比较常用的几种物理方法

比较常用的几种物理方法1.等效替代法等效法是把复杂的物理现象、物理过程转化为简单的物理现象、物理过程来研究和处理的一种科学思想方法。它是物理学研究的一种重要方法。力的分解是力的合成的逆运算,即几个力的作用效果可以用一个力来替代,体现了等效替代的思想.在中学物理中，合力与分力、合运动与分运动、总电阻与分电阻、平均值、有效值等，都是根据等效概念引入的。在学习过程中，若能将此法渗透到对物理过程的分析中去，不仅可以使我们对物理问题的分析和解答变得简捷，而且对灵活运用知识，促使知识、技能和能力的迁移，都会有很大的帮助。在解题时，用的最多的是以模型替代实物。“等效”并非指事物的各个方面效果都相同，而是强调某一方面的效果。因此一定要明确不同事物在什么条件、什么范围、什么方面等效。通常可以考虑对下列因素进行等效替代：研究对象、物理模型、物理状态、物理过程、物理作用等。2.类比法利用“类比法”可以帮助学生把感到陌生的问题与自己一个熟悉的事物进行比较，从而找出它们的相似或相近之处，达到认识事物的规律。一、“矢量”与数学中的“向量”类比：帮助学生把“矢量”与数学中的“向量”进行比较，找出它们的共性和相同点，发现其规律，引导学生运用“三角形法则”和“相似形法则”等方法来达到解决物理问题的目的。例如：在对力、位移、速度、电场场度以及磁感应场度等物理量的教学中与“向量”进行对比，知道这些物理量都是有大小和方向的，并且知道它们的线段的长度表示大小、箭斗表示方向。同时了解了这些物理量与“向量”的区别在于物理量有单位，而“向量”无单位。更进一步加深了对物理量的理解。二、把物理中相同形式的公式进行“类比”：就是把表达不同规律的和定律的公式而具有相似的形式进行比较它们间的相同的变化特点和变化关系，达到掌握知识的效果。教学中具体指导学生在课后把形似而内容要点不同的公式列出来进行比较，找出它们的共性和个性，从而掌握每一个公式的特点和区别。例如：把公式v=s/t、I=U/R、C=Q/U和a=F/m等公式，教学中首先帮助同学们从中找出共性：一是它们的形式相同，二是公式中有些物理量的属性相同，三是公式中其他物理量的变化特点一样。再次就是帮助他们从公式中找出其中一个量不随其他量的变化而变化，例如：同一段物体它的质量和电阻保持不变，而I与U、a与F成正比的关系一样。又如：C=Q/U这个公式中对于固定的电容器来说“C”是不变的，与其他物理量无关。三、知识内容之间的“类比”：就是把物理知识中内容语言叙述形式相似而内容实质不同的概念、定律、等进行比较，达到理解的目的。教学中引导他们把知识内容间有相似特点的物理知识进行比较，发现它们之间的相似性以及不同之处，达到加强记忆的目的，从而提高记忆力。例如：教学中常常把电场与重力场、电势与高度、电势差和高度差、库仑定律与引力定律等知识内容和知识点进行比较。帮助学生理解这些内容之间的共同点和区别，避免混肴。又例如：在教库仑定律时从内容的文字叙述和公式的形似与万有引力定律从两方面作比较，一、引力和库仑力都跟距离的平方成反比，二、都有跟乘积成正比的叙述，三、从公式F=Gm1m2/r2;和F=kQ1Q2/r2;来看形式相同但其实质不同，一个反应的是有质量的物体间引力大小的计算，另外一个是用来计算电荷间的作用力大小。四、物理现象的“类比”：在物理知识中有很多内容具有相似性，具有相同的物理规律，解决问题的思路一样，处理问题的方法和手段一样。例如：物体在重力场中的运动与带电粒子在匀场电场中的运动相比较可知它们间只是物体的加速度不同，但它们间有一个共同的特点即当匀场电场一但确定，它们各是的加速度都保持不变；垂直磁场方向的带电粒子在匀场磁场中的运动与物体做匀速圆周运动比较可知带电粒子在磁场中做匀速园周运动，洛仑慈力提供向心力，其运动规律与园周运动相同；帮助他们从中找出物理现象之间的共同规律，进行归纳小结，达到提高解决物理问题的能力、分析问题的能力。五、“物理图象”与“数学图象”类比：就是把描述物理量间变化关系的图象与数学中函数图象作比较，找出它们之间的特定关系，了解物理图象的特定含义，达到掌握物理知识的目的。例如：在匀变速直线运动规律的教学中利用数学中一次线性函数的特点找出物理图象与、轴的交点的意义，图象斜率的意义，从而加深了对速度、加速度和位移的理解，巩固了基础知识。类比是将一类事物的某些相同方面进行比较，以另一事物的正确或谬误证明这一事物的正确或谬误。这是运用类比推理形式进行论证的一种方法.对比，是将论据中截然相反的两种情况进行比较。因为比较的双方形成鲜明的对照，互为衬托，所以，这种方法特别能突出一方面的性质，具有很强的论证力量，因而，用得也很普遍。类比和对比的区别:说白了就是，类比都是引用和自身比较相同的，有共同性的；对比时引用有明显不同的，可以显出差别的。3.理想实验法理想实验法是在实验基础上经过概括、抽象、推理得出规律的一种研究问题的方法，但得出的规律却又不能用实验直接验证的。在物理学上非常重要的牛顿第一定律就是通过理想实验法得出的。用理想实验来研究物理规律时要以大量可靠的实验为基础，然后注意分析当某个因素在向某一方向逐渐发生变化时，你所观察到的现象是如何变化的，最后加以推理：当这个因素达到极限时，那么你所观察到的现象沿着它变化的趋势最终会怎么样？例如我们在研究声音在真空中是否能传播时就应用了理想实验；我们实验时在钟罩里放入一个正在发声的闹铃，然后将钟罩里的空气逐渐抽出，随着空气越来越少，钟罩里越来越接近真空，我们听到的铃声越来越弱，然后我们根据这个依据合理的推出：当钟罩里的空气少到极限即钟罩里是真空时，我们将听不见声音，这样我们得出声音不能在真空中传播的规律。最著名的是伽利略的斜面理想实验以及牛顿大炮。牛顿曾研究过这样一个问题：他发现人掷出去的石头总会偏离掷出方向落回地面，于是牛顿提出了一个“大炮”的设想，在地球的一座高山上架起一只水平大炮，以不同的速度将炮弹平射出去，射出速度越大，炮弹落地点就离山脚越远。他推想：当射出速度足够大时，炮弹将会如何运动呢？牛顿通过科学的推理得出了一个重要的结论。这就是著名的“牛顿大炮”的故事，故事中牛顿实际也用到了理想实验的研究方法。4.建立（构建）物理模型法模型,是一种理想化的物理形态,是物理知识的一种观表现,科学家作理论研究,通常都要从“模型”入手,利用抽象、理想化、简化、类比等手法，把研究对象的本质特征抽象出来，构成一个概念或实物的体系，即形成模型。从本质上讲，分析和解答物理问题的过程，就是构建物理模型的过程，我们平时所说的解题时应“明确物理过程”，“在头脑中建立一幅清晰的物理图景，其实就是指要正确的构建物理模型。物理模型的建立在物理学习（特别是解题）中有十分广泛的应用，掌握平抛运动、圆周运动、碰撞、反冲、单摆等一系列物理模型的特点和研究方法，学会将研究对象简化成理想模型、将新的物理情景抽象成我们熟知的物理模型并加以解决，并且在解题中不断建立新的物理模型。人船模型，测加速，测量分子速率的装置原理运用的都是建立（构建）物理模型法。5.控制变量法控制变量法是物理实验所用的方法，即保持一个或多个量不变，调整另一个或多个量改变，来探究这些量之间的关系。例：探究电阻和电流的关系，我们可以保持电压不变，控制电阻的大小，再测出各个电阻值所对应的电流的大小