物理科学研究方法.ppt

1、一年过花甲的渔人，感到年迈体弱。一次打鱼回家后,指着一大堆鱼和一条网,对两个儿子说：“我已经老了,再也打不动鱼了,也没有什么可留给你们的,这一堆鱼和一条网你们拿去吧!”。,于是，老二选择了鱼，老大选择了网。此后,老二天天有鱼吃，老大则每天学撒网捕鱼。一段时间后，老二的鱼吃完了，而老大用那条网捕了不少鱼,或吃或卖,生活富裕。,从这个故事中你得到了什么启示？,物理学中研究问题的科学方法,控制变量法 物理模型法 近 似 法 等 效 法 图 像 法 类 比 法,一、控制变量法,一个物理量可能要受到多个物理因素的影响和制约，那么在讨论这个物理量与其中某个因素的关系时，需要先控制其它的另几个因素不变，确定

2、相关物理量之间的关系，这种方法叫控制变量法。,1,2,3,4,5,6,7,8,研究滑动摩擦力大小跟哪些因素有关？,F1=2N,木板,F2=3N,木板,F3=2.8N,毛巾,1,2,3,4,5,6,一、控制变量法,7,8,研究压力的作用效果跟哪些因素有关?,甲,乙,丙,1,2,3,4,5,6,一、控制变量法,7,8,研究动能的大小跟哪些因素有关?,1,2,3,4,5,6,一、控制变量法,7,8,研究电阻的大小跟哪些因素有关?,A,1,2,3,4,5,6,一、控制变量法,7,8,研究电流跟电压、电阻的关系,1,2,3,4,5,6,一、控制变量法,7,8,研究电磁铁的磁性的强弱跟哪些因素有关,1,2

3、,3,4,5,6,一、控制变量法,7,8,研究电流产生的热量跟哪些因素有关?,一、控制变量法,7,8,1,2,3,4,5,6,一、控制变量法,研究液体的压强跟深度的关系,7,8,1,2,3,4,5,6,一、控制变量法,7,8,1,2,3,4,5,6,研究液体蒸发的快慢跟哪些因素有关？,下列问题的研究也是利用了控制变量法吗?,研究电功的大小跟哪些因素有关,二、模型研究法,物理学中常常把实际的研究对象或实际的过程抽象成一定的“物理模型”,二、模型研究法,瓶盖起子,杠杆,二、模型研究法,瓶盖起子,杠杆,抽水机手柄,缝纫机踏板,杆秤,二、模型研究法,瓶盖起子,二、模型研究法,三峡五级船闸,二、模型研究

4、法,三峡五级船闸,锅炉水位计,过路涵洞,自来水管,二、模型研究法,三峡五级船闸,二、模型研究法,自行车车把,轮轴,二、模型研究法,自行车车把,轮轴,方向盘,辘轳,自行车车把,二、模型研究法,扳手,二、模型研究法,沿斜坡将货物推到高处,沿斜坡将货物推到高处,二、模型研究法,沿斜坡将货物推到高处,二、模型研究法,盘山公路,螺丝,二、模型研究法,还有模拟式模型,二、模型研究法,磁场的特点,磁感线,光线,三、近似法,三、近似法,有许多物理常数或物理量， 受其它因素的影响是变化的 但这种变化非常微小，为了 研究问题方便，常常假定它 为一定值来研究问题。,三、近似法,例：g在不同高度、纬度常常不同， 但在

5、地球附近，由于g的变化小，常 取g=9.8N/kg,例：计算灯泡在不同电压下的实际功率。在不同电压下，灯丝的温度不同，电阻也不同，但在计算的过程中认为电阻为一定值不变。,三、近似法,例：计算氢气球在升空的过程 中所受的浮力，我们知道空气的密度 是随高度的增加而减小的，而在计算时总是取1.千克每立方米，也是 忽略了它的变化。,四、等效法,即从事物间的等同效果出 发，通过联想把陌生的，困难 的，复杂的用常规手段不易解 决的问题转化为一个熟悉的， 简单的问题的方法。,1,2,3,4,四、等效法,电阻串联,1,2,3,4,四、等效法,电阻串联,R,R=R1+R2+R3,R1 R2 R3,1,2,3,4

6、,四、等效法,电阻并联,1,2,3,4,四、等效法,电阻并联,R,1,2,3,4,四、等效法,电路的接法,1,2,3,4,四、等效法,二力的合成,1,2,3,4,五、图像法,就是利用平面直角坐标系中的物理图像研究问题的方法。,1,2,3,4,5,五、图像法,1,2,3,4,5,五、图像法,1,2,3,4,5,晶体熔化,t/,T/min,五、图像法,1,2,3,4,5,晶体凝固,t/,T/min,五、图像法,1,2,3,4,5,非晶体熔化,t/,T/min,五、图像法,1,2,3,4,5,非晶体凝固,t/,T/min,五、图像法,1,2,3,4,5,液体沸腾,t/,T/min,六、类比法,水压与电压,水流与电流,例题分析,例1：电阻可能跟温度有关。请你用一个废灯泡的灯芯，设计一个实验来研究问题。 要求：说出方法；画出电路图。,例题分析,例1：电阻可能跟温度有关。请你用一个废灯泡的灯芯，设计一个实验来研究问题。 要求：说出方法；画出电路图。,例题分析,例2：某同学做“观察水沸腾实验”，通过实验，他记录了一组实验数据，老师发现他在一次记录中出现了错误，请你指出是哪一次出错，造成错误的原因可能是什么？,80+,80+,80+,80+,80+,80+,例题分析,例3：屋顶的面积是50平方米，大气对屋顶的压力有多大？这么大的压力为什么没有把