物理学研究方法
① 现代物理学的研究方法
对于物理学理论和实验来说,物理量的定义和测量的假设选择,理论的数学展开,理论与实验的比较是与实验定律一致,是物理学理论的唯一目标。
人们能通过这样的结合解决问题,就是预言指导科学实践这不是大唯物主义思想,其实是物理学理论的目的和结构。
② 现代物理的研究方法是什么
物理中的研究方法
一、控制变量法 当我们研究不同物理量之间的关系,为了确定一个物理量与另一个物理量之间的关系,就需要控制其他物理量不变,看所研究的物理量与另外一个物理量变化的关系,这种方法就是“控制变量法”。
具体例子:
1.探究导体中的电流与导体两端电压和电阻的关系
2.研究导体电阻大小与导体材料、长度、横截面积的关系
3.研究滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度的关系
4.研究压力的作用效果与压力和受力面积的关系
5.研究液体的压强与液体密度和深度的关系
6.研究物体动能的大小与质量和速度的关系
7.研究不同物质的吸热能力8电流所作的功与电流、电压的关系
二、理想化法 所谓理想化法就是借助于逻辑思维和想象力,有意识的突出研究对象的主要因素,排出次要因素和无关的干扰因素,对实际的研究对象加以合理的概括和描述,在我们头脑中形成理想化地研究客体或相互联系、代替实际的研究对象,并用来探索物理世界奥秘的方法,初中物理理想化法主要体现在以下三个方面
(一).理想化条件 1.忽略外界影响与一些不重要的力的影响。例如研究物体的运动时,不考虑空气的阻力 2.忽略一些摩擦力。例如只研究物体在“光滑平面”上的运动在研究定滑轮、动滑轮、滑轮组时,不考虑轴上的摩擦力
(二.)理想化模型 在物理学中,常常把实际研究对象或过程抽象成理想模型。例如 1.在研究光的传播路径和传播方向时,引入光线 2.在研究磁场的分布时,引入磁感线 3.将光滑的表面看成没有摩擦的理想表面。 4.杠杆也是一种理想模型。杠杆在实际应用中,忽略受力产生的形变,不考虑形状 5.在研究原子的组成时,引入原子核式结构, 6.电流表看成一段导线,电压表视为开路
(三.理想实验) 也叫假象实验理想实验以真实的科学实验和科学理论为基础,加以推理得出结论。即实验加推理。 1.研究真空不能传声,是建立在空气越少听到声音越小得出的 2.牛顿第一定律,是以摩擦越小,小车前进的越远为基础的
三、等效替代法 将某个物理量、物理装置、物理状态(过程),用另外一个物理量、物理装置、物理状态(过程)来替代,得到同样的结论。在间接测量中有许多物理量的测量都采用了这种方法 1.研究平面镜成像实验中,用两个同样的蜡烛,其中一个找另一个的像 2.求多个用电器组成的串联、并联的总电阻 3.“曹冲称象”,用石块的重量的总和替代大象的重量 4.排水法求不规则物体的体积 5.测量摩擦力时,用二力平衡原理测得拉力,从而求摩擦力 6.托里拆利实验,利用水银柱产生的压强求大气压的数值
四、转化法 在研究看不见的物质或现象时,可以通过研究物质或现象所产生的可见效果,进一步认识该物质或现象。需要注意的是,等效替代法虽然也有转化的思想,但其研究主体已经产生
转移,而转化法则是通过研究主体所产生的效果来求其原因的一种思维方法。 1.利用小球的振动来判断发声体在振动。 2.通过电流的效应来认识电流的存在 3.通过小磁针是否受力来判断磁场的存在 4.电磁铁磁性强弱通过它吸引的大头针来确定 5.研究压强时,利用小桌陷入海绵的深度来判断压力作用的效果 6.研究流体压强时,用纸片的飘动显示压强的变化 7.研究动能大小的因素,通过小球推动木块运动的远近判断小球动能的大小 8.通过固体、液体、气体的扩散来认识分子的热运动。 8电流产生热量的多少通过温度计示数变化量来判断
五、类比法 在分析较为抽象的物理问题时,用具体的事物类比说明,找出共性,使得研究对象易于理解 1.用水流类比电流 水压类比电压 2.水波类比声波3.用物体的动能、势能类比分子的动能势能4.用太阳系类比原子的结构。
六、图像法 用图像法分析问题,更加形象、直观,便于理解。 1.研究固体熔化 2.研究水沸腾 3.研究物体质量与体积的关系4.研究重力与质量关系。
③ 理论物理学家的研究方法
通过计算万有引力=GMm/R^2 M很大,R很小的时候,力就很大。咱们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,那么光也出不来。那就看不到。即黑洞。黑洞的本质是密度极大的球形天体。
以上为猜想。具体证明就是通过天文观察,观察到异常现象,结合推论。
比如证明速恒定,即光不属于惯性系。就把两束光分别垂直于地表和平行于地表。进行干涉实验,结果出现稳定的干涉条纹,证明了两束光速度相同。没有叠加地球自转的速度。
④ 研究物理学的基本方法是什么
物理学(PHYSICS)是研究物质世界最基本的结构、最普遍的相互作用、最一般的运动规律及所使用的实验手段和思维方法的自然科学,简称物理。物理学研究的范围 —— 物质世界的层次和数量级物理学 (Physics)质子 10-15 m空间尺度:物质结构物质相互作用物质运动规律微观粒子Microscopic介观物质mesoscopic宏观物质macroscopic宇观物质cosmological类星体 10 26 m时间尺度:基本粒子寿命 10-25 s宇宙寿命 1018 s绪 论E-15E-12E-09E-06E-031mE+03E+06E+09E+12E+15E+18E+21E+24E+27最小 的细胞原子原子核基本粒子DNA长度星系团银河系最近恒 星的距离太阳系太阳山哈勃半径超星系团人蛇吞尾图,形象地表示了物质空间尺寸的层次物理现象按空间尺度划分:量子力学经典物理学宇宙物理学按速率大小划分: 相对论物理学非相对论物理学按客体大小划分: 微观系统宏观系统 按运动速度划分: 低速现象高速现象 实验物理理论物理计算物理今日物理学物理学的发展。
物理学是人们对无生命自然界中物质的转变的知识做出规律性的总结。这种运动和转变应有两种。一是早期人们通过感官视觉的延伸,二是近代人们通过发明创造供观察测量用的科学仪器,实验得出的结果,间接认识物质内部组成建立在的基础上。物理学从研究角度及观点不同,可分为微观与宏观两部分,宏观是不分析微粒群中的单个作用效果而直接考虑整体效果,是最早期就已经出现的,微观物理学随着科技的发展理论逐渐完善。
其次,物理又是一种智能。
诚如诺贝尔物理学奖得主、德国 科学家玻恩所言:“如其说是因为我发表的工作里包含了一个自然现象的发现,倒不如说是因为那里包含了一个关于自然现象的科学思想方法基础。”物理学之所以被人们公认为一门重要的科学,不仅仅在于它对客观世界的规律作出了深刻的揭示,还因为它在发展、成长的过程中,形成了一整套独特而卓有成效的思想方法体系。正因为如此,使得物理学当之无愧地成了人类智能的结晶,文明的瑰宝。
大量事实表明,物理思想与方法不仅对物理学本身有价值,而且对整个自然科学,乃至社会科学的发展都有着重要的贡献。有人统计过,自20世纪中叶以来,在诺贝尔化学奖、生物及医学奖,甚至经济学奖的获奖者中,有一半以上的人具有物理学的背景;——这意味着他们从物理学中汲取了智能,转而在非物理领域里获得了成功。——反过来,却从未发现有非物理专业出身的科学家问鼎诺贝尔物理学奖的事例。这就是物理智能的力量。难怪国外有专家十分尖锐地指出:没有物理修养的民族是愚蠢的民族!
⑤ 物理学的研究方法有哪些
累积法 (抱歉,想不起了)
⑥ 物理的几种科学研究方法
转换法、等效替代法、实验法、观察法、类比法、理想模型法
转换法就是把测量现象不明显的物理量转变明显的实验现象。比如固体的形变很微小但是通过固定在固体上光源射出的光路在平面镜几次折射可以得到微小的抖动来判断形变。
等效替代就是一个物理现象会产生一种结果,换一种相似的方式结果是否一致。比如说要测1J的能量能做多少功,你把一个苹果提升1米和把书包提升几厘米得到结果一样,就是等效替代。
实验法就是通过实验来验证已知的定律罗
观察法就是通过做实验观察他的物理现象(一般假装现象未知,其实书上都告诉你了)
类比法就是根据已知的物理结论通过相似类比得出新的实验结论的猜想。比如根据重力的0势能面和从0重力势能面提升物体所做功来类比推理0电势和从0电势面移动正电子所做功。
理想模型就是将实验一切条件理想化。比如电学的电阻视为0和力学的空气阻力不计等等
⑦ 有什么物理学的探究方法
这有很多啊!
初中物理教材中,潜存着许多物理学的研究方法,如“研究电流产生的热量与什么因素有关”“研究决定电阻大小的因素”中的控制变量法;“研究电压”中的类比法;“研究物体不受力,将会怎样”中的推理法;“研究力的概念”中的归纳法。另外,实验、观察、假说、比较、尝试、模型、理想化、抓主要因素等,也都是物理常用的研究方法。
在高中物理课程中,科学探究既是学生的学习目标,又是一种重要的教学方式。作为目标,基础教育阶段的科学探究是一种精心设计的,为培养学生的科学探究能力服务的教学活动。作为一种重要的教学方式,要求学生经历与科学家进行科学探究相似的过程,深入理解、掌握物理学的知识与技能,体验科学探究的乐趣,学习科学家的科学探究方法,领悟科学的思想和精神。
验证性实验与探究性实验有什么不同?
传统的物理课程通常通过验证性实验促进学生对物理学的理解,培养学生的物理实验能力。现在,高中物理新课程强调培养学生科学探究及物理实验的能力,强调通过探究性教学促进学生对物理学的理解。验证性实验与探究性实验作为两种不同的教学模式,主要有以下几点不同。
验证性实验是一种步骤驱使的教学活动,探究性实验是一种问题驱使的教学活动。通常,验证性实验的实验器材、实验方案通常由教科书、实验手册或教师给定、提供,在实验过程中,学生按事先制定的步骤进行实验,收集数据。学生在实验过程中“按部就班”地操作,其智力活动水平相对不高。从教学设计的角度看,验证性实验更强调行为与规则的统一。而探究性实验需要学生自己设计并进行实验,寻求答案、发现规律。例如,探究怎样使水“火箭”飞得更高或更远,学生将会面临变量的选择,变量的控制以及设计、制作或选定实验器材等诸多问题。不同的变量对应着不同的实验方案,也对应着不同的问题解决技巧。学生智力活动的水平相对较高,更强调独立的思考与行为。
验证性实验以检验已知概念或关系为主要目标,探究性实验以发现新概念或关系为重点。在验证性实验中,学生活动的中心是验证教学中已经讲述过的概念、关系或规律,例如验证牛顿第二定律。实验的结果是已知的,实验的目的是通过具体实验,促进学生进一步理解这一比较抽象的物理规律。从活动过程学生的思维特征看,验证性实验更多地体现出从抽象到具体的思维过程。在探究性实验中,学生活动中心探究未知的问题,并从中发现新的概念、关系或规律。例如,探究“火箭”装水的多少与飞行高度的关系,学生需要通过具体的实验结果,得出装多少水“火箭”能飞得最高的结论或总结出“火箭”装水的多少与飞行高度的关系。在探究性活动过程中,学生的思维更多地体现出从具体到抽象的过程。
验证性实验有助于促进学生掌握陈述性知识,探究性实验有助于促进学生掌握程序性知识。在验证性实验中,实验目的通常是促进学生对科学概念、规律这样的程序性知识的掌握与理解。与验证性实验不同,探究性实验学生则需要自己识别、区别、控制与探究问题有关的变量,并制订实验方案、选择实验器材、收集实验数据,并通过分析与论证得出结论。在这里,结论的正确与否更多地依赖于实验的过程与方法是否正确、可靠,而不是来自于书本知识。因此,探究性实验更能发展学生怎样做实验这样的程序性知识。
验证性实验的结论具有较大的确定性,探究性实验的结论具有较大的不确定性。验证性实验从实验原理到设计,从变量的选择到控制,从器材的制作到选择等都经过教材的编写者、实验器材的开发者以及教师等人员的精心设计、制作与准备,以确保学生的实验结果与所需验证的规律达到较好的一致性。验证性实验通常很少让学生面对并处理错误的、不确定的问题和概念。探究性实验则不同,探究的过程本身就是一个面临不确定结果的探索过程,也许探究活动的开始环节,如学生的猜想与假设,就决定实验不可能得到预期的结果。因此,探究性实验允许学生从错误和失败中学习,甚至将问题或错误视为一种有意义的教学资源,培养学生对科学的深入理解。
⑧ 物理学研究方法
比如质点就是只有质量没有大小的点,这就用到了理想模型.
⑨ 物理学中的研究方法
一、控制变量法:通过固定某几个因素转化为多个单因素影响某一量大小的问题。
1、影响蒸发快慢的因素; 2、压力作用效果与哪些因素有关;
3、研究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关; 4、影响电阻大小的因素;
5、研究电流与电压、电阻的关系(欧姆定律); 6、电磁铁磁性强弱与哪些因素有关;
7、探索磁场对电流的作用规律; 8、研究电磁感应现象; 9、研究焦耳定律。
二、等效法:将一个物理量,一种物理装置或一个物理状态(过程),用另一个相应量来替代,得到同样的结论的方法。
1、在研究物体受几力时,引入合力。 2、曹冲称象。
3、在研究多个用电器组成的电路中,引入总电阻。
三、模型法:以理想化的办法再现原型的本质联系和内在特性的一种简化模型。
1、在研究光学时,引入“光线”概念。
2、在研究磁场时,引入磁感线对磁场进行描述。 3、理想电表。
四、转换法(间接推断法)
累积法:把不能观察到的效应(现象)通过自身的积累成为可观测的宏观物或宏观效应。
1、用压紧铅柱的方法来显示分子面的引力作用。
2、在研究分子运动时,利用扩散现象来研究。
3、根据电流所产生的效应认识电流。
4、根据磁铁产生的作用来认识磁场。
五、类比法:根据两个对象之间在某些方面的相似或相同,把其中某一对象的有关知识、结论推移到另一个对象中去的一种逻辑方法。
1、水压--电压
2、抽水机提供水压类似电源提供电压。
3、用速度的定义公式引入压强公式。
六、比较法:找出研究对象之间的相同点或相异点的一种逻辑方法。
1、研究蒸发和沸腾的异同点。
2、比较电压表与电流表在使用过程中的相同点和相异点。
3、比较电动机与发电机的结构和原理的相同点和异同点。
4、汽油机和柴油机的相同点和异同点。
七、归纳法:从一系列个别现象的判断概括出一般性判断的逻辑的方法。
1、从气、液、固的扩散实现现象,得出结论:一切物体的分子都在作无规则的运动。
2、物理学中的实验规律(如串、并联电路中电流、电压的特点等)几乎都用了此法
⑩ 物理学的一般研究方法是什么 求解答。。
物理学研究方法主要有观察方法、实验方法、理想方法、类比方法、假说方法和数学方法等六种。
正确的观察方法:(1)确定观察的目的;(2)制定观察的方案;(3)进行实际观察;(4)翔实的记录;(5)初步描述;(6)初步解释;(7)核实观察结果。
数学是物理学的语言和工具,概括物理现象、形成物理概念、整理实验数据、进行逻辑分析、建立物理定律、利用数学图象展示物理规律等等物理学的研究和学习过程都离不开数学。例如,例题“某游客第一天早上8点开始由甲景点以大小不变的速度 1,沿山路步行到乙景点。第二天早上8点又有乙景点沿原路以大小不变的速度 2步行返回甲景点。则在该线路上是否存在这样一个地点,他第二天返回该地点的时刻与第一天经过该地点的时刻相同。如果存在,则该地点到甲景点的距离是多少?”在讲解过程中进行数学方法教育:
解:方法一:方程组法
分析:假设游客能在第一天和第二天同一时刻到达同一地点(如下图所示),则到达同一地点所用的时间(t)是相同的、所走过的路程(S1、S2)的和等于甲景点到乙景点的路程(S),由此列出方程组;
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,即存在游客第二天返回该地点的时刻与第一天经过该地点的时刻相同的地点,该地点到甲景点距离是 。
通过分析游客两天的运动过程及其相互的联系,列出两个方程用数学语言来表述物理问题,然后利用数学解方程组的消元法求出方程的两个解,最后再联系实际条件讨论这两个解,推导出结论。
方法二:模型转换法
分析:假设两名游客同时从甲景点和乙景点相向而行,则肯定存在相遇地点;
相遇时间t = ; 相遇点到甲地距离S1 = 。
通过物理模型的转换得出存在相遇地点的结论,然后运用符号、方程等数学语言表征出实际问题的特征和规律,运用数学模型来反映物理原型的本质特征和关系。
方法三:图象法
画出游客运动的图象,AB是第一天由甲景点到乙景点的S—t 图象、CD是第二天由乙景点到甲景点的S—t图象;由图象可知
AB和CD有一个交叉点,该点表示同一地
点(S1)、同一时刻(t),所以可判断出该
地点就是游客第二天返回该地点的时刻与第
一天经过该地点的时刻相同的地点。然后可
通过计算得到相遇时间t = ;相遇点
到甲地距离S1 = 。
根据题意画出游客两天运动的S— t图象,在图象上可以形象的看出两天运动过程的特点,轻易的得出结论。利用数学图象简单明了的展示物理规律,使复杂的物理问题形象化、简单化。