高中物理常用的研究方法匯總

1、高中物理常用的研究方法匯總一、理想模型法實(shí)際中的事物都是錯(cuò)綜復(fù)雜的， 在用物理的規(guī)律對實(shí)際中的事物進(jìn)行研究時(shí)， 常需要對它們進(jìn)行必要的簡化， 忽略次要因素， 以突出主要矛盾。 用這種理想化的方法將實(shí)際中的事物進(jìn)行簡化， 便可得到一系列的物理模型。 有實(shí)體模型：質(zhì)點(diǎn)、點(diǎn)電荷、輕桿、輕繩、輕彈簧、理想變壓器、（ 3-3 ）液片、理想氣體 、（ 3-4 ）彈簧振子 ,單擺等；過程模型： 勻速直線運(yùn)動(dòng)、勻變速直線運(yùn)動(dòng)、勻變速曲線運(yùn)動(dòng)、勻速圓周運(yùn)動(dòng) 等。采用模型方法對學(xué)習(xí)和研究起到了簡化和純化的作用。 但簡化后的模型一定要表現(xiàn)出原型所反映出的特點(diǎn)、知識。每種模型有限定的運(yùn)用條件和運(yùn)用的范圍。二、控制變量

2、法就是把一個(gè)多因素影響某一物理量的問題， 通過控制某幾個(gè)因素不變， 只讓其中一個(gè)因素改變，從而轉(zhuǎn)化為多個(gè)單一因素影響某一物理量的問題的研究方法。這種方法在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格上的反映為： 某兩次試驗(yàn)只有一個(gè)條件不相同， 若兩次試驗(yàn)結(jié)果不同，則與該條件有關(guān)，否則無關(guān)。反過來，若要研究的問題是物理量與某一因素是否有關(guān)， 則應(yīng)只使該因素不同， 而其他因素均應(yīng)相同。 控制變量法是中學(xué)物理中最常用的方法?；瑒?dòng)摩擦力的大小與哪些因素有關(guān) ；探究加速度、 力和質(zhì)量的關(guān) 系（牛頓第二定律 ）；導(dǎo)體的電阻與哪些因素有關(guān) （電阻定律 ）；電流的熱效應(yīng)與哪些因素有關(guān) (焦耳定律 )；研究安培力大小跟哪些因素有關(guān) ；研究理

3、想氣體狀態(tài)變化 （理想氣體狀態(tài)方程 ）等均應(yīng)用了這種科學(xué)方法。三、理想實(shí)驗(yàn)法（又稱想象創(chuàng)新法，思想實(shí)驗(yàn)法）是在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上經(jīng)過概括、 抽象、推理得出規(guī)律的一種研究問題的方法。 但得出的規(guī)律卻又不能用實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證，是科學(xué)家們?yōu)榱私鉀Q科學(xué)理論中的某些難題，以原有的理論知識（如原理、定理、定律等）作為思想實(shí)驗(yàn)的 材料 ，提出解決這些難題的設(shè)想作為理想實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)， 并在想象中給出這些實(shí)驗(yàn) 材料 產(chǎn)生 相互作用 所需要的條件， 然后，按照嚴(yán)格的邏輯思維操作方法去 處理 這些思想實(shí)驗(yàn)的 材料 ，從而得出一系列反映客觀物質(zhì)規(guī)律的新原理，新定律，使科學(xué)難題得到解決，推動(dòng)科學(xué)的發(fā)展。又稱推理法。伽利略斜面實(shí)驗(yàn)、推

4、導(dǎo)出聲音不能在真空中傳播、推導(dǎo)出牛頓第一定律等。1四、微量放大法物理實(shí)驗(yàn)中常遇到一些微小物理量的測量。 為提高測量精度， 常需要采用合適的放大方法，選用相應(yīng)的測量裝置將被測量進(jìn)行放大后再進(jìn)行測量。 常用的放大法有累計(jì)放大法、形變放大法、光學(xué)放大法等。1）累計(jì)放大法： 在被測物理量能夠簡單重疊的條件下，將它展延若干倍再進(jìn)行測量的方法，稱為累計(jì)放大法 (疊加放大法 )。如測量紙的厚度、 金屬絲的直徑 等，常用這種方法進(jìn)行測量； 累計(jì)放大法的優(yōu)點(diǎn)是在不改變測量性質(zhì)的情況下， 將被測量擴(kuò)展若干倍后再進(jìn)行測量， 從而增加測量結(jié)果的有效數(shù)字位數(shù)， 減小測量的相對誤差。2）形變放大法： 形變是力作用的效果，

5、在力學(xué)中形變的基本表現(xiàn)形式為體積、長度、角度的改變。而顯示形變的方法可用力學(xué)的方法，也可用電學(xué)、光學(xué)的方法，如： 體積的變化 ：由液柱的長度的變化顯示；熱膨脹：杠桿放大法顯示。3）光學(xué)放大法：常用的光學(xué)放大法有 兩種，一種是使被測物通過光學(xué)裝置放大視角形成放大像，便于觀察判別，從而提高測量精度。例如放大鏡、顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡等。另一種是使用光學(xué)裝置將待測微小物理量進(jìn)行間接放大， 通過測量放大了的物理量來獲得微小物理量。 例如測量微小長度和微小角度變化的光杠桿鏡尺法，就是一種常用的光學(xué)放大法。卡文迪許通過扭秤裝置測量引力常量就采用了多種放大方法。五、模擬法模擬法和類比法很近似。 它是在實(shí)驗(yàn)室里先設(shè)計(jì)

6、出于某被研究現(xiàn)象或過程 （即原型）相似的模型，然后通過模型，間接的研究原型規(guī)律性的實(shí)驗(yàn)方法。先依照原型的主要特征， 創(chuàng)設(shè)一個(gè)相似的模型， 然后通過模型來間接研究原型的一種形容方法。根據(jù)模型和原型之間的相似關(guān)系， 模擬法可分為物理模擬和數(shù)學(xué)模擬兩種。如在描繪電場中等勢線實(shí)驗(yàn)中用直流電流場模擬靜電場。六、類比與歸納所謂類比，是根據(jù)兩個(gè)（或兩類）對象之間在某些方面的相同或相似而推出它們在其他方面也可能相同或相似的一種邏輯思維。如萬有引力公式 和庫侖力公式從形式上很相似。七、等效替代效法等效法是常用的科學(xué)思維方法。 等效是指不同的物理現(xiàn)象、 模型、過程等在物理意義、作用效果或物理規(guī)律方面是相同的。 它

7、們之間可以相互替代， 而保證結(jié)論不變。2等效的方法是指面對一個(gè)較為復(fù)雜的問題， 提出一個(gè)簡單的方案或設(shè)想， 而使它們的效果完全相同， 從而將問題化難為易， 求得解決。例如我們學(xué)過的 等效電路、等效電阻、電壓表等效為電流表、電流表等效為電壓表、測電阻中的替代法、分力與合力等效、分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)等效、環(huán)形電流與小磁體的等效、通電螺線管與條形磁鐵的等效 等等。八、比值定義法比值定義法，就是在定義一個(gè)物理量的時(shí)候采取比值的形式定義。 用比值法定義的物理概念在物理學(xué)中占有相當(dāng)大的比例，比如 如速度、加速度、密度、壓強(qiáng)、功率、電場強(qiáng)度、電勢、電勢差、磁感應(yīng)強(qiáng)度、電阻、電容等等。加速度 a=( v)/( ；t

8、)電場強(qiáng)度 E=F/q ；電容 C=Q/U ；電阻 R=U/I ；電流 I=q/t ；電動(dòng)勢， =W/q；電勢差 U=W/q ；磁感應(yīng)強(qiáng)度 B=F/(IL) 或 B=F/qv 或 B=/S 。（一） 比值法 的特點(diǎn)：1、比值法適用于物質(zhì)屬性或特征、物體運(yùn)動(dòng)特征的定義。應(yīng)用比值法定義物理量，往往需要一定的條件； 一是客觀上需要， 二是間接反映特征屬性的的兩個(gè)物理量可測，三是兩個(gè)物理量的比值必須是一個(gè)定值。2.兩類比值法及特點(diǎn)一類是用比值法定義物質(zhì)或物體屬性特征的物理量，如：電場強(qiáng)度 E、磁感應(yīng)強(qiáng)度 B、電容 C、電阻 R 等。它們的共同特征是；屬性由本身所決定。定義時(shí)，需要選擇一個(gè)能反映某種性質(zhì)

9、的檢驗(yàn)實(shí)體來研究。比如：定義電場強(qiáng)度E，需要選擇檢驗(yàn)電荷q，觀測其檢驗(yàn)電荷在場中的電場力F，采用比值 F/q 就可以定義。另一類是對一些描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)特征的物理量的定義，如速度 v 、加速度a、角速度 等。這些物理量是通過簡單的運(yùn)動(dòng)引入的，比如勻速直線運(yùn)動(dòng)、勻變速直線運(yùn)動(dòng)、勻速圓周運(yùn)動(dòng)。這些物理量定義的共同特征是：相等時(shí)間內(nèi)，某物理量的變化量相等， 用變化量與所用的時(shí)間之比就可以表示變化快慢的特征 。 （二） 比值法 的理解1.理解要注重物理量的來龍去脈。 為什么要研究這個(gè)問題從而引入比值法來定義物理量（包括問題是怎樣提出來的），怎樣進(jìn)行研究（包括有哪些主要的物理現(xiàn)象、事實(shí)，運(yùn)用了什么手段和

10、方法等），通過研究得到怎樣的結(jié)論（包括物理量是怎樣定義的，數(shù)學(xué)表達(dá)式怎樣），物理量的物理意義是什么（包括反映了怎樣的本質(zhì)屬性，適用的條件和范圍是什么）和這個(gè)物理量有什么重要的應(yīng)用。2.理解要展開類比與想象，進(jìn)行邏輯推理。所有的比值法定義的物理量有相同的特點(diǎn)，通過展開類比與想象，進(jìn)行邏輯推理、抽象思維等活動(dòng)，從而引起思維的飛躍，知識的遷移，在類比中加深理解。 如在重力場、電場、磁場的教學(xué)中，相同的是都需要選擇一個(gè)檢驗(yàn)場性質(zhì)的實(shí)體， 用檢驗(yàn)實(shí)體的受力與檢驗(yàn)實(shí)體的有關(guān)物理量的比來定義。但也存在區(qū)別，重力場的比值中，分母是質(zhì)量最簡單，電3場定義時(shí)，要考慮電荷的電性，而磁場定義最復(fù)雜，不僅與考慮電流元

11、I，而且要考慮電流元的放置方位與有效長度。3.不能將比值法的公式純粹的數(shù)學(xué)化。在建立物理量的時(shí)候，交代物理思想和方法，搞清概念表達(dá)的屬性， 從這些量度公式中理解它們的物理過程與物理符號的真實(shí)內(nèi)容， 切忌被數(shù)學(xué)符號形式化， 忽視了物理量的豐富內(nèi)容， 一定要從量度公式中揭示所定義的概念與有關(guān)概念的真實(shí)依存關(guān)系和物理過程， 防止死記硬背和亂用。另一方面，在數(shù)學(xué)形式上用比例表示的式子，不一定就應(yīng)用比值法。如公式 a=F/m ，只是數(shù)學(xué)形式上象比值法，實(shí)際上不具備比值法的其它特點(diǎn)。所以不能把比值法與數(shù)學(xué)形式簡單的聯(lián)系在一起。九、微元法微元法是分析、 解決物理問題中的常用方法，也是從部分到整體的思維方法。

12、用該方法可以使一些復(fù)雜的物理過程用我們熟悉的物理規(guī)律迅速地加以解決， 使所求的問題簡單化。在使用微元法處理問題時(shí)， 需將其分解為眾多微小的 元過程 ，而且每個(gè) 元過程 所遵循的規(guī)律是相同的，這樣，我們只需分析這些 元過程 ，然后再將 元過程 進(jìn)行必要的數(shù)學(xué)方法或物理思想處理，進(jìn)而使問題求解。使用此方法會加強(qiáng)我們對已知規(guī)律的再思考， 從而引起鞏固知識、 加深認(rèn)識和提高能力的作用。在高中物理中， 由于數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)上的局限， 對于高等數(shù)學(xué)中可以使用積分來進(jìn)行計(jì)算的一些問題， 在高中很難加以解決。 例如對于求變力所做的功或者對于物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)某恒力所做的功的計(jì)算； 又如求做曲線運(yùn)動(dòng)的某質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程， 這些問題對于中學(xué)生來講，成為一大難題。但是如果應(yīng)用積分的思想，化整為零，化曲為直，采用 微元法 ，可以很好的解決這類問題。 微元法 通俗地說就是把研究對象分為無限多個(gè)無限小的部分， 取出有代表性的極小的一部分進(jìn)行分析處理，再從局部到全體綜合起來加以考慮的科學(xué)思維方法， 在這個(gè)方法里充分的體現(xiàn)了積分的思想。十、極限法極限法是把某個(gè)物理量推向極端， 即極大和極小或極左和極右， 并依