一、比較法 將待測物理量與選做標準單位的物理量進(jìn)行比較的方法叫比較法。
如測量物體長(cháng)度,用天平稱(chēng)量質(zhì)量,用電橋測電阻等。有時(shí)光有標準量具還不夠,還需要配置比較系統,使被測量量與標準量實(shí)現比較。
如:測量金屬在某溫度下的比熱容。因為金屬的比熱容隨溫度的升高而變大,可以找一個(gè)在該溫度下比熱容的金屬材料,用比較法測,把兩者做成形狀相同的樣品,加熱到一定溫度讓其自然冷卻,作降溫曲線(xiàn)(T-t曲線(xiàn))由牛頓冷卻定律即可得解。
比較法是物理實(shí)驗中最普通、最基本的實(shí)驗方法,也是實(shí)驗設計中設計對照實(shí)驗的基礎。 二、替代法 用已知的標準量去代替未知的待測量,以保持狀態(tài)和效果相同,從而推出待測量的方法叫替代法。
如用合力替代各個(gè)分力,用總電阻替代各部分電阻,浮力替代液體對物體的各個(gè)壓力等。 三、累積法 又稱(chēng)疊加法。
將微小量累積后測量求平均的方法,能減小相對誤差。實(shí)驗中也經(jīng)常涉及這一方法。
如在《用單擺測定重力加速度》實(shí)驗中,需要測定單擺周期,用秒表測一次全振動(dòng)的時(shí)間誤差很大,于是采用測定30-50次全振動(dòng)的時(shí)間T,從而求出單擺的周期T=t/n(n為全振動(dòng)次數)。 四、控制法 在中學(xué)許多物理實(shí)驗中,往往存在著(zhù)多種變化的因素,為了研究它們之間的關(guān)系可以先控制一些量不變,依次研究某一個(gè)因素的影響。
如通過(guò)導體的電流I受到導體電阻R和它兩端電壓U的影響,在研究電流I與電阻R的關(guān)系時(shí),需要保持電壓U不變;在研究電流I與電壓U的關(guān)系時(shí),需要保持電阻R不變。 五、留跡法 有些物理現象瞬間即逝,如運動(dòng)物體所處的位置、軌跡或圖像等,用留跡法記錄下來(lái),以便從容地測量、比較和研究。
如在《測定勻變速直線(xiàn)運動(dòng)的加速度》、《驗證牛頓第不運動(dòng)定律》、《驗證機械能守恒定律》等實(shí)驗中,就是通過(guò)紙帶上打出的點(diǎn)記錄下小車(chē)(或重物)在不同時(shí)刻的位置(位移)及所對應的時(shí)刻,從而可從容計算小車(chē)在各個(gè)位置或時(shí)刻的速度并求出速度;對于簡(jiǎn)諧運動(dòng),則是通過(guò)擺動(dòng)的漏斗漏出的細沙落在勻速拉動(dòng)的硬紙板上而記錄下各個(gè)時(shí)刻擺的位置,從而很方便地研究簡(jiǎn)諧運動(dòng)的圖像;利用閃光照相記錄自由落體運動(dòng)的軌跡等實(shí)驗都采用了留跡法。 六、放大法 在現象、變化、待測物理量十分微小的情況下,往往采用放大法。
根據實(shí)驗的性質(zhì)和放大對象的不同,放大所使用的物理方法也各異。例如:在《測定金屬電阻率》實(shí)驗中所使用的螺旋測微器:主尺上前進(jìn)(或后退)0.5毫米,對應副尺上有5n個(gè)等分,實(shí)際上是對長(cháng)度的機械放大;許多電表如電流表、電壓表是利用一根較長(cháng)的指針把通電后線(xiàn)圈的偏轉角顯示出來(lái)。
七、補償法 補償法是找一種效應與之相抵消,從而對被測物理量進(jìn)行測量的方法。由于被測量的作用在測量中被抵消,故表示標準量與被測量作用之差的儀表示數為0,所以又稱(chēng)零示法。
八、轉換法 某些物理量不容易直接測量,或某些現象直接顯示有困難,可以采取把所要觀(guān)測的變量轉換成其它變量(力、熱、聲、光、電等物理量的相互轉換)進(jìn)行間接觀(guān)察和測量,這就是轉換法。如卡文迪許《利用扭秤裝置測定萬(wàn)有引力恒量實(shí)驗》:其基本的思維方法便是等效轉換。
卡文迪許扭秤發(fā)生扭轉后,引力對T形架的扭轉力矩與石英絲由于彈性形變產(chǎn)主的扭轉力矩這就是等效轉換,間接地達到了無(wú)法達到的目的。又如轉換法還應用于石英絲扭轉角度的測量、根據電流的熱效應來(lái)認識電流大小、根據磁場(chǎng)對磁體有力的作用來(lái)認識磁場(chǎng)等上。
轉換法是一種較高層次的思維方法,是對事物本質(zhì)深刻認識的基礎上才產(chǎn)生的一種飛躍。 九、理想化法 影響物理現象的因素往往復雜多變,實(shí)驗中常可采用忽略某些次要因素或假設一些理想條件的辦法,以突出現象的本質(zhì)因素,便于深入研究,從而取得實(shí)際情況下合理的近似結果。
如在《用單擺測定重力加速度》的實(shí)驗中(假設懸線(xiàn)不可伸長(cháng))懸點(diǎn)的摩擦和小球在擺動(dòng)過(guò)程的空氣阻力不計,在電學(xué)實(shí)驗中把電壓表變成內阻是無(wú)窮大的理想電壓表,電流表變成內阻等于0的理想電流表等實(shí)驗都采用了理想化法。 十、模型法 有時(shí)受客觀(guān)條件限制,不能對某些物理現象進(jìn)行直接實(shí)驗和測量,于是就人為地創(chuàng )造一定的模型,在模型的條件下進(jìn)行實(shí)驗。
但要求模型和原型必須具有一定的相似性。如在《電場(chǎng)中等勢線(xiàn)的描繪》實(shí)驗中,因為對靜電場(chǎng)直接測量很“困難”,故采用易測量的電流場(chǎng)來(lái)模擬。
又如在確定磁場(chǎng)中磁感線(xiàn)的分布,因為磁感線(xiàn)實(shí)際不存在。我們就用鐵屑的分布來(lái)模擬磁感線(xiàn)的存在。
如用太陽(yáng)系模型代表原子結構,用簡(jiǎn)單的線(xiàn)條代表杠桿等。以上僅是中學(xué)物理實(shí)驗中常用的方法,有時(shí)在一個(gè)實(shí)驗中同時(shí)會(huì )用到多種方法。
同時(shí),具體用運中還會(huì )遇到實(shí)驗設計的方法、實(shí)驗結果的處理方法等,在此不再贅述。 記得采納哦。
一、控制變量法:通過(guò)固定某幾個(gè)因素轉化為多個(gè)單因素影響某一量大小的問(wèn)題.
二、等效法:將一個(gè)物理量,一種物理裝置或一個(gè)物理狀態(tài)(過(guò)程),用另一個(gè)相應量來(lái)替代,得到同樣的結論的方法.
三、模型法:以理想化的辦法再現原型的本質(zhì)聯(lián)系和內在特性的一種簡(jiǎn)化模型.
四、轉換法(間接推斷法)把不能觀(guān)察到的效應(現象)通過(guò)自身的積累成為可觀(guān)測的宏觀(guān)物或宏觀(guān)效應.
五、類(lèi)比法:根據兩個(gè)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(guān)知識、結論推移到另一個(gè)對象中去的一種邏輯方法.
六、比較法:找出研究對象之間的相同點(diǎn)或相異點(diǎn)的一種邏輯方法.
七、歸納法:從一系列個(gè)別現象的判斷概括出一般性判斷的邏輯的方法.
擴展資料:
物理學(xué)的本質(zhì):物理學(xué)并不研究自然界現象的機制(或者根本不能研究),我們只能在某些現象中感受自然界的規則,并試圖以這些規則來(lái)解釋自然界所發(fā)生任何的事情。我們有限的智力總試圖在理解自然,并試圖改變自然,這是物理學(xué),甚至是所有自然科學(xué)共同追求的目標。
六大性質(zhì)
1.真理性:物理學(xué)的理論和實(shí)驗揭示了自然界的奧秘,反映出物質(zhì)運動(dòng)的客觀(guān)規律。
2.和諧統一性:神秘的太空中天體的運動(dòng),在開(kāi)普勒三定律的描繪下,顯出多么的和諧有序。物理學(xué)上的幾次大統一,也顯示出美的感覺(jué)。
牛頓用三大定律和萬(wàn)有引力定律把天上和地上所有宏觀(guān)物體統一了。麥克斯韋電磁理論的建立,又使電和磁實(shí)現了統一。愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程又把質(zhì)量和能量建立了統一。光的波粒二象性理論把粒子性、波動(dòng)性實(shí)現了統一。愛(ài)因斯坦的相對論又把時(shí)間、空間統一了。
3.簡(jiǎn)潔性:物理規律的數學(xué)語(yǔ)言,體現了物理的簡(jiǎn)潔明快性。如:牛頓第二定律,愛(ài)因斯坦的質(zhì)能方程,法拉第電磁感應定律。
4.對稱(chēng)性:對稱(chēng)一般指物體形狀的對稱(chēng)性,深層次的對稱(chēng)表現為事物發(fā)展變化或客觀(guān)規律的對稱(chēng)性。如:物理學(xué)中各種晶體的空間點(diǎn)陣結構具有高度的對稱(chēng)性。豎直上拋運動(dòng)、簡(jiǎn)諧運動(dòng)、波動(dòng)鏡像對稱(chēng)、磁電對稱(chēng)、作用力與反作用力對稱(chēng)、正粒子和反粒子、正物質(zhì)和反物質(zhì)、正電和負電等。
5.預測性:正確的物理理論,不僅能解釋當時(shí)已發(fā)現的物理現象,更能預測當時(shí)無(wú)法探測到的物理現象。例如麥克斯韋電磁理論預測電磁波存在,盧瑟福預言中子的存在,菲涅爾的衍射理論預言圓盤(pán)衍射中央有泊松亮斑,狄拉克預言電子的存在。
6.精巧性:物理實(shí)驗具有精巧性,設計方法的巧妙,使得物理現象更加明顯。
對于物理學(xué)理論和實(shí)驗來(lái)說(shuō),物理量的定義和測量的假設選擇,理論的數學(xué)展開(kāi),理論與實(shí)驗的比較是與實(shí)驗定律一致,是物理學(xué)理論的唯一目標。
人們能通過(guò)這樣的結合解決問(wèn)題,就是預言指導科學(xué)實(shí)踐這不是大唯物主義思想,其實(shí)是物理學(xué)理論的目的和結構。
在不斷反思形而上學(xué)而產(chǎn)生的非經(jīng)驗主義的客觀(guān)原理的基礎上,物理學(xué)理論可以用它自身的科學(xué)術(shù)語(yǔ)來(lái)判斷。而不用依賴(lài)于它們可能從屬于哲學(xué)學(xué)派的主張。在著(zhù)手描述的物理性質(zhì)中選擇簡(jiǎn)單的性質(zhì),其它性質(zhì)則是群聚的想象和組合。
通過(guò)恰當的測量方法和數學(xué)技巧從而進(jìn)一步認知事物的本來(lái)性質(zhì)。實(shí)驗選擇后的數量存在某種對應關(guān)系。一種關(guān)系可以有多數實(shí)驗與其對應,但一個(gè)實(shí)驗不能對應多種關(guān)系。也就是說(shuō),一個(gè)規律可以體現在多個(gè)實(shí)驗中,但多個(gè)實(shí)驗不一定只反映一個(gè)規律。
參考資料:搜狗百科——物理學(xué)
1 控制變量法:這個(gè)應該是最常見(jiàn)的實(shí)驗方法。
例如,在“探究壓強與哪些因素有關(guān)”、“探究電流與電阻的關(guān)系”、“研究弦樂(lè )器的音調與弦的松緊、長(cháng)短和粗細的關(guān)系”等實(shí)驗中都用到了該實(shí)驗方法。
2 類(lèi)比法:例如,在學(xué)習電流時(shí),為了更好地理解,與生活中熟悉的水流作類(lèi)比。
實(shí)驗+推理法:有些理論只有在理想空間里才能通過(guò)實(shí)驗得出,此時(shí),我們可以在現實(shí)條件實(shí)驗的基礎上推導出來(lái)這些理論。
例如,在初二我們學(xué)過(guò)牛頓第一定律:一切物體在沒(méi)有受到力的作用時(shí),總保持靜止狀態(tài)或勻速直線(xiàn)運動(dòng)狀態(tài)。我們知道,物體在運動(dòng)過(guò)程中必定會(huì )受到阻力作用,但是我們通過(guò)多次實(shí)驗,可以推出這一結論。
3 描述法:例如,在生活中是不存在光線(xiàn)的,我們?yōu)榱烁玫貙W(xué)習光,才引進(jìn)了“光線(xiàn)”這一詞。
4 轉換法:例如,我們在學(xué)習“聲音是振動(dòng)產(chǎn)生的”這一知識時(shí),我們把音叉的微小振動(dòng)轉換為乒乓球的擺動(dòng)。使實(shí)驗現象更為明顯。
5 模型法:我們在學(xué)習原子結構時(shí),為了更好地認識原子的內部結構,用太陽(yáng)系模型代表原子結構。
擴展資料:
物理實(shí)驗是初高中階段物理課程中包含的相關(guān)實(shí)驗,包括電學(xué)實(shí)驗、力學(xué)實(shí)驗、熱學(xué)實(shí)驗、光學(xué)實(shí)驗等等,常用于驗證物理學(xué)科的定理定律。
實(shí)驗物理是相對于理論物理而言,理論物理是從理論上探索自然界未知的物質(zhì)結構、相互作用和物質(zhì)運動(dòng)的基本規律的學(xué)科。
理論物理的研究領(lǐng)域涉及粒子物理與原子核物理、統計物理、凝聚態(tài)物理、宇宙學(xué)等,幾乎包括物理學(xué)所有分支的基本理論問(wèn)題。而實(shí)驗物理主要是從實(shí)驗上來(lái)探索物質(zhì)世界和自然規律。
實(shí)驗室使用守則
1、為保護實(shí)驗儀器和保持環(huán)境衛生,學(xué)生必須脫鞋進(jìn)入實(shí)驗室。
2、實(shí)驗室是全校師生進(jìn)行實(shí)驗教學(xué)和科研活動(dòng)的場(chǎng)所,學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗室后要保持肅靜,遵守紀律。
3、做實(shí)驗前,認真聽(tīng)教師講解實(shí)驗目的、步驟、儀器的性能操作、方法和注意事項,認真檢查所需儀器設備是否完好齊全,如有缺損要及時(shí)向教師報告。
4、實(shí)驗時(shí)要遵守操作規程,按照實(shí)驗步驟認真操作。
5、實(shí)驗時(shí)要注意安全,防止意外發(fā)生。
6、愛(ài)護實(shí)驗室儀器設備。
7、實(shí)驗完畢要認真清理儀器設備,關(guān)閉水源電源。
性質(zhì)
1.真理性:物理學(xué)的理論和實(shí)驗揭示了自然界的奧秘,反映出物質(zhì)運動(dòng)的客觀(guān)規律。
2.和諧統一性:神秘的太空中天體的運動(dòng),在開(kāi)普勒三定律的描繪下,顯出多么的和諧有序。物理學(xué)上的幾次大統一,也顯示出美的感覺(jué)。牛頓用三大定律和萬(wàn)有引力定律把天上和地上所有宏觀(guān)物體統一了。
麥克斯韋電磁理論的建立,又使電和磁實(shí)現了統一。愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程又把質(zhì)量和能量建立了統一。光的波粒二象性理論把粒子性、波動(dòng)性實(shí)現了統一。愛(ài)因斯坦的相對論又把時(shí)間、空間統一了。
3.簡(jiǎn)潔性:物理規律的數學(xué)語(yǔ)言,體現了物理的簡(jiǎn)潔明快性。如:牛頓第二定律,愛(ài)因斯坦的質(zhì)能方程,法拉第電磁感應定律。
4.對稱(chēng)性:對稱(chēng)一般指物體形狀的對稱(chēng)性,深層次的對稱(chēng)表現為事物發(fā)展變化或客觀(guān)規律的對稱(chēng)性。如:物理學(xué)中各種晶體的空間點(diǎn)陣結構具有高度的對稱(chēng)性。豎直上拋運動(dòng)、簡(jiǎn)諧運動(dòng)、波動(dòng)鏡像對稱(chēng)、磁電對稱(chēng)、作用力與反作用力對稱(chēng)、正粒子和反粒子、正物質(zhì)和反物質(zhì)、正電和負電等。
5.預測性:正確的物理理論,不僅能解釋當時(shí)已發(fā)現的物理現象,更能預測當時(shí)無(wú)法探測到的物理現象。例如麥克斯韋電磁理論預測電磁波存在,盧瑟福預言中子的存在,菲涅爾的衍射理論預言圓盤(pán)衍射中央有泊松亮斑,狄拉克預言電子的存在。
6.精巧性:物理實(shí)驗具有精巧性,設計方法的巧妙,使得物理現象更加明顯。
參考資料:搜狗百科——物理實(shí)驗
《 物理學(xué)方法概論 》 一、亞里士多德對物理的貢獻有哪些方面?他提出的“形式邏輯三段論”是怎樣的?舉例說(shuō)明。
二、伽利略在得到自由落體運動(dòng)和慣性概念的過(guò)程中運用了怎樣的思想和物理學(xué)方法?從伽利略的科學(xué)成就中你能夠對近代物理學(xué)家的思想方法做一些概括和分析嗎?三、牛頓在實(shí)驗方法論方面有哪些地方超越了伽利略和培根?他的經(jīng)典力學(xué)理論為人們揭示了什么樣的自然圖景?如何評價(jià)自然圖景?四、與牛頓、伽利略的實(shí)驗方法相比,愛(ài)因斯坦的概念方法論在哪些方面繼承了牛頓的思想?在哪些方面是對牛頓理論的超越?在他提出相對論并由此創(chuàng )立科學(xué)的概念方法論的歷程中,能夠得到哪些深刻的啟示?五、你認為系統科學(xué)所體現的現代思維方式對轉變教育教學(xué)觀(guān)念和改進(jìn)地理教學(xué)有什么啟示?六、你認為復雜性思維方式對轉變教育教學(xué)觀(guān)念和改進(jìn)地理教學(xué)有什么啟示?一、亞里士多德對物理的貢獻有哪些方面?他提出的“形式邏輯三段論”是怎樣的?舉例說(shuō)明。貢獻:1)提出物理學(xué)名稱(chēng)的第一人,強調科學(xué)分類(lèi).2)若物體不受力,運動(dòng)即停止.力是運動(dòng)的原因.3)物體越重,下落速度應該越大.4)地球是宇宙的中心,太陽(yáng),行星和月亮圍繞它轉.邏輯學(xué)有三個(gè)研究領(lǐng)域,即傳統邏輯、現代符號邏輯和辯證邏輯。
傳統邏輯主要指的是由古希臘哲學(xué)家亞里士多德建立起來(lái)的“形式邏輯”。亞里士多德自認為其主要的功績(jì)在于發(fā)現了三段論。
1)如果A被斷定為B的全體分子的屬性,(2)并且B被斷定為的C的全體分子的屬性(3)那么A就被斷定C的全體分子的屬性。例如:假設A是英語(yǔ),B是人類(lèi)的發(fā)明,C是人類(lèi)自身。
那么A(英語(yǔ))是B(人類(lèi)的發(fā)明)的屬性,B(人類(lèi)的發(fā)明)是C(人類(lèi)自身)的屬性,那么,根據亞里士多德的形式邏輯三段論,A(英語(yǔ))就被斷定為C(人類(lèi)自身)所能掌控的。二、伽利略在得到自由落體運動(dòng)和慣性概念的過(guò)程中運用了怎樣的思想和物理學(xué)方法?從伽利略的科學(xué)成就中你能夠對近代物理學(xué)家的思想方法做一些概括和分析嗎?思想和物理學(xué)方法:伽利略認為,只有首先通過(guò)觀(guān)察和實(shí)驗所得的結果,盡可能地弄清自己的哪些結論無(wú)誤,以后才可以設法加以證明。
在伽利略看來(lái),不要迷信所謂的權威,要有足夠的勇氣去挑戰權威當然也要具有充足的證據,這就需要實(shí)際的觀(guān)察和實(shí)驗。所以他認為觀(guān)察和測量甚至可以作為劃定科學(xué)事實(shí)范圍的最高準則。
概括與分析: 敢于挑戰權威;不要忽視在觀(guān)測中所發(fā)生的任何細小變化; 應當從自然界而不是單單從書(shū)本上去探尋真理; 強調實(shí)驗在科學(xué)認識中的重要性。三、牛頓在實(shí)驗方法論方面有哪些地方超越了伽利略和培根?他的經(jīng)典力學(xué)理論為人們揭示了什么樣的自然圖景?如何評價(jià)自然圖景?牛頓用數學(xué)方法,使物理學(xué)成為能夠表述因果性的一個(gè)完整體系。
他建立了經(jīng)典物理學(xué)的具有因果關(guān)系的完整體系并得到廣泛的實(shí)際應用。他所建立的力學(xué)體系不僅能說(shuō)明已有的理論已經(jīng)說(shuō)明的現象,如充分地解釋伽利略發(fā)現的慣性定律和自由落體定律,而且能說(shuō)明并解釋已有的理論不能說(shuō)明的現象。
自然圖景及評價(jià):總結出了萬(wàn)有引力定律以及經(jīng)典力學(xué)的三大定律,用公式將宇宙中最大天體的運動(dòng)和最小粒子的運動(dòng)統一起來(lái)。宇宙變得如此清晰:任何一個(gè)運動(dòng)都不是無(wú)故發(fā)生,都是長(cháng)長(cháng)的一系列因果鏈條中的一個(gè)狀態(tài)、一個(gè)環(huán)節,是可以精確描述的。
人們打破幾千年來(lái)神的意志統治世界的思想,開(kāi)始相信沒(méi)有任何東西是智慧所不能確切知道的。相比于他的理論,牛頓更偉大的貢獻是使人們從此開(kāi)始相信科學(xué) 四、與牛頓、伽利略的實(shí)驗方法相比,愛(ài)因斯坦的概念方法論在哪些方面繼承了牛頓的思想?在哪些方面是對牛頓理論的超越?在他提出相對論并由此創(chuàng )立科學(xué)的概念方法論的歷程中,能夠得到哪些深刻的啟示?繼承:對數學(xué)方法論的發(fā)展。
超越:先發(fā)現概念,后有推演,愛(ài)因斯坦的思維方式更具創(chuàng )新性。啟示:打破“權威性”的思想禁錮,為了科學(xué),就必須反反復復批判這些概念;對廣泛事實(shí)進(jìn)行考察;發(fā)現規律和更具普遍性的概念,運用數學(xué)工具表達;形成和發(fā)展基本概念體系 五、你認為系統科學(xué)所體現的現代思維方式對轉變教育教學(xué)觀(guān)念和改進(jìn)地理教學(xué)有什么啟示?系統科學(xué)思維方式的幾個(gè)特點(diǎn),主要包括:1、整體觀(guān) 系統科學(xué)中最基本的觀(guān)點(diǎn)就是承認系統的整體性。
在研究方法上,注重在分析細節的基礎上進(jìn)行整體的綜合,將分析的方法與綜合的方法統一起來(lái),真正把握事物的整體性質(zhì),從整體上認識系統的結構與功能。2、能動(dòng)觀(guān) 系統科學(xué)思維方式中的能動(dòng)觀(guān)認為,系統整體無(wú)論是物質(zhì)客體還是精神客體,由于系統整體自身內部復雜的相互相作用,因而在相互合作與競爭中,在與外部環(huán)境的相互作用中,均具有一定的能動(dòng)作用。
物質(zhì)系統內部自身的相對運動(dòng)、相互作用產(chǎn)生了系統演變的基因,同時(shí)在與外部環(huán)境的進(jìn)一步作用、協(xié)調下,將環(huán)境中的信息也轉變?yōu)橄到y自身演變的條件,共同推動(dòng)了系統整體的演化、發(fā)展。3、突變觀(guān) 突變觀(guān)認為,系統內部及其與外部環(huán)境之間,均存在著(zhù)對稱(chēng)性的一定破缺,在此基礎上,非均勻性與非對稱(chēng)性等構成的非平衡態(tài)是絕對。
是不是公式啊? 物理量 單位 公式 名稱(chēng) 符號 名稱(chēng) 符號 質(zhì)量 m 千克 kg m=pv 溫度 t 攝氏度 °C 速度 v 米/秒 m/s v=s/t 密度 p 千克/米3 kg/m3 p=m/v 力(重力) F 牛頓(牛) N G=mg 壓強 P 帕斯卡(帕) Pa P=F/S 功 W 焦耳(焦) J W=Fs 功率 P 瓦特(瓦) w P=W/t 電流 I 安培(安) A I=U/R 電壓 U 伏特(伏) V U=IR 電阻 R 歐姆(歐) R=U/I 電功 W 焦耳(焦) J W=UIt 電功率 P 瓦特(瓦) w P=W/t=UI 熱量 Q 焦耳(焦) J Q=cm(t-t°) 比熱 c 焦/(千克°C) J/(kg°C) 真空中光速 3*108米/秒 g 9.8牛頓/千克 15°C空氣中聲速 340米/秒 安全電壓 不高于36伏 初中物理基本概念概要 一、測量 ⒈長(cháng)度L:主單位:米;測量工具:刻度尺;測量時(shí)要估讀到最小刻度的下一位;光年的單位是長(cháng)度單位。
⒉時(shí)間t:主單位:秒;測量工具:鐘表;實(shí)驗室中用停表。1時(shí)=3600秒,1秒=1000毫秒。
⒊質(zhì)量m:物體中所含物質(zhì)的多少叫質(zhì)量。主單位:千克; 測量工具:秤;實(shí)驗室用托盤(pán)天平。
二、機械運動(dòng) ⒈機械運動(dòng):物體位置發(fā)生變化的運動(dòng)。 參照物:判斷一個(gè)物體運動(dòng)必須選取另一個(gè)物體作標準,這個(gè)被選作標準的物體叫參照物。
⒉勻速直線(xiàn)運動(dòng): ①比較運動(dòng)快慢的兩種方法:a 比較在相等時(shí)間里通過(guò)的路程。b 比較通過(guò)相等路程所需的時(shí)間。
②公式: 1米/秒=3.6千米/時(shí)。 三、力 ⒈力F:力是物體對物體的作用。
物體間力的作用總是相互的。 力的單位:牛頓(N)。
測量力的儀器:測力器;實(shí)驗室使用彈簧秤。 力的作用效果:使物體發(fā)生形變或使物體的運動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變。
物體運動(dòng)狀態(tài)改變是指物體的速度大小或運動(dòng)方向改變。 ⒉力的三要素:力的大小、方向、作用點(diǎn)叫做力的三要素。
力的圖示,要作標度;力的示意圖,不作標度。 ⒊重力G:由于地球吸引而使物體受到的力。
方向:豎直向下。 重力和質(zhì)量關(guān)系:G=mg m=G/g g=9.8牛/千克。
讀法:9.8牛每千克,表示質(zhì)量為1千克物體所受重力為9.8牛。 重心:重力的作用點(diǎn)叫做物體的重心。
規則物體的重心在物體的幾何中心。 ⒋二力平衡條件:作用在同一物體;兩力大小相等,方向相反;作用在一直線(xiàn)上。
物體在二力平衡下,可以靜止,也可以作勻速直線(xiàn)運動(dòng)。 物體的平衡狀態(tài)是指物體處于靜止或勻速直線(xiàn)運動(dòng)狀態(tài)。
處于平衡狀態(tài)的物體所受外力的合力為零。 ⒌同一直線(xiàn)二力合成:方向相同:合力F=F1+F2 ;合力方向與F1、F2方向相同; 方向相反:合力F=F1-F2,合力方向與大的力方向相同。
⒍相同條件下,滾動(dòng)摩擦力比滑動(dòng)摩擦力小得多。 滑動(dòng)摩擦力與正壓力,接觸面材料性質(zhì)和粗糙程度有關(guān)。
【滑動(dòng)摩擦、滾動(dòng)摩擦、靜摩擦】 7.牛頓第一定律也稱(chēng)為慣性定律其內容是:一切物體在不受外力作用時(shí),總保持靜止或勻速直線(xiàn)運動(dòng)狀態(tài)。 慣性:物體具有保持原來(lái)的靜止或勻速直線(xiàn)運動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)叫做慣性。
四、密度 ⒈密度ρ:某種物質(zhì)單位體積的質(zhì)量,密度是物質(zhì)的一種特性。 公式: m=ρV 國際單位:千克/米3 ,常用單位:克/厘米3, 關(guān)系:1克/厘米3=1*103千克/米3;ρ水=1*103千克/米3; 讀法:103千克每立方米,表示1立方米水的質(zhì)量為103千克。
⒉密度測定:用托盤(pán)天平測質(zhì)量,量筒測固體或液體的體積。 面積單位換算: 1厘米2=1*10-4米2, 1毫米2=1*10-6米2。
五、壓強 ⒈壓強P:物體單位面積上受到的壓力叫做壓強。 壓力F:垂直作用在物體表面上的力,單位:牛(N)。
壓力產(chǎn)生的效果用壓強大小表示,跟壓力大小、受力面積大小有關(guān)。 壓強單位:牛/米2;專(zhuān)門(mén)名稱(chēng):帕斯卡(Pa) 公式: F=PS 【S:受力面積,兩物體接觸的公共部分;單位:米2。】
改變壓強大小方法:①減小壓力或增大受力面積,可以減小壓強;②增大壓力或減小受力面積,可以增大壓強。 ⒉液體內部壓強:【測量液體內部壓強:使用液體壓強計(U型管壓強計)。】
產(chǎn)生原因:由于液體有重力,對容器底產(chǎn)生壓強;由于液體流動(dòng)性,對器壁產(chǎn)生壓強。 規律:①同一深度處,各個(gè)方向上壓強大小相等②深度越大,壓強也越大③不同液體同一深度處,液體密度大的,壓強也大。
[深度h,液面到液體某點(diǎn)的豎直高度。] 公式:P=ρgh h:?jiǎn)挝唬好祝?ρ:千克/米3; g=9.8牛/千克。
⒊大氣壓強:大氣受到重力作用產(chǎn)生壓強,證明大氣壓存在且很大的是馬德堡半球實(shí)驗,測定大氣壓強數值的是托里拆利(意大利科學(xué)家)。托里拆利管傾斜后,水銀柱高度不變,長(cháng)度變長(cháng)。
1個(gè)標準大氣壓=76厘米水銀柱高=1.01*105帕=10.336米水柱高 測定大氣壓的儀器:氣壓計(水銀氣壓計、盒式氣壓計)。 大氣壓強隨高度變化規律:海拔越高,氣壓越小,即隨高度增加而減小,沸點(diǎn)也降低。
六、浮力 1.浮力及產(chǎn)生原因:浸在液體(或氣體)中的物體受到液體(或氣體)對它向上托的力叫浮力。方向:豎直向上;原因:液體對物體的上、下壓力差。
2.阿基米德原理:浸在液體里的物體受到向上的浮力,浮力大小等于物體排開(kāi)液體所受重力。 即F浮=G液排=ρ液gV排。
(V排表示物體排開(kāi)液體的體積) 3.浮力計算公式:F浮=G-T=ρ液gV排=F上、下壓力差 4.當物體漂浮時(shí):F浮=G物 且 ρ物G物 且 ρ物。
物理方法既是科學(xué)家研究問(wèn)題的方法,也是學(xué)生在學(xué)習物理中常用的方法,新課標也要求學(xué)生掌握一些探究問(wèn)題的物理方法。
常見(jiàn)的物理方法
模型法 即將抽象的物理現象用簡(jiǎn)單易懂的具體模型表示。如用太陽(yáng)系模型代表原子結構,用簡(jiǎn)單的線(xiàn)條代表杠桿等。
疊加法 物理學(xué)中常常把微小的、不易測量的同一物理量疊加起來(lái),測量后求平均值的方法俗稱(chēng)“疊加法”。
控制變量法 自然界發(fā)生的各種現象,往往是錯綜復雜的。決定某一個(gè)現象的產(chǎn)生和變化的因素常常也很多。為了弄清事物變化的原因和規律,必須設法把其中的一個(gè)或幾個(gè)因素用人為的方法控制起來(lái),使它保持不變,然后來(lái)比較,研究其他兩個(gè)變量之間的關(guān)系,這種研究問(wèn)題的科學(xué)方法就是“控制變量法”。初中物理實(shí)驗大多都用到了這種方法,如通過(guò)導體的電流I受到導體電阻R和它兩端電壓U的影響,在研究電流I與電阻R的關(guān)系時(shí),需要保持電壓U不變;在研究電流I與電壓U的關(guān)系時(shí),需要保持電阻R不變。
實(shí)驗+推理法 有一些物理現象,由于受實(shí)驗條件所限,無(wú)法直接驗證,需要我們先進(jìn)行實(shí)驗,再進(jìn)行合理推理得出正確結論,這也是一種常用的科學(xué)方法。如將一只鬧鐘放在密封的玻璃罩內,當罩內空氣被抽走時(shí),鐘聲變小,由此推理出:真空不能傳聲。
轉換法 一些看不見(jiàn),摸不著(zhù)的物理現象,不好直接認識它,我們常根據它們表現出來(lái)的看的見(jiàn)、摸的著(zhù)的現象來(lái)間接認識它們。如根據電流的熱效應來(lái)認識電流大小,根據磁場(chǎng)對磁體有力的作用來(lái)認識磁場(chǎng)等。
等效法 在研究物理問(wèn)題時(shí),有時(shí)為了使問(wèn)題簡(jiǎn)化,常用一個(gè)物理量來(lái)代替其他所有物理量,但不會(huì )改變物理效果。如用合力替代各個(gè)分力,用總電阻替代各部分電阻,浮力替代液體對物體的各個(gè)壓力等。
描述法 為了研究問(wèn)題的方便,我們常用線(xiàn)條等手段來(lái)描述各種看不見(jiàn)的現象。如用光線(xiàn)來(lái)描述光,用磁感線(xiàn)來(lái)描述磁場(chǎng),用力的圖示描述力等。
類(lèi)比法 在認識一些物理概念時(shí),我們常將它與生活中熟悉且有共同特點(diǎn)的現象進(jìn)行類(lèi)比,以幫助我們理解它。如認識電流大小時(shí),用水流進(jìn)行類(lèi)比。認識電壓時(shí),用水壓進(jìn)行類(lèi)比。
在《初中物理課程標準》中,科學(xué)探究既是學(xué)生的學(xué)習目標,又是重要的教學(xué)方式之一。
在探究科學(xué)規律的過(guò)程中,學(xué)生通過(guò)動(dòng)手動(dòng)腦,通過(guò)物理學(xué)知道“再發(fā)現”過(guò)程,體驗到科學(xué)探究的樂(lè )趣,學(xué)習科學(xué)家的科學(xué)探究方法,領(lǐng)悟科學(xué)的思想和精神,掌握科學(xué)學(xué)習的策略和科學(xué)的思維方法,從而提高他們的科學(xué)素質(zhì)。下面就與大家一起來(lái)探討物理教學(xué)中常用的一些科學(xué)方法。
一、猜想法 在科學(xué)探究的學(xué)習過(guò)程中,猜想這一步驟有著(zhù)舉足輕重的地位,它是物理智慧中最活躍的成分,對學(xué)生猜想能力的培養,也是物理探究過(guò)程中的一個(gè)重要環(huán)節,而且猜想決定了科學(xué)探究的方向,因此,在物理教學(xué)的過(guò)程中,引導學(xué)生科學(xué)合理地猜想就顯得格外重要。首先,猜想要有一定經(jīng)驗和知識作為基礎。
在進(jìn)行科學(xué)猜想能力方面的教學(xué)時(shí),可先針對問(wèn)題讓學(xué)生展開(kāi)想象的翅膀,鼓勵學(xué)生把所有可能的情況都大膽地說(shuō)出來(lái),然后讓學(xué)生根據已有知識和生活經(jīng)驗逐一進(jìn)行分析,想想生活中有哪些事實(shí)支持它,它和已有知識是否一致,排除那些與經(jīng)驗和知識相矛盾的想法,留下的就可能是科學(xué)的猜想了,沒(méi)有一定的知識和經(jīng)驗,猜想恐怕只能是無(wú)本之木,無(wú)源之水。所以在教學(xué)中為了避免學(xué)生胡猜亂想,讓學(xué)生說(shuō)出猜想的理由、事實(shí)依據是很有效的避免課堂混亂的手段,也是培養學(xué)生探究能力的方法之一。
二、控制變量法 “控制變量法”是初中物理中常用的探究問(wèn)題的科學(xué)方法。由于影響物理研究對象的因素在許多情況下并不是單一的,而是多種因素相互交錯、共同起作用的。
所以要想精確地把握研究對象的各種特性,弄清事物變化的原因和規律,必須人為的制造一些條件,便于問(wèn)題的研究。例如當一個(gè)物理量與幾個(gè)因素有關(guān)時(shí),我們一般是分別研究這個(gè)物理量與各個(gè)因素之間的關(guān)系,再進(jìn)行綜合分析得出結論。
這樣就必須在研究物理量同其中一個(gè)因素之間的關(guān)系時(shí),將另外幾個(gè)因素人為地控制起來(lái),使它們保持不變,以便觀(guān)察和研究該物理量與這個(gè)因素之間的關(guān)系。這就是“控制變量”的方法。
在初中物理教學(xué)中有許多概念或規律的探索過(guò)程,都要用到控制變量法。例如,在八年級剛接觸物理時(shí),有一個(gè)探究實(shí)驗是探究“聲音怎樣從發(fā)聲的物體傳到遠處?”。
讓一個(gè)學(xué)生在桌子一端敲擊桌面,另一個(gè)學(xué)生在另一端聽(tīng)聲音,一次貼在桌面上聽(tīng),一次只是貼近桌面。發(fā)現兩次都可以聽(tīng)到聲音,引導學(xué)生分析這兩次聲音分別是通過(guò)桌子和空氣傳來(lái)的,從而說(shuō)明聲音要靠介質(zhì)傳播。
同時(shí)讓學(xué)生比較兩次聽(tīng)到的聲音大小,從而認識到聲音在固體中比在空氣中傳播得快,即固體的傳聲能力強。在這里,老師一定要強調實(shí)驗中需要控制的變量就是聽(tīng)聲音的距離和敲擊桌面的力度要相同,使學(xué)生體驗到控制變量的思想,為以后的探究實(shí)驗作好方法上的準備。
控制變量法是一種最常用的、非常有效的探索客觀(guān)物理規律的科學(xué)方法。通過(guò)控制變量法,可以讓我們很方便的研究出某個(gè)物理量與多個(gè)因素之間的定性或定量關(guān)系,從而能得出普遍的規律。
三、等效替代法 有一個(gè)廣為人知的歷史故事──曹沖稱(chēng)象。他運用的就是一種等效替代的思想,他是用石頭替代了大象,巧妙地測出了大象的重力。
當然,這里還用到了“化整為零”的思想。很多偉人也經(jīng)常會(huì )用等效法來(lái)使研究問(wèn)題簡(jiǎn)化,例如,愛(ài)迪生用圍成一圈的平面鏡的反射光等效多個(gè)太陽(yáng)造成了無(wú)影燈,他的助手阿普頓在苦苦計算燈泡的容積時(shí),愛(ài)迪生卻告訴他只需要把燈泡裝滿(mǎn)水,測量水的體積即為燈泡的容積。
還有阿基米德在洗澡時(shí)發(fā)現了鑒別王冠真假的方法,從而也導致了一個(gè)重要的原理──阿基米德原理的發(fā)現。可以說(shuō)“等效替代”的思想是物理實(shí)驗成功的最根本、最重要的思路,物理學(xué)中的相關(guān)定律、定理、公式、原理都是以替代思維成立的基礎為出發(fā)點(diǎn)的。
例如,測量不規則固體的體積,就是利用物體浸沒(méi)在液體中時(shí),物體體積與物體排開(kāi)的液體的體積相等的原理,將用替代。在有量筒或量杯時(shí),可采用“排液補差法”或叫“等量空間占據法”測量。
沒(méi)有量筒或量杯時(shí),可用彈簧秤和水,通過(guò)測量浮力大小,結合阿基米德原理計算(全部浸沒(méi)),也可以用天平測排水的質(zhì)量(全部浸沒(méi)),再利用密度知識來(lái)計算。當無(wú)法直接測物體的質(zhì)量時(shí),就可以用漂浮的方法利用的原理,測出也就知道了,物體的質(zhì)量也就可求了。
這種質(zhì)量或體積的替代測量方法一般多見(jiàn)于測量物質(zhì)密度的方法中。還有許多物理量的測量都用到了等效替代法。
四、轉換法 所謂“轉換法”,主要是指在保證效果相同的前提下,將不可見(jiàn)、不易見(jiàn)的現象轉換成可見(jiàn)、易見(jiàn)的現象;將陌生、復雜的問(wèn)題轉換成熟悉、簡(jiǎn)單的問(wèn)題;將難以測量或測準的物理量轉換為能夠測量或測準的物理量的方法。彈簧測力計的原理也隱含了一個(gè)間接測量原則。
即用可直接量度的量去間接表現那些不便直接觀(guān)察不便直接測量的量。在這里,彈簧的長(cháng)度變化是可以直接觀(guān)察直接測量的,而力的大小是看不到摸不著(zhù)的,但是力的大小卻和彈簧長(cháng)度的變化有關(guān)系,所以我們就可以用彈簧的伸長(cháng)量來(lái)量度力的大小。
不僅測力計是這樣的,溫度計、壓強計、氣壓表(高度計)、電流表、電壓表。
1 .控制變量法:定義:在研究一個(gè)量與多個(gè)因素關(guān)系時(shí),將一些因素固定不變,分別只研究該量 與一個(gè)因素的關(guān)系,從而使問(wèn)題簡(jiǎn)化。
2 )舉例:研究電流與電壓、電阻關(guān)系時(shí),先將電阻固定不變,研究電流與電壓的關(guān) 系,然后再將電壓固定不變,研究電流與電阻的關(guān)系。2 .轉換法:(1 )定義:將看不見(jiàn)、摸不著(zhù)、不便于研究的問(wèn)題或因素,轉換成看得見(jiàn)、摸得著(zhù)、便于研究的問(wèn)題或因素。
(2 )舉例:磁場(chǎng)看不見(jiàn),我們撒上鐵粉,通過(guò)鐵粉的有序排列“看見(jiàn)”磁場(chǎng)并進(jìn)行研 究。3 .放大法:(1 )定義:放大、擴大、變大或增加某些因素使問(wèn)題更容易解決。
許多情況下可以認 為這是一種特殊的轉換法。(2 )舉例:將帶有細玻璃管的塞子插到裝滿(mǎn)水的瓶口,顯示玻璃瓶的微小形變。
4 .換元法(替代法):(1 )定義:換元法就是運用替換或代換的方法去進(jìn)行創(chuàng )造的方法。(2 )舉例:研究平面鏡成像時(shí),用平面玻璃代替平面鏡進(jìn)行研究。
研究透鏡時(shí),用冰 塊去代替玻璃制作簡(jiǎn)易的透鏡。5 .等效法:(1 )定義:兩種現象在效果上一樣,因此可以進(jìn)行相互替代。
可以認為這是一種特殊 的替代法。(2 )舉例:做功和熱傳遞在改變物體內能上是等效的。
6 .分類(lèi)法:(1 )定義:將許多東西根據一定的規則進(jìn)行分組。(2 )舉例:將汽化現象分為蒸發(fā)、沸騰兩類(lèi)。
7 .比較法:(1 )定義:找到兩種東西(現象、物理量等)的相同點(diǎn)、不同點(diǎn)。(2 )舉例:蒸發(fā)和沸騰的異同點(diǎn)。
8 .類(lèi)比法:(1 )定義:由兩種東西的一部分相似之處,推測其他部分也可能相似。(2 )舉例:研究功率時(shí),想到功率表示做功快慢、速度表示運動(dòng)快慢這一相似性,推 測功率在定義、定義式、單位等方面也可能與速度相似。
9 .擬人類(lèi)比法:(1 )定義:擬人類(lèi)比又稱(chēng)“親身類(lèi)比”或“角色扮演”。在解決問(wèn)題時(shí),讓學(xué)生設想 自己變成了問(wèn)題中的某些事物,從而去設身處地、親臨其境地感受問(wèn)題的本質(zhì),解決問(wèn)題。
是一種特殊的類(lèi)比法。(2 )舉例:在研究分子熱運動(dòng)時(shí),可以讓學(xué)生設想自己就是一個(gè)個(gè)的分子。
10 .模型法:(1 )定義:將研究的問(wèn)題在抓住要點(diǎn)的基礎上進(jìn)行簡(jiǎn)化、抽象,建立模型,運用模型 去更方便地研究問(wèn)題。(2 )舉例:為研究光現象,引入“光線(xiàn)”這一模型。
11 .等價(jià)變換法:(1 )定義:讓學(xué)生把有關(guān)知識的數據、形象、動(dòng)作、符號、公式、實(shí)例、文字敘述等 各種信息自由地變換表示,培養學(xué)生聯(lián)想能力。(2 )例如,在研究壓強時(shí),將壓強定義式變換為定義的文字敘述,或相反。
12 .逆向思考法:(1 )定義:對研究的問(wèn)題從相反方向思考,從而受到啟發(fā)或得出結論。(2 )舉例:由“電能生磁”,引導學(xué)生反過(guò)來(lái)想一想,“磁能否生電?”13 .缺點(diǎn)列舉法:(1 )定義:以挑剔的眼光去看待被研究的問(wèn)題,找到它的缺點(diǎn)或不完美之處,然后針 對這些缺點(diǎn)找到解決的方法。
(2 )舉例:在研究了“彈簧測力計”之后,就可以對彈簧測力計進(jìn)行改進(jìn):① 首先,讓學(xué)生找出普通彈簧測力計的缺點(diǎn):不能記憶數據(一旦指針回零,就不能再顯示剛才的數據);不能在暗處讀數;不能測 壓力。② 然后,讓學(xué)生協(xié)作學(xué)習、分組討論,就可能解決上述問(wèn)題:在針軌上加一塑料泡沫片;加一個(gè)小燈泡電路;將彈簧測力計頂部打開(kāi),接入一受力裝 置與指針和彈簧連接。
14 .缺點(diǎn)利用法:(1 )定義:針對所研究?jì)热葜械娜秉c(diǎn)和不足,將錯就錯、變害為利、變廢為寶,找到 知識的應用途徑。(2 )舉例:重力的方向豎直向下易使物體下落破碎是缺點(diǎn),但同時(shí)也可以利用這一點(diǎn) 制成打樁機、重錘,懸掛物體等等。
再如,導體中電流過(guò)大,產(chǎn)生大量熱量而引起火災是缺 點(diǎn),但正是據此制成了電熱器來(lái)為我們服務(wù)。15 .組合法:(1 )定義:通過(guò)不同原理、不同技術(shù)、不同方法、不同現象、不同器材等組合,去設 計創(chuàng )造、解決問(wèn)題。
(2 )舉例:將電流表、電壓表組合使用,去測量電阻。16 .逐漸逼近法:(1 )定義:是指在解決某些問(wèn)題時(shí),讓學(xué)生設計逐漸逼近的實(shí)驗及其過(guò)程,然后根據 實(shí)驗現象的發(fā)展趨勢和走向,進(jìn)行理想化推理,從而推出結論或規律。
(2 )舉例:在研究“牛頓第一定律”時(shí),可以讓學(xué)生設計阻力逐漸減小的三個(gè)斜面實(shí) 驗,根據實(shí)驗現象得出“阻力越小,速度變化越慢”,最終進(jìn)行理想化推理,得到“當阻力 為零時(shí)物體做勻速直線(xiàn)運動(dòng)的結論”。17 .反證法:(1 )定義:是指在解決某些問(wèn)題時(shí),若直接證明該問(wèn)題的存在有困難,可以讓學(xué)生設 計該問(wèn)題不存在的情景,通過(guò)該情景不成立,從而推出原來(lái)問(wèn)題的存在。
(2 )舉例:在研究“二力平衡條件”時(shí),直接證明二力平衡必須在同一物體上很困難,可以設計一個(gè)可以分為兩半的物體,當將該物體分為兩個(gè)物體后,發(fā)現二力不平衡了,從而 說(shuō)明了一對平衡力必須作用在同一個(gè)物體上。
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