理想实验在逻辑推理中的应用
理想实验及其在物理学中的作用
理想实验及其在物理学中的作用摘要：物理实验是物理学理论的基础，理想实验在物理学的发展中起到了不可替代的作用，本文通过理想实验事例，进一步说明理想实验不仅可以澄清物理学中的错误观念, 而且是建立新概念、探索新理论的有效方法。
关键词：理想实验；方法论所谓“理想实验”，又叫做“假想实验”、“抽象的实验”或“思想上的实验”，它是人们在思想中塑造的理想过程，是一种逻辑推理的思维过程和理论研究的重要方法。
但是，“理想实验”并不是脱离实际的主观臆想，首先，它是以实践为基础的。
其次，“理想实验”的推理过程，是以一定的逻辑法则为根据的，而这些逻辑法则，都是从长期的社会实践中总结出来的，并为实践所证实了的。
1.理想实验能澄清物理学中的错误观念, 推动物理学的发展早在公元前4 世纪，亚里士多德提出关于“力是维持物体运动的原因”这一错误观念，直到近代物理学之父伽利略痛斥了亚里士多德的错误观点, 推出了物理学的新观念。
伽利略借助的就是理想实验的方法,他从小球沿斜面从高度h的位置静止滚上另一个斜面中揭示了物体具有惯性的特征。
如果斜面是光滑的, 小球将上升到原来的高度；如果减小第二个斜面的倾角, 随着倾角越来越小, 小球将会滚得越来越远(运动时间也越长) , 试想在极限情况下, 当倾角变为零时, 小球永远达不到原来的高度, 而要沿着水平面以恒定的速度运动下去。
伽利略由此得出结论：在理想情况下，如果表面绝对光滑，运动物体受到阻力为零，这时物体将以恒定不变的速度永远运动下去，即后来牛顿提出的惯性定律——运动第一定律，这也标志着物理学的真正开端[1]。
在某种意义上来说,理想实验澄清了物理学中的错误观念, 推动物理学的发展。
2.理想实验是建立新概念的最佳方法理想实验不像真实实验那样依靠人们直接使用仪器, 进行实际操作, 但也有一定的程序[2]。
由著名的“麦克斯韦妖”这一理想实验引入负熵的概念就是最好的例证。
1871年, 麦克斯韦在《热的原理》一书中，设计了一个被称为“麦克斯韦妖”的“理想实验”，对该定律提出了质疑，麦克斯韦指出:“在温度均匀的容器中, 单个气体分子的运动速度是不均匀的，然而大量分子的平均速度却是均匀的，现在让我们来假定把这样一个容器分为两个部分：A和B，在分界上有一个小孔，使得只有快分子从A跑向B，而慢分子从B跑向A , 这样就在不消耗功的情况下，B的温度升高,A的温度降低，而与热力学第二定律发生了矛盾。
理想实验
若利用一热机工作于B，A之间 就可制成一部第二类永动机.!!
？
与热力学第二定律 矛盾！
对这与热力学第二定律矛盾的设想，人 们往往作这样的解释，当气体分子接近小妖 精时，它必须做功。 1929年西拉德(Szilard，1898一1964)曾设想 了几种由小妖精操纵的理想机器。并强调指出， 机器做功的关键在于妖精取得分子位置的信息， 并有记忆的功能。在引人信息等于负摘概念后， 对此更易解释:小妖精虽未做功，但他需要有关 气体分子速率的信息。在他得知某一气体分子 的速率，然后决定打开还是关上门以后，他就 已经运用有关这一分子的信息。信息的运用 等于熵的减少，系统熵的减少表现在高速与 低速分子的分离。从对麦克斯韦妖这一假想过 程的解释可知，若要不做功而使系统的熵减少， 就必须获得信息.即吸取外界的负熵.但是在整个 过程中总熵还是增加的， 法国物理学家布里渊(Brillouin,1889-1969)于 1956年在《科学和信息论》一书中指出:若要能 看到分子必须另用灯光照在分子上，光会被分 子散射，被散射的光子为小妖精的眼睛所吸收， 这一过程中涉及热量从高温热源转移到低温热 源的不可逆过程，致使熵增加，而前者系统减 少的熵总是小于后者增加的熵。
宇宙学：
奥尔伯斯佯谬
矛 盾 宇宙不是静 态的，它在 ？ 膨胀
若恒星均匀分布在静止无限的 欧几里得空间中，则夜空的面亮 度应该与恒星表面亮度相等
事实上夜空是黑暗的
二.对已有的理论的补充完善
热力学第二定律：
克劳修斯 表述： 开尔文表 述：
不可能把热量从低温物 体传递到高温物体而不 产生其他影响 不可能从单一热源吸收 能量，使之完全变为有 用功而不产生其他影响。 （第二类永动机不可实 现） 热力学系统从一个平衡 态到另一平衡态的过程 中，其熵永不减少：若 过程可逆，则熵不变； 若不可逆，则熵增加 玻尔兹曼
初中物理中常见的研究学习方法有哪些
初中物理中常见的研究学习方法有哪些初中物理中常见的学习研究方法1、理想模型法为了更形象，更直观地表示某一种物理现象或物理规律，利用科学抽象的方法，抽象出简单直观的物理模型，利用物理模型研究物理问题。
这种方法就叫做理想模型法。
如用太阳系模型代表原子结构，用简单的线条代表杠杆，利用光线描述光的传播，用磁感线描述磁场等。
2、控制变量法自然界发生的各种现象，往往是错综复杂的。
决定某一个现象的产生和变化的因素常常也很多。
为了弄清事物变化的原因和规律，必须设法把其中的一个或几个因素用人为的方法控制起来，使它保持不变，然后来比较，研究其他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”。
物理学中对于多因素(多变量)的问题，常常采用控制因素(变量)的办法，把多因素的问题转变成多个单因素的问题，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法就叫做控制变量法。
初中物理实验大多都用到了这种方法，如通过导体的电流I受到导体电阻R 和它两端电压U的影响，在研究电流I与电阻R的关系时，需要保持电压U不变;在研究电流I与电压U的关系时，需要保持电阻R不变。
利用控制变量法研究的问题还有：液体蒸发的蒸发的快慢和哪些因素有关，压强与压力和受力面积的关系，运动快慢和速度与时间的关系，导体的电阻与长度、横截面积、材料的关系等。
3、转换法一些看不见，摸不着的物理现象，不好直接认识它，我们常根据它们表现出来的看的见、摸的着的现象来间接认识它们。
在物理学中有一些微观的或不易观察的现象，经常把这些现象通过放大或转化，成为容易观察到的现象，这种方法就叫做转换法。
如根据电流的热效应来认识电流大小，根据磁场对磁体有力的作用来认识磁场等。
4、比值定义法为了给某些物理规律或物理量确定一个概念，常用到比值的方法就叫做比值定义法。
速度的定义，压强的定义，功率的定义，比热容的定义，热值的定义，电流大小的定义等都是用了比值定义的方法。
5、理想实验法有一些物理现象，由于受实验条件所限，无法直接验证，需要我们先进行实验，再进行合理推理得出正确结论，理想实验法也叫做实验推理法，就是在物理实验的基础上加上合理的科学的推理得出结论的方法就叫做理想实验法。
物理学史上的著名理想实验
单摆， 拉至 Ａ Ｂ 时放 开 ， 在 忽 略空 气 阻力 的情 况 下 ，
摆球会 沿着 弧线升 至对 面 的 （ 处． 如果 在 摆线 经 过 的 Ｅ或 Ｆ 处钉 上小钉 子 ， 可 以使 摆球 沿不 同的弧 线 上升 至同一 水平 高度 Ｇ 和 Ｈ ， 由此得 到单 摆 的 等高
性结论 ．
摘
要： “ 理 想 实 验 ”对 物 理 学 的 形 成 和 发 展 ， 对 物 理 理 论 的 补 充 和 完善 起 着 重 要 的作 用 ． 在物 理 教 育 中 运用 相
关的理想实验 ， 对启迪学生的智慧 ， 培 养 学 生 丰 富 的想 象 力 、 创新思维能力 、 科学抽象能力都具有重要的作用． 关键词 ： 理 想 实 验 逻 辑 推 理 创 新 思 维 想 象 科 学 抽 象
速 度增 大 到 如 此 之 大 ， 在 落 地 前 描 出一 条 １ ， ２ ， ５ ，
１ ０ ， １ ０ ０ ， １ ０ ０ ０ 英 里 长 的 弧线 ， 直 到 最 后 超 出 了地 球
的限制 ， 进入 宇宙 空 间永不 触及 地球 ． ”
论： “ 任 何速 度一 旦施 加 给 一 个运 动 着 的物 体 ， 只要
能力 、 科学 抽象 能力都 具有 重要 的作用 ． 下 面 我们 一 起欣 赏 物理 学 史 上 的著 名 理 想 实
验， 感 怀物 理学 家 的睿智． ‘ １ 伽 利略 的“ 理 想斜面 ”实验
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力与物 体 的运动 的关 系是力 学 的一个最 基本 的 问题 ． 亚里 士多 德认 为 ： 物体 的运 动是 由于外 力 的作 用， 当外力 的作 用停 止 时 ， 运 动 的 物体 就会 静 止 ， 所
《伽利略的理想实验与牛顿第一定律》教案 (1)
伽利略的理想实验与牛顿第一定律一、教学目标1、知识与技能：1．知道伽利略的理想实验及其主要推理过程和推论，知道理想实验是科学研究的重要方法．2．理解牛顿第一定律的内容及意义．3．知道什么是惯性，会正确地解释有关惯性的现象．2、过程与方法：1．观察生活中的惯性现象，了解力和运动的关系．2．通过实验加探对牛顿第一定律的理解．3．理解理想实验是科学研究的重要方法．3、情感态度与价值观：1．通过伽利略和亚里士多德对力和运动关系的不同认识，了解人类认识事物本质的曲折性．2．感悟科学是人类进步的不竭动力．二、教学内容剖析1、本节课的地位和作用：（内容简述：本节怎样承前启后，梗概知识及研究问题的方法，本节的地位等）2、本节课教学重点：1、伽利略的理想实验结论。
2、对牛顿第一运动定律和惯性的正确理解．3、本节课教学难点：1．消除“力是维持物体运动的原因”的错误观点。
2．牛顿第一运动定律。
3、惯性概念的理解及应用。
三、教学思路与方法本节课以解决生活中的常见问题为主线，以多媒体中的动画为辅助手段，以实践、讨论、思考、总结为主要学习方式，教师逐步设置日常生活中常见的问题开展学习活动，达到教学的目的。
四、教学准备多媒体课件、小车、小球、毛巾、玻璃板、斜槽、刻度尺、木块、气垫导轨、滑块、气垫导轨装置、伽利略针和单摆实验装置．五、课堂教学设计视野拓展在我国古代著作中，对于力和运动问题，已有一定的认识。
远在春秋时期成书的《考工记》就有这样的记载：“马力既竭，辀犹能一取也。
” 就是说，马已停止用力，车还能向前走一段距离。
这里虽然没得出惯性的概念，但是已经注意到了惯性现象。
在《墨经》里，还给力下了一个明确的定义。
在《经上》第21条里说：“力，行之所以奋也”。
这里的“行”就是“物体”，“奋”字在古籍中的意思是多方面的，像由静到动、动而愈速、由下上升等都可以用“奋”字。
经文的意思是说，力是使物体由静而动、动而愈速或由下而上的原因。
在《经说》里又说：“力，重之谓。
第四单元 《运动和力的关系》整体教学设计-高一物理(人教版2019必修第一册)
第四单元《运动和力的关系》整体教学设计【课程标准】1.2.3 通过实验，探究物体运动的加速度与物体受力、物体质量的关系。
理解牛顿运动定律，能用牛顿运动定律解释生产生活中的有关现象、解决有关问题。
通过实验，认识超重和失重现象。
1.2.4 知道国际单位制中的力学单位。
了解单位制在物理学中的重要意义。
一、单元教材概述本单元是质点的动力学内容，是在前面三章内容的基础上进一步研究运动和力的关系。
牛顿运动定律是动力学的核心内容，根据牛顿运动定律可以确定物体位置、速度的变化，控制物体的运动。
牛顿运动定律对直线运动、曲线运动都适用，为便于学生学习，本单元只讨论物体做直线运动的问题。
在学生对牛顿运动定律基本理解的基础上在以后的学习中，我们还要研究牛顿运动定律在曲线运动中的应用。
本单元先阐述牛顿第一定律，提到了在牛顿之前对力学研究的大能，特别是在伽利略的研究基础上建立了牛顿第一定律，它是牛顿第一定律的力学基础。
牛顿第一定律提出了两个重要的、基本的物理概念：力和惯性。
本单元在描述牛顿第二定律前设置了一个实验：探究加速度与力、质量的关系，让学生初步了解牛顿第二定律的实验基础，在实验的基础上引导学生认识牛顿第二定律。
牛顿第二定律是定量的规律，新教材在介绍了力学单位制和国际单位制后，通过用牛顿运动定律讨论两类基本问题，深化学生对定律的理解。
最后利用了牛顿第二定律研究了超重现象和失重现象。
本单元内容教学内容：《4.1 牛顿第一定律》本节内容分析并说明在牛顿之前，特别是在伽利略的研究基础上建立了牛顿第一定律，明确指出牛顿第一定律是牛顿力学的基石。
牛顿第一定律提出了两个重要的、基本的物理概念：力和惯性。
《4.2 实验：研究加速度与力、质量的关系》本节内容通过实验初步让学生了解牛顿第二定律；《4.3 牛顿第二定律》本节内容是对牛顿第二定律的定量规律的学习；《4.4 力学单位制》本节内容介绍了单位制和国际单位制；《4.5 牛顿定律的应用》本节内容学习了利用牛顿定律讨论运动学和动力学问题；《4.6 超重和失重》本节内容通过对生活实际中的超重、失重现象进行分析，进一步加深了解牛顿第二定律；【注意事项】1. 物理学的基石——牛顿第一定律牛顿第一定律揭示了运动和力的关系：力不是维持物体运动状态的原因，而是改变物体运动状态的原因。
理想实验
学号：2007150805029理想实验在物理学中的作用系名称：物理系专业名称：物理学年级： 07物本姓名：王聚云指导教师：赵先林2011年 5月 20日目录摘要： (2)关键词 (2)ABSTRACT (3)前言： (4)一、理想实验的发展历史 (5)1、理想实验概述 (5)2、理想实验概念 (5)二、理想实验的性质 (6)1、理想化方法 (6)2、理想实验与真实验的区别。
(7)3、理想实验的特点 (7)三、理想实验在物理学发展中的巨大作用 (8)1、理想实验能澄清物理学中的错误观念，推动物理学的发展。
(8)2、理想实验是建立新概念的最佳方法 (9)3、理想实验在物理学理论的研究中的也有重要作用。
(10)四、理想实验在物理教学中的作用 (10)1、充分运用教材提供的理想实验建立新的科学概念 (10)2、应用理想实验巧妙地发现或呈现物理规律 (11)3、运用理想实验调节课堂气氛，激发学生学习兴趣 (11)4、利用理想实验可以做到出于简单而归于深奥 (11)5、利用理想实验来培养学生的物理思维能力 (12)6、理想实验与多媒体技术的结合 (12)参考文献: (14)致谢 (15)从物理学发展的历史看，物理学是以实验为基础的学科，物理实验是物理学理论的基础，也是物理学发展的基本动力。
而理想实验在物理学的发展中的地位是尤为重要的。
在科技不发达的年代里，我们人类有他们独有的逻辑思维能力，进行着对大自然奥秘的初步探索，为物理学的发展树立了一个又一个里程碑。
时至今日，随着科学技术的进步，我们的科研技术，研究用的仪器都有了巨大的进步。
但是，理想实验依然保持着它的旺盛生命力。
尤其是理想实验在基础科学的研究中能澄清物理学中的错误观念，理想实验是建立新概念、新理论的有力手段，在物理学的发展及教学中有不可替代的重要作用。
本文论述了理想实验的发展历程、优点和缺点、应用范围、理想实验与实际试验的联系以及理想实验在教学中的应用。
谈理想实验在高中物理教学中的作用
信 息进 行整 合 后 经 过想 象 和推 理 而 得 出 新 的 结 论 。 物理学 历 史上 ， 师们创 建新 概念 、 立 新 在 大 建
理 论 的过程 也都 没有 离 开理想 实验 ， 因斯 坦 相 爱 对 论 的提 出就是 理想 实验 为基 础 的 。 理想 实验 把
种 干 扰 因素是 客 观 存 在 的 ， 偶 然 误 差 、 统误 其 系 差 都 不可避 免 。 而理 想实 验 没有 “ 仪器 、 作 ” 原 操 ， 理 和 方法也 是 理想 化 的条 件 下通 过 “ 象”来进 想 行 ， 存 在 实验 误 差 。 不 这样 理 想 实 验 为 实 物探 究 实 验 的误差 分 析 、 实验方 法 的改进 等 提供 了可 以
通过 理想 质点 小 球 在 理 想 的 光滑 斜 面 之 问 的 运
实 验 ， 是我 们平 时 常做 的实验 室实 验或 者演 示 这
实 验 。 理想 实验 ” 指 凭 借想 象 的仪 器 和设 备 ， “ 是
在 理想 化 的 条件 下 ， 在脑 海 中对 实验 进 行 “ 想 理
化 的操 作”和 “ 观察 ” 这是 借 助 现 实模 型对 物 理 。 规 律 、 念 进 行 逻辑 推 理 的思 维 过 程 。 概 理想 实 验 没 有实 在 的仪 器设 备 ， 有 实 际 的操 作 动作 ， 没 是 借 助人 的直觉 想 象和创 造性 思维 来完 成 。 中新 高 课 程教 材 中“ 利 略 对 自由落 体 的研 究 ” “ 顿 伽 、牛 第 一定 律 ” “ 摆 的 简谐 运 动 ” “ 想 变压 器 原 、单 、理 理 ”等教学 内容 ， 都是 通 过 理 想实 验 经 过逻 辑 推
力和运动的关系
力和运动的关系
【二、伽利略理想实验】
1、斜面实验：让静止的小球从第一个斜面滚下，冲上第二 个斜面，如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度。 减小第二个斜面的倾角，小球滚动的距离增大，当第二个 斜面放平，小球将永远运动下去。 2、推理结论：力不是维持物体运动的原因。 3、理论意义： (1)伽利略的理想实验将可靠的事实和理论思维结合起来， 即采用“事实基础＋抽象思维＋科学推论”的方法推翻了 亚里士多德的观点，初步揭示了运动和力的正确关系。 (2)第一次确立了物理实验在物理学中的地位。
知识点——力和运动的关 系
力和运动的关系
【一、力与运动关系的几种看法】
1、亚里士多德的观点 （2000年前古希腊）：——力是维持物体运动状态的 原因。一切运动物体终将归于静止。 【说明】科学来源于实际。在科学并不发达的年代，人们常常从经验出发， 经过简单思考来探究自然规律。这种经验结论是否科学、是否是真理，必须 经过实践的检验。因为事物的本质有时会被掩盖在表面现象中。
力和运动的关系
【解析】
伽利略的理想斜面实验反映了一种物理思想。它是建立在 可靠的事实基础上的，它把实验和逻辑推理结合在一起， 抓住主要因素，忽略次要因素，从而深刻地揭示了自然规 律。故选B、D。
【答案】 BD
2、伽利略的观点（17世纪意大利）：——物体的运动并不需要力来维持。物 体会停下来是因为受到摩擦阻力的缘故，力是改变物体运动状态的原因。 【说明】伽利略构想的理想实验(又称假想实验)以可靠的事实为基础，把实 验与逻辑推理和谐地结合在一起。这种科学探究的方法有力地推动了科学的 发展。
华师大版初中科学常用的十种探究方法
一、理想模型法1、理想模型法的概念在对实际中的错综复杂的事物进行研究时，常需要只须抓住那些反映特定物理现象和物理问题的主要因素，而舍弃其次要因素，把具体事物抽象化，用理想化的物理模型来代替实际研究对象，从而使相关的过程简化，以便从理论上去进行研究的一种常用的研究方法。
2、采用模型法的作用采用模型法对学习和研究起到了简化和纯化的作用。
3、采用模型法的条件每种模型有限定的适用条件和适用范围，否则会引起很大偏差。
即简化后的模型，一定要表现出原型所反映出的特点和规律。
4、常用的模型用这种理想化的方法将实际事物进行简化后，便可得到一系列的物理模型。
（1）物质模型主要用于探讨物质作为研究对象时，把物质进行理想化后得到的模型，可分为实体物质和场物质。
力的示意图：或称力的图示，是体现出力的要素的模型。
轻杆（轻绳）：研究外力的作用，在杆或绳的质量较小或对研究的影响可忽略时，往往忽略杆或绳的质量，即认为杆或绳的质量为零。
轻弹簧：研究弹力的作用时，忽略弹簧的质量。
液片：研究连通器原理时用到液片模型，该液片极薄，只有面积没有体积。
理想流体：不可压缩、不计粘性（粘度为零）的流体。
杠杆：受力不发生形变的理想硬棒，在力的作用下可绕固定点转动，即成为理想杠杆。
光线：用一条带箭头的直线表示光传播的径迹和方向，真实世界中不可能得到一条光线，是对光进行几何抽象得出的物理模型。
电路图：为方便研究实物电路而画出的模型。
磁感线：为了研究磁场，我们引入一条或一些线将研究的问题简化，实际上磁场是存在的，而这些线并不存在。
理想电流（压）表：电阻为零（无穷大）的电流（压）表。
理想导线：电阻为零的导线。
理想电源：内阻为零的电源。
理想变压器：一个端口的电压与另一个端口的电压成正比，且没有功率损耗。
原子结构：研究肉眼观察不到的原子结构时，建立原子核式结构模型。
（2）状态模型研究流体力学时流体的稳恒流动、研究理想气体时气体的平衡态、研究热交换时的热平衡状态、研究电流时的稳恒电流等都属于理想的状态模型。
中考物理研究方法
物理科学探究常用的研究方法在初中阶段，需要学生掌握的科学研究方法主要有：控制变量法、等效替代法、转换法、理想化模型、理想化实验、类比法等。
一、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：某两次实验只有一个条件不相同，若两次实验结果不同，则与该条件有关，否则无关。
控制变量法是中学物理中最常用的研究方法，在中考中考察的力度也最大。
例1下表是某实验小组所做的“探究摩擦力大小跟哪些因素有关”的实验记录：（1）分析比较序号①与②的实验数据，可得出的结论是____________ 。
（2）分析比较序号__________的实验数据，可得出的结论是：压力相同时，接触面越粗糙，摩擦力越大。
（3）上述研究方法叫“拉制变量法”，下列实验中用到此方法的有____________（填序号）①探究电压、电流与电阻的关系；②探究动能跟哪些因素有关；③探究固体熔化时温度的变化规律；④研究影响电磁铁磁性强弱的因素。
联想：教材中涉及到控制变量法的知识主要有：1、研究电流与电压、电阻关系。
2、决定导体电阻大小因素的探究实验.3、研究液体蒸发快慢与什么因素有关的实验。
4、研究弦的音调与什么因素有关的实验。
5、研究电流的热效应与什么因素有关的实验。
6、研究电流做功与哪些因素有关的实验。
7、影响滑动摩擦力大小因素的实验。
8、影响压力作用效果的探究实验。
9、决定浮力大小因素的探究实验。
10、决定液体压强大小因素的探究实验。
11、探究感应电流方向与什么因素有关的实验。
12、探究产生的感应电流大小与什么因素有关13、探究通电导体受力方向与什么因素有关的实验。
14、探究斜面的机械效率与什么因素有关。
15、探究滑轮组的机械效率与什么因素有关的实验。
16、决定动能大小因素的探究实验。
17、决定重力势能大小因素的探究实验。
《牛顿第一定律》教学设计
《牛顿第一定律》教学设计数据记录表格，多增加了几栏，用以为学生记录猜想推理结论，从中让学生领会伽利略理想实验的逻辑思维过程。
2.学法指导“授人以鱼，供一饭之需；授人以渔，则终身受用。
”在课堂教学中,要注重培养学生的观察、实验水平和科学思维水平。
首先，通过回顾历史，展示历史上关于力与运动的两种对立观点，创设问题情境，激发学生积极的探索欲望；其次，在教学中重演伽利略理想实验，引导学生观察、分析和总结,使学生的学习过程本身构成一个解决问题的过程；第三，在教学中，引导学生理解惯性的概念，并理论联系实际，让学生把物理运用到生活中。
教学媒体PPT 教学视频多媒体设备板书背景音乐教学过程教学环节和教学内容教师活动学生活动设计意图[创设情境，引入课题]当你乘坐公交车的时候，是否有过这样的体会，当汽车突然启动时，你的身体会不由自主地往后仰，当汽车突然刹车时，你的身体会向前倾。
这是什么原因呢？要弄清这个问题，那就请走进今天的物理课堂——牛顿第一定律。
跳远运动员跳离地面后为什么还能继续向前？交警提示驾驶员系安全带，为什么？观察思考好奇用贴近学生生活的例子引入课题，提出要解决的问题，激发学生学习兴趣。
通过播放乘车时身体前倾或后仰的flash动画，让学生感受动态的物理情境，激发学生的求知欲。
学生回答后，教师说明：这些现象都与初中我们学过的惯性有关，引人牛顿第一定律。
[重现历史，敢于猜想]从生活中的常见现象出发：用力推静止的课本，课本运动了，撤去力，课本也便停止，引导思考：力与运动是否存在一定关系？带领学生穿越时空隧道，领略学者亚里士多德与物理科学家关于力与运动关系的不同观点：亚里士多德：力是维持物体运动的原因。
伽利略：物体的运动不需要外力维持。
利用课件，带领学生穿越时空隧道，去认知历史上曾经对力与运动关系的两种不同观点，让学生根据生活经验对力与运动的关系进行假设与猜想，引出伽利略的理想实验。
认知历史思考讨论猜想与假设互相讨论设计实验探究物理规律的真伪，思考实验现象。
伽利略的理想实验与牛顿第一定律
课题：§4-1伽利略的理想实验与牛顿第一定律一、教材分析牛顿运动定律是整个力学体系的基石，而牛顿第一定律又是这个“基石”中的“基石”，它定性地揭示了力和运动的关系，提出惯性的概念，为定量研究力和运动的关系拉开了序幕。
高中教材与初中相比，主要有四方面的不同。
一是定律内容深浅不同：初中教材叙述为“一切物体在没有受到外力作用的时候，总是保持静止状态或匀速直线运动状态”；高中教材叙述为“一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止”。
高中教材中的表述具有更为丰富的内涵，它强调了力是改变物体运动状态的原因，突出了第一定律的独立性和重要意义，也为学习牛顿第二定律做了一定的铺垫。
二是惯性的认识层次不同：初中强调一切物体都有惯性，高中侧重惯性与质量的关系。
三是实验的设计、探究及思维深度不同：初中为斜面小车实验；高中为伽利略理想实验，突出了理想实验这种科学方法的价值所在。
四是情感、态度、价值观的体现不同：初中对牛顿第一定律建立的历史一语带过，高中教材回顾了历史，让学生体会一个规律的获得是一代又一代人努力的结果，能够激发学生追求科学，勇于创新的情感。
二、学情分析经过初中的学习，学生初步知道了牛顿第一定律的内容和惯性的概念，但是缺乏对牛顿第一定律建立历史的了解，对内容也是一知半解。
学生对于“质量是惯性唯一的量度”更是缺乏认识，凭借自己的生活经验，认为速度也是惯性的量度。
教师要在课堂上充分引导，配合实验、结合生活事例来澄清概念。
教学实践表明，学生在头脑中建立正确的力和运动关系的过程，并非一帆风顺，常常形成与亚里士多德相似的观点，且根深蒂固。
处理具体的实际问题时，一些直觉的错误观点不时冒出来，存在着严重的"口是心非"问题。
三、教学重难点1．教学重点：通过回顾历史探究过程理解牛顿第一定律；惯性的理解。
2．教学难点：力和运动的关系；惯性和质量的关系。
四、教学活动设计（一）创设游戏，引入课题吹书游戏将物理书翻开一页，用手拿处书，让一这一页纸竖直下垂，用嘴对这一页纸吹气并观察现象；然后将刚才下垂的一页纸捏在手上，让物理书的剩余部分自由下垂，象开始那样对下垂部分吹气。
理想实验
所谓“理想实验”，又叫做“假想实验”“抽象的实验”或“思想上的实验”，它是人们在思想中塑造的理想过程，是一种逻辑推理的思维过程和理论研究的重要方法. “理想实验”虽然也叫做“实验”，但它同前面所说的真实的科学实验是有原则区别的.真实的科学实验是一种实践的活动，而“理想实验”则是一种思维的活动；前者是可以将设计通过物化过程而实现的实验，后者则是由人们在抽象思维中设想出来而实际上无法做到的“实验”. 但是，“理想实验”并不是脱离实际的主观臆想.首先，“理想实验”是以实践为基础的.所谓的“理想实验”就是在真实的科学实验的基础上，抓住主要矛盾，忽略次要矛盾，对实际过程作出更深入一层的抽象分析.其次，“理想实验”的推理过程，是以一定的逻辑法则为根据的.而这些逻辑法则，都是从长期的社会实践中总结出来的，并为实践所证实了的. 在自然科学的理论研究中，“理想实验”具有重要的作用.作为一种抽象思维的方法，“思想实验”可以使人们对实际的科学实验有更深刻的理解，可以进一步揭示出客观现象和过程之间内在的逻辑联系，并由此得出重要的结论.例如，作为经典力学基础的惯性定律，就是“理想实验”的一个重要结论.这个结论是不能直接从实验中得出的.伽利略曾注意到，当一个球从一个斜面上滚下而又滚上第二个斜面时，球在第二个斜面上所达到的高度同它在第一个斜面上开始滚下时的高度几乎相等.伽利略断定高度上的这一微小差别是由于摩擦而产生的，如能将摩擦完全消除的话，高度将恰好相等.然后，他推想说，在完全没有摩擦的情况下，不管第二个斜面的倾斜度多么小，球在第二个斜面上总要达到相同的高度.最后，如果第二个斜面的倾斜度完全消除了，那么球从第一个斜面上滚下来之后，将以恒定的速度在无限长的平面上永远不停地运动下去，这个实验是无法实现的，因为永远也无法将摩擦完全消除掉.所以，这只是一个“理想实验”.但是，伽利略由此而得到的结论，却打破了自亚里士多德以来一千多年间关于受力运动的物体，当外力停止作用时便归于静止的陈旧观念，为近代力学的建立奠定了基础.后来，这个结论被牛顿总结为运动第一定律，即惯性定律.爱因斯坦在建立狭义相对论时，曾经作了关于同时性的相对性的一个“理想实验”.即：当两道闪电同时下击一条东西方向的铁路轨道时，对于站在两道闪电正中间的铁道旁边的一个观察者来说，这两道闪电并不是同时发生的.但是，对于乘坐一列由东向西以高速行进的火车正好经过第一个观察者对面的第二个观察者来说，这两道闪电并不是同时下击的.因为，第二个观察者是在行近西方的闪电而远离东方的闪电，西方的闪电到达他的眼里的时间要早一点.因此，在静止的观察者看来是同时发生的闪电，在运动中的观察者看来却是西方先亮，接着东方再亮.同时性的相对性这一概念的提出，是狭义相对论建立过程中的一个关键.爱因斯坦在建立广义相对论时，作了自由下落的升降机的“理想实验”.他设想：在自由下落的升降机里，一个人从口袋中拿出一块手帕和一块表，让它们从手上掉下来，如果没有任何空气阻力或摩擦力，那么在他自己看来，这两个物体就停在他松开手的地方.因为，在他的坐标系中，引力场已经被屏蔽或排除了.但是，在升降机外面的观察者看来，则发现这两个物体以同样的加速度向地面落下.这个情况正揭露了引力质量和惯性质量的相等.爱因斯坦又设想了另一种情况的“理想实验”.即：升降机不是自由下落，而是在一个不变的力的作用下垂直向上运动（即强化了升降机内部的引力场）.同时设想，有一束光穿过升降机一个侧面的窗口水平地射进升降机内，并在极短的时间之后射到对面的墙上.爱因斯坦根据光具有质量以及惯性质量和引力质量等效的事实，预言一束光在引力场中会由于引力的作用而弯曲，就如同以光速水平抛出的物体的路线会由于引力的作用而弯曲一样.爱因斯坦预言的光线在引力场中会弯曲这一广义相对论效应，已为后来的观测结果所证实. 量子论的建立也同“理想实验”密切相关.在量子力学中，海森堡用来推导测不准关系的所谓电子束的单缝衍射实验，也是一种“理想实验”.因为，中等速度的电子的波长约为10-8 cm 左右，这跟原子之间的距离属于同一个数量级. 因而，只要让电子束穿过原子之间的空隙，就会发生衍射.但是，要想制成能够使电子发生衍射的单缝，首先就必须做到把单缝周围的所有原子之间的空隙都给堵死.实际上这是做不到的.在实验中，人们只能做到电子的原子晶格衍射实验，而无法实现电子的单缝衍射实验.“理想实验”在自然科学的理论研究中有着重要的作用.但是，“理想实验”的方法也有其一定的局限性.“理想实验”只是一种逻辑推理的思维过程，它的作用只限于逻辑上的证明与反驳，而不能用来作为检验认识正确与否的标准.相反，由“理想实验”所得出的任何推论，都必须由观察或实验的结果来检验.。
自然辩证法参考答案
一、名词解释1.自然观：是人们对自然界的总体看法。
辩证唯物主义自然观是马克思主义关于自然界的本质及其发展规律的根本观点。
P32.科技观：是人们对科学技术的总体看法。
辩证唯物主义科学技术观是马克思主义关于科学技术的本质及其发展规律的根本观点。
P33.范式：是指在一定的历史时期中，科学家必须共同遵守的科学活动的“模型”、“信念”，它包括定律、理论、应用以及仪器在内的范例等。
P3044.人工自然：是人类实践手段所及从而变革了的那部分自然界。
它是人类依据自然规律、利用自然界的物质条件创造出来的自然物，是深深打上人类印记，与人类社会发生密切联系的自然界。
P845.系统与要素：系统是指处在环境中相互作用和相互依赖的若干部分（要素）组成的具有一定结构和确定功能的整体。
P276.组织与自组织：“组织”一词既可作名词用，指某种特定的系统；又可作动词用，指某种特定的运动过程，即原来分散的、相对独立的要素形成一个具有整体结构与新属性的系统过程。
“自组织”：如果系统在获得空间的、时间的或功能的结构过程中，没有外界的特定干预，我们便说系统是自组织的。
P557.可逆与不可逆：可逆过程是指一个物质系统从某一状态出发，经过某一过程达到另一状态，如果存在另一过程，它能够使该物质系统和外界环境完全复原（即物质系统回到原来状态，同时消除了原来过程对外界环境引起的影响），则原来的过程称为可逆过程，简称可逆。
反之，用任何方法都不可能使物质系统和外界环境完全复原，则原来的过程称为不可逆过程，简称不可逆。
P45 8.进化与退化：进化一般是指物质客体或系统在演化中由无序到有序，由低序到高序的趋势和过程。
退化一般是指物质客体或系统在演化中由有序到有无序，由高序到低序的趋势和过程P49 9.有序与无序：有序指的是客观事物或系统组成要素之间有规则的联系或转化，无序是指客观事物或系统组成要素之间无规则的联系或转化。
P5010.熵：是一个反映热运动过程和方向的物理量。
科学推理法和理想实验法
科学推理法和理想实验法
科学推理法和理想实验法都是科学研究中常用的方法。
科学推理法是通过对已知的科学知识和事实进行分析、归纳和推理，从而得出新的结论或预测。
这种方法基于逻辑推理和理性思考，通过对现有数据和现象的观察，提出合理的假设和理论。
科学推理法可以帮助科学家在有限的实验条件下，拓展对事物的认识和理解。
理想实验法是一种在思维中进行的实验，它通过构建一个理想化的实验情境，来研究和分析某些现象或理论。
在理想实验中，科学家可以排除现实中复杂的干扰因素，更专注于研究关键因素对结果的影响。
这种方法常用于理论物理、数学和哲学等领域，帮助我们深入理解自然界的基本规律。
例如，牛顿第一定律的推导就运用了科学推理法和理想实验法。
通过对日常生活中物体运动的观察和分析，牛顿提出了“如果没有外力作用，物体将保持静止或匀速直线运动”的假设。
为了验证这一假设，他进行了理想实验：假设一个绝对光滑的水平面，排除了摩擦力的影响，进一步推导和验证了自己的理论。
这两种方法相辅相成，科学推理法可以为理想实验提供理论基础，而理想实验则可以验证和深化科学推理的结果。
它们共同推动了科学的发展，帮助我们更深入地理解自然界的运行规律。
在实际应用中，科学家们通常会结合使用科学推理法和实验验证，以确保研究结果的可靠性和准确性。
如果你对这两种方法或其他科学研究方法有更具体的问题，我将很乐意进一步讨论。
物理教学中的理想实验
物理教学中的理想实验作者：苏向英孙红章来源：《科教导刊·电子版》2019年第19期摘要物理学中的理想实验和真实物理实验既有区别又有联系，它的引入不仅能够提高课堂效果，而且在物理学的发展中起着至关重要的作用。
关键词理想实验真实实验创造性思维中图分类号：G632 文献标识码：A1理想实验的概述“理想实验”是一种创造性的思维过程，这个过程来源于现实，却又超越现实，是科学工作者们在进行科学研究的过程中，为了克服一些科学技术条件和本身就带有复杂性的客观事物的限制，用创造性的思维，通过一系列的设想、推理、比较、验证等辩证的逻辑分析采取的一种研究与分析方法。
理想实验并不是脱离客观实际的主观臆想。
它必须要根据真实的科学实验，抓住关键的科学事实;又必须使科学思维的能动作用得到充分的发挥，善于分析矛盾并且正确地进行逻辑推理。
理想实验方法在自然科学研究中具有重要的作用，人们可以通过它对真实的科学实验有更深层次的理解，可以进一步发现客观现象和过程之间的内在逻辑联系，由此得到重要的结论。
2真实实验和理想实验的区别理想实验在目的和特征上与真实的物理实验有很大的相似度，但是由于它不能够精准的展现出实验现象因而不能够当做是检验科学理论的准则。
但是设计理想实验必须要以真实的物理实验作为基础，设想与之相似的实验条件，实验物以及实验过程，而且必须要有严密的推理，必须经得起推敲。
理想实验和真实物理实验的主要差别表现在，真实物理实验中，科学家一般都是通过实验现象来分析，研究从而得出的结论，但是在这一过程中总会存在些不可消除的误差。
在理想实验中，理想实验都是由科学家经过针对理论知识的分析，不断的猜想和应用理论的基础一一验证得来的，大大简化了实验过程中会产生的各种问题，而且并没有误差。
其次，理想实验是一种可以超过现代科学技术的实验，而实际科学技术会限制普通的物理实验。
3理想实验举例怎么验证声音的传播过程中一定要有介质存在呢？我们只需验证声音在真空中是否能够传播即可。
科学研究中的理想实验方法
!""#年#月社科纵横$%&，!""#总第’(卷第!期! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!)*+,$-)+,./+.)0.1,.21*-3’(/*3!科学研究中的理想实验方法黄鸿春陈志坚（广西大学社会科学与管理学院广西南宁45"""#）【内容摘要】科学的发展有赖于实验方法的进步。
理想实验作为一种特殊的实验方法，在科学研究中具有无可代替的地位和作用。
回顾科学史上著名的理想实验，总结它们的共性和规律性，有着重要的方法论意义。
【关键词】理想实验科学研究方法论中图分类号：/"5文献标识码：$文章编号：’""67(’"8（!""#）"!7""8#7"!科学实验是科学理论产生和发展的源泉，对科学实验方法本身的研究，历来受到科学家和哲学家的重视。
广义地说科学实验可分为实物实验和思想实验。
理想实验作为一种特殊的思想实验，在科学史上有着重要的地位和作用。
综观科学发展史，无论是近代科学还是现代科学，都是在运用理想实验的基础上，从导致物理学基本概念和原理的根本变革中开始的，它们的开拓者、奠基人都是理想实验的大师，如伽利略、牛顿、爱因斯坦。
人们惊异于科学的巨大成功，更惊异于这些科学大师们进行理想实验的高超的研究方法。
因此，对科学史上著名的理想实验方法进行分析研究，在科学方法论上有重大的意义。
一、近代物理学的“真正开端”是从理想实验开始的理想实验是指运用理想模型，在思想中塑造理想过程，并进行严密推理的一种思维方法。
理想实验方法是在比较纯粹的形态上反映事实本质联系的一种方法，它能充分发挥思维的能动作用，运用高度抽象能力，在思维中把事物的某种特性或关系推到极限，藉以更深刻地抓住本质，突出关键，在完全纯化的条件下把握事物的本性。
3、科学理论与实验（包括理想实验）的关系
3、科学理论与实验（包括理想实验）的关系科学家的信念不是武断的，是尝试性的信念，他不依据权威，不依据直观，而建立在证据的基础上。
—罗素所谓“理想实验”，又叫做“假想实验”、“抽象的实验”或“思想上的实验”，它是人们在思想中塑造的理想过程，是一种逻辑推理的思维过程和理论研究的重要方法．思想实验是科学工作者源于自身的经验而又超出自身的经验的一种高级思维活动。
这种思维活动是按照实验的特点进行的，因此它既严格区别于实际操作的实验，又比实际操作的实验更高级、更美。
“理想实验”虽然也叫做“实验”，但它同所说的真实的科学实验是有原则区别的，真实的科学实验是一种实践的活动，而“理想实验”则是一种思维的活动；前者是可以将设计通过物化过程而实现的实验，后者则是由人们在抽象思维中设想出来而实际上无法做到的“实验”．但是，“理想实验”并不是脱离实际的主观臆想，首先，“理想实验”是以实践为基础的．所谓的“理想实验”就是在真实的科学实验的基础上，抓住主要矛盾，忽略次要矛盾，对实际过程作出更深入一层的抽象分析．其次，“理想实验”的推理过程，是以一定的逻辑法则为根据的，而这些逻辑法则，都是从长期的社会实践中总结出来的，并为实践所证实了的．在自然科学的理论研究中，“理想实验”具有重要的作用．作为一种抽象思维的方法，“理想实验”可以使人们对实际的科学实验有更深刻的理解，可以进一步揭示出客观现象和过程之间内在的逻辑联系，并由此得出重要的结论．理想实验方法是在科学研究中为了排除各种次要的和非本质的因素的干扰，在纯粹状态下对自然过程进行研究，而在思想中把实验对象与实验过程理想化的方法。
理想实验是一种抽象思维活动，是逻辑推理过程，它不需物质设备，只在思想中进行，或者利用计算机模拟。
如牛顿力学第一定律，无摩擦不受外力的理想实验；拉普拉斯妖；亚里斯多德的落体悖论。
例如，作为经典力学基础的惯性定律，就是“理想实验”的一个重要结论．这个结论是不能直接从实验中得出的．伽俐略曾注意到，当一个球从一个斜面上滚下而又滚上第二个斜面时，球在第二个斜面上所达到的高度同它在第一个斜面上开始滚下时的高度几乎相等．伽俐略断定高度上的这一微小差别是由于摩擦而产生的，如能将摩擦完全消除的话，高度将恰好相等．然后，他推想说，在完全没有摩擦的情况下，不管第二个斜面的倾斜度多么小，球在第二个斜面上总要达到相同的高度．最后，如果第二个斜面的倾斜度完全消除了，那么球从第一个斜面上滚下来之后，将以恒定的速度在无限长的平面上永远不停地运动下去．这个实验是无法实现的，因为永远也无法将摩擦完全消除掉．所以，这只是一个“理想实验”．但是，伽俐略由此而得到的结论，却打破了自亚里士多德以来1000多年间关于受力运动的物体，当外力停止作用时便归于静止的陈旧观念，为近代力学的建立奠定了基础．后来，这个结论被牛顿总结为运动第一定律，即惯性定律．伽利略就是用思想实验否定了亚里士多德关于“重物自由下落较轻物快”的错误观点的。
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理想实验在逻辑推理中的应用
摘要：理想实验作为物理学的一个重要方法，在逻辑推理中具有重要的应用，在物理学发展中扮演着重要角色，在经典力学体系和量子力学体系与发展完善过程中发挥了重要作用，本文主要阐述了什么是理想实验、理想实验的作用，并在典型事例的基础上，理想实验的应用和理想实验的价值。
关键词：理想实验；逻辑推理；应用
中图分类号：g630 文献标识码：a 文章编号：1003-2851（2013）-02-0216-01
一、理想实验
在物理学中，为了进行理论研究，常常设计理想实验。
所谓理想实验，就是并不实际进行实验操作，只是设想一套实验装置，并辅助以一定的假设作为前提和出发点，按照一系列理论进行推演，给出实验过程和状态的逻辑思维方法，采用已被大量事实所检验的物理理论和结论作为判断的标准，对实验的结论，逻辑性和假设的合理性进行分析，以得到有用的结论。
理想实验虽不同于真实实验，但它要以真实实验为基础，又要与真实实验相区别。
理想实验固然在技术上不能实现，但原则上这种实验中的一切都是可能的。
二、理想实验及应用
1.比萨斜塔实验。
关于伽利略的比萨斜塔实验，传说不一，在物理学史上尚有争论，但伽利略巧妙地运用理想实验否定了“物体下落的速度和质量成正比”的不科学的论断却是不容置疑的。
伽利
略曾说：“我十分怀疑亚里士多德曾用实验检验过，当两个石头，一个重量是另一个的10倍，从同一个高度，如100库比特下落时，其速度的差别会达到这样的程度，以至前者落地时，后者下落不超过10库比特。
”伽利略紧紧抓住这一疑点，设计了理想实验来进行分析和论证。
他指出：如果亚里士多德的论断成立的话，即重物体比轻物体下落快的话，那么，当两个绑在一起下落时，由于快的受慢的阻碍而减慢，慢的受快的驱使而加快，其结果绑在一起的物体下落的速度一定介于原来两个物体的速度之间，即小于原来重的物体下落速度，大于原来轻物体的下落速度。
但是，当两个物体绑在一起就成了一个复合体，它比原来重的物体还要重，按亚里士多德的论断复合体下落的速度要大于原来重物体下落的速度，这就自相矛盾了。
由此可知重物下落不会比轻物下落快，二者下落的速度应该是相等的。
总之，通过这理想实验，运用逻辑推理和运算，否定亚里士多德的论断。
2.升降机实验。
爱因斯坦在创建广义相对论时，曾用了所谓升降机的理想实验。
爱因斯坦运用在引力场中自由下落的升降机的理想实验以及在惯性系中受外力牵引而匀速上升的升降机的理想实验，结合惯性质量与引力质量相等的事实，把引力场引入非惯性系中，建立了惯性系与非惯性系在物理上完全等效的假设，爱因斯坦称之为等效原理。
以这个原理为基础，得出了广义相对性原理的简明表述：自然定律应当与坐标系的选择无关。
在广义相对性原理成立的前提下，又作了让光线从在惯性系中受引力而匀速上升的升降
机一个侧面窗口水平射进升降机内的理想实验，得出了在引力场中光线弯曲的结论。
于是在广义相对性原理的基础上，建立了新的引力理论。
通过理想实验，结合惯性质量和引力质量相等的事实，运用逻辑推理和运算，建立了既发展了狭义相对论、又发展了牛顿的引力学说的广义相对论。
3.麦克斯韦妖。
麦克斯韦曾提出关于热力学第二定律的著名理想实验如下：
左、右两容器内盛有相同温度的气体，两容器由隔开，隔板上有小孔，小孔有可以自由开关的、无摩擦的小门，小门由能够识别并控制单个分子的“精灵”把守。
“精灵”只允许快速运动的分子从左到有，慢速运动的分子从右到左。
于是在精灵的控制下，完成了分子动能从左到右的有效转移，形成了温差，建立了秩序，实现了熵的自发减少，从而推翻了热力学第二定律。
后人把麦克斯韦提出的这种精灵称为麦克斯韦妖（事实上麦克斯韦妖并不违背热力学第二定律，因为它是一个开放）。
三、理想实验的价值
1.理想实验可以用来推翻旧的不合理的理论。
物理学的发展源于人类对客观世界的认识，而正确的认识往往经历许多曲折的过程，尤其是在古代，由于客观条件的限制，认识往往局限于表面现象而不能正确地反映客观规律。
2.理想实验在一定条件下可转化为真实实验。
理想实验虽为一种逻辑思维方式，但也有一定实验基础的，其中有些理想实验在某
个历史时期不可能做出，是限于科学技术的薄弱，但随着科学技术的发展，实验条件的成熟，理想实验有可能成为真实实验。
亦即理想实验并非绝不可能做出，要看条件。
换言之，理想实验可以为真实实验奠定基础，一旦条件成熟可转化为真实实验。
3.理想实验在培养学生创造精神方面的价值。
理想实验可以使学生清楚认识到，在物理学习中，不能只看事物表面现象，也不能轻信别人的结论必须要有严谨的态度，需要学生亲自动脑动手去思考和实践，例如，牛顿第一定律的教学具有两个方面的意义：一是具有物理学知识方面的意义；二是从历史的发展过程中体现出来的方法方面的意义。
后者对培养学生的科学思想方法、树立科学世界观无疑是很有意义和价值的。
理想实验方法的学习与研究，培养了学生正确的认识论和处理问题的方法技巧，认识和解决问题，应该抓住主要矛盾，忽略次要矛盾，即理想实验恰好能为学生培养严密的逻辑思维推理能力，从而为产生新的思想和新的有价值的东西提供了可能。
理想实验作为一种抽象思维方法，其精髓在于它是物理思想、数学演绎与一般性实验的巧妙结合，是连接抽象的理论逻辑和具体实验知识的纽带，但理想实验的作用只限于逻辑上的证明与反驳，而不能用来检验理论正确与否的标准。
我们有理由认为，理想实验给我们最深刻最本质的启迪就在于确立唯物主义世界观，确立科学的创新精神，对于从事物理学学习和研究的人来说，就更是如此。
因为只有确立唯物主义世界观，创新才能有实际的价值，而只有那
些有价值的创新，才能使世界发展，是人类进步。
从这种意义上说，理想实验独具的创新精神把今天的现实和明天的未来联系在了一起，也为我们整个人类构筑了未来世界的理想通道。