跨进了电气化时代；提出用电场线描述电场、用磁感线描述磁场亨利美国最大的贡献是在1832年发现自感现象卢瑟福英国进行了粒子散射实验，并提出了原子的核式结构模型用粒子轰击氮核，第一次实现了原子核的人工转变，并发现了质子玻尔丹麦量子力学的先驱，吸取普朗克、爱因斯坦的量子概念，提出原子结构的玻尔理论贝克勒尔法国发现天然放射现象，说明原子核也有复杂的内部结构查德威克英国在粒子轰击铍核时发现中子(原子核人工转变的实验)，由此人们认识到原子核的组成居里夫人法国发现了放射性更强的钋和镭2.重要物理思想方法(1)理想模型法：为了便于进行物理研究或物理教学而建立的一种抽象的理想客体或理想物理过程，突出了事物的主要因素、忽略了事物的次要因素。理想模型可分为对象模型(如质点、点电荷、理想变压器等)、条件模型(如光滑表面、轻杆、轻绳、匀强电场、匀强磁场等)和过程模型(在空气中自由下落的物体、抛体运动、匀速直线运动、匀速圆周运动、恒定电流等)。(2)极限思维法：就是人们把所研究的问题外推到极端情况(或理想状态)，通过推理而得出结论的过程，在用极限思维法处理物理问题时，通常是将参量的一般变化，推到极限值，即无限大、零值、临界值和特定值的条件下进行分析和讨论。如公式v中，当t0时，v是瞬时速度。(3)理想实验法：也叫做实验推理法，就是在物理实验的基础上，加上合理的科学的推理得出结论的方法就叫做理想实验法，这也是一种常用的科学方法。如伽利略斜面实验、推导出牛顿第一定律等。(4)微元法：微元法是指在处理问题时，从对事物的极小部分(微元)分析入手，达到解决事物整体目的的方法。它在解决物理学问题时很常用，思想就是“化整为零”，先分析“微元”，再通过“微元”分析整体。(5)比值定义法：就是用两个基本物理量的“比”来定义一个新的物理量的方法，特点是：A，但A与B、C均无关。如a、E、C、I、R、B、等。(6)放大法：在物理现象或待测物理量十分微小的情况下，把物理现象或待测物理量按照一定规律放大后再进行观察和测量，这种方法称为放大法，常见的方式有机械放大、电放大、光放大。(7)控制变量法：决定某一个现象的产生和变化的因素很多，为了弄清事物变化的原因和规律，必须设法把其中的一个或几个因素用人为的方法控制起来，使它保持不变，研究其他两个变量之间的关系，这种方法就是控制变量法。比如探究加速度与力、质量的关系，就用了控制变量法。(8)等效替代法：在研究物理问题时，有时为了使问题简化，常用一个物理量来代替其他所有物理量，但不会改变物理效果。如用合力替代各个分力，用总电阻替代各部分电阻等。(9)类比法：也叫“比较类推法”，是指由一类事物所具有的某种属性，可以推测与其类似的事物也应具有这种属性的推理方法。其结论必须由实验来检验，类比对象间共有的属性越多，则类比结论的可靠性越大。如研究电场力做功时，与重力做功进行类比；认识电流时，用水流进行类比；认识电压时，用水压进行类比。临 考 必 做1.在物理学史上，正确认识运动和力的关系且推翻“力是维持物体运动的原因”的物理学家及建立惯性定律的物理学家分别是()A.亚里士多德、伽利略 B.亚里士多德、牛顿C.伽利略、爱因斯坦 D.伽利略、牛顿解析亚里士多德认为必须有力作用在物体上，物体才能运动，不受力的作用物体就保持静止；伽利略根据小球从斜面上滚下的实验，提出如果没有摩擦阻力，小球将永远运动下去，即力不是维持物体运动的原因；牛顿在总结了前人研究的基础上提出了惯性定律；爱因斯坦建立了狭义相对论和广义相对论，故D正确。答案D2.下列说法正确的是()A.居里夫妇发现了铀和含铀矿物的天然放射现象B.康普顿效应说明光具有粒子性，电子的衍射实验说明粒子具有波动性C.爱因斯坦在实验时无意中发现了一个使光的微粒理论得以东山再起的重要现象光电效应D.卢瑟福通过阴极射线在电场和磁场中的偏转实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的，并测出了该粒子的比荷解析贝可勒尔发现了铀和含铀矿物的天然放射现象，居里夫妇发现了钋、镭元素，选项A错误；康普顿效应说明光具有粒子性，电子的衍射实验说明粒子具有波动性，选项B正确；赫兹在实验时无意中发现了一个使光的微粒理论得以东山再起的重要现象光电效应，选项C错误；汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中的偏转实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的，并测出了该粒子的比荷，故D错误。答案B3.(2017河南郑州市二模)下面关于物理学研究方法的叙述中正确的是()A.电场强度的定义式为E，这个定义应用了极限思想B.在“探究弹性势能的表达式”的实验中，为计算弹簧弹力所做的功，把拉伸弹簧的过程分为很多小段，拉力在每小段可以认为是恒力，用各小段做功的代数和代表弹力在整个过程所做的功。这是应用了微元法的思想C.在探究加速度、力和质量三者之间的关系时，先保持质量不变研究加速度与力的关系，再保持力不变研究加速度与质量的关系，这里采用了等效代替的思想方法D.在不需要考虑带电体本身的大小和形状时，常用点电荷来代替带电体，这是应用了假设法解析电场强度的定义式为E，这个定义应用了比值定义法，故A错误；在“探究弹性势能的表达式”的实验中，由于弹力是变力，为计算弹簧弹力所做的功，把拉伸弹簧的过程分为很多小段，拉力在每小段可以认为是恒力，用各小段做功的代数和代表弹力在整个过程所做的功，物理学中把这种研究方法叫做微元法，故B正确；研究多个变量时，应控制一些不变量研究两个变量之间的关系，所以在探究加速度、力、质量三者之间的关系时，先保持质量不变，研究加速度与力的关系，再保持力不变，研究加速度与质量的关系，该实验运用了控制变量法，故C错误；用点电荷代替带电体，物理学中把这种研究方法叫做理想模型法，故D错误。答案B4.(2017西安市一模)学习物理不仅要掌握物理知识，还要领悟并掌握处理物理问题的思想方法。在如图1所示的几个实验中，研究物理问题的思想方法相同的是()图1A.甲、乙 B.乙、丙 C.甲、丙 D.丙、丁解析比较平抛运动和自由落体运动，来研究平抛运动在竖直方向上运动的规律，用到了比较法；观察桌面的微小形变和测定万有引力常量的实验中，通过平面镜的反射，反射光线发生较大的角度变化，从而扩大了形变，该方法称为微小形变放大法；探究加速度与力、质量的关系中，用到了控制变量法。所以，乙和丙具有相同的研究物理问题的思想方法。故B正确。答案B5.(2017广州市一模)下列问题的研究应用了极限思想方法的是()A.在不考虑带电体的大小和形状时，常用点电荷代替带电体B.在研究复杂电路时，可用总电阻代替所有电阻产生的效果C.速度v，当t非常小时可表示t时刻的瞬时速度D.在探究加速度与力和质量的关系时，先保持质量不变研究加速度与力的关系，再保持力不变研究加速度与质量的关系解析点电荷是理想模型法，A错误；在研究复杂电路时，可用总电阻代替所有电阻产生的效果，应用了等效替代法，B错误；速度v，当t非常小时可表示t时刻的瞬时速度，应用了极限思想法，C正确；在探究加速度与力和质量的关系时，应用了控制变量法，D错误。答案C6.(2017江西七校联考)下列说法正确的是()A.楞次通过实验研究，总结出了电磁感应定律B.法拉第通过实验研究，发现了电流周围存在磁场C.亚里士多德最先验证了轻重不同的物体在真空中下落快慢相同D.伽利略根据理想斜面实验，提出了力不是维持物体运动的原因解析英国物理学家法拉第通过实验研究，总结出了电磁感应定律，故A错误；丹麦物理学家奥斯特通过实验研究，发现了电流周围存在磁场，故B错误；伽利略最先验证了轻重不同的物体在真空中下落快慢相同，故C错误；伽利略根据理想斜面实验，提出了力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因，故D正确。答案D7.在牛顿发现太阳与行星间的引力过程中，得出太阳对行星的引力表达式后推出行星对太阳的引力表达式