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初中物理学习方法:模型法与控制变量法

更新时间:2024-06-21 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

物理方法不仅是科学家研究问题的方法,也是学生学习物理时常用的方法,新课程标准也要求学生掌握一些探究问题的物理方法。Jad物理好资源网(原物理ok网)

模型法就是用简单易懂的具体模型来表示抽象的物理现象,例如用太阳系模型来表示原子结构,用简单的线条来表示杠杆。Jad物理好资源网(原物理ok网)

控制变量法自然界中发生的各种现象往往错综复杂,决定某种现象发生和变化的因素往往有很多。为了找出事物变化的原因和规律,就必须设法用人为的方法控制其中的一个或几个因素,使它们保持不变,然后再比较研究另两个变量之间的关系。这种研究问题的科学方法就是“控制变量法”。初中物理实验大多采用这种方法。例如,通过导体的电流I,受导体的电阻R和其两端电压U的影响。研究电流I与电阻R的关系时,需要保持电压U不变;研究电流I与电压U的关系时,需要保持电阻R不变。Jad物理好资源网(原物理ok网)

换算方法:有些看不见、摸不着的物理现象很难直接认识,所以我们常常根据它们表现出来的看得见、摸得着的现象来间接地认识它们,例如根据电流的热效应来认识电流的大小,根据磁场对磁铁的强作用来认识磁场等。Jad物理好资源网(原物理ok网)

在研究物理问题时,有时为了简化问题,常常用一个物理量代替其它所有物理量,但其物理效果不会改变。例如用合力代替各分力,用总阻力代替各分阻力,用浮力代替液体对物体的各压力等。Jad物理好资源网(原物理ok网)

我们在理解一些物理概念的时候,常常会把它和生活中熟悉的具有共同特征的现象进行对比,以帮助我们理解。比如,我们理解电流的大小时,会用水流来类比。我们理解电压时,会用水压来类比。Jad物理好资源网(原物理ok网)

控制变量法:测量小灯泡的电阻Jad物理好资源网(原物理ok网)

等效替代法:分力与合力Jad物理好资源网(原物理ok网)

建模方法:光线、磁通线Jad物理好资源网(原物理ok网)

类比法:用水压类比电压Jad物理好资源网(原物理ok网)

类比:通过比较两个形式相同的事物(通常是相同形式的数学公式),直接从已知事物得到未知事物。Jad物理好资源网(原物理ok网)

例如电学中的库仑力公式和力学中的万有引力公式,都与r的平方成反比,因此二者的功和能量公式可以通过类比得到,而不需要专门的计算(计算需要积分)。Jad物理好资源网(原物理ok网)

比较法:可以将两个相同或相反的事物进行比较,这种情况下比较法与类比法基本相同。有时比较就是看两个物理过程的相同点和不同点,如功和能量的相同点和不同点,一个是过程量初中物理等效替代法,一个是状态量。Jad物理好资源网(原物理ok网)

等效方法:一个物理过程很难表达和计算,但是如果我们知道它产生的效果与另一个比较容易实现的物理过程相同,则可以用后者代替前者。Jad物理好资源网(原物理ok网)

例如,可以证明一条无限长带电直线对直线外的一个点电荷(设距离为r)所施加的力,等于一个半径为r的带电半圆对圆心处的一个点电荷所施加的力,这两个物理模型是可以互相替代的。Jad物理好资源网(原物理ok网)

模型法:将比较复杂的实际问题简化为物理模型。Jad物理好资源网(原物理ok网)

例如:在天体运动中,天体实际上是许多不规则的球体,可以简化成一个个质点进行计算。Jad物理好资源网(原物理ok网)

控制变量法:对于有多个变量的问题,情况往往比较复杂,此时可以固定其他变量,只讨论一个变量的变化对问题的影响。Jad物理好资源网(原物理ok网)

例如,理想气体的状态方程最初是通过实验得到的,人们研究了理想气体在等温、等压、恒容过程中体积、温度、压强、质量之间的关系,推导出一系列实验定律,最后总结为克拉佩龙方程:PV=nRTJad物理好资源网(原物理ok网)

补充:Jad物理好资源网(原物理ok网)

假设实验法:有些物理实验不容易完成,但我们可以在理想条件下进行假设实验,并得出结论。Jad物理好资源网(原物理ok网)

例如,伽利略驳斥了轻物体下落速度比重物体慢的论点。想象一下,把一个轻物体和一个重物体绑在一起,然后把它们扔下去。那么 (1) 拉着重物体的轻物体应该比重物体下落得慢;(2) 组合后的物体更重,下落速度应该更快。这两者是相互矛盾的。Jad物理好资源网(原物理ok网)

线性叠加法:线性物理公式(即一阶物理公式)可以任意叠加或拆分。由于物理公式反映的是物理现象的原理,所以复杂的物理现象也可以拆分或叠加,分别计算,然后还原。Jad物理好资源网(原物理ok网)

例如,电路中的电流是线性可叠加的,因此,在利用基尔霍夫定律解决复杂电路问题时初中物理等效替代法,可以把一个电路拆成几个电路,然后把它们相加。Jad物理好资源网(原物理ok网)

再如:在经典物理学中,位置是矢量,可以叠加,速度、加速度等都是位置关于时间的微分,都是线性的,因而可以叠加。因此,就有运动的合成与分解,如斜抛运动可以看作是匀速直线运动与自由落体运动的叠加。Jad物理好资源网(原物理ok网)

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