物理学中常用的几种科学思维方法.

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常用的物理思维方法

常用的物理思维方法

常用的物理思维方法物理是一门研究自然界运动规律的科学,而物理思维方法指的是在研究和解决物理问题时所使用的思维方式和方法。

在物理学的发展过程中,有许多经典和常用的物理思维方法被广泛采用。

下面是一些常用的物理思维方法。

1.归纳与演绎:归纳是根据实验和观察的结果得出一般规律和定律的方法。

演绎是根据已知的一般规律和定律推演出具体的结论。

在物理研究中,可以通过归纳总结实验结果,然后利用演绎方法推导出具体问题的解决方案。

3.数量关系与图像思维:物理学是定量科学,数学在物理中起着重要的作用。

数量关系的思维方法可以帮助我们建立物理模型,推导出数学公式,并进行数值计算。

图像思维是通过绘制示意图、行走图、曲线图等图像来帮助理解和解决物理问题。

4.近似和简化:物理现象常常非常复杂,但为了解决问题,我们通常需要进行近似和简化处理。

这种近似和简化的思维方法可以帮助我们得到问题的简化模型,从而更容易理解和解决问题。

5.对称性和守恒定律:对称性是物理学中的重要思维方法之一、许多物理问题都具有其中一种对称性,如空间对称性、时间对称性和粒子对称性等。

利用对称性思维可以简化问题的分析,并发现隐藏在问题中的规律。

守恒定律是物理学中的基本定律之一,表明一种量在物理系统中守恒不变。

利用守恒定律可以解释和预测物理现象,例如能量守恒、动量守恒和角动量守恒等。

6.模型和假设:物理学中常常使用模型来描述和解释物理现象。

模型是对实际情况的简化和抽象,可以帮助我们更好地理解和解决问题。

同时,我们也常常建立假设来推导出物理规律和定律。

通过建立合理的假设,并进行实验验证,可以加深对物理问题的理解。

7.变量分析和参量控制:变量分析是在物理问题中识别和分析影响物理现象的各种变量。

参量控制则是通过改变特定的参量来研究和研究物理现象。

通过变量分析和参量控制,可以更好地理解和控制物理问题中的各种因素。

8.实验设计和观察:实验设计和观察是物理研究中重要的思维方法。

物理学研究中十种常用的思维方法

物理学研究中十种常用的思维方法

物理学研究中十种常用的思维方法在物理学研究中,思维方法是解决问题和推动科学进步的关键。

下面将介绍物理学研究中常用的十种思维方法,并对每一种方法进行详细阐述。

一、归纳法归纳法是通过观察和实验得出普遍规律的一种思维方法。

物理学家在研究问题时,通常会收集大量实验数据并进行反复观察,从而得出一般性的结论。

通过归纳法,物理学家能够从具体的事实中发现普遍性的规律。

二、演绎法演绎法是通过逻辑推理和数学方法来预测和解释现象的一种思维方法。

物理学家通过已有的理论和定律,运用演绎法来进行逻辑推理,从而得出新的结论或预测新的实验结果。

三、模型法模型法是通过建立合适的物理模型来研究和解释现象的一种思维方法。

物理学家会根据研究目的和所要解释的现象的特点,建立适当的数学或物理模型,以此来研究和分析问题。

四、比较法比较法是通过比较不同物理现象或系统的共同之处和差异之处来推测其规律和原理的一种思维方法。

通过比较不同系统之间的相似性和差异性,物理学家可以揭示出更普遍的规律或者发现新的现象。

五、假设法假设法是在缺乏足够数据或实验支持的情况下,通过假设和推断来研究和解释现象的一种思维方法。

物理学家会根据已有的理论或者直觉,在缺少实证依据的情况下假设一些理论与观点,并通过推理和计算来验证这些假设的合理性。

六、随机性思维随机性思维是物理学研究中的一种重要思维方法。

物理学家在研究中会考虑随机因素的影响,通过概率和统计方法来描述和分析随机事件的规律性。

七、系统思维系统思维是将研究对象看作一个整体,从整体层面上进行思考和分析的一种思维方法。

物理学家在研究问题时,会考虑到系统中各个部分之间的相互联系和相互作用,以及系统整体的特性和性质。

八、逆向思维逆向思维是从结果出发,逆向推导和分析问题的一种思维方法。

物理学家会根据已有的结果或观察到的现象,逆向思考问题的原因和机制,从而找到解决问题的方法或者得出新的结论。

九、直观思维直观思维是通过直接观察和感知来获得理解和认识的一种思维方法。

物理9种常用的思维方法

物理9种常用的思维方法

物理9种常用的思维方法
思维方法1:模型思维法。

将复杂的研究对象或物理过程,通
过运用理想化、抽象化、简化、类比等手段,突出事物的本质
特征和规律,形成样板式的概念、实物体系和情景过程,即物
理模型
思维方法2:图像思维法。

就是利用图像本身的数学特征所反映的物理意义解决物理问题,或者由物理量之间的函数关系与物理规律画出物理图像,并灵活应用图像来解决物理问题。

思维方法3:等效思维法。

就是要在保持效果或关系不变的前提下,对复杂的研究对象、背景条件、物理过程进行有目的地分解、重组变换或替代,使他们转换为我们所熟知的、更简单的理想化模型,从而达到简化问题的目的。

思维方法4:临界思维法。

指物体从一种运动状态转变为另一种运动状态的转折状态,它既具有前一种运动状态的特点,又具有后一种运动状态的特点。

思维方法5:极限思维法。

有极端思维法、微元法两种,顾名思义就可大致了解到该方法的目的和用途。

思维方法6:守恒思维法。

根据守恒定律的定义,可以避开状态变化的复杂过程,使问题大大简化。

思维方法7:逆向思维法。

逆着事件发生的顺序或者由果到因进行思考,寻求解决问题的方法。

例如“匀减速至静止”可以看成“从静止开始做匀加速运动”。

思维方法8:类比思维法。

对有相同或相似特征的不同物体、物理现象、物理过程、物理条件和物理方法,通过联系、区分于发展的思维视角对它们的属性、特征、运动规律等进行分析和总结,最后得出结论的思维方法。

思维方法9:整体法与隔离思维法。

是目前来说物理解题中最重要的思维方法,不管是在力学还是运动学里面,有尤为的重要。

【高中物理】常用的物理思维法

【高中物理】常用的物理思维法

【高中物理】常用的物理思维法1、逆向思维法逆向思维是解答物理问题的一种科学思维方法,对于某些问题,运用常规的思维方法会十分繁琐甚至解答不出,而采用逆向思维,即把运动过程的“末态”当成“初态”,反向研究问题,可使物理情景更简单,物理公式也得以简化,从而使问题易于解决,能收到事半功倍的效果。

2、对称法对称性就是事物在变化时存在的某种不变性。

自然界和自然科学中,普遍存在着优美和谐的对称现象。

利用对称性解题时有时可能一眼就看出答案,大大简化解题步骤。

从科学思维方法的角度来讲,对称性最突出的功能是启迪和培养学生的直觉思维能力。

用对称法解题的关键是敏锐地看出并抓住事物在某一方面的对称性,这些对称性往往就是通往答案的捷径。

3、图象法图象能直观地描述物理过程,能形象地表达物理规律,能鲜明地表示物理量之间的关系,一直是物理学中常用的工具,图象问题也是每年高考必考的一个知识点。

运用物理图象处理物理问题是识图能力和作图能力的综合体现。

它通常以定性作图为基础(有时也需要定量作出图线),当某些物理问题分析难度太大时,用图象法处理常有化繁为简、化难为易的功效。

4、假设法假设法是先假定某些条件,再进行推理,若结果与题设现象一致,则假设成立,反之,则假设不成立。

求解物理试题常用的假设有假设物理情景,假设物理过程,假设物理量等,利用假设法处理某些物理问题,往往能突破思维障碍,找出新的解题途径。

在分析弹力或摩擦力的有无及方向时,常利用该法。

5、整体、隔离法物理习题中,所涉及的往往不只是一个单独的物体、一个孤立的过程或一个单一的题给条件。

这时,可以把所涉及到的多个物体、多个过程、多个未知量作为一个整体来考虑,这种以整体为研究对象的解题方法称为整体法;而把整体的某一部分(如其中的一个物体或者是一个过程)单独从整体中抽取出来进行分析研究的方法,则称为隔离法。

6、图解法图解法是依据题意作出图形来确定正确答案的方法。

它既简单明了、又形象直观,用于定性分析某些物理问题时,可得到事半功倍的效果。

物理常用思维方法有哪些

物理常用思维方法有哪些

物理常用思维方法有哪些物理是一门研究物质及其相互关系的自然科学,在解决物理问题时,需要采用一些思维方法来进行推理和分析。

下面是物理常用的思维方法:1.归纳法:通过观察和实验来总结、归纳规律和现象。

从具体事物中找到共同特征,从而形成一般规律。

2.演绎法:根据已知的规律和原理,通过逻辑推理得出结论。

从一般原则中推导出具体结论。

3.反证法:通过假设逆命题来进行推理,从而证明原命题的真实性或确定性。

通过假设与已知事实矛盾的情况来推翻假设。

4.数学思维:物理学是一门强调数学方法的科学,数学思维在物理研究中起着重要作用。

通过建立数学模型,使用数学方法来描述物理规律和现象,并进行推演和计算。

5.实验思维:通过设计和进行实验,观察和测量物理现象,获取相关数据,从而推断和验证各种假设、理论和规律。

6.直觉思维:物理学家依靠丰富的经验和直觉来感受和理解物理现象的本质和规律。

直觉思维可以帮助发现新的理论和现象。

7.近似思维:在现实情况下,很多物理问题很难进行准确的分析,需要使用近似方法,将复杂问题简化为更容易处理的形式。

8.图像思维:通过绘制示意图、图表和曲线来帮助理解和解决问题。

图像思维可以直观地展示物理过程和规律。

9.抽象思维:物理问题往往需要将实际问题转化为抽象概念和符号来描述和分析。

抽象思维可以帮助物理学家从复杂的具体问题中提取出共同的本质和规律。

10.方法论思维:通过系统和规范的方法来进行物理研究,如观察法、实验法、理论分析法、数值计算法等,以确保研究过程的科学性和可靠性。

11.创造性思维:物理学家需要具备创新和创造的思维能力,不断提出新问题、寻找新方法,并进行独立的探索和发现。

12.综合思维:物理问题往往涉及多个方面的知识和技能,需要综合运用各种思维方法和工具,进行综合分析和解决。

要成为一名优秀的物理学家,除了掌握这些思维方法外,还需要具备批判性思维、逻辑思维和创新思维等思维能力,不断学习和深化对物理学的理解,不断发展和提高自己的思维方式和方法。

高中物理中常用的一些科学的思维方法

高中物理中常用的一些科学的思维方法

高中物理中常用的一些科学的思维方法一、观察法观察法是物理实验中最基本的科学思维方法之一。

通过仔细观察物体或现象,收集相关信息,揭示事物的规律性。

例如,在学习光的折射现象时,我们可以通过观察折射光线的方向变化来推断光在不同介质中传播的规律。

二、实验法实验法是物理研究中常用的科学思维方法之一。

通过设计和进行实验,收集数据并进行分析,验证或推翻假设,得出科学结论。

例如,在学习牛顿第二定律时,我们可以设计实验,测量不同质量物体的加速度,验证F=ma的关系。

三、假设法假设法是物理研究中常用的科学思维方法之一。

根据已有的知识和观察结果,提出一个合理的假设,然后通过实验证实或推翻这个假设。

例如,在学习电阻的研究时,我们可以假设电阻与导线的材料、长度和截面积有关系,然后通过实验来验证这个假设。

四、归纳法归纳法是物理研究中常用的科学思维方法之一。

通过观察和实验,总结出一般规律或者推理出普遍性的结论。

例如,在学习万有引力定律时,我们可以通过观察多个物体间的引力作用,归纳出引力与物体质量和距离的关系。

五、演绎法演绎法是物理研究中常用的科学思维方法之一。

根据已有的理论知识和规律,通过逻辑推理,推导出具体的结论。

例如,在学习光的干涉现象时,我们可以通过波动理论和光的干涉条件,演绎出干涉条纹的形成原理。

六、数学方法数学方法是物理研究中不可或缺的科学思维方法之一。

通过运用数学工具,进行定量分析和计算,解决物理问题。

例如,在学习力学中的运动学问题时,我们可以通过运用速度、加速度、位移等数学概念和公式,解决运动物体的相关问题。

七、模型建立模型建立是物理研究中常用的科学思维方法之一。

通过建立适当的物理模型,简化复杂的现象,便于理解和分析。

例如,在学习电路中的电阻、电容和电感的组合时,我们可以通过建立等效电路模型,简化电路分析的复杂性。

八、对比分析对比分析是物理研究中常用的科学思维方法之一。

通过对不同现象或不同理论的比较和分析,找出相同点和差异,深入理解物理问题的本质。

八种物理思维方法

八种物理思维方法

八种物理思维方法
1.分析抽象问题-学会简化和分解问题,找到关键的变量和因素,清
晰理解问题背后的物理基础。

2.推理思维-靠逻辑推理来判断物理过程的可能性,把复杂的物理问
题简化为一系列可行的方案。

3.模型构建-建立简化的模型进行分析和求解,获得更深刻的物理理解。

4.数学求解-运用数学工具来解决物理问题,包括微积分、线性代数、微分方程等。

5.实验设计-设计合理的实验来检验物理理论,探究未知的物理现象。

6.图表分析-利用图表来展示物理实验的结果,分析数据并从中得出
结论。

7.观察和感知-观察周围的物理现象,用个人经验和感知进行直观的
推理和分析。

8.创造性思维-将多种物理思维方法相互结合,发现新的联系和模式,探索新领域和新思维模式。

物理常用思维方法有哪些

物理常用思维方法有哪些

物理常用思维方法有哪些物理是自然科学中的一门基础学科,涵盖了广泛的知识领域。

在学习和应用物理学的过程中,常用的思维方法可以帮助我们更好地理解和应用物理概念、理论和实验结果。

下面是一些常用的物理思维方法:1、假设与预测:通过建立合理的假设和预测来推断物理现象。

物理学家常常使用这种方法来提出新理论和预测实验结果。

例如,爱因斯坦的相对论就是基于对光速不变性的假设而发展起来的。

2、归纳与演绎:归纳是从具体的实例中得出一般规律或概念,而演绎则是从一般规律推导出具体实例。

在物理学中,观察实验现象并归纳出规律,然后运用这些规律进行演绎和预测是非常常用的思维方法。

3、模型与理想化:物理学家通常会利用模型来描述现实世界中复杂的物理现象。

模型可以通过简化和理想化来减少复杂性,使物理问题更易于处理。

例如,理想气体模型中的气体分子被看作是质点,没有相互作用,便于研究气体的性质。

4、比较与类比:将物理问题与已知的类似问题进行比较和类比,通过借用已有的知识和经验来解决新问题。

物理学中常用的现象类比包括电流和水流的比喻、光的波动与声的波动的比较等等。

5、数学建模:物理学是一门以数学为基础的科学,数学建模是物理学中重要的思维方法之一、通过数学描述和方程建立模型,可以量化物理问题,使其更易于分析和求解。

例如,牛顿力学中的运动学和动力学方程就是通过数学建模来描述物体在受力下的运动规律。

6、实验设计与观察:物理学是一门实验科学,通过实验设计和观察可以验证理论和探索未知。

合理的实验设计可以提供直接的观测和测量结果,从而验证物理理论和推断。

例如,迈克尔逊-莫雷实验用来验证光速是否与观察者的运动状态有关。

这些思维方法在物理学的学习和研究中都是非常重要的,它们可以帮助我们从不同的角度和层面来理解和应用物理学知识。

同时,物理学的发展和应用也会不断推动这些思维方法的进一步发展和演变。

高中物理常用到的思想方法!

高中物理常用到的思想方法!

高中物理常用到的思想方法!你真的没有找到学习物理的窍门,物理的学习不强调死记硬背,要注重理解概念规律的内涵与外延,注重把握基本的物理模型,更特别注重掌握常用的物理思想方法,主要有:一、逆向思维法逆向思维是解答物理问题的一种科学思维方法,对于某些问题,运用常规的思维方法会十分繁琐甚至解答不出,而采用逆向思维,即把运动过程的“末态”当成“初态”,反向研究问题,可使物理情景更简单,物理公式也得以简化,从而使问题易于解决,能收到事半功倍的效果.二、对称法对称性就是事物在变化时存在的某种不变性.自然界和自然科学中,普遍存在着优美和谐的对称现象.利用对称性解题时有时可能一眼就看出答案,大大简化解题步骤.从科学思维方法的角度来讲,对称性最突出的功能是启迪和培养学生的直觉思维能力.用对称法解题的关键是敏锐地看出并抓住事物在某一方面的对称性,这些对称性往往就是通往答案的捷径.三、图象法图象能直观地描述物理过程,能形象地表达物理规律,能鲜明地表示物理量之间的关系,一直是物理学中常用的工具,图象问题也是每年高考必考的一个知识点.运用物理图象处理物理问题是识图能力和作图能力的综合体现.它通常以定性作图为基础(有时也需要定量作出图线),当某些物理问题分析难度太大时,用图象法处理常有化繁为简、化难为易的功效.四、假设法假设法是先假定某些条件,再进行推理,若结果与题设现象一致,则假设成立,反之,则假设不成立.求解物理试题常用的假设有假设物理情景,假设物理过程,假设物理量等,利用假设法处理某些物理问题,往往能突破思维障碍,找出新的解题途径.在分析弹力或摩擦力的有无及方向时,常利用该法.五、整体、隔离法物理习题中,所涉及的往往不只是一个单独的物体、一个孤立的过程或一个单一的题给条件.这时,可以把所涉及到的多个物体、多个过程、多个未知量作为一个整体来考虑,这种以整体为研究对象的解题方法称为整体法;而把整体的某一部分(如其中的一个物体或者是一个过程)单独从整体中抽取出来进行分析研究的方法,则称为隔离法.六、图解法图解法是依据题意作出图形来确定正确答案的方法.它既简单明了、又形象直观,用于定性分析某些物理问题时,可得到事半功倍的效果.特别是在解决物体受三个力(其中一个力大小、方向不变,另一个力方向不变)的平衡问题时,常应用此法.七、转换法有些物理问题,由于运动过程复杂或难以进行受力分析,造成解答困难.此种情况应根据运动的相对性或牛顿第三定律转换参考系或研究对象,即所谓的转换法.应用此法,可使问题化难为易、化繁为简,使解答过程一目了然.八、程序法所谓程序法,是按时间的先后顺序对题目给出的物理过程进行分析,正确划分出不同的过程,对每一过程,具体分析出其速度、位移、时间的关系,然后利用各过程的具体特点列方程解题.利用程序法解题,关键是正确选择研究对象和物理过程,还要注意两点:一是注意速度关系,即第1个过程的末速度是第二个过程的初速度;二是位移关系,即各段位移之和等于总位移.九、极端法有些物理问题,由于物理现象涉及的因素较多,过程变化复杂,同学们往往难以洞察其变化规律并做出迅速判断.但如果把问题推到极端状态下或特殊状态下进行分析,问题会立刻变得明朗直观,这种解题方法我们称之为极限思维法,也称为极端法.运用极限思维思想解决物理问题,关键是考虑将问题推向什么极端,即应选择好变量,所选择的变量要在变化过程中存在极值或临界值,然后从极端状态出发分析问题的变化规律,从而解决问题.有些问题直接计算时可能非常繁琐,若取一个符合物理规律的特殊值代入,会快速准确而灵活地做出判断,这种方法尤其适用于选择题.如果选择题各选项具有可参考性或相互排斥性,运用极端法更容易选出正确答案,这更加突出了极端法的优势.加强这方面的训练,有利于同学们发散性思维和创造性思维的培养.十、极值法常见的极值问题有两类:一类是直接指明某物理量有极值而要求其极值;另一类则是通过求出某物理量的极值,进而以此作为依据解出与之相关的问题.物理极值问题的两种典型解法.(1) 解法一是根据问题所给的物理现象涉及的物理概念和规律进行分析,明确题中的物理量是在什么条件下取极值,或在出现极值时有何物理特征,然后根据这些条件或特征去寻找极值,这种方法更为突出了问题的物理本质,这种解法称之为解极值问题的物理方法. (2)解法二是由物理问题所遵循的物理规律建立方程,然后根据这些方程进行数学推演,在推演中利用数学中已有的有关极值求法的结论而得到所求的极值,这种方法较侧重于数学的推演,这种方法称之为解极值问题的物理—数学方法.此类极值问题可用多种方法求解:①算术—几何平均数法,即a.如果两变数之和为一定值,则当这两个数相等时,它们的乘积取极大值.b.如果两变数的积为一定值,则当这两个数相等时,它们的和取极小值.②利用二次函数判别式求极值一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的根的判别式,具有以下性质:Δ=b2-4ac>0——方程有两实数解;Δ=b2-4ac=0——方程有一实数解;Δ=b2-4ac<0——方程无实数解.利用上述性质,就可以求出能化为ax2+bx+c=0形式的函数的极值.十一、估算法物理估算,一般是指依据一定的物理概念和规律,运用物理方法和近似计算方法,对物理量的数量级或物理量的取值范围,进行大致的推算.物理估算是一种重要的方法.有的物理问题,在符合精确度的前提下可以用近似的方法简捷处理;有的物理问题,由于本身条件的特殊性,不需要也不可能进行精确的计算.在这些情况下,估算就成为一种科学而又有实用价值的特殊方法.十二、守恒思想能量守恒、机械能守恒、质量守恒、电荷守恒等守恒定律都集中地反映了自然界所存在的一种本质性的规律——“恒”.学习物理知识是为了探索自然界的物理规律,那么什么是自然界的物理规律?在千变万化的物理现象中,那个保持不变的“东西”才是决定事物变化发展的本质因素.从另一个角度看,正是由于物质世界存在着大量的守恒现象和守恒规律,才为我们处理物理问题提供了守恒的思想和方法.能量守恒、机械能守恒等守恒定律就是我们处理高中物理问题的主要工具,分析物理现象中能量、机械能的转移和转换是解决物理问题的主要思路.在变化复杂的物理过程中,把握住不变的因素,才是解决问题的关键所在.。

学好物理的8种思维方法

学好物理的8种思维方法

学好物理的8种思维⽅法 1、守恒思维⽅法 ⾃然界⾥各种运动形成虽然复杂多变,但变化中存在不变,即某些量总是守恒。

守恒的观点是分析物理问题的⼀种重要观点,它启发我们可以从更⼴阔的⾓度认识到系统中某些量的转化和转移并不影响总量守恒。

(1)能量的转化和守恒能量既不会凭空产⽣,也不会凭空消失,它只能从⼀种形式转化为另⼀种形式,或从⼀个物体转移到另⼀个物体。

做功的过程就是能的转化过程。

如合外⼒对物体做的总功⼀定等于物体动能的变化。

其中动⼒做功是把其它形式的能转化为动能,阻⼒做功是把机械能转化为其它形式的能。

从能量守恒的观点看,动能定理是⼀条应⽤⼴泛的重要定理。

在机械运动的范围内,当系统状态变化时,如果除重⼒、弹⼒外没有其它⼒做功,系统的机械能守恒。

它是普遍的能的转化和守恒定律的⼀个特例。

功、热和内能之间的变化关系满⾜热⼒学第⼀定律。

物体间由于温度差发⽣热传递。

是内能的转移。

如:长为L,质量为M的均匀软绳,放在光滑桌⾯上,现让其从桌边缘⽆初速滑落,求绳⼦末端离开桌边缘时的速度。

本题是属于变⼒做功问题,直接求解较难,最简便的⽅法是从功能关系出发求解。

解略。

(2)质量守恒⼀定的物质形式对应⼀定的运动和⼀定的能量状态,运动是永恒的,物质是不灭的。

参与变化的物体质量的总和与变化后物质质量的总和相等,这就是质量守恒的观点。

(3)电荷守恒中性的原⼦由带正电的原⼦核和核外电⼦组成,决定了⾃然界中电荷是守恒。

不带电的物体通过接触,摩擦或感应的⽅式可以带电,带电的物体若发⽣中和或电荷转移现象,电荷发⽣消失或减少,但正负电荷总和是⼀定的。

如:在原⼦物理中,写核反应⽅程,质量和核电荷数守恒。

2、系统思维⽅法 按照系统的观点,我们⾯对着的整个⾃然界是由⽆数相互联系、相互制约、相互作⽤、相互转化的事物和过程所形成的统⼀整体。

根据上述观点,在分析和处理物理问题时,抓住研究对象的整体性和物理过程的整体性进⾏分析,这就是系统思维的⽅法。

八种物理思维方法

八种物理思维方法

八种物理思维方法
物理思维方法是在物理学领域解决问题时使用的一系列思考和分析技巧。

以下是八种常见的物理思维方法:
1.约化法:将复杂的问题分解为更简单的子问题。

通过分析和解决这
些子问题,可以逐步得到整个问题的解答。

这种思维方法常用于解决复杂
的物理模型和现象。

3.归纳法:从实验或观察中总结出普遍规律或定律。

通过观察和实验
的结果,可以归纳出一般性的规律,然后将这些规律应用于解决更加复杂
的问题。

4.演绎法:基于已有的原理或规律,推导出新的结论。

这种思维方法
常用于从基本原理出发解决复杂的问题,建立物理理论和模型。

5.数学模型法:将物理问题转化为数学问题,并利用数学方法进行求解。

数学模型法是物理学中最常用的思维方法之一,通过建立数学模型,
可以在物理领域对问题进行定量分析和预测。

6.直觉法:凭直觉或经验判断问题的本质或解决方向。

直觉法常用于
解决问题的初步思考和预测,帮助我们在复杂的物理问题中找到解决方案。

7.图像法:运用图像和几何形状来理解物理问题。

通过绘制图像和分
析几何形状,可以更直观地理解物理现象和问题的本质,从而找到解决问
题的思路。

8.反证法:采用反面假设来证明问题的正确性或错误性。

通过假设问
题的反面情况,可以推导出矛盾的结论,从而证明原始问题的正确性或错
误性。

这些物理思维方法在解决物理问题时都起到了重要的作用,并且相互之间常常有重叠和交叉。

在实际应用中,我们可以根据具体问题的特点和要求,灵活运用这些思维方法,以达到高效解决问题的目的。

物理学中常用的几种科学思维方法

物理学中常用的几种科学思维方法

常用的几种科学思维方法1.模型法 物理模型是一种理想化的物理形态,将复杂的问题抽象化为理想化的物理模型是研究物理问题的基本方法。

科学家通常利用抽象化、理想化、简化、类比等把研究对象的物理学本质特征突出出来,形成概念或实物体系,即为物理模型。

模型思维法就是对研究对象或过程加以合理的简化,突出主要因素忽略次要因素,从而解决物理问题的方法。

从本质上说,分析物理问题的过程,就是构建物理模型的过程。

通过构建物理模型,得出一幅清晰的物理图景,是解决物理问题的关键。

实际中必须通过分析、判断、比较,画出过程图(过程图是思维的切入点和生长点)才能建立正确合理的物理模型。

[例1] 如图1-1所示,光滑的弧形槽半径为R (R>>MN 弧),A 为弧形槽的最低点,小球B 放在A 点的正上方离A 点高度为h 处,小球C 放在M 点,同时释放,使两球正好在A 点相碰,则h 应为多大?答案:h =8)12(22Rn π+. (n =0,1,2……)练习1.跳起摸高是中学生进行的一项体育活动,某同学身高1.80m ,质量65kg,站立举臂手指能摸到的高度是2.25m ,此同学从用力蹬地到竖直跳离地面历经0.3s,设他蹬地的力大小恒为1300N ,求该同学(g =10m/s 2) (1)刚跳离地面时的速度; (2)跳起可摸到的高度。

2.等效法当研究的问题比较复杂,运算又很繁琐时,可以在保证研究对象的有关数据不变的前提下,用一个简单明了的问题来代替原来复杂隐晦的问题,这就是所谓的等效法。

在中学物理中,诸如合力与分力、合运动与分运动、总电阻与各支路电阻以及平均值、有效值等概念都是根据等效的思想引入的。

教学中若能将这种方法渗透到对物理过程的分析中去,不仅可以使问题的解决变得简单,而且对知识的灵活运用和知识向能力转化都会有很大的促进作用。

[例2]如图质量为2m 的均匀带电球M 的半径为R ,带电量为+Q ,开始静止在光滑的水平面上,在通过直径的直线上开一个很小的绝缘、光滑的水平通道。

物理学的科学思维和研究方法有哪些

物理学的科学思维和研究方法有哪些

物理学的科学思维和研究方法有哪些知识点:物理学的科学思维和研究方法物理学是一门研究物质和能量及其相互作用的自然科学。

它的发展离不开科学思维和方法的研究。

以下是物理学中常用的科学思维和研究方法:1.观察和实验:观察是科学研究的起点,实验是验证科学理论的重要手段。

通过观察现象和设计实验,科学家可以收集数据和证据,为理论提供支持。

2.假设和建模:在观察和实验的基础上,科学家会提出假设来解释现象。

建模是将假设转化为数学模型或物理模型,以便进行进一步的分析和预测。

3.逻辑推理:逻辑推理是物理学研究中的重要工具。

科学家使用演绎推理和归纳推理来推导结论和预测新现象。

4.数学工具:物理学中广泛应用数学工具,如代数、微积分、几何、统计学等,用于描述物理现象、建立方程和计算结果。

5.理论分析和解释:科学家通过理论分析和解释来阐述观察到的现象。

理论通常包括定律、定理和原理,它们是科学共识的总结。

6.科学实验设计:科学实验设计是一种方法论,涉及实验方案的制定、实验条件的控制和数据的可靠收集。

7.科学论证和验证:科学家通过实验和观察来验证理论的正确性。

科学论证要求严格,需要排除其他可能的解释。

8.科学交流和合作:科学研究是社会性的活动。

科学家通过发表论文、参加学术会议和合作研究来交流成果和推动科学进步。

9.科学伦理和道德:科学研究应遵循伦理和道德原则,包括诚信、公正、尊重他人和保护环境。

10.科学创新和技术应用:物理学的研究促进了技术创新和发展,应用科学知识解决实际问题和改善生活质量。

这些科学思维和研究方法在物理学的发展中起着关键作用,它们帮助科学家探索自然界的奥秘,推动科学的不断进步。

习题及方法:1.习题:假设你在进行一个关于自由落体运动的实验,观察不同高度下物体的落地时间。

请描述你的实验设计,包括实验步骤、所需设备和数据收集方法。

解题方法:首先,确定实验目的,即研究自由落体运动的时间与高度的关系。

其次,设计实验步骤,包括设定不同的高度,测量物体落地的时间。

高中物理中常用的一些科学的思维方法

高中物理中常用的一些科学的思维方法

高中物理中常用的一些科学的思维方法高中物理是一门注重培养科学思维的学科,它以观察、实验和推理为基础,通过运用一系列科学的思维方法来解决问题。

下面将介绍一些在高中物理中常用的科学思维方法。

第一,观察法。

观察是物理实验的起点,通过仔细观察物体的现象、性质和变化,提炼出规律和特点,从而深入理解物理的本质。

观察法要求学生具备细致入微的观察力,能够观察到物体的各种细节和变化,通过观察得出科学的结论。

第二,实验法。

实验是物理学的重要手段,通过设计和实施实验来验证假设、探究规律。

在高中物理中,学生需要通过实验来观察、测量和记录数据,然后进行数据分析和归纳,从而得出科学结论。

实验法要求学生具备良好的实验设计能力和实验操作技能,能够合理安排实验步骤,准确测量数据,排除干扰因素,确保实验结果的可靠性。

第三,模型法。

物理学家常常通过建立物理模型来描述和解释物理现象。

模型是对现实世界的简化和抽象,通过构建模型可以更好地理解和预测物理现象。

在高中物理中,学生需要通过建立适当的模型来解决问题,例如通过建立弹簧振子模型来研究振动规律,通过建立电路模型来分析电路特性等。

模型法要求学生具备抽象思维和逻辑推理能力,能够将现实问题转化为数学或图形模型,从而进行定量分析和预测。

第四,推理法。

推理是物理学中常用的思维方法,通过逻辑推理来得出结论。

在物理学中,学生需要运用推理法来分析和解决各种问题,例如通过推理得出物体做匀速直线运动的条件,通过推理得出光的折射规律等。

推理法要求学生具备逻辑思维和分析问题的能力,能够从已知条件出发,进行推理和演绎,得出科学结论。

第五,数学法。

数学是物理学的重要工具,通过数学方法可以描述和解决物理现象。

在高中物理中,学生需要运用数学法来分析和计算各种物理量,例如通过应用牛顿定律来解决力学问题,通过应用电路方程来解决电路问题等。

数学法要求学生具备数学思维和计算能力,能够将物理问题转化为数学问题,通过数学计算得出科学结论。

物理中的科学思维方法 高中

物理中的科学思维方法 高中

物理中的科学思维方法高中物理中的科学思维方法高中物理中的科学思维方法&lpar;高中&rpar;物理中的科学思维方法对同一个物理问题,采用不同的方法来解决,其繁简程度可能会有很大的区别。

如果遵循一定的科学思维方法,掌握正确的研究物理问题的思路,则会收到事半功倍的效果。

下面就通过对一些典型问题的分析,介绍物理模型法、对称法、等效法、逆向法和极端思维法等常用的基本科学思维方法。

1、物理模型法物理模型是一种理想化的物理形态,是物理知识的一种直观表现。

模型思维法是对研究对象加以简化和纯化,突出主要因素、忽略次要因素,从而来研究、处理物理问题的一种思维方法。

从本质上讲,分析和解决物理问题的过程,就是构建物理模型的过程,我们平时所说的解题时应“明确物理过程”、“在头脑中建立一幅清晰的物理图景”,其实就是指构建物理模型。

物理模型通常可以分成两大类,即为实物模型和过程模型。

实物模型大致上存有:质点、单摆、理想气体、点电荷、电阻、匀强电场、坯强磁场等等;过程模型大致上存有:匀速直线运动、坯快速直线运动、直角上甩运动、元显恭甩运动、圆周运动、四极振动、等温过程、等容过程、等压过程、电磁感应现象等等。

在实际运用中,过程模型采用更多。

*例1:如图所示,竖直放置的平行金属板,两板间距为0.1米,极板间电势差为103伏,一个质量为0.2克、带电量为10-7库的小球用0.01米长的绝缘线悬挂于o点。

现将小球拉到与绝缘线呈水平位置的a点后放开,小球运动到o点正下方的b点时线突然断开,以后小球恰能通过b点正下方的c点。

求bc间的距离。

(g=10米/秒2)解析:磁铁小球从a点已经开始并作圆周运动至b点,用动能定理只须它试过b点时的水平速度v,即为:mgl-qul/d=mv2/2,线断后,它在水平方向作匀减速运动,可以得运动时间t,即为:t=2v/a=2vdm/qu,同时,它在直角方向并作自由落体运动,可以的:hbc=gt2/2=g(2vdm)2/2(qu)2,代入数据,即为得hbc=0.08米。

高中物理常用的思想方法

高中物理常用的思想方法

高中物理常用的思想方法一、逆向思维法逆向思维是解答物理问题的一种科学思维方法,对于某些问题,运用常规的思维方法会十分繁琐甚至解答不出,而采用逆向思维,即把运动过程的“末态”当成“初态”,反向研究问题,可使物理情景更简单,物理公式也得以简化,从而使问题易于解决,能收到事半功倍的效果.二、对称法对称性就是事物在变化时存在的某种不变性.自然界和自然科学中,普遍存在着优美和谐的对称现象.利用对称性解题时有时可能一眼就看出答案,大大简化解题步骤.从科学思维方法的角度来讲,对称性最突出的功能是启迪和培养学生的直觉思维能力.用对称法解题的关键是敏锐地看出并抓住事物在某一方面的对称性,这些对称性往往就是通往答案的捷径.三、图象法图象能直观地描述物理过程,能形象地表达物理规律,能鲜明地表示物理量之间的关系,一直是物理学中常用的工具,图象问题也是每年高考必考的一个知识点.运用物理图象处理物理问题是识图能力和作图能力的综合体现.它通常以定性作图为基础(有时也需要定量作出图线),当某些物理问题分析难度太大时,用图象法处理常有化繁为简、化难为易的功效.四、假设法假设法是先假定某些条件,再进行推理,若结果与题设现象一致,则假设成立,反之,则假设不成立.求解物理试题常用的假设有假设物理情景,假设物理过程,假设物理量等,利用假设法处理某些物理问题,往往能突破思维障碍,找出新的解题途径.在分析弹力或摩擦力的有无及方向时,常利用该法.五、整体、隔离法物理习题中,所涉及的往往不只是一个单独的物体、一个孤立的过程或一个单一的题给条件.这时,可以把所涉及到的多个物体、多个过程、多个未知量作为一个整体来考虑,这种以整体为研究对象的解题方法称为整体法;而把整体的某一部分(如其中的一个物体或者是一个过程)单独从整体中抽取出来进行分析研究的方法,则称为隔离法.六、图解法图解法是依据题意作出图形来确定正确答案的方法.它既简单明了、又形象直观,用于定性分析某些物理问题时,可得到事半功倍的效果.特别是在解决物体受三个力(其中一个力大小、方向不变,另一个力方向不变)的平衡问题时,常应用此法.七、转换法有些物理问题,由于运动过程复杂或难以进行受力分析,造成解答困难.此种情况应根据运动的相对性或牛顿第三定律转换参考系或研究对象,即所谓的转换法.应用此法,可使问题化难为易、化繁为简,使解答过程一目了然.八、程序法所谓程序法,是按时间的先后顺序对题目给出的物理过程进行分析,正确划分出不同的过程,对每一过程,具体分析出其速度、位移、时间的关系,然后利用各过程的具体特点列方程解题.利用程序法解题,关键是正确选择研究对象和物理过程,还要注意两点:一是注意速度关系,即第1个过程的末速度是第二个过程的初速度;二是位移关系,即各段位移之和等于总位移.九、极端法有些物理问题,由于物理现象涉及的因素较多,过程变化复杂,同学们往往难以洞察其变化规律并做出迅速判断.但如果把问题推到极端状态下或特殊状态下进行分析,问题会立刻变得明朗直观,这种解题方法我们称之为极限思维法,也称为极端法.运用极限思维思想解决物理问题,关键是考虑将问题推向什么极端,即应选择好变量,所选择的变量要在变化过程中存在极值或临界值,然后从极端状态出发分析问题的变化规律,从而解决问题.有些问题直接计算时可能非常繁琐,若取一个符合物理规律的特殊值代入,会快速准确而灵活地做出判断,这种方法尤其适用于选择题.如果选择题各选项具有可参考性或相互排斥性,运用极端法更容易选出正确答案,这更加突出了极端法的优势.加强这方面的训练,有利于同学们发散性思维和创造性思维的培养.十、极值法常见的极值问题有两类:一类是直接指明某物理量有极值而要求其极值;另一类则是通过求出某物理量的极值,进而以此作为依据解出与之相关的问题.物理极值问题的两种典型解法.(1) 解法一是根据问题所给的物理现象涉及的物理概念和规律进行分析,明确题中的物理量是在什么条件下取极值,或在出现极值时有何物理特征,然后根据这些条件或特征去寻找极值,这种方法更为突出了问题的物理本质,这种解法称之为解极值问题的物理方法.(2)解法二是由物理问题所遵循的物理规律建立方程,然后根据这些方程进行数学推演,在推演中利用数学中已有的有关极值求法的结论而得到所求的极值,这种方法较侧重于数学的推演,这种方法称之为解极值问题的物理—数学方法.此类极值问题可用多种方法求解:①算术—几何平均数法,即a.如果两变数之和为一定值,则当这两个数相等时,它们的乘积取极大值.b.如果两变数的积为一定值,则当这两个数相等时,它们的和取极小值.②利用二次函数判别式求极值一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的根的判别式,具有以下性质:Δ=b2- 4ac>0——方程有两实数解;Δ=b2-4ac=0——方程有一实数解;Δ=b2-4ac<0——方程无实数解.利用上述性质,就可以求出能化为ax2+bx+c=0形式的函数的极值.十一、估算法物理估算,一般是指依据一定的物理概念和规律,运用物理方法和近似计算方法,对物理量的数量级或物理量的取值范围,进行大致的推算.物理估算是一种重要的方法.有的物理问题,在符合精确度的前提下可以用近似的方法简捷处理;有的物理问题,由于本身条件的特殊性,不需要也不可能进行精确的计算.在这些情况下,估算就成为一种科学而又有实用价值的特殊方法.十二、守恒思想能量守恒、机械能守恒、质量守恒、电荷守恒等守恒定律都集中地反映了自然界所存在的一种本质性的规律——“恒”.学习物理知识是为了探索自然界的物理规律,那么什么是自然界的物理规律?在千变万化的物理现象中,那个保持不变的“东西”才是决定事物变化发展的本质因素.从另一个角度看,正是由于物质世界存在着大量的守恒现象和守恒规律,才为我们处理物理问题提供了守恒的思想和方法.能量守恒、机械能守恒等守恒定律就是我们处理高中物理问题的主要工具,分析物理现象中能量、机械能的转移和转换是解决物理问题的主要思路.在变化复杂的物理过程中,把握住不变的因素,才是解决问题的关键所在.当然,我罗列的也许不是很全面,但是这些思想方法的确是我们解决物理问题非常重要,希望同学们能够结合具体题目来分析理解,这对自己整个高中的物理学习甚至是数学、化学等学科的学习也有很大的推动作用!。

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案例60 物理学中常用的几种科学思维方法进入高三,高考在即。

如何在高三物理复习中更好地提高学生的科学素质、推进知识向能力转化、提高课堂教学的效率和质量,是摆在每个老师和学生面前的重要课题。

物理教学中不仅要注重基础知识、基本规律的教学;更应加强对学生进行物理学研究问题和解决问题的科学思维方法的指导与训练。

英国哲学家培根说过:“跛足而不迷路,能赶过虽健步如飞,但误入歧途的人”。

学习也是这样,只有看清路,才能少走或不走弯路。

可见,掌握物理学科的特点,熟悉物理研究问题和解决问题的方法是至关重要的。

学好中学物理,不只是一个肯不肯用功的问题,它还有一个方法问题,掌握正确的思路和方法往往能起到事半功倍的效果。

下面我们从高中物理综合复习教学的角度,通过对典型问题的分析、解答、训练,介绍常用的几种科学思维方法,以期达到减轻学生负担提高复习效率的目的。

1.模型法物理模型是一种理想化的物理形态,将复杂的问题抽象化为理想化的物理模型是研究物理问题的基本方法。

科学家通常利用抽象化、理想化、简化、类比等把研究对象的物理学本质特征突出出来,形成概念或实物体系,即为物理模型。

模型思维法就是对研究对象或过程加以合理的简化,突出主要因素忽略次要因素,从而解决物理问题的方法。

从本质上说,分析物理问题的过程,就是构建物理模型的过程。

通过构建物理模型,得出一幅清晰的物理图景,是解决物理问题的关键。

实际中必须通过分析、判断、比较,画出过程图(过程图是思维的切入点和生长点)才能建立正确合理的物理模型。

[例1] 如图1-1所示,光滑的弧形槽半径为R (R>>MN 弧),A 为弧形槽的最低点,小球B 放在A 点的正上方离A 点高度为h 处,小球C 放在M 点,同时释放,使两球正好在A 点相碰,则h 应为多大? 解:对小球B :其运动模型为自由落体运动, 下落时间为 t B =g h 2 对小球C :因为R>>MN 弧,所以沿圆弧的运动模型是摆长等于R 的单摆做简谐振动,从M 到A 的可能时间为四分之一周期的奇数倍所以 t C =c T n 4)12(+ gR Tc π2= 解得:h =8)12(22R n π+. (n =0,1,2……) 【评注】解决本题的关键就在于建立C 小球的运动模型——单摆简谐振动,其圆弧的圆心相当于单摆的悬点,圆弧的半径相当于单摆的摆长,只要求出C 小球运动到A 点的时间,问题就容易解决了[例2] 在光滑的水平面上有三个完全相同的小球排成一条直线,其中2、3小球静止,并靠在一起。

而1小球以速度v 0朝它们运动,如图1-2所示,设碰撞中不损失机械能,则碰后三小球的速度的可能值是(A )v 1=v 2=v 3=30v (B )v 1=0, v 2=v 3=20v (C )v 1=-v 0/3, v 2=v 3=320v (D )v 1=v 2=0, v 3=v 0 解:依题意碰撞无机械能损失,小球之间的碰撞一定是弹性碰撞,这里关键是如何建立正确的碰撞过程模型。

若把2、3两小球看成整体,建立1小球和2、3小球之间的两体碰撞模型就会得出(C )答案错误结论。

其实2、3小球只是靠在一起并没有连接,加之碰撞过程的位移极小,必须建立三小球之间依次碰撞的过程模型,由两球弹性碰撞得速度依次交换,所以(D )正确【评注】 本题关键在于建立正确地符合客观规律的小球碰撞模型——两两依次碰撞,要做到这一点必须掌握好基本概念和基本规律,认真分析题意,抓住问题的本质才行。

[例3] 如图1-3所示,有一根轻质弹簧将质量为m 1和m 2的木块连在一起并置于水平面上,问必须在m 1上至少加多大的压力,才能在撤去压力后,m 1弹起来恰好使m 2离开地面?解:用力F 向下压m 1到A 位置放手后,m 1和弹簧应看成弹簧振子模型。

在A 位置放手时F 即为回复力,由振子特点知振动到最高点B 时回复力向下也为F ,又从m 1的受力知:F =F 弹+m 1g 从m 2受力知恰好离地有:F 弹=m 2g 所以 F =(m 1+ m 2)g【评注】正确的建立模型对突出问题的本质是十分重要的,本题巧妙利用振子模型,抓住本质,出奇制胜。

【针对训练】1.如图1-4所示,具有圆锥形状的回转器(陀螺).绕它的轴在光滑的桌面上以角速度ω快速旋转.同时以速度v 向左运动,若回转器的轴一直保持竖直,为使回转器从左侧桌子边缘滑出时不会与桌子边缘发生碰撞,v 至少应等于(A )ωR (B )ωH (C )R H g 2 (D )R H g 2 2 .如图1-5所示,A 中一质量为m 的物体系于长度分别为l 1、l 2的两根细线上,l 1 的一端悬挂在天花板上,与竖直方向夹角为θ,l 2水平拉直,物体处于平衡状态;B 中与A 相同只是将l 1换成轻弹簧。

现将A 、B 两图中l 2线剪断,求剪断瞬时物体的加速度。

3.跳起摸高是中学生进行的一项体育活动,某同学身高1.80m ,质量65kg,站立举臂手指能摸到的高度是2.25m ,此同学从用力蹬地到竖直跳离地面历经0.3s,设他蹬地的力大小恒为1300N ,求该同学(g =10m/s 2)(1)刚跳离地面时的速度;(2)跳起可摸到的高度。

2.等效法当研究的问题比较复杂,运算又很繁琐时,可以在保证研究对象的有关数据不变的前提下,用一个简单明了的问题来代替原来复杂隐晦的问题,这就是所谓的等效法。

在中学物理中,诸如合力与分力、合运动与分运动、总电阻与各支路电阻以及平均值、有效值等概念都是根据等效的思想引入的。

教学中若能将这种方法渗透到对物理过程的分析中去,不仅可以使问题的解决变得简单,而且对知识的灵活运用和知识向能力转化都会有很大的促进作用。

[例1] 如图1-6所示,一质量为m 、带电量为十q 的小球从磁感应强度为B 的匀强磁场中A 点由静止开始下落,试求带电小球下落的最大高度?解: 这个问题中带电小球运动轨迹是比较复杂的曲线,对学生而言分析这个问题比较困难,容易错误的认为小球到达最低点时,所受洛仑兹力和重力平衡。

实际上小球做曲线运动,它的受力是不平衡的。

将小球刚运动时的静止状态等效为向左、右两个方向大小相等的水平初速度V 01、V 02,现使小球向右的分运动V 01产生的洛伦兹力恰好与重力平衡,则有qV 01B =mg因而得 V 01=mg /qB 故小球的运动可视为水平向右以速度出V 01做匀速直线运动和在竖直平面内以速度V 02沿逆时针方向的匀速圆周运动的合运动。

匀速圆周运动的半径R =mV 02/qB =g (m/qB )2,因而小球在运动过程中下落的最大高度为Hm =2R =2g (m /qB )2【评注】通过深入分析,将原来的复杂曲线运动等效为水平方向匀速直线运动和竖直面内匀速圆周运动,巧妙地解答了这个复杂问题,这样可以培养学生的创新思维能力。

[例2] 如图1-7所示,一条长为L 的细线,上端固定下端拴一质量为m 的带电小球,将它置于一匀强电场中,电场强度大小为E ,方向水平向右,已知当细线离开竖直位置偏离α时,小球处于平衡。

求:(1)小球带何种电荷?求出小球所带电量。

(2)如果使细线偏离竖直线由α增大到ϕ,然后将小球由静止释放,则ϕ应为多大时,才能使在细线到达竖直位置时小球的速度刚好为零?图1-4图1-5图1-6解:(1)小球带正电,小球受重力mg 、电场力qE 以及细线拉力T 三力作用,当偏角为α时,小球平衡,则重力与电场力的合力与细线的拉力等值反向,根据平衡条件可求出q 的大小为 q =mgtg α/E(2)求ϕ,常规的解法是应用能量守恒或动能定理,但若把电场、重力场等效为合重力场,则等效合重力场的方向为OO ’连线方向,如图1-8所示。

则解题更为新颖、简洁.小球在偏角为ϕ时的A 点由静止释放后,围绕着O ’O 连线在AB 范围内振动,小球受细线的拉力和一个合重力,大小为22)()(qE mg +,它的振动与课本中的单摆振动相类似,立即可得O ’O 是ϕ的平分线,如图1-8,所以ϕ=2α。

进一步推论:等效重力加速度g ’= 22)()(qE mg +/m ;若小球绕O 做圆周运动等效最高点:在O ’关于O 的对称点上;若α小于5°可等效为单摆简谐振动,其周期为:T ='2g l π 【评注】用等效法解本题的关键在于正确得出等效重力,然后再利用单摆的振动关系得出结论。

其推论实际中应用很广。

[例3] 试分析用《伏安法测量电池的电动势和内阻》实验的实验误差.解: 如图1—9为测量电动势和内阻实验电路图.其原理是根据闭合电路的欧姆定律:0ε=U +Ir 0 实验中,由于电表的接人而产生了分流或分压作用,因此使得测量值与真实值之间存在一差值,为了能很快地得出实验误差的大小。

我们采用等效电源法。

实验中测出的电动势和内阻就是方框所包围的等效电源的电动势ε’和内阻r ’。

然后再比较测量值ε’、r ’与真实值0ε、r 0的数量关系便能得出实验误差的大小。

如图1-9所示,等效电源的电动势和内阻分别是:ε’=00εr R R v v + r ’= 00r r R R v v + 则测量值与真实值之间的绝对误差分别是: =ε∆ε’-0ε=-000εr R r v + r ∆=r ’- r 0=-020r R r v +这说明测量值都小于真实值。

【评注】等效电源法是将虚框内的电路看成一个等效电源,等效电源的电动势为ε’,内阻为 r ’,由这样一个等效电源向R 供电。

可见等效电动势等于方框外的路端电压,内电阻等于方框内的总电阻。

【针对训练】1. 如图1-10所示,Rx 与R 1串联.问Rx 等于多少时Rx 获得最大功率?最大动率为多少?若使R 1获得功率最大,则Rx 的值为多少?最大功率是多少?2.如图1-11质量为2m 的均匀带电球M 的半径为R ,带电量为+Q ,开始静止在光滑的水平面上,在通过直径的直线上开一个很小的绝缘、光滑的水平通道。

现在球M 的最左端A 处,由静止开始释放一质量为m 、带电量为-Q 的点电荷N 。

若只考虑静电力,试求点电荷运动到带电球M 的球心时受到的力及所需的时间?3. 如图1-12,电源电动势为ε内阻力r ,R O 为定值电阻,则R 1为何值时,R 1消耗的功率为最大?并求出其最大值P max =?4.如图1-13所示,一弹性细绳穿过水平面上光滑的小孔O 连接一质量为m 的小球P ,另一端固定于地面上A 点,弹性绳的原长为OA ,劲度系数为k 。

现将小球拉到B 位置OB =L ,并给小球P 以初速度v 0,且v 0垂直OB .试求:(1)小球绕 O 点转动 90°图1-9 图1-10图1-11图1-12至 C 点处所需时间;(2)小球到达C 点时的速度。

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