2018版高考物理二輪復習 第1部分 專題整合突破 專題17 物理學史及常見的思想方法教案

1、專題十七物理學史及常見的思想方法物理學史1力學部分(1)1638年，意大利物理學家伽利略用科學推理論證重物體和輕物體下落一樣快，推翻了古希臘學者亞里士多德的觀點(即：質(zhì)量大的小球下落快)(2)1687年，英國科學家牛頓提出了三條運動定律(即牛頓三大運動定律)(3)17世紀，伽利略通過構(gòu)思的理想實驗指出，在水平面上運動的物體若沒有摩擦，將保持這個速度一直運動下去，得出結(jié)論：力是改變物體運動的原因推翻了亞里士多德的觀點：力是維持物體運動的原因同時代的法國物理學家笛卡兒進一步指出，如果沒有其他原因，運動物體將繼續(xù)以同一速度沿著一條直線運動，既不會停下來，也不會偏離原來的方向(4)20世紀初建立的量子

2、力學和愛因斯坦提出的狹義相對論表明經(jīng)典力學不適用于微觀粒子和高速運動物體(5)人們根據(jù)日常的觀察和經(jīng)驗，提出“地心說”，古希臘科學家托勒密是代表；而波蘭天文學家哥白尼提出了“日心說”，大膽反駁地心說(6)17世紀，德國天文學家開普勒提出開普勒三大定律(7)牛頓于1687年正式發(fā)表萬有引力定律；1798年英國物理學家卡文迪許利用扭秤實驗裝置比較準確地測出了引力常量(8)1846年，英國劍橋大學學生亞當斯和法國天文學家勒維烈應用萬有引力定律，計算并觀測到海王星，1930年，美國天文學家湯博用同樣的計算方法發(fā)現(xiàn)冥王星2電磁學部分(1)1785年法國物理學家?guī)靵隼门こ訉嶒灠l(fā)現(xiàn)了電荷之間的相互作用規(guī)律

3、庫侖定律(2)1837年，英國物理學家法拉第最早引入了電場概念，并提出用電場線表示電場(3)1913年，美國物理學家密立根通過油滴實驗精確測定了元電荷e的電荷量，獲得諾貝爾獎(4)1826年德國物理學家歐姆(17871854)通過實驗得出歐姆定律(5)19世紀，焦耳和楞次先后各自獨立發(fā)現(xiàn)電流通過導體時產(chǎn)生熱效應的規(guī)律，即焦耳定律(6)1820年，丹麥物理學家奧斯特發(fā)現(xiàn)電流可以使周圍的小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，稱為電流磁效應(7)法國物理學家安培發(fā)現(xiàn)兩根通有同向電流的平行導線相吸，反向電流的平行導線則相斥，并總結(jié)出安培定則(右手螺旋定則)判斷電流與磁場的相互關系和左手定則判斷通電導線在磁場中受到磁場力的方

4、向(8)荷蘭物理學家洛倫茲提出運動電荷產(chǎn)生了磁場和磁場對運動電荷有作用力(洛倫茲力)的觀點(9)湯姆孫的學生阿斯頓設計的質(zhì)譜儀可用來測量帶電粒子的質(zhì)量和分析同位素(10)1932年，美國物理學家勞倫茲發(fā)明了回旋加速器能在實驗室中產(chǎn)生大量的高能粒子(最大動能僅取決于磁場和D形盒直徑，帶電粒子圓周運動周期與高頻電源的周期相同)(11)英國物理學家法拉第發(fā)現(xiàn)了由磁場產(chǎn)生電流的條件和規(guī)律電磁感應定律(12)俄國物理學家楞次發(fā)表確定感應電流方向的定律楞次定律3原子原子核(1)英國物理學家湯姆孫利用陰極射線管發(fā)現(xiàn)電子，并指出陰極射線是高速運動的電子流獲得1906年諾貝爾物理學獎湯姆孫還提出原子的棗糕模型(

5、2)英國物理學家盧瑟福和助手們進行了粒子散射實驗，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，并用粒子轟擊氮核，第一次實現(xiàn)了原子核的人工轉(zhuǎn)變，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，并預言原子核內(nèi)還有另一種粒子中子(3)丹麥物理學家玻爾提出了自己的原子結(jié)構(gòu)假說，成功地解釋和預言了氫原子的輻射電磁波譜，并得出氫原子能級表達式獲得1922年諾貝爾物理學獎(4)查德威克用粒子轟擊鈹核時發(fā)現(xiàn)中子，獲得1935年諾貝爾物理學獎(5)法國物理學家貝可勒爾發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象，說明原子核有復雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，獲得1903年諾貝爾物理學獎(6)愛因斯坦提出了質(zhì)能方程式，并提出光子說，成功地解釋了光電效應規(guī)律，因此獲得1921年諾貝爾物理學獎(7)1900年，德國

6、物理學家普朗克解釋物體熱輻射規(guī)律提出能量子假說，獲得1918年諾貝爾物理學獎(8)1922年，美國物理學家康普頓在研究石墨中的電子對X射線的散射時發(fā)現(xiàn)康普頓效應，證實了光的粒子性獲得1927年諾貝爾物理學獎(9)1924年，法國物理學家德布羅意大膽預言了實物粒子在一定條件下會表現(xiàn)出波動性4選考部分(1)熱學英國植物學家布朗發(fā)現(xiàn)懸浮在水中的花粉微粒不停地做無規(guī)則運動的現(xiàn)象布朗運動(2)機械振動機械波奧地利物理學家多普勒(18031853)首先發(fā)現(xiàn)由于波源和觀察者之間有相對運動，使觀察者感到頻率發(fā)生變化的現(xiàn)象多普勒效應(3)光現(xiàn)象電磁波英國物理學家托馬斯楊成功地觀察到了光的干涉現(xiàn)象英國物理學家麥克

7、斯韋發(fā)表電磁場的動力學理論的論文，提出了電磁場理論，預言了電磁波的存在，指出光是一種電磁波，為光的電磁理論奠定了基礎德國物理學家赫茲用實驗證實了電磁波的存在，并測定了電磁波的傳播速度等于光速1895年，德國物理學家倫琴發(fā)現(xiàn)X射線(倫琴射線)，獲得1901年諾貝爾物理學獎(4)相對論1905年，愛因斯坦提出了狹義相對論，有兩條基本原理：相對性原理不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是相同的光速不變原理不同的慣性參考系中，光在真空中的速度一定是c不變思想方法1理想化方法理想化方法就是建立理想化模型，抓住研究對象的主要因素，去再現(xiàn)實際問題的本質(zhì)，即把復雜問題簡單化處理物理模型分為三類：(1)實物模型：

8、如質(zhì)點、點電荷、點光源、輕繩、輕桿、彈簧振子(2)過程模型：如勻速運動、勻變速直線運動、簡諧運動、彈性碰撞、勻速圓周運動(3)情境模型：如平拋運動、人船模型、子彈打木塊、臨界問題求解物理問題，很重要的一點就是迅速把所研究的問題歸宿到學過的物理模型上來，即所謂的建模尤其是對新情境問題，這一點就顯得更突出2極限思維方法極限思維方法是將問題推向極端狀態(tài)的過程中，著眼一些物理量在連續(xù)變化過程中的變化趨勢及一般規(guī)律在極限值下的表現(xiàn)或者說極限值下一般規(guī)律的表現(xiàn)，從而對問題進行分析和推理的一種思維方法如：由平均速度導出瞬時速度3平均思想方法物理學中，有些物理量是某個物理量對另一物理量的積累，若某個物理量是變

9、化的，則在求解積累量時，可把變化的這個物理量在整個積累過程看作是恒定的一個值平均值，從而通過求積的方法來求積累量這種方法叫平均思想方法物理學中典型的平均值有：平均速度、平均加速度、平均功率、平均力、平均電流等對于線性變化情況，平均值(初值終值)/2.由于平均值只與初值和終值有關，不涉及中間過程，所以在求解問題時有很大的妙用4等效轉(zhuǎn)換(化)法等效法，就是在保證效果相同的前提下，將一個復雜的物理問題轉(zhuǎn)換成較簡單問題的思維方法其基本特征為等效替代物理學中等效法的應用較多合力與分力；合運動與分運動；總電阻與分電阻；交流電的有效值等除這些等效概念之外，還有等效電路、等效電源、等效模型、等效過程等5對稱法

10、(對稱性原理)物理問題中有一些物理過程或是物理圖形具有對稱性，利用物理問題的這一特點求解，可使問題簡單化要認識到一個物理過程，一旦對稱，則一些物理量(如時間、速度、位移、加速度等)也是對稱的自然現(xiàn)象中也存在對稱性，如：法拉第進行對稱性思考，堅持認為電可以生磁，磁也一定能生電，最終發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象；牛頓在研究太陽與行星間的相互作用時，推導出太陽對行星的引力大小與行星的質(zhì)量成正比，牛頓根據(jù)對稱性原理得出，行星對太陽的引力大小與太陽的質(zhì)量成正比，從而建立了萬有引力定律6猜想與假設法猜想與假設法，是在研究對象的物理過程不明了或物理狀態(tài)不清楚的情況下，根據(jù)猜想，假設出一種過程或一種狀態(tài)，再據(jù)題設所給條

11、件通過分析計算結(jié)果與實際情況比較作出判斷的一種方法，或是人為地改變原題所給條件，產(chǎn)生出與原題相悖的結(jié)論，從而使原題得以更清晰方便地求解的一種方法如：伽利略在研究自由落體運動時就成功運用了猜想與假設法(歸謬法)7尋找守恒量法物理學中的守恒，是指在物理變化過程或物質(zhì)的轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)移過程中，一些物理量的總量保持不變守恒，既是物理學中最基本的規(guī)律(有動量守恒、能量守恒、電荷守恒、質(zhì)量守恒)，也是一種解決物理問題的基本思想方法，并且應用起來簡單、快捷8比值定義法用其他物理量的比值來定義一個新的物理量的方法如速度、加速度、電場強度、電容、電阻、磁感應強度等9類比推理法為了把要表達的物理問題說清楚明白，往往用具體

12、的、有形的、人們所熟知的事物來類比要說明的那些抽象的、無形的、陌生的事物，通過借助于一個較熟悉的對象的某些特征，去理解和掌握另一個有相似性的對象的某些特征如：在講解電動勢概念時，我們把電源比作抽水機，把非靜電力比作抽水的力，學生就很容易理解10控制變量法控制變量法是高中物理實驗中常用的探索問題和分析解決問題的科學方法之一所謂控制變量法是指為了研究物理量同影響它的多個因素中的一個因素的關系，可將除了這個因素以外的其他因素人為地控制起來，使其保持不變，再比較、研究該物理量與該因素之間的關系，得出結(jié)論，然后再綜合起來得出規(guī)律的方法例如在“探究影響滑動摩擦力大小的因素”“探究加速度與力、質(zhì)量的關系”“

13、探究影響導體電阻大小的因素”“探究影響平行板電容器電容的因素”等實驗中，都運用了控制變量法11放大法有的物理量不便于直接測量，有的物理現(xiàn)象不便于直接觀察，通過轉(zhuǎn)換放大為容易測量到與之相等或與之相關聯(lián)的物理現(xiàn)象，從而獲得結(jié)論的方法如在演示課桌的微小形變時，就用到通過光路把微小量放大的方法；卡文迪許在測萬有引力常量時也用到了放大法12圖形/圖象圖解法圖形/圖象圖解法就是將物理現(xiàn)象或過程用圖形/圖象表征出后，再據(jù)圖形表征的特點或圖象斜率、截距、面積所表述的物理意義來求解的方法，尤其是圖象法在處理實驗數(shù)據(jù)、探究物理規(guī)律時有獨到好處1(2016卷T14)關于行星運動的規(guī)律，下列說法符合史實的是()A開普

14、勒在牛頓定律的基礎上，導出了行星運動的規(guī)律B開普勒在天文觀測數(shù)據(jù)的基礎上，總結(jié)出了行星運動的規(guī)律C開普勒總結(jié)出了行星運動的規(guī)律，找出了行星按照這些規(guī)律運動的原因D開普勒總結(jié)出了行星運動的規(guī)律，發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律B開普勒在前人觀測數(shù)據(jù)的基礎上，總結(jié)出了行星運動的規(guī)律，與牛頓定律無聯(lián)系，選項A錯誤，選項B正確；開普勒總結(jié)出了行星運動的規(guī)律，但沒有找出行星按照這些規(guī)律運動的原因，選項C錯誤；牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，選項D錯誤2(2014卷T14)在法拉第時代，下列驗證“由磁產(chǎn)生電”設想的實驗中，能觀察到感應電流的是()A將繞在磁鐵上的線圈與電流表組成一閉合回路，然后觀察電流表的變化B在一通電線圈旁放

15、置一連有電流表的閉合線圈，然后觀察電流表的變化C將一房間內(nèi)的線圈兩端與相鄰房間的電流表連接，往線圈中插入條形磁鐵后，再到相鄰房間去觀察電流表的變化D繞在同一鐵環(huán)上的兩個線圈，分別接電源和電流表，在給線圈通電或斷電的瞬間，觀察電流表的變化D本題以驗證“由磁產(chǎn)生電”設想的實驗為背景，主要考查電磁感應現(xiàn)象產(chǎn)生感應電流必須滿足的條件：電路閉合；穿過閉合電路的磁通量要發(fā)生變化選項A、B電路閉合，但磁通量不變，不能產(chǎn)生感應電流，故選項A、B不能觀察到電流表的變化；選項C滿足產(chǎn)生感應電流的條件，也能產(chǎn)生感應電流，但是等我們從一個房間到另一個房間后，電流表中已沒有電流，故選項C也不能觀察到電流表的變化；選項D

16、滿足產(chǎn)生感應電流的條件，能產(chǎn)生感應電流，可以觀察到電流表的變化，所以選D.3(2014卷T35(1)在人類對微觀世界進行探索的過程中，科學實驗起到了非常重要的作用下列說法符合歷史事實的是()A密立根通過油滴實驗測出了基本電荷的數(shù)值B貝可勒爾通過對天然放射現(xiàn)象的研究，發(fā)現(xiàn)了原子中存在原子核C居里夫婦從瀝青鈾礦中分離出了釙(Po)和鐳(Ra)兩種新元素D盧瑟福通過粒子散射實驗證實了在原子核內(nèi)部存在質(zhì)子E湯姆孫通過陰極射線在電場和磁場中偏轉(zhuǎn)的實驗，發(fā)現(xiàn)了陰極射線是由帶負電的粒子組成的，并測出了該粒子的比荷ACE密立根通過油滴實驗，驗證了物體所帶的電荷量都是某一值的整數(shù)倍，測出了基本電荷的數(shù)值，選項A

17、正確貝可勒爾通過對天然放射現(xiàn)象的研究，明確了原子核具有復雜結(jié)構(gòu)，選項B錯誤居里夫婦通過對含鈾物質(zhì)的研究發(fā)現(xiàn)了釙(Po)和鐳(Ra)，選項C正確盧瑟福通過粒子散射實驗提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，選項D錯誤湯姆孫通過陰極射線在電場和磁場中偏轉(zhuǎn)的實驗，說明了陰極射線是帶負電的粒子，并測出了粒子的比荷，選項E正確4(2013卷T19)在物理學發(fā)展過程中，觀測、實驗、假說和邏輯推理等方法都起到了重要作用下列敘述符合史實的是() 【導學號：】A奧斯特在實驗中觀察到電流的磁效應，該效應揭示了電和磁之間存在聯(lián)系B安培根據(jù)通電螺線管的磁場和條形磁鐵的磁場的相似性，提出了分子電流假說C法拉第在實驗中觀察到，在通有恒

18、定電流的靜止導線附近的固定導線圈中，會出現(xiàn)感應電流D楞次在分析了許多實驗事實后提出，感應電流應具有這樣的方向，即感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化ABD奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應，揭示了電和磁之間的關系，選項A正確；根據(jù)通電螺線管產(chǎn)生的磁場與條形磁鐵的磁場相似，安培提出了磁性是分子內(nèi)環(huán)形電流產(chǎn)生的，即分子電流假說，選項B正確；法拉第提出的是電磁感應定律，但恒定電流周圍不產(chǎn)生感應電流，選項C錯誤；楞次定律指出感應電流的磁場總是阻礙引起感應電流的磁通量的變化，選項D正確5(2013卷T14)如圖171是伽利略1604年做斜面實驗時的一頁手稿照片，照片左上角的三列數(shù)據(jù)如下表表中第二列是時

19、間，第三列是物體沿斜面運動的距離，第一列是伽利略在分析實驗數(shù)據(jù)時添加的根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，伽利略可以得出的結(jié)論是()圖171113242130932981645262558243661 1924971 6006482 104A.物體具有慣性B斜面傾角一定時，加速度與質(zhì)量無關C物體運動的距離與時間的平方成正比D物體運動的加速度與重力加速度成正比C本題以伽利略的斜面實驗為背景，通過數(shù)據(jù)反映規(guī)律，所以應從數(shù)據(jù)之間的關系入手表中第一列數(shù)據(jù)明顯是第二列數(shù)據(jù)的平方，而第三列物體沿斜面運動的距離之比非常接近第一列數(shù)據(jù)，所以可以得出結(jié)論，在誤差允許的范圍內(nèi)，物體運動的距離與時間的平方成正比，選項C正確62017高三第二次全國大聯(lián)考(新坐標卷)下列說法正確的是()A牛頓應用“理想斜面實驗”推翻了亞里士多德的“力是維持物體運動的原因”觀點B盧瑟福通過對粒子散射