高中物理研究方法及常用数学知识

高中物理 研究方法 常用数学知识 一、高中物理研究方法 1、理想模型法 我们的汽车怎么变成一个小点了？ 理想化 理想模型法实际中的事物都是错综复杂的，在用物理的规律对实际中的事物进行研究时，常需要对它们进行必要的简化，忽略次要因素，以突出主要矛盾。用这种理想化的方法将实际中的事物进行简化，便可得到一系列的物理模型。 如初中阶段的光滑平面，在高中阶段有实体模型：质点、点电荷、轻杆、轻绳、轻弹簧等；过程模型：匀速直线运动、匀变速直线运动、匀变速曲线运动、匀速圆周运动等。采用模型方法对学习和研究起到了简化和纯化的作用。但简化后的模型一定要表现出原型所反映出的特点、知识。每种模型有限定的运用条件和运用的范围 晾晒的衣服什么情况下干的快呢？ 天热的时 有风的时 衣服不能挤在一起 蒸发快慢与液体温度、液体表面积和液体上方空气流动速度有关 3个变量 要研究单一变量对蒸发快慢的影响，就应该控制其中的两个变量 2、控制变量法 控制变量法就是把一个多因素影响某一物理量的问题，通过控制某几个因素不变，只让其中一个因素改变，从而转化为多个单一因素影响某一物理量的问题的研究方法。这种方法在实验数据的表格上的反映为：某两次试验只有一个条件不相同，若两次试验结果不同，则与该条件有关，否则无关。反过来，若要研究的问题是物理量与某一因素是否有关，则应只使该因素不同，而其他因素均应相同。 控制变量法是中学物理中最常用的方法，例如初中阶段探究影响声音高低的因素（材料、长度、横截面积）、探究二力平衡的条件（力的大小、方向、作用点、同一物体），高中阶段中探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关、探究加速度、力和质量的关系（牛顿第二定律 F=ma）；导体的电阻与哪些因素有关（电阻定律 R=ρL/S ）；研究安培力大小跟哪些因素有关（F=BIL）；研究理想气体状态变化（理想气体状态方程pV=nRT ）等均应用了这种科学方法 理想斜面实验 忽略摩擦力 实验为基础+科学的逻辑推理 3、理想实验法 3、理想实验法（又称想象创新法，思想实验法）是在实验基础上经过概括、抽象、推理得出规律的一种研究问题的方法。但得出的规律却又不能用实验直接验证，是科学家们为了解决科学理论中的某些难题，以原有的理论知识（如原理、定理、定律等）作为思想实验的"材料"，提出解决这些难题的设想作为理想实验的目标，并在想象中给出这些实验"材料"产生"相互作用"所需要的条件，然后，按照严格的逻辑思维操作方法去"处理"这些思想实验的"材料"，从而得出一系列反映客观物质规律的新原理，新定律，使科学难题得到解决，推动科学的发展。又称推理法。伽利略斜面实验、推导出声音不能在真空中传播、推导出牛顿第一定律等 如何测量一跟较细导线的直径呢？ 可以把导线紧密排列测量10圈/20圈的长度 放大法 4、微量放大法 微量放大法物理实验中常遇到一些微小物理量的测量。为提高测量精度，常需要采用合适的放大方法，选用相应的测量装置将被测量进行放大后再进行测量。常用的放大法有累计放大法、形变放大法、光学放大法等。 1）累计放大法：在被测物理量能够简单重叠的条件下，将它展延若干倍再进行测量的方法，称为累计放大法(叠加放大法)。如测量纸的厚度、金属丝的直径等，常用这种方法进行测量；累计放大法的优点是在不改变测量性质的情况下，将被测量扩展若干倍后再进行测量，从而增加测量结果的有效数字位数，减小测量的相对误差。 2）形变放大法：形变是力作用的效果，在力学中形变的基本表现形式为体积、长度、角度的改变。而显示形变的方法可用力学的方法，也可用电学、光学的方法，如：体积的变化：由液柱的长度的变化显示；热膨胀：杠杆放大法显示。 3）光学放大法：常用的光学放大法有两种，一种是使被测物通过光学装置放大视角形成放大像，便于观察判别，从而提高测量精度。例如放大镜、显微镜、望远镜等。另一种是使用光学装置将待测微小物理量进行间接放大，通过测量放大了的物理量来获得微小物理量。例如测量微小长度和微小角度变化的光杠杆镜尺法，就是一种常用的光学放大法。卡文迪许通过扭秤装置测量引力常量就采用了多种放大方法。 买葡萄的时候，我们往往先尝一尝，如果都很甜，就归纳出所有的葡萄都很甜的，就放心的买上一大串 归纳法 成熟的葡萄色泽比较深，捏着比较软，那如果李子的色泽比较深，捏着较软是不是也成熟了呢？ 类比法 5、类比与归纳 类比与归纳所谓类比，是根据两个（或两类）对象之间在某些方面的相同或相似而推出它们在其他方面也可能相同或相似的一种逻辑思维。如万有引力公式 和库仑力公式 从形式上很相似。 6、等效替代法 曹冲是怎样“称出”大象的重量的？采用的是什么方法？         等效替代效法是常用的科学思维方法