物理学导论_ 定性与半定量物理_
重视中学物理教学中定性和半定量分析法_张侣洲
图1
2. 2 示意图分析法 正确的示意图往往可以给出一些重要信息 , 用
好这些信息可以找到特别巧妙的解法.
— 28 —
【例 2】(2008 年高考上海卷物理第 10 题) 如图 2 所示 ,平行于 y 轴的导体棒以速度 v 向右匀速直线
图2
运动 ,经过半径为 R 、磁感应强度为 B 的圆形匀强磁
场区域 ,导体棒中的感应电动势 E 与导体棒位置 x
关系的图像是
.
分析 :从示意图 2 可以看出 ,导体棒向右匀速直
线运动切割磁感线时 , 其有效长度的增加是先快后
慢 ,到最大值后减小时是先慢后快 ,即可判断出图像
A 是正确的 ,比用计算求解要快捷得多.
【例 3】(1998 年 全 国 考 题)
三段不能伸长的细绳 OA 、OB 、
一是“活动”,活动是学生基于教学内容 ,主动作 用于课堂的行为方式及过程 , 包括学生内在的思维 活动 、操作活动和实践活动.“活动单导学”模式中 , “活动”是主题 ,通过“活动”促进学生发展是根本目 标.
二是“活动单”的设计 “, 活动单”是体现教学目 标 、整合教学内容 、教学方法活动方案等教学元素的 平台 , 是学生进行学习活动的主要依据.“活动单” 一般包括课题名称 、活动名称 、活动方案等内容.
【例 1】甲 、乙 、丙三辆汽车以相同速度同时经过 某一路标 ,从此时开始 , 甲车一直做匀速直线运动 , 乙车先加速后减速 ,丙车先减速后加速 ,它们经过下 一个路标时速度又相同. 则
A. 甲车先通过下一个路标 B. 乙车先通过下一个路标 C. 丙车先通过下一个路标 D. 条件不足 ,无法判断 分析 :甲 、乙 、丙三车以相同的初速度同时 、同地 开始运动 ,经过相同位移时速度又相同 (图 1 中本条 图线与 t 轴所围图形的面积相等) ,根据其运动规律 在同一 v - t 坐标系中作出甲 、乙 、丙的 v - t 图像如 图 1 所示. 由图 1 可直观地看到甲 、乙 、丙运动时间的 关系为
物理问题定性分析的几种方法
物理问题定性分析的几种方法作者：周玉美来源：《中国教育技术装备》2007年第08期定量方法的成功也使“定性”一词在物理学研究中带有贬义的色彩,卢瑟福就有一句名言：“定性就是定量化不够。
”在一些人的心目中，定性是出于不得已的，只有高精度的定量才是最重要、最值得追求的。
在解答具体问题时，他们不是根据题意先进行定性分析，在头脑里形成一幅鲜明的物理图像，而总是急于建立数学方程，什么问题都企望通过严格的数学推演去求解。
当无法建立合适的数学方程或数学方程难以求解时，则束手无策。
下面结合实例谈谈定性分析的几种方法。
1运用模糊概念解答问题在物理学中所涉及的模糊概念有大、小、大于、小于、快、慢、强、弱等等，它们本身没有确定的数量界限，只是在不同事物的相互比较中才体现出它们的意义。
如果不是追求物理量的精确性，而只是以确定有关物理量的相对地位为目的，则完全可以运用模糊概念。
模糊概念的运用是定性分析的基本特点，它使许多问题的解决显得简便而灵活。
【例1】如图1所示，三个完全相同的金属小球a、b、c位于等边三角形的三个顶点上。
a 和c带正电，b带负电，a所带电量的大小比b的小。
已知c受到a和b的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示，它应是( )Ａ．Ｆ1Ｂ．Ｆ2Ｃ．Ｆ3Ｄ．Ｆ4解析：该题主要是考查库仑定律和力的合成两个知识点，但如果应用库仑定律列式进行推导比较麻烦,因为题目不要求计算出合力的大小，只要判断合力的大致方向就可以了。
我们可以这样模糊判断：a和c带正电相互之间是排斥力，b带负电，b和c之间是吸引力，则Ｆ1和Ｆ2有可能；而a所带电量的大小比b的小，即排斥力小于吸引力，则合力必然偏向吸引力一边，所以B答案正确。
2 运用图像解答问题图像解答法是物理学中定性（或定量）分析的重要方法，在问题中利用图像进行分析，比用数学推导更简捷，更直观。
【例2】一物体由A点出发，沿直线AB运动.开始是以加速度a作匀加速运动，接着以加速度a′作减速运动，达到B点恰好停止。
物理物理学概
物理物理学概物理学概述物理学是自然科学的一个分支，主要研究物质、能量以及它们之间的相互作用和运动规律。
它广泛应用于各个领域，从基础科学到应用科学，都离不开物理学的知识。
本文将对物理学的概念、基本原理、研究领域和应用进行详细介绍。
一、物理学的定义和发展物理学是研究物质的性质、能量的转化以及宇宙的运动规律的科学。
它起源于古代希腊，通过理论和实验来揭示自然界的规律。
物理学的发展与人类文明的进步密切相关，从古代的力学到现代的量子物理学和相对论，物理学在解释自然现象和推动科技进步方面发挥了重要作用。
二、物理学的基本原理物理学有一些基本原理，是理解和解释物质和能量的基础。
其中包括：1. 相对论：相对论是描述高速物体运动的理论，由爱因斯坦提出。
它改变了牛顿力学的观念，揭示了时间、空间、质量与能量之间的关系。
2. 量子力学：量子力学是描述微观粒子行为的理论，由波尔、薛定谔等人建立。
它揭示了微观世界的奇特现象，如量子叠加态和不确定性原理。
3. 热力学：热力学是研究能量转化和传递的理论，它研究了热量、温度、压力等物理量的性质和互相之间的关系。
4. 电磁学：电磁学是研究电荷和电磁场相互作用的理论，包括静电学、电流学和电磁波学等。
5. 原子物理学：原子物理学是研究原子和原子核的性质和相互作用的领域。
它的发展对于解释材料的性质和核能的利用具有重要意义。
三、物理学的研究领域物理学涵盖了多个研究领域，主要包括以下几个方面：1. 粒子物理学：粒子物理学研究物质的微观结构，探索基本粒子的性质和相互作用。
2. 凝聚态物理学：凝聚态物理学研究材料的宏观性质，如固体、液体和气体的结构、性质和相变等。
3. 光学：光学研究光的传播、干涉、衍射、折射等现象，应用于光学器件和光通信等领域。
4. 天体物理学：天体物理学研究宇宙中的天体和宇宙的起源、演化等问题。
5. 数学物理学：数学物理学研究物理问题的数学方法和模型，以数学语言描述物理现象。
四、物理学的应用物理学在众多领域都有广泛的应用，包括：1. 工程技术：物理学在工程技术中的应用非常广泛，如电子技术、材料科学、能源开发等。
物理学中的基本理论和方法
物理学中的基本理论和方法物理学是一门研究物质和能量之间相互作用，以及物质和能量在时空间的运动和变化规律的学科。
作为自然科学中的重要分支，物理学一直以来都在为人们揭示着世界的奥秘。
那么在物理学中，究竟有哪些基本理论和方法呢？让我们来一探究竟。
一、物理学基本理论1.相对论相对论是20世纪初诞生的一项理论，是描述时空和物质运动的一种物理学基本理论。
它包括狭义相对论和广义相对论两个方面。
狭义相对论主要研究高速运动物体间的关系，而广义相对论则更加深入地探究了质量引起的时空弯曲。
在很多重要的物理问题中，相对论都发挥着不可替代的作用，它是物理学史上的一件重要的突破。
2.量子力学量子力学是研究微观物理世界中的运动、光、物质等现象，建立在量子理论基础之上的物理学分支。
量子理论是将能量量子化和波粒二象性等思想用于物理学中，从而使研究进一步深入，在物理学的许多领域中都有应用。
在很多物理学问题中，量子力学也是非常重要的一个理论。
二、物理学基本方法1.观察法观察法是物理学探究物理现象的最初阶段。
通过对物质、能量的感性认识，对其表征性质的观察和记录，发现物理现象的规律性和规律，备受重视。
2.实验法物理学实验是物理学研究的中心之一，每一个重要的物理学理论都要有经验支撑。
物理学实验一般选用一些模型进行模拟，模拟模型必须与所要研究的物理现象相似，以便实验得到准确的结果。
实验的数据用于验证和修正物理学理论，不断完善和推进物理学研究。
3.数学法数学是物理学研究的重要工具和支持，很多物理学理论都离不开对各种数学工具的使用。
从牛顿时代的微积分到近代的高等数学，物理学用数学記述与计算各种物理学现象实验数据，使物理学从实验个案到理论知识的转化，成为一种正式的科学认识工具。
4.结构论法结构论在物理学研究中也占据着非常重要的位置。
它研究系统的组成部分是否递归地在建成一个系统的过程中更多地响应和更好地适应各种环境。
而最初的结构论关心的是在哪些方面，哪里出现了规律性和规律。
2020年高考物理复习攻略：定性与定量问题(教师版)
专题11 定性与定量问题定性分析与定量研究是中学物理问题教学中的处于不同思维层面的常用的解题方法,可以把它们比喻为中学物理问题教学方法中的双飞彩翼。
定性分析是通过对物理问题的分析、解构,重新构建理想化的物理模型,再应用物理知识定性地描述其物理过程,或定性地解释物理现象；定量研究是在定性研究的基础上将物理模型清晰化,再应用适当的数学方法求出问题精确的解。
定性分析是定量研究的前提与基础,定量研究则是定性分析的深入与归宿。
就物理问题的认识而言,定性分析上升到定量研究是物理问题认识过程的必然趋势。
但是,学生常常会因中学物理知识或数学方法的限制,对这些物理问题的认识常常止于对物理现象或物理过程的分析,对其作定性描述；而教师也会因课程标准或考试说明的限制,不去对这些问题进行定量研究,以便更深刻地去剖析物理问题内在本质规律。
“教师即研究者”已成教育界有识之士的共识,这就要求中学物理教师在教学研究中不能囿于中学物理知识的限制,应充分应用各种物理与数学的知识与方法从不同的角度来解释或推证物理问题,不仅需要能对物理问题作出定性分析,还需要能运用更高深的物理知识或数学方法进行定量研究。
只有这样,才能在中学物理教学中游刃有余、收放自如。
典例1.（19年江苏卷）如图所示,轻质弹簧的左端固定,并处于自然状态．小物块的质量为m,从A点向左沿水平地面运动,压缩弹簧后被弹回,运动到A点恰好静止．物块向左运动的最大距离为s,与地面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,弹簧未超出弹性限度．在上述过程中（）（A）弹簧的最大弹力为μmg（B）物块克服摩擦力做的功为2μmgs（C）弹簧的最大弹性势能为μmgs（D）物块在A2gs【答案】BC【定性分析】通过受力分析,从运动学角度看：小物块在未碰到弹簧之前作匀减速运动,在碰到弹簧之后作加速度越来越大的变减速运动,到最左端速度减为零。
从能量角度看：小物块与弹簧构成的系统,由于摩擦力做功导致机械能越来越少,动能越来越小,弹性势能越来越大,到最左端,弹簧压缩量最大,所以弹性势能最大,产生内能越来越多。
定性与半定量物理学
定性与半定量物理学
定性与半定量物理学是物理学中两个非常重要的分支，这两个分支主要依靠物理实验
来研究物质和其运动的规律。
定性物理学注重研究物质和其运动的基本特征和规律，这些规律主要依靠实验来探究。
这种研究方法通常不需要进行精确的测量，而是通过对实验现象的观察和分析来得出结论。
定性物理学主要研究物理的“性质”，如物质的形状、大小、颜色、磁性等等，以及物理
现象的基本特征和规律，如力的方向、物理量的单位、能量守恒定律等等。
在另一方面，半定量物理学则更加注重精确的测量和数据分析，需要使用科学仪器等
一系列精密工具来对物理现象进行测量和分析。
半定量物理学的研究方法通常使用科学方
法和统计分析来得出结论。
这种方法可以精确地测量物理量的数值，以及物理量之间的关系。
通常，定性物理学和半定量物理学是灵活使用的，它们经常互相促进。
当物理学家对
物理现象有一定的基础理解时，他们将进一步开展半定量的研究，以确定物理规律的具体
细节和关系。
这些研究可能涉及计算、统计分析和物理模型的构建。
总体来说，定性物理学和半定量物理学是物理学中至关重要的两个研究分支。
这两个
分支综合使用，可以使物理学家更好地理解物体和其运动的规律，而这些规律是塑造我们
世界和传达真理的关键基石。
高考物理解题方法与技巧讲解11---定性与定量问题
定性分析与定量研究是中学物理问题教学中的处于不同思维层面的常用的解题方 法，可以把它们比喻为中学物理问题教学方法中的双飞彩翼。定性分析是通过对物理 问题的分析、解构，重新构建理想化的物理模型，再应用物理知识定性地描述其物理 过程，或定性地解释物理现象；定量研究是在定性研究的基础上将物理模型清晰化， 再应用适当的数学方法求出问题精确的解。定性分析是定量研究的前提与基础，定量 研究则是定性分析的深入与归宿。就物理问题的认识而言，定性分析上升到定量研究 是物理问题认识过程的必然趋势。但是，学生常常会因中学物理知识或数学方法的限 制，对这些物理问题的认识常常止于对物理现象或物理过程的分析，对其作定性描 述；而教师也会因课程标准或考试说明的限制，不去对这些问题进行定量研究，以便 更深刻地去剖析物理问题内在本质规律。
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（C）弹簧的最大弹性势能为µmgs （D）物块在A点的初速度为 2µ gs 【答案】BC 【定性分析】 通过受力分析，从运动学角度看：小物块在未碰到弹簧之前作匀减速运动，在碰到弹 簧之后作加速度越来越大的变减速运动，到最左端速度减为零。从能量角度看：小物 块与弹簧构成的系统，由于摩擦力做功导致机械能越来越少，动能越来越小，弹性势 能越来越大，到最左端，弹簧压缩量最大，所以弹性势能最大，产生内能越来越多。
“教师即研究者”已成教育界有识之士的共识，这就要求中学物理教师在教学研究 中不能囿于中学物理知识的限制，应充分应用各种物理与数学的知识与方法从不同的 角度来解释或推证物理问题，不仅需要能对物理问题作出定性分析，还需要能运用更 高深的物理知识或数学方法进行定量研究。只有这样，才能在中学物理教学中游刃有 余、收放自如。
【定量推导】
∆EK
物理学的研究对象和研究方法
0
y
路程 ---- t 内质点在轨道上经过的路径长度
s p1 p2 曲线长
2 速度
z
---描写质点位置变动快慢和方向物理量
P1
Δ
· · (1)平均速度
r
r2
r1
t t2 t1
(2)瞬时速度
lim
t r
0 dr
方向：r
r(t)
的方向
坐标原点不同, 位矢也不同
位移 ---描述质点位置变动的大
小和方向的物理量
（位矢增量）r r(t t ) r(t )
(位移矢量) t时间内的位移
r xi yj zk大小:P1P2间的直线距离 Nhomakorabeax
r
方向: 由P1 P2
z P1
·Δ S
Δr
P2
r(t) r(t+Δ t )
Δ
大小： r
t
0 x
大小（速率）： ds
dt
r
S P2
r(t+Δ t )
y
r t t0 dt 方向：
的极限方向
lim
r
即沿P1点的切线并指向前进方向
t t 0
s ds
lim
t t 0
dt
单位：米/秒（m/s）
用直角坐标表示速度:
r
xi
0(静止) - 3x108 m/s(光速)
物理学的分支及近年来发展的总趋势 经典物理
物理学
力学 热学 电磁学 光学
关
定性与定量结合 培养学生科学思维
定性与定量结合培养学生科学思维作者：陈铭侯恕来源：《中学物理·初中》2019年第07期摘要：本文以“浮力”一节为例，介绍了新授课与习题课中如何将定性分析与定量分析结合：新授课中将实验观察与理论推导结合、习题课中一题多解，以期将培养学生科学思维落实在课堂教学中.关键词：定性分析;定量计算;科学思维;物理教学文章编号：1008-4134（2019）14-0039中图分类号：G633.7文獻标识码：B《义务教育物理课程标准（2011年版）》第二部分“课程目标”中指出“义务教育物理课程旨在提高学生的科学素养，让学生养成良好的思维习惯，在分析问题和解决问题时尝试运用科学知识和科学研究方法”[1] .《普通高中物理课程标准（2017年版）》的“课程目标”中指出“高中物理课程应在义务教育的基础上，进一步促进学生物理学科核心素养的养成和发展”.科学思维是物理学科核心素养四个方面之一，主要包括模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新等要素.要求学生“能运用科学思维方法，从定性和定量两个方面对相关问题进行科学推理、找出规律、形成结论”[2].课堂教学中，教师要关注对学生科学思维的培养.笔者在教学过程中发现：初中教学偏于定性分析，高中教学偏于定量计算.著名心理学家皮亚杰的儿童认知发展阶段论提到儿童的思维从表象思维发展为具体运算思维又发展为形式运算思维，其中也包含形象思维向抽象思维的转变.然而形象思维与抽象思维并非单独发展的，定性分析与定量计算也不一定单独存在，教师要在实际教学中将定性分析与定量计算结合，引导学生全面发展形象思维与抽象思维，从而培养学生的科学思维.笔者将以“浮力”一节为例，介绍在新授课与习题课中，如何灵活运用科学思维方法，将定性分析与定量分析结合，培养学生的科学思维.1 新授课中，从实验到理论，进行科学推理“浮力”一节新授课中，教学重点与难点是浮力大小的影响因素.本部分教学内容可通过探究实验进行定性分析，再根据浮力的产生原因进行定量计算，从定性和定量两个方面对这一问题进行科学推理，得出结论.1.1 实验探究浮力大小与哪些因素有关实验目的：用常见、简单的实验器材，让学生感受并探究影响浮力大小的因素.实验器材：小水桶、水、乒乓球、石块、弹簧测力计、洗衣粉.教学过程：师：请同学们将乒乓球放入水中，向下压乒乓球，感受下压的难易程度.（学生开始操作，如图1所示）师：有什么感受？生：刚开始，越向下压越难压，后来，再向下压的难度不再增大.师：“刚开始”是什么时候？生：乒乓球没有到水下时.师：很好，我们将其称为“浸没前”.师：感受到了浮力的大小变化，如何对它进行测量呢？生：用弹簧测力计测量浮力的大小.师：用弹簧测力计向下拉乒乓球吗？可是弹簧测力计浸在水中，会被损坏.生：那不能向下拉弹簧测力计，要让弹簧测力计向上拉，那就不能测量乒乓球受到的浮力了，可以测量下沉物体的浮力.师：现在老师给大家每组一个小桶和一些石块，请大家继续探究浮力大小与什么因素有关.（各组学生开始操作，如图2所示）师：请各组跟大家分享一下本组的发现.组1：将石头挂在弹簧测力计下方，然后把石头放入水中，由于石头受到浮力，弹簧测力计示数变小，差值就是石头受到的浮力.石头越往下放，弹簧测力计的示数越小，说明石头受到的浮力变大了.组2：我们组也发现石头越往下放，弹簧测力计的示数越小，但是石头浸没后，再往下放，示数就不变了，接触到容器底时，示数突然减小.组3：我们组发现，将石头放入水中固定不动时，往水中加洗衣粉，弹簧测力计的示数变小，说明浮力变大.师：很好.通过刚才的实验和大家的分享，你有没有发现浮力与哪些因素有关？生：与物体浸入液体中的体积和液体的密度有关.1.2 理论推导浮力大小与哪些因素有关学生通过实验探究浮力大小与哪些因素有关后，根据理论进行推导，验证实验结果，并进一步得到浮力与浸入液体的体积、液体的密度具有怎样的关系.根据浮力的产生原因：物体上下表面的压力差，以规则物体为例（如图3所示），推导浮力的大小，过程如下：由理论推导所得的结果可知，浮力大小与浸入液体中的体积和液体密度的关系为：F浮=ρ液gV浸以上教学设计中，首先通过乒乓球的实验，让学生感受浮力的大小变化;然后用弹簧测力计，半定量分析浮力大小的影响因素;最后通过理论推导定量计算浮力大小的影响因素.从定性分析到定量计算，一方面，两种探究方法相互验证，找出规律，形成结论;另一方面，多角度培养学生科学推理与科学论证的能力，进而提升学生的思维能力.2 习题课中，一题多解，多角度解决同一问题习题课中，培养学生的科学思维，可从以下几个方面进行：首先要挑选典型题，这一例题应包含具体情境，培养学生模型建构能力;然后剖析这一典型题，引导学生用多种方法对问题进行求解，灵活运用所学知识，综合运用定性分析与定量计算，培养学生科学推理与科学论证的能力;最后将这一习题变形或运用习题中涉及的知识解决新的问题，考察学生解决问题的能力.以“浮力”一节中的一个习题为例，谈谈习题课中如何将定性分析与定量计算结合，培养学生的科学思维.【原题重现】密度均匀的木块漂浮在平静的湖面上，切掉木块在水面以下部分的一半，则剩余木块将（选填“上浮”、“静止”或“下沉”）.【试题分析】本题考察物体浮沉条件.属较难题.笔者将本题作为例题在课堂上提出，学生经过思考讨论后，形成了以下三种解法：【解法一】极限法：若将水面以下的部分全切掉，由于木块与水密度不变，木块密度小于水的密度，依旧为漂浮状态，因此，木块要下沉.【解法一分析】这一解法巧妙地考虑了极限的情况，学生调动了感性思维，运用了“感觉”.【解法二】定性分析：建立物理模型，如图4所示.此时，木块漂浮在水中，说明F浮=G;切掉木块一部分，如图5所示，图中的棕色部分为切掉的部分，由密度关系可知，该部分木块将上浮，说明该部分F浮>G;原木块F浮=G，切掉的部分F浮>G，则剩余部分F浮<G，剩余部分将下沉.【解法二分析】此种解法调动了理性思维，三次运用物体的浮沉条件，定性分析，合理推理，得出答案.【解法三】定量计算：建立物理模型，如图4所示.此时，木块漂浮在水中，说明ρ物<ρ液，F浮=G;切掉木块一部分后，木块与水的密度不变，再次平衡时仍漂浮，F浮=G.用ρ液表示液体密度，V浸表示物体浸入液体中的体积【解法三分析】此种解法将物理知识与数学知识结合，定量计算，科学推理，得出结论.综合分析三种解法，三种解法由感性认识到定性分析到定量计算，思维层次在逐渐上升，逐步从形象思维发展到抽象思维.如果学生能够用这三种方法理解此题，无疑对于科学思维的培养是有益的.下面就课堂实际情况进行介绍：解法一是学生最先想到的，且有六人在题目给出约10秒后，便给出这一解法.其中一人讲解后，全班同学均能接受，表示赞同;学生思考一段时间后，有两名同学用解法三解出答案，这两名同学的思维较活跃，其中一名同学进行讲解后，约三分之一的同学不能理解此种解法.没有同学想到解法二，但笔者没有直接进行讲解，而是对题进行了改编，改编题为：如果物块的上方少了一块，物块将上浮还是下沉呢？为什么？此时，一半以上的同学都能答出物块将上浮，且多数同学的原因都是：原来F浮=G，现在F浮=ρ液gV浸不变，而G减小，故F 浮>G，物体将上浮.根据这一思路，思考原题，便有同学想到了解法二.对这一例题结合定性分析与定量计算，多角度的分析与求解，有助于活跃学生的思维，培养学生从定性与定量两方面进行科学推理与科学论证，解决问题.3 总结除本节课外，中学物理教学中还有许多知识的建立过程包含定性分析与定量计算，比如：定义压强时，先通过实验探究压力作用效果與什么因素有关，然后再进行定量计算;描述物体运动快慢时，先通过感性认识快慢，再定量计算速度的大小;得出欧姆定律时，先探究电流与电压的关系，再用公式描述它们之间的定量关系……但有的问题无法给出具体的数值，只能半定量地判断大小变化，例如法拉第电磁感应定律中的磁通量.教学过程中，教师应多角度分析同一问题，培养学生的科学思维.中学生处于思维能力发展的关键时期，教师应使学生思维尽可能活跃，避免使思维僵化，形成“解题”思维.新授课中，应结合定性分析与定量计算，从实验观察与理论计算两个角度进行论证，得出结论;习题课中，要对习题进行开发，用多种方法求解典型题，少总结套路，多发散思维，从而培养学生模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新等能力.参考文献：[1]中华人民共和国教育部.义务教育物理课程标准（2011年版）[M].北京：北京师范大学出版社，2012.[2]中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018.[3]张建斌，柴春琪. 问题解决循环模式下的高中物理一题多解[J].物理通报， 2015（08）：29-34.[4]肖丽英. 从定性感知走向定量描述让思维发展从元认知出发[J].物理教师， 2015， 36（04）：27-29.[5]李正福，谷雅慧. 论物理核心素养视野下的科学思维教育内容[J].课程·教材·教法，2018， 38（02）：97-101.。
00、定性与半定量物理
A．μ1Mg B．μ1(m＋M)g
f2 ′ P
解 1：C板．aμb和2 m木g 块PD在．水μ平1M方g 向＋的μ2m受g力如图a：f1
f2
μ1
b
由木板ab静止得： f1 = f2 由牛顿第三定律得： f2= f2′
f1 = f2 = μ2 mg。
解 2：f1 是静摩擦力，与动摩擦因素的大小成比例的
翅膀，它是否就能飞起来？
解析 ： 驼鸟起飞的条件为：升力 F ≥ mg。
影响 F 的有关因素： F = kρSv 2
翅膀大小 ——面积 S
mg
v≥v0= k S
空气的密度ρ
s ∝l 2， m ∝ l 3，
起飞或飞行的速度 v
v0 ∝ l
翅膀形状、飞行姿势的如何 ？
解 2： 定性、半定量分析：
F大 （A、B）
a1大
t短
M同 a2同
F1 M1
F2 M2 a2
a1 vF
v小 选B
F同 （C、D）
M大
a1同 t 短
选BD
a2小
v小 选D
有时，定性、半定量分析更有效，思维上更具有深刻性和灵活性。
问题 驼鸟是当今世界上最大的鸟，有人
说它不会飞是因为翅膀退化了。那么，如
v
F
F－μmg = ma1， μmg = Ma2， 于是，木板的速度可表为：
s1=
1 2
a1t
2，
s1 － s2 = L，
s2=
1 2
a2t
2，
v = μ mg
2L
v = a2t，
F m
-
mg M2
–
μ
mgM
A、若F1＞F2，M1＝M2，则v1＞v2 B、若F1＜F2，M1＝M2，则v1＞v2 v = μ mg C、若F1＝F2，M1＞M2，则v1＞v2
从“半偏法”实验系统误差谈定性分析和定量计算
从“半偏法”实验系统误差谈定性分析和定量计算作者：周永丽周兴东来源：《物理教学探讨》2018年第05期摘要：本文从半偏法测电流表内阻实验的误差分析出发，比较物理学习中分析问题的两类常用方法——定性分析和定量计算，阐述强调定量计算的重要性，同时指出简单的定性分析可能得出错误的结果，为教学过程中学生重定性分析、轻定量计算的不良学习习惯敲响警钟。
鼓励在教学过程中培养学生定量计算的能力，鼓励学生分析物理问题时定性分析和定量计算相结合。
关键词：物理教学；误差；定性分析；定量计算中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2018）5-0058-3定性分析和定量计算是分析物理问题的两种基本方法，平时做选择题时，一般先定性分析，后定量计算，能不算的就不算，这样可以大大提高分析问题的速度，大多数情况也能把问题分析清楚。
老师平常这么教，学生也这么用，效果也还不错。
殊不知，这样训练学生，久而久之，学生在学习过程中养成了重定性分析、轻定量计算的惰性习惯，在遇到分析不清楚的问题时，又计算不出结果，就容易选择出错误答案。
所以，学生定量计算的能力一定要花大力气培养，才能让学生在物理学习过程中立于不败之地。
不可否认，定性分析在分析很多物理问题时，都能很好地、较快地得到结论，这是物理教学过程中应培养学生的重要能力之一，即分析推理能力；但只注重定性分析，不注重定量计算能力的培养，对学生的学习来讲是非常有害的。
下面笔者从教学实践中有关“半偏法测电流表内阻实验”的一道常见的题目中遇到的问题来谈谈个人的观点，定性分析和定量计算下得到了两种不同结果，从而说明在教学过程中重定性分析、轻定量计算不利于学生物理学习能力的培养。
题文：测定电流表内电阻的实验中备用的器件有[1]：A.小量程电流表G（量程0～100 μA）B.电阻箱（阻值范围0～999.9 Ω）C.电阻箱（阻值范围0～99 999 Ω）D.电源（电动势2 V，有内阻）E.电源（电动势6 V，有内阻）F.开关和导线①如果采用如图1所示的电路测定小量程电流表G的电阻值且要想得到较高的精确度，那么从以上备用器件中，电阻R1應选用_______，电阻R2应选用_____，电源E应选用_______。
2020年高考物理复习攻略：定性与定量问题(学生版)
专题11 定性与定量问题定性分析与定量研究是中学物理问题教学中的处于不同思维层面的常用的解题方法,可以把它们比喻为中学物理问题教学方法中的双飞彩翼。
定性分析是通过对物理问题的分析、解构,重新构建理想化的物理模型,再应用物理知识定性地描述其物理过程,或定性地解释物理现象；定量研究是在定性研究的基础上将物理模型清晰化,再应用适当的数学方法求出问题精确的解。
定性分析是定量研究的前提与基础,定量研究则是定性分析的深入与归宿。
就物理问题的认识而言,定性分析上升到定量研究是物理问题认识过程的必然趋势。
但是,学生常常会因中学物理知识或数学方法的限制,对这些物理问题的认识常常止于对物理现象或物理过程的分析,对其作定性描述；而教师也会因课程标准或考试说明的限制,不去对这些问题进行定量研究,以便更深刻地去剖析物理问题内在本质规律。
“教师即研究者”已成教育界有识之士的共识,这就要求中学物理教师在教学研究中不能囿于中学物理知识的限制,应充分应用各种物理与数学的知识与方法从不同的角度来解释或推证物理问题,不仅需要能对物理问题作出定性分析,还需要能运用更高深的物理知识或数学方法进行定量研究。
只有这样,才能在中学物理教学中游刃有余、收放自如。
典例1.（19年江苏卷）如图所示,轻质弹簧的左端固定,并处于自然状态．小物块的质量为m,从A点向左沿水平地面运动,压缩弹簧后被弹回,运动到A点恰好静止．物块向左运动的最大距离为s,与地面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,弹簧未超出弹性限度．在上述过程中（）（A）弹簧的最大弹力为μmg（B）物块克服摩擦力做的功为2μmgs（C）弹簧的最大弹性势能为μmgs（D）物块在A点的初速度为2gs【点评与总结】通过定性分析小木块的运动过程,小木块与弹簧构成系统的能量变化情况,为本题的定量推导指明了方向。
只有能够把运动过程定性地理解,定量推导才能行稳致远。
总针对训练1.（19年天津卷）如图所示,在水平向右的匀强电场中,质量为m的带电小球,以初速度v从M点竖直向上运动,通过N点时,速度大小为2v,方向与电场方向相反,则小球从M运动到N的过程（）A.动能增加212mvB.机械能增加22mvC.重力势能增加232mvD.电势能增加22mv【点评与总结】本题利用矢量的分解法进行求解,水平方向电场力的作用导致竖直方向的速度变化,动能变化,电势能变化；竖直方向重力作用导致竖直方向的速度变化,重力势能的变化。
定性分析与定量分析在物理中的不同与做用
物理与水电工程系物理学专业2011级年论文（设计）定性分析与定量分析在物理中的不同与做用摘要：定性分析是对一个事物本质的认识方法，在物理学中的应用是非常常见的，在物理学中定性分析是一种常用的及其重要的方法，是研究物理问题的基础。
故定性分析在物理学中的方法和作用对物理原理的深入研究是十分重要的。
定量分析是一种以实验、数学符号、公式分析问题的基础思维方式，是依据数据的统计来建立物理问题中的数学模型，并且用其计算出所研究对象的各项数值的方法，也就是说定量分析是在物理中成功的应用了数学的一门科学方法。
Abstract: qualitative analysis is the ways of understanding one of the nature of things, the applications in physics is very common in physics, qualitative analysis is a common and important method, is the foundation of physical problems. The qualitative analysis research methods and effect on physical principle in physics is very important. Quantitative analysis is a kind of experiment, mathematical symbols, formulas based on the analysis of mode of thinking, is based on the statistical data to establish the mathematical model in physical problems, and the method for calculating the values of the research object, that is to say the quantitative analysis is successfully applied in physical science method mathematics.关键词：物理学;定性分析;定量分析;不同;作用定性分析主要是凭分析者的直觉、经验、凭分析对象过去和现在延续的状况及最新的信息资料，对分析对象的性质、特点、发展变化规律做出判断的一种方法，相比之下在物理学中定量分析是依据分析者统计的数据，建立的数学模型，并用建立的数学模型计算出分析对象的各种指标及其数值的一种方法。
物理学导论知识点总结
绪论1、物理学研究的尺度： 宇观尺度（>108米）宏观（>10-3米，且<108米）介观（>10-9米，且<10-3米）微观（<10-9米）2、物理学的对象：０维，１维，２维，３维，分数维数：数学家豪斯道夫在1919年提出了连续空间的概念,也就是空间维数是可以连续变化的,它可以是整数也可以是分数,称为豪斯道夫维数，高自由度体系。
3、科学研究的方法：(1) 科学是理论和实验相互促进发展的过程(2) 理论不仅要解释实验更重要的是预言实验(3) 实验必须是可重复的(4)理论、计算机模拟、实验4、诺贝尔物理学奖的华人科学家：李政道：1926，因发现弱作用中宇称不守恒；杨振宁：1922，1957高锟：1933，光纤2009朱棣文：1948，在劳伦斯·伯克利实验室因“发明了用激光冷却和俘获原子的方法”1997丁肇中：1936，发现J 粒子1976崔琦：1939解释了电子量子流体这一特殊现象1998第一章定性与半定量：物理身体的尺度为l ，体重 l 3，骨骼截面积 l 2，骨骼单位面积载荷 = l 3/ l 2=l;静态下骨骼单位面积载荷是我们的10倍第二章力学2、牛二，动量定理：∑fi ⃗⃗⃗ i =ma =dp dt F t=mv′－mv=p′－p,动量守恒=0 3、角动量定理：L ⃗ =r mv 角动量守恒：Ilarge ，w small 脉冲星的自转极快，旋转周期从1.4 ms 到 30 s （远快于地球自转）。
定性解释原因: 体积小、质量大,密度极大的恒星4、诺伊特定理：作用量的每一种对称性都对应一个守恒定律，有一个守恒量。
对称和守恒这两个得要概念是紧密地联系在一起的。
7、阻尼振动：不论是弹簧振子还是单摆由于外界的摩擦和介质阻力总是存在，在振动过程中要不断克服外界阻力做功，消耗能量，振幅就会逐渐减小，经过一段时间，振动就会完全停下来。
这种振幅越来越小的振动叫做阻尼振动。
物理学理论物理学知识点
物理学理论物理学知识点物理学是自然科学的一门重要学科，其研究对象是物质、能量以及它们之间的相互作用关系。
理论物理学是物理学的一个分支，主要研究物理学的基本原理和理论。
在本文中，我们将介绍一些物理学理论物理学的知识点。
一、相对论相对论是指爱因斯坦在20世纪初创立的一套物理学理论，主要包括狭义相对论和广义相对论。
狭义相对论主要研究运动的物体在高速运动时的性质变化，引入了相对论性质量和时间膨胀等概念；广义相对论则描述了引力的本质，提出了时空弯曲的概念。
二、量子力学量子力学是描述微观世界的物理学理论，研究微观粒子的运动和性质。
它引入了波粒二象性的概念，描述了粒子的波动性和粒子性之间的转换关系。
量子力学在原子物理、分子物理以及凝聚态物理等领域有广泛应用。
三、统计力学统计力学是描述大规模系统的物理学理论，通过对大量微观粒子的统计分析，研究宏观系统的性质和行为。
统计力学可以解释热力学原理，并提供了描述物质相变的理论基础。
四、场论场论是一种用场的概念来描述物质和能量的理论。
场可以看作是时空中各点上的物理量的函数，如电场、磁场、引力场等。
场论在粒子物理学中有重要应用，可以描述基本粒子的相互作用和转换。
五、量子场论量子场论是将量子力学和场论相结合的一种理论，可以描述基本粒子的量子力学性质和场的相互作用。
它是粒子物理学的核心理论，解释了基本粒子之间的相互作用和粒子的衰变过程。
六、宇宙学宇宙学是研究宇宙起源、演化和结构的学科，主要涉及广义相对论和天体物理学。
它研究宇宙中的星系、恒星、行星等天体，并探讨宇宙的大尺度结构和演化。
七、量子力学的应用量子力学在现代科技中有广泛应用，如量子计算、量子通信、量子传感等。
量子计算利用了量子叠加态和量子纠缠的特性，可以进行更高效的计算；量子通信利用了量子隐形传态和量子密钥分发等技术，保证信息的安全性。
总结：以上是物理学理论物理学的一些知识点，涉及了相对论、量子力学、统计力学、场论、量子场论、宇宙学以及量子力学的应用等内容。
定性与半定量物理学
本门课的意义
定性研究
定性研究是指研究者运用历史回顾、文献 分析、访问、观察、参与经验等方法获得教育 研究的资料，并用非量化的手段对其进行分析、 获得研究结论的方法。定性研究是主要由熟悉 情况和业务的专家根据个人的直觉、经验，凭 研究对象过去和现在的延续状况及最新的信息 资料，对研究对象的性质、特点、发展变化规 律作出判断的一种方法，进行研究判断，提出 初步意见，然后进行综合，作为预测未来状况 和发展趋势的主要依据。
中子星
中子星体积小，密度大，在核心坍缩的 作用下某些中子星变成为了黑洞，黑洞是 广义相对论预言的一种特殊天体，这名字 是1969年美国科学家惠勒取的，黑洞的基 本特征是具有一个封闭的视界，外来的物 质和辐射可以进入视界以内，而视界内的 任何物质（包括光子）都不能跑到外面。
黑洞
定性或半定量研究与定量研究的联系
定性或半定量研究可以为定量研究 提供框架，二定量研究又能为进一步 的定性研究创造条件，即定性或半定 量研究是定量研究的基础，是它的指 南，但只有二者同时运用，才能在精 确定量的根据下准确定性。二者是辩 证统一的关系。
半定量研究
半定量研究是定量研究的基础，由 半定量分析得知一个估计量，以便进 一步选择合适的精确定量研究方法 。 半定量研究相对于定量研究而言，准 确性比定量研究稍差的研究方法，特 点是简单、迅速等 。
定性与定量研究的比较
定性、定量及半定量之间的关系
定性：是能区分出是个什么东西。举个例子来 说，你能辨认出这是苹果，但你不能确定是 几个苹果。 定量：是在定性的基础上给出清晰的数量关系。 比如，你确定了这是5个苹果。 半定量：是通常实现定量分析非常困难时采取 的一种折衷办法。还是举例说明。这里有一 堆苹果，你不知道具体的数量，但是你能知 道的是这一堆苹果能装5麻袋。对这5麻袋的 苹果数量进行计算估计的过程就是半定量研 究。
定性物理方法
以定性变量和它们的定性微分作为参数的方程可以作为控制量变化 的定性规则。例如［ｄｘ］＝［ｄｙ］，指ｘ和ｙ变化的单调（线 性）关系。所以，包括定性微分的方程，均可以用于表示关于行为 的知识。这样的定性方程可以通过三种方式得到：
5、新一代KB系统技术 定性物理方法
微分方程。若已存在描述系统动态行为的微分方程，则可直接将其转变为 定性方程。例如
5、新一代KB系统技术 定性物理方法
（4）定性演算的模糊性 尽管上述简例中，可得唯一解答，但在大多数情况下，不能获得唯一解。存 在多个原因，其中之一就是定性演算所固有的模糊性（如前面＋，－运算中 出现的“？”表示的那样）。设想上述⑥改变为[f]=-，则由此式和⑤，从③ 可推出＋＋－＝［b］。［b］不确定，意味着其可取三种值＋，0，－。进 而得三组解。显然，随定性变量的增多，定性演算的模糊性将导致大量的可 能解答，以至于无法预言系统的行为。解决模糊的仅有的手段就是使用更多 的定性信息，以加强约束。
y c1
5、新一代KB系统技术 定性物理方法
基本操作： [x]+[y] [x]-[y]
+ [y] [x] + 0 － + 0 － + + ? + 0 － ? －－
[x]×[y]
－ + 0 － ? －－ + 0 － + + ?
[x]=[y]
×
[x]>[y]
+ 0 － + 0 － 0 0 0 －0 +
5、新一代KB系统技术 定性物理方法
（5）值传递方法的限制 ［x］+[y]+[z]=0① [y]-[z]=0② [x]=0③ 将③式代入①式，可得 ［y］+[z]=0④ [y]-[z]=0⑤ 无法进一步归约，只能穷举[y]和［z］的定性值组合（共九种）。可采用 深度优先搜索法，先确定［y］,通过值传递，计算[z]，若引起矛盾，则回 溯，取[y]另一值。首先[y]=+,由⑤，［z］=+,但引起④矛盾，回溯， 取[y]=0, 由⑤，［z］=0，进而得到解答[x]=[y]=[z]=0.显然，随变 量和方程数的增多，搜索量将急剧增大。可见，本来引入定性演算的目的 是简化推理，提高效率，但结果适得其反。实际上这种现象的产生是因为 在作定性描述时丢失了大量的信息。
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小行星
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物理学导论
第一章 物理的定性与半定量分析
标度的分析：是不是越小越优越？
• 小人国 1/10
散热 ~ l 2
产热 ~ ml 3
产热 、散热平衡： 产热 /散热=1 l 2 ~ ml 3 ml ~ 1 小人国摄取粮食是我们的十倍 人的尺度大小是适中的。
标度的分析：
模型是不是太简单了？
模型分析
实验检验
m l3
A l2
A ~ m2/3
标度的分析：
产热 、散热平衡： 产热速率=散热速率 因为：产热速率~耗氧速率
散热速率~表面积 A ~ m2/3 所以：耗氧速率 ~ m2/3
标度的分析：
骨头的半径 d 骨头的长度 l 体重~ l 3 骨头的强度~ d2
最大的飞行动物：信天翁 翼展3米
翼龙翼展16米
Dumbo耳朵的功能
Dumbo
Classes will begin shortly
物理学导论
第一章 物理的定性与半定量分析
山高的极限
山高的极限 A 山体下降d后获得的动能
Ad gh
h 熔化岩石所需要吸收的能量
d
Adm
Ad gh Adm
身材与抗冻
• 热量的耗产比？
散热 ~ l 2 产热 ~ l 3 耗产比~ 1/l
大象耳朵的功能
标度的分析：是不是越小越优越？
• 小人国 1/10 明视距离：1/10
眼睛最小分辨角：
q~l/D
D为眼睛的瞳孔大小 分辨角比我们大十倍
所以小人国书上的字应和 我们的一样大。 但是他们的书比我们小， 所以他们的书更厚
d2 l3 d l3 2
最大型的鸟类
最大型的鸟类
为g
f CS v2
v mg
CS
m ~ l3 S ~ l2
v~ l
燕子最小飞行速度 20 km/h 鸵鸟身长是燕子的25倍 所以速度应大 25 5
鸵鸟的起飞速度 100 km/h
W 鸵鸟的奔跑速度 40 km/h
hmax
m
g
摩尔熔解热 摩尔质量
m 8.54103 J / mol 60g / mol
hmax 14.5km
月球山高的极限
重力加速度为地球的1/6
hmax
m
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hmax 84km
月球半径1738 km 月球最高山不到月球半径的5%
h r
hmax 1 R
hmax
m
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g 4 G R
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hmax 3m