物理學研究方法
① 現代物理學的研究方法
對於物理學理論和實驗來說,物理量的定義和測量的假設選擇,理論的數學展開,理論與實驗的比較是與實驗定律一致,是物理學理論的唯一目標。
人們能通過這樣的結合解決問題,就是預言指導科學實踐這不是大唯物主義思想,其實是物理學理論的目的和結構。
② 現代物理的研究方法是什麼
物理中的研究方法
一、控制變數法 當我們研究不同物理量之間的關系,為了確定一個物理量與另一個物理量之間的關系,就需要控制其他物理量不變,看所研究的物理量與另外一個物理量變化的關系,這種方法就是「控制變數法」。
具體例子:
1.探究導體中的電流與導體兩端電壓和電阻的關系
2.研究導體電阻大小與導體材料、長度、橫截面積的關系
3.研究滑動摩擦力的大小與壓力和接觸面的粗糙程度的關系
4.研究壓力的作用效果與壓力和受力面積的關系
5.研究液體的壓強與液體密度和深度的關系
6.研究物體動能的大小與質量和速度的關系
7.研究不同物質的吸熱能力8電流所作的功與電流、電壓的關系
二、理想化法 所謂理想化法就是藉助於邏輯思維和想像力,有意識的突出研究對象的主要因素,排出次要因素和無關的干擾因素,對實際的研究對象加以合理的概括和描述,在我們頭腦中形成理想化地研究客體或相互聯系、代替實際的研究對象,並用來探索物理世界奧秘的方法,初中物理理想化法主要體現在以下三個方面
(一).理想化條件 1.忽略外界影響與一些不重要的力的影響。例如研究物體的運動時,不考慮空氣的阻力 2.忽略一些摩擦力。例如只研究物體在「光滑平面」上的運動在研究定滑輪、動滑輪、滑輪組時,不考慮軸上的摩擦力
(二.)理想化模型 在物理學中,常常把實際研究對象或過程抽象成理想模型。例如 1.在研究光的傳播路徑和傳播方向時,引入光線 2.在研究磁場的分布時,引入磁感線 3.將光滑的表面看成沒有摩擦的理想表面。 4.杠桿也是一種理想模型。杠桿在實際應用中,忽略受力產生的形變,不考慮形狀 5.在研究原子的組成時,引入原子核式結構, 6.電流表看成一段導線,電壓表視為開路
(三.理想實驗) 也叫假象實驗理想實驗以真實的科學實驗和科學理論為基礎,加以推理得出結論。即實驗加推理。 1.研究真空不能傳聲,是建立在空氣越少聽到聲音越小得出的 2.牛頓第一定律,是以摩擦越小,小車前進的越遠為基礎的
三、等效替代法 將某個物理量、物理裝置、物理狀態(過程),用另外一個物理量、物理裝置、物理狀態(過程)來替代,得到同樣的結論。在間接測量中有許多物理量的測量都採用了這種方法 1.研究平面鏡成像實驗中,用兩個同樣的蠟燭,其中一個找另一個的像 2.求多個用電器組成的串聯、並聯的總電阻 3.「曹沖稱象」,用石塊的重量的總和替代大象的重量 4.排水法求不規則物體的體積 5.測量摩擦力時,用二力平衡原理測得拉力,從而求摩擦力 6.托里拆利實驗,利用水銀柱產生的壓強求大氣壓的數值
四、轉化法 在研究看不見的物質或現象時,可以通過研究物質或現象所產生的可見效果,進一步認識該物質或現象。需要注意的是,等效替代法雖然也有轉化的思想,但其研究主體已經產生
轉移,而轉化法則是通過研究主體所產生的效果來求其原因的一種思維方法。 1.利用小球的振動來判斷發聲體在振動。 2.通過電流的效應來認識電流的存在 3.通過小磁針是否受力來判斷磁場的存在 4.電磁鐵磁性強弱通過它吸引的大頭針來確定 5.研究壓強時,利用小桌陷入海綿的深度來判斷壓力作用的效果 6.研究流體壓強時,用紙片的飄動顯示壓強的變化 7.研究動能大小的因素,通過小球推動木塊運動的遠近判斷小球動能的大小 8.通過固體、液體、氣體的擴散來認識分子的熱運動。 8電流產生熱量的多少通過溫度計示數變化量來判斷
五、類比法 在分析較為抽象的物理問題時,用具體的事物類比說明,找出共性,使得研究對象易於理解 1.用水流類比電流 水壓類比電壓 2.水波類比聲波3.用物體的動能、勢能類比分子的動能勢能4.用太陽系類比原子的結構。
六、圖像法 用圖像法分析問題,更加形象、直觀,便於理解。 1.研究固體熔化 2.研究水沸騰 3.研究物體質量與體積的關系4.研究重力與質量關系。
③ 理論物理學家的研究方法
通過計算萬有引力=GMm/R^2 M很大,R很小的時候,力就很大。咱們知道的宇宙速度就是逃出地球的最低速度。
7.9吧最低。我忘了。如果光速也不能逃出,那麼光也出不來。那就看不到。即黑洞。黑洞的本質是密度極大的球形天體。
以上為猜想。具體證明就是通過天文觀察,觀察到異常現象,結合推論。
比如證明速恆定,即光不屬於慣性系。就把兩束光分別垂直於地表和平行於地表。進行干涉實驗,結果出現穩定的干涉條紋,證明了兩束光速度相同。沒有疊加地球自轉的速度。
④ 研究物理學的基本方法是什麼
物理學(PHYSICS)是研究物質世界最基本的結構、最普遍的相互作用、最一般的運動規律及所使用的實驗手段和思維方法的自然科學,簡稱物理。物理學研究的范圍 —— 物質世界的層次和數量級物理學 (Physics)質子 10-15 m空間尺度:物質結構物質相互作用物質運動規律微觀粒子Microscopic介觀物質mesoscopic宏觀物質macroscopic宇觀物質cosmological類星體 10 26 m時間尺度:基本粒子壽命 10-25 s宇宙壽命 1018 s緒 論E-15E-12E-09E-06E-031mE+03E+06E+09E+12E+15E+18E+21E+24E+27最小 的細胞原子原子核基本粒子DNA長度星系團銀河系最近恆 星的距離太陽系太陽山哈勃半徑超星系團人蛇吞尾圖,形象地表示了物質空間尺寸的層次物理現象按空間尺度劃分:量子力學經典物理學宇宙物理學按速率大小劃分: 相對論物理學非相對論物理學按客體大小劃分: 微觀系統宏觀系統 按運動速度劃分: 低速現象高速現象 實驗物理理論物理計算物理今日物理學物理學的發展。
物理學是人們對無生命自然界中物質的轉變的知識做出規律性的總結。這種運動和轉變應有兩種。一是早期人們通過感官視覺的延伸,二是近代人們通過發明創造供觀察測量用的科學儀器,實驗得出的結果,間接認識物質內部組成建立在的基礎上。物理學從研究角度及觀點不同,可分為微觀與宏觀兩部分,宏觀是不分析微粒群中的單個作用效果而直接考慮整體效果,是最早期就已經出現的,微觀物理學隨著科技的發展理論逐漸完善。
其次,物理又是一種智能。
誠如諾貝爾物理學獎得主、德國 科學家玻恩所言:「如其說是因為我發表的工作里包含了一個自然現象的發現,倒不如說是因為那裡包含了一個關於自然現象的科學思想方法基礎。」物理學之所以被人們公認為一門重要的科學,不僅僅在於它對客觀世界的規律作出了深刻的揭示,還因為它在發展、成長的過程中,形成了一整套獨特而卓有成效的思想方法體系。正因為如此,使得物理學當之無愧地成了人類智能的結晶,文明的瑰寶。
大量事實表明,物理思想與方法不僅對物理學本身有價值,而且對整個自然科學,乃至社會科學的發展都有著重要的貢獻。有人統計過,自20世紀中葉以來,在諾貝爾化學獎、生物及醫學獎,甚至經濟學獎的獲獎者中,有一半以上的人具有物理學的背景;——這意味著他們從物理學中汲取了智能,轉而在非物理領域里獲得了成功。——反過來,卻從未發現有非物理專業出身的科學家問鼎諾貝爾物理學獎的事例。這就是物理智能的力量。難怪國外有專家十分尖銳地指出:沒有物理修養的民族是愚蠢的民族!
⑤ 物理學的研究方法有哪些
累積法 (抱歉,想不起了)
⑥ 物理的幾種科學研究方法
轉換法、等效替代法、實驗法、觀察法、類比法、理想模型法
轉換法就是把測量現象不明顯的物理量轉變明顯的實驗現象。比如固體的形變很微小但是通過固定在固體上光源射出的光路在平面鏡幾次折射可以得到微小的抖動來判斷形變。
等效替代就是一個物理現象會產生一種結果,換一種相似的方式結果是否一致。比如說要測1J的能量能做多少功,你把一個蘋果提升1米和把書包提升幾厘米得到結果一樣,就是等效替代。
實驗法就是通過實驗來驗證已知的定律羅
觀察法就是通過做實驗觀察他的物理現象(一般假裝現象未知,其實書上都告訴你了)
類比法就是根據已知的物理結論通過相似類比得出新的實驗結論的猜想。比如根據重力的0勢能面和從0重力勢能面提升物體所做功來類比推理0電勢和從0電勢面移動正電子所做功。
理想模型就是將實驗一切條件理想化。比如電學的電阻視為0和力學的空氣阻力不計等等
⑦ 有什麼物理學的探究方法
這有很多啊!
初中物理教材中,潛存著許多物理學的研究方法,如「研究電流產生的熱量與什麼因素有關」「研究決定電阻大小的因素」中的控制變數法;「研究電壓」中的類比法;「研究物體不受力,將會怎樣」中的推理法;「研究力的概念」中的歸納法。另外,實驗、觀察、假說、比較、嘗試、模型、理想化、抓主要因素等,也都是物理常用的研究方法。
在高中物理課程中,科學探究既是學生的學習目標,又是一種重要的教學方式。作為目標,基礎教育階段的科學探究是一種精心設計的,為培養學生的科學探究能力服務的教學活動。作為一種重要的教學方式,要求學生經歷與科學家進行科學探究相似的過程,深入理解、掌握物理學的知識與技能,體驗科學探究的樂趣,學習科學家的科學探究方法,領悟科學的思想和精神。
驗證性實驗與探究性實驗有什麼不同?
傳統的物理課程通常通過驗證性實驗促進學生對物理學的理解,培養學生的物理實驗能力。現在,高中物理新課程強調培養學生科學探究及物理實驗的能力,強調通過探究性教學促進學生對物理學的理解。驗證性實驗與探究性實驗作為兩種不同的教學模式,主要有以下幾點不同。
驗證性實驗是一種步驟驅使的教學活動,探究性實驗是一種問題驅使的教學活動。通常,驗證性實驗的實驗器材、實驗方案通常由教科書、實驗手冊或教師給定、提供,在實驗過程中,學生按事先制定的步驟進行實驗,收集數據。學生在實驗過程中「按部就班」地操作,其智力活動水平相對不高。從教學設計的角度看,驗證性實驗更強調行為與規則的統一。而探究性實驗需要學生自己設計並進行實驗,尋求答案、發現規律。例如,探究怎樣使水「火箭」飛得更高或更遠,學生將會面臨變數的選擇,變數的控制以及設計、製作或選定實驗器材等諸多問題。不同的變數對應著不同的實驗方案,也對應著不同的問題解決技巧。學生智力活動的水平相對較高,更強調獨立的思考與行為。
驗證性實驗以檢驗已知概念或關系為主要目標,探究性實驗以發現新概念或關系為重點。在驗證性實驗中,學生活動的中心是驗證教學中已經講述過的概念、關系或規律,例如驗證牛頓第二定律。實驗的結果是已知的,實驗的目的是通過具體實驗,促進學生進一步理解這一比較抽象的物理規律。從活動過程學生的思維特徵看,驗證性實驗更多地體現出從抽象到具體的思維過程。在探究性實驗中,學生活動中心探究未知的問題,並從中發現新的概念、關系或規律。例如,探究「火箭」裝水的多少與飛行高度的關系,學生需要通過具體的實驗結果,得出裝多少水「火箭」能飛得最高的結論或總結出「火箭」裝水的多少與飛行高度的關系。在探究性活動過程中,學生的思維更多地體現出從具體到抽象的過程。
驗證性實驗有助於促進學生掌握陳述性知識,探究性實驗有助於促進學生掌握程序性知識。在驗證性實驗中,實驗目的通常是促進學生對科學概念、規律這樣的程序性知識的掌握與理解。與驗證性實驗不同,探究性實驗學生則需要自己識別、區別、控制與探究問題有關的變數,並制訂實驗方案、選擇實驗器材、收集實驗數據,並通過分析與論證得出結論。在這里,結論的正確與否更多地依賴於實驗的過程與方法是否正確、可靠,而不是來自於書本知識。因此,探究性實驗更能發展學生怎樣做實驗這樣的程序性知識。
驗證性實驗的結論具有較大的確定性,探究性實驗的結論具有較大的不確定性。驗證性實驗從實驗原理到設計,從變數的選擇到控制,從器材的製作到選擇等都經過教材的編寫者、實驗器材的開發者以及教師等人員的精心設計、製作與准備,以確保學生的實驗結果與所需驗證的規律達到較好的一致性。驗證性實驗通常很少讓學生面對並處理錯誤的、不確定的問題和概念。探究性實驗則不同,探究的過程本身就是一個面臨不確定結果的探索過程,也許探究活動的開始環節,如學生的猜想與假設,就決定實驗不可能得到預期的結果。因此,探究性實驗允許學生從錯誤和失敗中學習,甚至將問題或錯誤視為一種有意義的教學資源,培養學生對科學的深入理解。
⑧ 物理學研究方法
比如質點就是只有質量沒有大小的點,這就用到了理想模型.
⑨ 物理學中的研究方法
一、控制變數法:通過固定某幾個因素轉化為多個單因素影響某一量大小的問題。
1、影響蒸發快慢的因素; 2、壓力作用效果與哪些因素有關;
3、研究滑動摩擦力的大小跟哪些因素有關; 4、影響電阻大小的因素;
5、研究電流與電壓、電阻的關系(歐姆定律); 6、電磁鐵磁性強弱與哪些因素有關;
7、探索磁場對電流的作用規律; 8、研究電磁感應現象; 9、研究焦耳定律。
二、等效法:將一個物理量,一種物理裝置或一個物理狀態(過程),用另一個相應量來替代,得到同樣的結論的方法。
1、在研究物體受幾力時,引入合力。 2、曹沖稱象。
3、在研究多個用電器組成的電路中,引入總電阻。
三、模型法:以理想化的辦法再現原型的本質聯系和內在特性的一種簡化模型。
1、在研究光學時,引入「光線」概念。
2、在研究磁場時,引入磁感線對磁場進行描述。 3、理想電表。
四、轉換法(間接推斷法)
累積法:把不能觀察到的效應(現象)通過自身的積累成為可觀測的宏觀物或宏觀效應。
1、用壓緊鉛柱的方法來顯示分子面的引力作用。
2、在研究分子運動時,利用擴散現象來研究。
3、根據電流所產生的效應認識電流。
4、根據磁鐵產生的作用來認識磁場。
五、類比法:根據兩個對象之間在某些方面的相似或相同,把其中某一對象的有關知識、結論推移到另一個對象中去的一種邏輯方法。
1、水壓--電壓
2、抽水機提供水壓類似電源提供電壓。
3、用速度的定義公式引入壓強公式。
六、比較法:找出研究對象之間的相同點或相異點的一種邏輯方法。
1、研究蒸發和沸騰的異同點。
2、比較電壓表與電流表在使用過程中的相同點和相異點。
3、比較電動機與發電機的結構和原理的相同點和異同點。
4、汽油機和柴油機的相同點和異同點。
七、歸納法:從一系列個別現象的判斷概括出一般性判斷的邏輯的方法。
1、從氣、液、固的擴散實現現象,得出結論:一切物體的分子都在作無規則的運動。
2、物理學中的實驗規律(如串、並聯電路中電流、電壓的特點等)幾乎都用了此法
⑩ 物理學的一般研究方法是什麼 求解答。。
物理學研究方法主要有觀察方法、實驗方法、理想方法、類比方法、假說方法和數學方法等六種。
正確的觀察方法:(1)確定觀察的目的;(2)制定觀察的方案;(3)進行實際觀察;(4)翔實的記錄;(5)初步描述;(6)初步解釋;(7)核實觀察結果。
數學是物理學的語言和工具,概括物理現象、形成物理概念、整理實驗數據、進行邏輯分析、建立物理定律、利用數學圖象展示物理規律等等物理學的研究和學習過程都離不開數學。例如,例題「某遊客第一天早上8點開始由甲景點以大小不變的速度 1,沿山路步行到乙景點。第二天早上8點又有乙景點沿原路以大小不變的速度 2步行返回甲景點。則在該線路上是否存在這樣一個地點,他第二天返回該地點的時刻與第一天經過該地點的時刻相同。如果存在,則該地點到甲景點的距離是多少?」在講解過程中進行數學方法教育:
解:方法一:方程組法
分析:假設遊客能在第一天和第二天同一時刻到達同一地點(如下圖所示),則到達同一地點所用的時間(t)是相同的、所走過的路程(S1、S2)的和等於甲景點到乙景點的路程(S),由此列出方程組;
1 t = S1 (1)
2 t = S—S1 (2)
(1)+(2)得 t = (3)
(3)代入(1)得 S1 = ;
S 、 1 和 2都是已知量,所以t 和S1有唯一的解,即存在遊客第二天返回該地點的時刻與第一天經過該地點的時刻相同的地點,該地點到甲景點距離是 。
通過分析遊客兩天的運動過程及其相互的聯系,列出兩個方程用數學語言來表述物理問題,然後利用數學解方程組的消元法求出方程的兩個解,最後再聯系實際條件討論這兩個解,推導出結論。
方法二:模型轉換法
分析:假設兩名遊客同時從甲景點和乙景點相向而行,則肯定存在相遇地點;
相遇時間t = ; 相遇點到甲地距離S1 = 。
通過物理模型的轉換得出存在相遇地點的結論,然後運用符號、方程等數學語言表徵出實際問題的特徵和規律,運用數學模型來反映物理原型的本質特徵和關系。
方法三:圖象法
畫出遊客運動的圖象,AB是第一天由甲景點到乙景點的S—t 圖象、CD是第二天由乙景點到甲景點的S—t圖象;由圖象可知
AB和CD有一個交叉點,該點表示同一地
點(S1)、同一時刻(t),所以可判斷出該
地點就是遊客第二天返回該地點的時刻與第
一天經過該地點的時刻相同的地點。然後可
通過計算得到相遇時間t = ;相遇點
到甲地距離S1 = 。
根據題意畫出遊客兩天運動的S— t圖象,在圖象上可以形象的看出兩天運動過程的特點,輕易的得出結論。利用數學圖象簡單明了的展示物理規律,使復雜的物理問題形象化、簡單化。