物理学常用思想

浅谈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 1/2．等效法2//3．极端法4/4．逆思法5/5．估算法7/6．虚设法8/7．图像法9

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(+ g

R 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。

图1－3 图1－4 图1－5 图1－6

[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?，然后将小球由静止释放，则?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？

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?，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?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?的平分线，如图1－8，所以?＝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 ’＝ 00

r 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＝－0

20r 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

图1－7 图1－8 图1－9 图1－

10

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°至 C 点处所需时间；（2）小球到达C 点时的速度。

3．极端法

所谓极端法，就是依据题目所给的具体条件，假设某种极端的物理现象或

过程存在并做科学分析，从而得出正确判断或导出一般结论的方法。这种方法对分析综合能力和数学应用能力要求较高，一旦应用得恰当，就能出奇制胜。常见

有三种：极端值假设、临界值分析、特殊值分析。

极端值假设

[例1]物体A 在倾角为θ的斜面上运动，如图1－14所示。若初速度为V 0，

它与斜面间的摩擦系数为μ，在相同的情况下，A 上滑和下滑的加速度大小之比为

（A ）θθμθμθsin cos cos sin -- （B ）θ

μθθμθcos sin cos sin -+ （C ）μ＋tg θ （D ）θ

μθθμcos sin cos - 解：本题常规解法：现对A 进行受力分析，再用牛顿第二定律求出上滑、下滑的加速度表达式，最后求出比值，得出答案。这样做费时易错。若用极端假设法求解，则能迅速准确地排除错误选项，得出结果。其步骤是：a)选参变量，做极端假设。取μ为参变量，令其为最小值，即μ＝0 b ）进行极端分析。在μ＝0的情况下，A 上滑、下滑加速度应相等为:gsin θ,二者之比等于1。把此极端值μ＝0代入所给选项中，发现（A ）（B ）（C ）均不合要求,（B ）却满足要求，故应选（B ）

【评注】

用极端假设法解题最关键是准确、迅速地选出参变量。其一般原则是：1）被选参变量存在极值，否则不能选；2）当赋予该参变量某一特定值后，不改变题目所给的物理过程或状态，否则不能选。本题就不能选θ做为参变量，这将改变题目描述的运动形式。

临界值分析

[例2] 一个光滑的圆锥体固定在水平桌面上，其轴线沿竖直方向，母线与

轴线间的夹角为θ＝30°，如图1－15所示。一条长为L 的细绳，一端拴着一个质

量为m 的物体。物体沿锥面在水平面内绕轴线以速度V 做匀速圆周运动，求（1）

当V ＝gL 61时绳对物体的拉力；（2）当V ＝gL 23时绳对物体的拉力。 解：本题涉及临界条件是：物体对锥面压力为零时，物体的速度值。如图1

－15，物体受重力mg 、锥面的支持力N 、绳的拉力T 三个力作用，将三力沿水平方向和竖直方向分解，由牛

顿第二定律得：Tsin θ－Ncos θ＝m θ

sin 2

L V ①Tcos θ－Nsin θ＝mg ② 由①②两式得：N ＝mgsin θ－m θθsin cos 2L V 可见，θ一定，V 越大，N 越小，当V 增大到某值V 0时，N ＝0时，即V 0＝gL 6

3

图1－12 图1－

13 图1－14 图1－15

因N 为支持力，不能为负值，故当V>V 0时物体离开锥面，物体飘起绳与轴线夹角增大到某值α。

（1） 当V ＝gL 6

1时V

(2) 当V ＝

gL 2

3时,V>V 0物体飞离锥面，此时物体只受重力mg 和拉力T 作用，设绳与轴线的夹角为α: Tsin α＝ sin 2

L m V ③ Tcos α＝mg ④ 将V 代入③④两式消去α可得 2T 2－3mgT －m 2g 2

T ＝0 解取合理值 T ＝2mg

【评注】

本题涉及到物体随速度增大将要飘离锥面的临界问题，故要用临界分析法来解题。临界分析法，就是找出问题的临界条件，算出关键物理量的值进行分析比较，得出在不同条件下物体不同的状态，从而求出结果。本题关键在求出N ＝0时的速度值即临界条件。

特殊值分析法

[例3] 如图1－16，两点电荷所带电量均为＋Q ，A 处有一电子沿两电荷连线

的中垂线运动，方向指向O 点。设电子原来静止，A 点离O 点足够远，电子只受电场力

作用那么电子的运动状态是

（A ）先匀加速，后匀减速 （B ）加速度越来越小，速度越来越大 （C ）加速

度越来越大，速度越来越小 （D ）加速度先变大后变小，最后变为零 解：本题如定量分析有些困难，但用特殊值分析法，变得相当容易，且概念

清晰。设A 点在无限远，其电场强度为零，那么电子所受电场力为零；而在O 点处的场强也为零，故电子在O 点处受电场力亦为零；所以，电子在从A 向O 运动的过程中，所受电场力必有一个最大值，因此电场力一定由小到大，再由大到小至零。由牛顿第二定律知：加速度的值应是先由小变大，再由大变小，以至最后变为零；但速度是一直增大的，可见正确答案为（D ）

【评注】

在用特殊值分析法解题时，分析相关物理量的变化，必须注意变化过程中 “拐点（转折点）” 的存在性，“拐点”的寻找时关键

【针对训练】

1.一轻质弹簧，其上端固定下端挂一质量为m 0的平盘．盘中有质量为m 的物体．当平盘静止时，弹簧长度比其自然长度伸长了L ， 今向下拉平盘使弹簧再伸长ΔL 后停止，然后放开手。设弹簧始终处在弹性限度之内，则刚放手时盘对物体的支持力为：

（A ）（L ＋ΔL ）/Lmg (B) （L ＋ΔL ）/L （m 0＋m ）g （C ）(ΔL/L)mg

(D) ΔL/L （m 0＋m ）g

2．如图1－17所示，一条形磁铁沿着水平方向从左向右运动，试问当

穿过与运动方向垂直的闭合线圈时，下列说法正确的是哪一个 （A ）闭合线圈中的感生电流方向不变，如图所示； （B ）闭合线圈中的感生电流方向不变，与如图所示方向相反；（C ）闭合线圈中的感生电流方向起初如图所示方向，后来与图示方向相反； （D ）闭合线圈中的感生电

流大小、方向都不变。 3. 如图1－18的电路中，总电压U 保持不变，滑动变阻器的总电阻力

2R ，当滑动触头P 位于中点O 时，电流表A 1、A 2、A 3、A 4示数均为I O 。则当P 位

于O ’位置时 [ ]

(A) A 1的示数大于 I O (B) A 2的示数大于 I O

(C) A 3的示数大于 I O (D) A 4的示数大于 I O

4．逆思法

在解决问题的过程中为了解题简捷，或者从正面入手有一定难度，有意识地去改变思考问题的顺序，沿着正向（由前到后、由因到果）思维的相反（由后

到前、由果到因）途径思考、解决问题，这种解题方法叫逆思法。是一种具有创

造性的思维方法，通常有：运用可逆性原理、运用反证归谬、运用执果索因进行逆思。

图1－16

N O S

v

图1－17 图1－18

运用可逆原理进行逆思

[例1]．一颗子弹以700m/s 的速度打穿同样的、并排放置的三块木板后

速度减为零，如图1－19所示。问子弹在三块木板中运动的时间之比是多少？

解：此题正向思维按匀减速直线运动来解，比较繁琐。但根据运动的可

逆性，倒过来从后到前，将子弹的运动看成是初速度为零的匀加速直线运动，

问题就变得很简单。即初速度为零的匀加速直线运动通过连续相等位移的时间

比，所以,t 3∶t 2∶t 1＝1∶（2－1）∶（23-） 因此t 1∶t 2∶t 3＝（23-）∶（2－1）∶1

【评注】

物理学中可逆性过程如：运动形式的可逆性、时间反演的可逆性、光路可逆性等往往正向思维解题较繁难，用逆向思维则简单明了。

运用反正归谬进行逆思

[例2] 如图1－20所示，在水平放置的长方体空间内，有与y

轴平行的等距离平行线，是用来描述真空中水平方向的某种均匀场的示

意图（长方体外的空间场的强度为零）。现有质量较大的带电粒子q ，从

A 点以速度V 0沿AC 方向进入场中，且正好从C ’方向离开该场。试问这

一组平行线是电场的电场线、磁场的磁场线和电场的等势线，这三种线

中的哪一种？并用m 、V 0、L 和q 来表示这个场的强度（图中截面为边长L 的正方形AD ＝2L ，CE ＝L ）。

解： 要确定这组平行线是电场的电场线、磁场的磁场线还是电场的等势线，只能用反正法。假设是电场线，那么粒子沿AC 方向进入场后，受竖直向下的重力和与y 轴平行的电场力作用，这样粒子运动轨迹一定在ADEC 平面内，不可能从C ’点沿CC ’方向离开电场，故不会是电场线。

再假设这组等距离平行线是磁场线，则粒子进人场后，在y 轴方向不受力作用。因此，沿y 轴方向的水平分速度V 0cos45°保持不变，即等于粒子最后从C ’点沿CC ’方向离开时的速度V 在y 轴方向的水平分速度Vcos45°由此可知V ＝V 0 。由于粒子的质量较大，应考虑重力的作用，而洛仑兹力对粒子不做功，这样粒子的机械能应守恒，但从进入场中时机械能为2021mV ，离开时机械能为202

1mV ＋mgL,显然械能不守恒，所以也不可为磁场线．即使不考虑重力作用。粒子虽有可能以大小和方向与V 0都相同的速度离开该场，但也不可能在C ’处（这可从粒子做螺旋运动的周期去分析）。

最后假设这组等距离平行线是等势线，则电场线应与x 轴平行。粒子进人电场后，同时受到竖直向下的重力和水平向里的电场力作用（设粒子为正电荷，电场强度方向水平向里）。这时粒子在y 轴方向作匀速运动，竖直方向作竖直上抛运动，水平向里作匀加速运动。粒子从C ’点沿CC ’离开电场时，竖直上升的速度为零，上升高度为L ；沿y 轴方向的位移为2L 。这同射出角为45°的斜抛运动是完更符合的。因为竖值

上升的高度L ＝g V 245sin 220?＝g

V 420上升时间t ＝g V ?45sin 0，这时沿y 轴方向的位移刚好是S ＝tV 0cos45°＝g

V 220＝2L 至于要满足水平向里的速度为V 0sin45°,和水平向里的位移为L ，只要粒子所受电场力等于重力就可以了。最后根据：EqL ＝?45sin 21220mV 即得电场强度 E ＝gL

mV 420 【评注】

反证归谬是逆向思维的常用方法，基本思路是：（1）反设，即假设问题结论的反面正确；(2)归谬，从这个临时假设出发，利用已知条件进行正确的推理，推导出谬误的结论；（3）结论，指出反设错误，由排中律确定原来结论是正确的。它是通过否定反面，来肯定正面的。

运用“执果索因”进行逆思

[例3] 长度为L 的橡皮带，一端拴住一个质量为m 的小球，以另一端为中心，使小球在光滑水平面上做匀速圆周运动，角速度为ω。若橡皮带每伸长单位长度产生的弹力为f ，试证明橡皮带的张力为 F ＝)(2

2ωωm f fL m -

图1－20

证明：假设所证结论正确，则将F ＝)(22ωωm f fL m -展开，逐步上溯得Ff －Fm ω2＝m ω2

fL ，Ff ＝m ω2fL ＋Fm ω2 F ＝m ω2（L ＋f F ）＝m ω2（L ＋f L K ?） 由题意知f ＝K 故F ＝m ω2

（L ＋ΔL ） 上式正是反映小球在水平面内做运速圆周运动时，所需要的向心力是由橡皮带的张力提供的，物理意义明确且步步可逆，所以得证。

【评注】

这种逆思法也是先假定所要证明的结论成立，由此出发，利用一定的物理

知识，推导出符合题设物理模型的条件。这样把结论转化为判断条件（推理的每

一步均可逆），以此判断所证结论确实正确、成立。

1．如图1－21所示，正方形导体框边长为L ，置于匀强磁场中绕中心轴做角速度为ω的匀速转动．当线框平面转至与磁场方向平行时，穿过线框平面的磁

通量的产时瞬变化率多大？

1． 证明不存在如图1－22所示的电场（即电力线互相平行，电力线间隔距

离逐渐增大）。

3．如图1－23所示。光滑水平台面上，质量m 1＝0．1千克的物块，以V 0＝9m ／s

的速度向右滑动。细线长L ＝0.1米，上端固定于o 点，下端系着质量m 2＝0．5kg 的悬

球，且悬球恰好与平台上表面接触。m 1与静止的m 2发生正碰后，只有m 2可在竖直平

面内作圆周运动。试求悬球沿圆周运动到最高点时，绳子最小张力多大？(悬球可

视为质点，g 取10m/s 2)

5．估算法

所谓估算法就是对某些物理量的数量级进行大致推算或精确度要求不太高的

近似计算方法。估算题与一般的计算题相比较，它虽然是不精确不严密的计算，但确是合理的近似，它可以避免繁琐的计算而着重于简捷的思维能力的培养。解估算题的基本思路是：（1）抓住主要因素，忽略次要因素，从而建立理想化模型。（2）认真审题，注意挖掘埋藏较深的隐含条件。（3）分析已知条件和所求量的相互关系以及物理过程所遵守的物理规律，从而找到估算依据。（4）明确解题思路，步步为营层层剥皮求出答案，答案一般保留一到两位有效数字。

[例1] 估算地球大气层空气的总重量。

解：设地球半径为R ，地球表面处的大气压强均为标准大气压p 0,则大气层空气的总重量G ＝p 0 S ＝p 0 4πR 2＝1.0×105×4×3.14×（6.4×106）2≈5×1019N

【评注】

此题求解的关键是抓住“大气压是由大气重量产生的”这一概念，然后从似乎缺少条件的情况下挖掘出两个隐藏很深的隐含条件，即标准大气压p 0和地球半径R 。根据G ＝p 0S 即可求出结果。

例2 质量为m 的弹性小球置于质量为M 的弹性球上，且M ＞＞m ，今让M 抬高h 自

由下落如图1－24所示．问m 最高能反弹多高？

解：对此题，运用有关规律列方程求解非常麻烦，运用近似模型处理就非常容易了。

假定大球着地速度为V ，与地碰后反弹速度也为V （弹性碰撞，质点模型且近似处理）。

以M 为参照系，m 与M 碰撞时速度为2V （向下），由弹性碰撞（近似运动模型）规律及M

＞＞m ，可知碰后m 相对于M 的速度为2V （向上），则m 对地的速度为2V ＋V ＝3V 。 又

因h ＝V 2/2g ，所以（3V ）2／2g ＝9h （竖直上抛的运动模型），即小球最高能反弹9h 高． 【评注】

本题作用顺序为：先M 与地做弹性碰撞反弹，再m 与M 做弹性碰撞m 相对M 反弹，这样解题思路简捷明了。

[例3] 估算标准状态下气体分子间的平均距离。

图1－

21 图1－

22 图1－24

图1－23

解：1mol 任何气体在标准状态下的体积都是22.4×10－3m 3，所含分子数都是6.02×1023个，故每个分

子占有的体积为v ＝V 0/N A ＝22.4×10－3 /6.02×1023 m 3≈3.7×10－26m 3 每个分子都看成是占据一个立方体

的中心，那么相邻两个分子间的距离即为立方体的边长，所以有d ＝326107.3-?m ≈3.3×10－9m

【评注】

本题关键要知道标准状态下气体的摩尔体积和分子占有体积的立方体模型，从而近似算出结果。

[例4] 在太阳直射下地球表面每平方厘米每分钟获得4.2J 的能量，试估算我国江河每年流入海洋的

水流量（设年平均气温25℃，汽化热为2.4×106J/kg,取一位有效数字）。

解：因为海洋约占地球面积S 地的

43，且只有2

1S 地受太阳照射，则一年内海洋吸收太阳能为： E ＝21×43S 地×4.2×365×24×60J ＝8.3×105×S 地J 海洋一年的总蒸发水汽量 M ＝E/L 如取25℃时水的汽化热为2.44×106

J/kg 则 M ＝6510

44.2103.8???地S ＝0.34S 地 kg 设我国的面积为S ，则输送到我国上空的水汽量为：m ＝M S ?地

S ＝0.34S ＝0.34×9.6×1016kg ≈3×1016kg V ＝ρm ＝3×1013 m 3 即我国各江河一年流入海洋的水流量约为3×1013 m 3 。

【评注】

每年流入海洋的水流量近似等于每年大气送到我国上空的水汽质量。水汽遇冷凝结成雨、雪落地，通过江河流入大海。本题要知道基本的地理常识，海洋约占地球面积S 地的4

3，地球只有半边受阳光照射，我国的国土面积等知识。

【针对训练】

1.已知万有引力恒量G ＝6.67×10－11N m 2/kg 2 试求地球的质量。

2.我国以成功发射了地球同步卫星，试估算同步地球卫星运行的高度。

3.1791年，米被定义为：在经过巴黎的子午线上，取从赤道到北极长度的一千万分之一，请由此估算地球的半径R 。（答案保留两位有效数字）

6．虚设法

在物理解题中，我们常常用到一种虚拟的思维方法，即从给定的物理条件出发，假设与想象某种虚拟的东西，达到迅速、准确地解决问题的目的，我们把这种方法较虚设法。虚设法常见的几种情形是：虚设条件、虚设过程、虚设状态、虚设结论等。

虚设条件

[例1] 如图1-25所示，匀强磁场B 垂直纸面向里，导线abc 是半径为R

的半圆周。当导线以速度V 垂直磁场向右运动时，求导线内产生感生电动势的大小。

解：本题直接求解比较困难，但若虚设用一根导线将直径ac 连接起来构

成闭合回路问题就变得简单。对这个闭合回路来说，磁通量不变化，整个回路内感

生电动势为零。这表明直导线与半圆导线切割磁感线产生的电动势大小相等方向相反，所以可得：ε圆＝ε直＝2BRV

【评注】

本题虚设了一段直导线使之成为闭合回路，利用闭合回路感生电动势为零很容易解决问题。利用这种方法可以解决任意形状导线的有效切割长度的问题。

虚设过程

[例2] 质量为M 的木块被固定在光滑的水平面上，一颗质量为m 的子弹以速度V 0水平飞来，穿透木块后的速度为V 0／2。现使该木块不固定，可以在光滑水平面上滑动，同样的子弹以初速度V 0

飞来射向木块，

图1－25

如果M/m ＜3，那么子弹将

(A) 能够射穿木块 (B) 不能穿过木块，留在木块中共同运动 （C ） 刚好穿透木块但留在木块边缘共同运动 （D ） 条件不足，无法判断

解： 设木块放在光滑水平面上时子弹刚好能穿过木块，则由水平方向动量守恒得：

mV 0＝（M ＋m ）V ① 根据功能关系知木块固定时子弹穿过木块克服阻力做功为)(2

2

12021

20V m mV W -= ② 因是同样的木块所以穿过它克服阻力做功应相同则：21201

)(V m M mV W +-= ③ 解①②③得：M/m ＝3 可见，当M/m ＝3时子弹刚好穿过木块；当M/m>3时子弹能穿出木块；当M/m<3时子弹不能穿出木块。因此正确答案是（B ）

【评注】

本题首先虚设过程，子弹刚好能穿出木块，利用动量守恒和功能关系得出M 与m 的关系，再比较得出正确结论。

虚设状态

[例3] 如图1－26所示，要把闭合线圈向右匀速拉出，则

（A ）线圈电阻R 一定时，速度大时做功少，（B ）线圈电阻R 一定时，速度

小时做功少 （C ）线圈的速度一定时，电阻大的做功少 （D ）线圈的速度一定

时，电阻小的做功少?

解：虚设线圈缓慢拉出，速度接近零，则闭合线圈中几乎没有电流，就无需克服磁场力做功，故速度小时做功少，所以（B ）正确。再虚设线圈的电阻无

限大，则线圈内也几乎无电流，亦无需克服磁场力做功，故电阻大时做功少，所以（C ）正确

【评注】

在所研究的物理过程中，可以虚设某一特殊状态，通过对其状态的分析与一般状态的比较，能够迅速作出正确的判断。

虚设结论

[例4]木块A 、B 叠放在一起共同沿光滑斜面下滑，A 与B 间的接触面时粗

糙的，如图1－27所示，试判断A 、B 间是后存在静摩擦力作用

解：1）当B 与斜面间无摩擦时，假设A 、B 间不存在静摩擦力，那么可以

推算出A 、B 下滑的加速度为gsin θ,它们之间无相对滑动趋势，因此可以判断A

与B 之间不存在静摩擦力。2）当B 与斜面有摩擦（滑动摩擦系数为μ）时，假设A 与B 之间无静摩擦力，则A 的加速度为a A ＝gsin θ,而B 下滑的加速度为a B ＝B B A B m g m m g m θμθcos )(sin +-＝gsin θ－)(B

B A m m m g +μ 即a A >a B 故A 、B 间有相对滑动趋势，因此可以判断A 、B 之间实际上存在静摩擦力，A 受到静摩擦力向后，B 受到的向前，此力的大小可以求出为 f B 静＝μm A gcos θ

【评注】

在分析某些未知物理问题时，可以虚设某种结论，然后进行分析推理，从而得出肯定或否定的结论，得出正确的判断。

【针对训练】

1. 汽车以恒定的功率沿平直的公路上由静止开始运动，经过时间t 达到最大速度V m ,在时间t 内，汽车的位移为S ，则关于S 下列说法正确的是：

(A) S ＝V m t/2 (B) S>V m t/2 (C) S

2．如图1－28所示，半径为L 圆形区域内有垂直纸面向里的磁场，磁感应强度按：B ＝（2t ＋3）T 变化，长度也为L 的金属杆两端与圆周相交，求杆两端的电压。

7．图像法 所谓图像法，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（根

据物理图像判断物理过程、状态、物理量之间的函数关系和求某些物理量）

和由物理量之间的函数关系或物

图1－

26 图1－

27

理规律画出物理图像，并灵活应用图像来解决物理问题。

中学物理中常见的图像有：矢量图（几何图）、正比例图像、反比例图像、一次函数图像、二次函数图像、正弦（或余弦）函数等。

图像题的解题应注意：（l ）搞清图像研究的是什么，并根据题目所反映的物理规律确定物理量之间的函数关系。（2）明确图像的物理意义：识别横坐标、纵坐标所代表的物理量及其物理意义，明确物理图像的中点、线段、截距、峰值、斜率、“面积”等的物理意义。（3）对图像进行分析、比较、判断，找出规律得出结论。

常用方法有观察分析法、比较判断法、分析计算法。利用图像法解题的优点在于可以直观地观察出物理过程的动态特征，使思路更加清晰，常能找到巧妙的解题途径。

[例1] 将一个已知力F 分解为两个分力，要求其中一个分力与F 的夹角为θ（θ≤90°），另一个分力的大小为F 1，试确定解的情况。

解：此题如用计算法解非常麻烦，但用作图法就简单明了，且物理意义明确，依题意作图1－

29。作图步骤为：以F 的末端点为圆心，以F 1大小为半径画弧，交F 2的方向线一个点（如图甲、乙）、两个点（如图丙）或无交点（如图丁），因此可知：当 F 1

＝Fsin θ或F 1＞F ，只有一个解；当 Fsin θ＜F 1＜F ，

有两个解；当 F 1＜Fsin θ，无解.

【评注】

根据力的合成和分解的平行四边形法则，结合

本题的已知条件，即已知两个力大小和两个力间的

夹角，用求作三角形的方法进行作图讨论。本题特

别要注意，当F 1＞F 作图时，另一个交点在F 2的反相

延长线上，不符合题意，故只有一个解。

[例2] 如图1－30所示，直线OAC 为某一电源的总功率P 随电流I

变化的图线，曲线OBC 为同一电源内阻热功率Pr 随电流I 变化的图线．若A 、

B 两点的横坐标都是1A ，那么A 、B 两点的纵坐标值之差（P A 一P B ）为多少瓦？

解：如图在C 点电源的总功率等于该电源内阻的热功率，这时外电阻为

零，所以有： εI ＝I 2r 即 ε＝3r ① P C ＝ε2/r 即ε2＝9r ②

由①②得：ε＝3V r ＝1Ω 在A 点 P A ＝εI ＝ε＝3W 在B 点 P B ＝I 2r ＝r

＝1W 所以 P A －P B ＝2W 【评注】

本题主要问题是要看懂题给图像的关键点，从图像收集信息，最重要的是C

点，再通过闭合电路欧姆定律解决问题。

[例3] 如图l —31所示，将质量为2m 的长木板静止放在光滑的水平面上，一质量为m 的小铅块（可视为质点）以水平初速V 0由木板左端恰滑至木板的右端与

木板相对静止。铅块运动中所受摩擦力始终不变，现将木板分成长度和质量均相等

的两段后紧挨着仍放在水平面上，让小铅块仍以相同的初速度由左端开始滑动，则小铅块将

（A ） 滑到右端与木板保持相对静止（B ） 在滑到右端前就与木板保持相对静止 （C ）滑过右端后飞离木板 （D ） 以上答案均有可能

解：本题若按常规方法思考，运算十分繁杂；但用图像方法处理则变得非常简捷明了。具体做法是：先画出铅块和木板的速度图像如图1－32所示第一次：V 0A 表示铅块的速度图像，OA 表示木板的速度图像；图像包围的“面积”即△V 0OA 的“面积”为铅块相对木板的位移即为木板长L 。第二次：V 0B 表示铅块的速度图像，OC 表示铅块在前一半木板上

时木板的速度图像（加速度和第一次一样），CB 表示铅块在后一半木板上时木板的速度图像（加速度比第一次大）；图像包围的“面积”即V 0BCO 的“面积”为铅块相对木板的位移，由图可知该位移小于木板长L ，故铅块未滑到右端就相对木板静止，正确答案应为（B ） 【评注】

本题的关键是根据题意正确的画出铅块和木板在两种情况下的速度图像，注意木板的加速度变化，抓住图像所包围 “面积” 的物理意义，就可以顺利解题了。

V

图1－32 图1－29 图1－30

图1－31

[例4] 总质量为M 的列车，沿水平直线轨道匀速前进，其末节车厢质量为m ，中途脱节，司机发现时，机车已行驶L 距离，于是除去牵引力。设运动的阻力与质量成正比，机车牵引力是恒定的，求当列车的两部分都停止时，它们之间的距离为多少？

解：本题解题方法很多，但用图像法解更加简单明了。如图1－33所示，脱节后m 做匀减速直线运动，加速度为a m ＝kg ；前车先做匀加速直线运动，加速度为：a 1＝kmg/(M-m),后做匀减速直线运动，加速度为：a 2＝k(M-m)g/(M-m)＝kg 。由图像知：m 从脱节到停止位移为△OVD 的“面积”；而前车从脱节到停止的位移为四边形OVACO 的“面积”。因△OVD 和△EBC “面积”相等，所以两部分都停止的距离S 为五边形OVABEO 的“面积”。又a 1t 1＝a 2t 2 所以 t 1 /t 2＝(M-m)/ m 由题意四边形OVAF 的“面积”为L ； 则：L/S ＝t 1 /（ t 1＋t 2） 故 S ＝L （ t 1＋t 2）/ t 1＝ML/(M

－m)

【评注】 用图像法解本题关键弄清题给物理过程，画出对应的V －t

图，掌握各物理量的对应关系——斜率表示加速度，面积表示位移，近而得出位移关系。

【针对训练】

1.质量为m 的子弹以速度V 射向一木块，子弹穿过木块所需的时间为t 。若其他条件不变，只增大子弹的入射速度，则子弹穿过木块所需的时间t ’与t 相比

（A ）t ’>t (B) t ’< t (C) t ’＝ t （D ）无法确定

2．如图l －34（1）中abed 为一边长为L 具有质量的刚性导线框，位于水平面内，bc 边串接有电阻R ，导线的电阻不计。虚线表示一匀强磁场区域的边界，它与ab 平行，磁场区域的宽度为2L ，磁感强度为B ，方向竖直向下．线框在一垂直于ab 边的水平恒力作用下，沿光滑绝缘水平面运动，直到通过磁场区域。已知ab 边刚进入磁场时，线框变为匀速运动，此时通过电阻R 的感应电流大小为i 0，试在图1－34（2）中i 一x 坐标系内定性画出：从导线框刚进入磁场到完全离开磁场

的过程中，流过R 的电流i 的大小随ab 边位置坐标x 变化的

曲线。

能力测试

一、选择题

1．在一条倾斜的静止不动的传送带上，有一铁块正在匀加速向下滑动。如果传送带向上加速运动，同一铁块由上端滑到底端所用的时间将

（A ）不变 （B ）增大 (C)减少 (D)不能确定

2. 小球从高处落到直立在地面的弹簧上，在小球将弹簧下压的过程中，小球的加速度和速度以及机械能将如何变化？

（1）加速度 （ ），速度 （ ）机械能 （ ）

(A)一直增大 (B) 一直减小 (C) 先减小，再增大 (D) 先增大，再减小

3． 一辆向右运动的车厢顶上悬挂两单摆M 和N ，它们只能在图1－35所示平面内摆动，某一时刻出现图示情景，则车厢的运动及两单摆相对车厢运动的可能情况是：

（A ） 厢做匀速直线运动，M 摆静止，N 摆静止 （B

两摆都在摆 （C ） 车厢做匀加速运动，M 摆静止，N 摆在摆动 （D 运动，两摆都静止 （ ） 4．如图1－36所示，质量相等的两个摆球A 和B ，其摆线长L A >L B ,它们都从同一水平面静止释放。到达最低点时，一下说法正确的是 2 3 4 (2) 图1－34

(A)、它们的机械能相等 (B)、它们的动能相等

(C)、它们的加速度相等 (D)、它们对摆线的拉力相等

二、填空题

5．一个以光速行进的信号，通过一个质子直径所需的时间大约为7×10－24s ，试估算质子的密度是水

密度的 倍

6. 如图1－37所示，弹簧的一端固定，另一端连着一个物体，弹簧自由时物体在O 点，把物体拉到A 点处由静止释放，物体沿粗糙水平面运动到O 点时速率为v ，则在物体运动的整个过程中，速率为v 的时刻共有 次

三、计算题

7. 一物体在与水平面成30°角斜向上的拉力F 作用下，沿水平方向

运动，当摩擦力最小时，物体的加速度多大？

8．在光滑的水平面上有一质量为 m ＝1kg 的小球，小球与水平轻弹簧及与水平方向成θ＝30°的轻绳相连，如图1－38所示，此时小球处于静止状态，且水平面对小球的弹力恰好为零，当剪断轻绳的瞬间，小

球的加速度大小及方向如何？此时轻弹簧的弹力与水平面对球的弹力的比值为多少？（g 取10m/s 2）

9．如图1－39所示，质量为M 的汽车载着质量为m 的木箱以速度v

运动，木箱与汽车上表面间的动摩擦因数为μ，木箱与汽车前端挡板相距L

，若汽车遇到障碍物制动而静止时，木箱恰好没碰到汽车前端挡板，求：（1）汽车制动时所受路面的阻力大小；（2

10．如图1－40所示，质量为m 的小物体B 连着轻弹簧静止于光滑水平面上，质量为2m 的小物体A 以速度V 0向右运动，则（1）当弹

簧被压缩到最短时，弹性势能E P 为多大？（2）若小物体B 右侧固定一挡板，在小物体A 与弹簧分离前使小物体B 与挡板发生无机械能损失的碰撞，并在碰撞后立即将挡板撤去，则碰撞前小物体B 的速度为多大，方可使弹性势能最大值为2.5E P ？

11．在空间存在水平方向的匀强磁场（图中未画出）和方向竖直

向上的匀强电场（图中已画出），电场强度为E ，磁感应强度为B 。在

某点由静止释放一个带电液滴a ，它运动到最低处恰与一个原来处于静止状态的带电液滴b 相碰，碰后两液滴合为一体，并指水平方向做匀速直线运动，如图1－41所示。已知a 的质量为b 的2倍，a 的带电量是b 的4倍（设a 为间静电力可忽略）．（1）试判断a 、b 液滴分别带何种电荷？（2）求a 、b 液滴相碰合为一体后，沿水平方向做匀速直线运动的速度V 。（3）求两液滴初始位置的高度差h 。

A O 图1－37 图1－38

12.

如图1－42所示OA 与OCA 为置于水平内的光滑金属导轨，OCA 导轨满足曲线方程y ＝l.0sin )(3

m x ，OA 导轨与OCA 导轨分别在O 点和A 点接有电阻R 1＝3.0Ω和R 2＝6.0Ω体积可忽略的定值电阻，在xoy 平面内存在有B ＝0.2T 的匀强磁场，方向如图，现有一个长 1.5m 的金属棒在水平外力F 作用下以速度V ＝5．0 m/s 水平向右匀速运动，设棒与两导轨始终接触良好，其余电阻不计，求：（1）外力F 的最大值。（2）金属棒在导轨上运动时R 1最大功率。（3）金属棒滑过导轨过

程中，外力所做的功。

图1－42

物理学发展简史

物理学发展简史 Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT

一、古典物理学与近代物理学： 1、古典物理学：廿世纪以前所发展的物理学称为古典物理学，以巨观的角度研究物理，可分为 力学、热学、光学、电磁学等主要分支。 2、近代物理学：廿世纪以后(1900年卜朗克提出量子论后)所发展的物理学称为近代物理学， 以微观的角度研究物理，量子力学与相对论为近代物理的两大基石。

一、古典物理学对人类生活的影响： 1、力学：简单机械(杠杆、轮轴、滑轮、斜面、螺旋、劈) …… 2、光学： (一)反射原理： (1)平面镜：镜子…… (2)凹面镜：手电筒、车灯、探照灯…… (3)凸面镜：路口、商店监视镜…… (二)折射原理： (1)凸透镜：放大镜、显微镜、相机…… (2)凹透镜：眼镜、相机…… 3、热学：蒸汽机、内燃机、引擎、冰箱、冷(暖)气机…… 4、电学： (一)利用电能运作：一般电器用品，如：电视机、冰箱、洗衣机…… (二)利用电磁感应：发电机、变压器…… (三)利用电磁波原理：无线通讯、雷达…… 二、近代物理学对人类生活的影响： 1、半导体： (一)半导体：导电性介于导体和绝缘体间之一种材料，可分为元素半导体(如：硅、锗等)和 化合物半导体(如：砷化镓等)两种。 (二)用途： (1)半导体制成晶体管，体积小、耗电量少，具有放大电流讯号功能。 (2)半导体制成二极管具整流能力。 (3)集成电路(IC)： (A)1958年发展出「集成电路」技术，系利用长晶、蚀刻、蒸镀等方式于一小芯片上容 纳上百万个晶体管、二极管、电阻、电感、电容等电子组件之技术，而此电路即称为 集成电路。 (B)IC之特性：体积小、效率高、耗电低、稳定性高、可大量生产。 (C)IC之应用：计算机、手机、电视、计算器、手表等电子产品。 (4)计算机信息科技之扩展大辐改变了人类的生活习惯，故俗称第二次工业革命。 2、雷射： (一)原理：利用爱因斯坦「原子受激放射」理论，诱发大量原子由受激态同时做能态之跃迁 并放射同频率之光子，藉以将光加以增强。 (二)特性：聚旋光性好、强度高、光束集中、频率单一(单色光)。 (三)应用：

小议物理学思想及方法

小议物理学思想及方法 发表时间：2011-05-25T11:12:46.187Z 来源：《中国校园导刊》2011年6期供稿作者：顾艳杰 [导读] 方法是沟通思想、知识和能力的桥梁，物理方法是物理思想的具体表现。 顾艳杰 【摘要】：物理课改的目的：是通过对必要的物理基础知识的学习，发展个性、树立思想、掌握方法、培养素质、提高能力。“物理难学”是学生普遍认为的。 【关键词】：物理学思想物理学方法 怎样才能学好物理呢？我以为，认识物理学思想和掌握物理学方法是学好物理的保证。现就物理学之思想和方法谈谈自己的浅薄认识，供学生和同行老师商榷。 一、关于物理学思想 何谓物理学思想，物理学思想就是研究物质的运动形式、内在规律和物质基本结构的客观存在反映在人的意识中经过思维活动而产生的结果。这种思维活动是人的一种精神活动，是从社会实践中产生的。学会用物理思想去分析、解决物理问题。 物理学是不同于其他学科的一门自然科学，就中学物理而言，它是以观察和实验为基础的学科。物理学有它自己的特点，我们只有认识和掌握了物理规律，才能更好地认识自然，改造自然，创造美好社会为人类服务。 其次，认识物理学思想，是学习物理学家对物理科学的热爱和努力追求科学的严谨态度；学习他们不怕失败敢于胜利的精神；学习他们不畏艰辛勇于拼搏的工作作风；学习他们善于假设、实验、发现、创新的辨证思想；学习他们对物理的认识有着独创见解、并能自成体系的勇气和胆略；学习他们研究物理在表象、概念的基础上能进行抽象、模拟、分析、综合、判断、推理、总结等认识活动过程的思维方法。 认识物理学思想是学好物理的前提，因此，我们在学习物理过程中，始终要领会物理学思想，并能逐步转化为自己的思想。掌握科学方法，提高解决物理问题的能力是极其重要的。高中物理教学中的物理思想主要有： 1.观察、实验探究思想 2.数据图象处理思想 3.概念规律形成思想 4.科学设想、建立物理模型思想 5.数理思想 6.科学思维、科学态度和科学方法思想 7.“时空”和“守恒”思想 8.变量控制思想 9.求微、求真思想 10.创新思想 但基本思想是怎样研究物理和怎样应用物理两条。 二、关于物理学方法 所谓物理学方法，简单的说就是研究或学习和应用物理的方法。方法是研究问题的一种门路和程序，是方式和办法的综合。首先，学好物理要识记、理解物理概念、规律及条件，要解决描述物理问题，就要会对物理问题进行唯象的研究，然后进一步研究它的原因、规律，再寻求解决的方法。在中学物理课中我们只要注意到参考系、速度、质量、力、动量、能量、功等概念和牛顿运动定律、万有引力定律、动量守恒定律、动能定理、动量定理、动量守恒定律、机械能守恒定律等规律，以及时空观、物理模型、数学工具（矢量、图象、变化率）等在热学、电学、光学、原子物理学中的应用和分析、解决的方法，就会对此有所体会。 三、方法论剖析 方法是沟通思想、知识和能力的桥梁，物理方法是物理思想的具体表现。研究物理的方法很多，如有观察法、实验法、类比法、比较法、综合法、变量控制法、图表法、归纳法、模拟法、等。运用方法的过程也是思维的过程，思维主要包括抽象思维和形象思维。下面谈谈高中物理教学中常见的一些思维方法及其运用： 实验法：实验法是利用相关的仪器仪表和设计的装置通过对现象的观测，数据的采集、处理、分析后得出正确结论的一种方法。它是研究、探讨、验证物理规律的根本方法，也是科学家研究物理的主要途径。正因如此，物理学是一门实验科学，也是区别于其它学科的特点所在。当然，其中也包括了观察法，观察实验应注意重复试验，去伪存真、去表抓本，去粗存精，数据观测正确，理论与实验的误差，理想与实际的差异，发现规律。 综合法（也叫程序法）：综合法就是通过题设条件，按顺序对已知条件的物理各过程和各因素联系起来进行综合分析推出未知的思维方法。即从已知到未知的思维方法，是从整体到局部的一种思维过程。此法要求从读题开始，注意题中能划分多少个不同的过程或不同状态，然后对各个过程、状态的已知量进行分析，追踪寻求与未知量的关系，从而求得未知量。一般适用于存在多个物理过程的问题。 模拟法：模拟法是将题设中文字描述的物理过程、状态通过实物模型或图示模型形象地描绘出来以帮助思维分析的一种方法。它能直观的反映出物理过程，也有助于理解、分析、记忆物理过程。是一种化复杂为简单、化模糊为清晰的有效方法。尤其对一些空间问题、抽象情景，如运动的追踪、电磁场等问题的分析就显而易见了。注意的是在设置模型时必须相对的准确、形象，以免造成误解。 类比法：类比法是指通过对内容相似、或形式相似、或方法相似的一类不同问题的比较来区别它们异同点的方法。这种方法往往用于帮助理解，记忆、区别物理概念、规律、公式很有好处。通常用于同类不同问题的比较。如：电场和磁场，电路的串联和并联，动能和动量，动能定理和动量定理，单位物理量的物理量的形式（如单位体积的质量、单位面积的压力）等的比较。而比较法可以是不同类的比较，更有广义性。比如数学中曲线的斜率在物理图象里表示的物理意义是不同的，应学会比较，有比较才能有区别。 控制变量法：其方法是指在多个物理量可能参与变化影响中时，为确定各个物理量之间的关系，以控制某些物理量使其固定不变来研究另外两个量变化规律的一种方法。它是研究物理的一种科学的重要方法。限于篇幅，以上方法略去举例说明。

物理学史、物理思想方法练习题

物理学史、物理思想方法来练习题 1．关于行星运动的规律，下列说法符合史实的是( ) A．开普勒在牛顿定律的基础上，导出了行星运动的规律 B．开普勒在天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律 C．开普勒总结出了行星运动的规律，找出了行星按照这些规律运动的原因 D．开普勒总结出了行星运动的规律，发现了万有引力定律 解析：选B.开普勒在天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律，与牛顿定律无联系，A错，B对；开普勒总结出了行星运动的规律，但没有找出行星按照这些规律运动的原因，C错；牛顿发现了万有引力定律，D错． 2．我国科学家潘建伟院士预言十年左右量子通信将“飞”入千家万户．在通往量子论的道路上，一大批物理学家做出了卓越的贡献，下列有关说法正确的是( ) A．爱因斯坦提出光子说，并成功地解释了光电效应现象 B．德布罗意第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念 C．玻尔在1900年把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念 D．普朗克把光的波粒二象性推广到实物粒子，预言实物粒子也具有波动性 解析：选A.爱因斯坦提出光子说，并成功地解释了光电效应现象，选项A正确；玻尔第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，选项B错误；普朗克在1900年把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念，故C错误；德布罗意把光的波粒二象性推广到实物粒子，预言实物粒子也具有波动性，选项D错误；故选A. 3．许多科学家在物理学发展过程中做出了重要贡献，下列表述不正确的是( ) A．卡文迪许测出引力常数 B．奥斯特发现“电生磁”现象 C．安培提出了磁场对运动电荷的作用力公式 D．库仑总结并确认了真空中两个静止点电荷之间的相互作用规律 解析：选C.卡文迪许测出了万有引力常数，选项A正确；奥斯特发现“电生磁”现象，选项B正确；洛伦兹提出了磁场对运动电荷的作用力公式，选项C错误；库仑总结并确认了真空中两个静止点电荷之间的相互作用规律，选项D正确；此题选择不正确的选项，故选C. 4．伽利略对自由落体运动的研究，是科学实验和逻辑思维的完美结合，如图所示，可

高中物理所有物理学史资料的汇总

高中物理所有物理学史资料的汇总 1、胡克:英国物理学家;发现了胡克定律(F弹=kx 2、伽利略:意大利的著名物理学家;伽利略时代的仪器、设备十分简陋,技术也比较落后,但伽利略巧妙地运用科学的推理,给出了匀变速运动的定义,导出S正比于t2并给以实验检验;推断并检验得出,无论物体轻重如何,其自由下落的快慢是相同的;通过斜面实验,推断出物体如不受外力作用将维持匀速直线运动的结论。后由牛顿归纳成惯性定律。伽利略的科学推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一。 3、牛顿:英国物理学家;动力学的奠基人,他总结和发展了前人的发现,得出牛顿定律及万有引力定律,奠定了以牛顿定律为基础的经典力学。 4、开普勒:丹麦天文学家;发现了行星运动规律的开普勒三定律,奠定了万有引力定律的基础。 5、卡文迪许:英国物理学家;巧妙的利用扭秤装置测出了万有引力常量。 6、布朗:英国植物学家;在用显微镜观察悬浮在水中的花粉时,发现了“布朗运动”。 7、焦耳:英国物理学家;测定了热功当量J=4.2焦/卡,为能的转化守恒定律的建立提供了坚实的基础。研究电流通过导体时的发热,得到了焦耳定律。 8、开尔文:英国科学家;创立了把-273℃作为零度的热力学温标。 9、库仑:法国科学家;巧妙的利用“库仑扭秤”研究电荷之间的作用,发现了“库仑定律”。 10、密立根:美国科学家;利用带电油滴在竖直电场中的平衡,得到了基本电荷e。 11、欧姆:德国物理学家;在实验研究的基础上,欧姆把电流与水流等比较,从而引入了电流强度、电动势、电阻等概念,并确定了它们的关系。 12、奥斯特:丹麦科学家;通过试验发现了电流能产生磁场。 13、安培:法国科学家;提出了著名的分子电流假说。 14、汤姆生:英国科学家;研究阴极射线,发现电子,测得了电子的比荷e/m;汤姆生还提出了“枣糕模型”,在当时能解释一些实验现象。 15、劳伦斯:美国科学家;发明了“回旋加速器”,使人类在获得高能粒子方面迈进了一步。

高中物理用到的物理方法

高中物理思想方法归纳 1、比值法 高中物理中有很多的物理量用比值法进行定义的，例如：速度、加速度、电阻、电场强度、磁感应强度，电势等。这些物理量有一个共同的特点：物理量本身与定义的两物理量无正反比关系。 2、构建物理模型法物理学很大程度上,可以说是一门模型课.无论是所研究的实际物体,还是物理过程或是物理情境,大都是理想化模型. 如:实体模型有:质点、点电荷、点光源、轻绳轻杆、弹簧振子、单摆…… 物理过程有：匀速运动、匀变速、简谐运动、共振、弹性碰撞、圆周运动……* 物理情境有：人船模型、子弹打木块、平抛、临界问题…… 求解物理问题，很重要的一点就是迅速把所研究的问题归宿到学过的物理模型上来，即所谓的建模。尤其是对新情境问题，这一点就显得更突出。再如，电流的微观解释中，建立的柱体模型，柱体的截面积是s，长是l,单位体积中n个电荷，每个电荷电量为e，则根据电流的定义，就可以得到电流I ＝nsle/t=nsev。利用这个模型就很容易处理风力发电问题。 3、控制变量法自然界中时刻都在发生着各种现象，而且每种现象都是错综复杂的。决定一个现象的产生和变化的因素太多，为了弄清现象变化的原因和规律，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，然后再来比较、研究剩下两个变量之间的关系，这种研究问题的方法就是控制变量法。 如：探究力、加速度和质量三者关系的实验中分别控制力不变，探究加速度与质量的关系和控制质量不变探究加速度与力的关系。 再如，玻意耳定律的研究，是控制气体质量和温度不变，研究体积与压强的关系。其他两个气体实验定律也都是用这种控制变量法来研究。这种方法的掌握和理解，便于对其它实验的探究与分析。 4、等效替代（转换）法等效法，就是在保证效果相同的前提下，将一个复杂的物理问题转换成较简单问题的思维方法。其基本特征为等效替代。物理学中等效法的应用较多。如合力与分力；合运动与分运动；总电阻与分电阻；交流电的有效值等。除了这些等效概念之外，还有等效电路、等效电源、等

物理思想与方法

原文地址：物理思想方法集锦作者：cyb0251 物理方法既是科学家研究问题的方法，也是学生在学习物理中常用的方法，新课标也要求学生掌握一些探究问题的物理方法。常见的物理方法有： 1、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。 2、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。 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。

物理学发展史

物理学发展史 公元1638年，意大利科学家伽利略的《两种新科学》一书出版，书内载有斜面实验的详细描述。伽利略的动力学研究与1609～1618年间德国科学家开普勒根据天文观测总结所得开 普勒三定律，同为牛顿力学的基础。 公元1643年，意大利科学家托利拆利作大气压实验，发明水银气压计。 公元1646年，法国科学家帕斯卡实验验证大气压的存在。 公元1654年，德国科学家格里开发明抽气泵，获得真空。 公元1662年，英国科学家波义耳实验发现波义耳定律。十四年后，法国科学家马里奥 特也独立的发现此定律。 公元1663年，格里开作马德堡半球实验。 公元1666年，英国科学家牛顿用三棱镜作色散实验。 公元1669年，巴塞林那斯发现光经过方解石有双折射的现象。 公元1675年，牛顿作牛顿环实验，这是一种光的干涉现象，但牛顿仍用光的微粒说解 释。 公元1752年，美国科学家富兰克林作风筝实验，引雷电到地面。 公元1767年，美国科学家普列斯特勒根据富兰克林导体内不存在静电荷的实验，推得 静电力的平方反比定律。 公元1780年，意大利科学家加伐尼发现蛙腿筋肉收缩现象，认为是动物电所致。不过 直到1791年他才发表这方面的论文。 公元1785年，法国科学家库仑用他自己发明的扭秤，从实验得静电力的平方反比定律。在这以前，英国科学家米切尔已有过类似设计，并于1750年提出磁力的平方反比定律。 公元1787年，法国科学家查理发现了气体膨胀的查理-盖·吕萨克定律。盖·吕萨克的研 究发表于1802年。 公元1792年，伏打研究加伐尼现象，认为是两种金属接触所致。 公元1798年，英国科学家卡文迪许用扭秤实验测定万有引力常数G。 公元1798年，美国科学家伦福德发表他的摩擦生热的实验，这些实验事实是反对热质 说的重要依据。

物理学史和物理思想方法

物理学史和物理思想方法 寄语： 物理学史或物理思想方法其本上每年都考，通常为选择题，难度上属于送分题，每位考生都务必拿下． 学史内容：亚里士多德的观点力是维持物体运动的原因、伽利略理想实验和比萨斜塔实验、牛顿三定律及万有引力定律、开普勒三定律、卡文迪许扭秤实验 电流磁效应奥斯特、电磁感应法拉第电磁感应定律和电场线、库仑定律库仑扭秤实验、楞 次定律、麦克斯韦理论、赫兹实验、密立根油滴实验、安培定则 物理思想方法：理想化模型、理想实验、控制变量法、等效替换、微元法、放大法 练习题组 【题组 1】力学史 1．(单选 )下列对运动的认识中不正确的是( )．A．亚里士多德认为必须有力作用在物体上，物体才能运动，没有力的作用，物体就静止 B．伽利略认为如果完全排除空气的阻力，所有的物体将下落得同样快 C．牛顿认为力不是维持物体速度的原因，而是改变物体速度的原因 D．伽利略根据理想实验推论出，若没有摩擦，在水平面上运动的物体将保持其速度继续运动下去2．(单选)伽利略是意大利文艺复兴后期伟大的天文学家、力学家、哲学家、物理学家、数学家，也是近代 实验物理学的开拓者，被誉为“近代科学之父”．下面关于伽利略的观点和研究方法的描述不正确的是 ( ) ． A．伽利略通过“理想实验”得出“力不是维持物体运动的原因” B．伽利略运用“控制变量法”否定了亚里士多德关于重的物体下落快、轻的物体下落慢的论断C．伽利略最早提出“自由落体”是一种最简单的变速直线运动——匀变速直线运动 D．伽利略在研究自由落体运动时总体的思想方法是：对观察现象的研究→提出假说→逻辑推理→实验检验→对假说进行修正和推广 【题组 2】电磁学史 3．(多选 )在电磁学发展过程中，许多科学家做出了贡献．下列说法正确的是( )．

初中中学物理思想方法

初中中学物理思想方法文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]

初中常见的探究问题的物理方法有：1、控制变量法： 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”。例： ⑴电流I与导体电阻R和它两端电压U的关系； ⑵压强与压力和受力面积的关系； ⑶导体的电阻与长度、横截面积、材料的关系。 2、（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。例： ⑴太阳系模型代表原子结构， ⑵光线描述光的传播； ⑶磁感线描述磁场 ⑷用简单的线条代表杠杆。 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、摸得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转化，成为容易观察到的现象，这种方法就叫做转换法。例：

⑴分子的运动情况通过扩散现象来认识； ⑵电流的大小（存在）通过电流的热效应、磁效应来认识； ⑶磁场的存在通过磁场中小磁针的偏转来认识并研究它。 ⑷音叉的振动通过乒乓球被弹起来认识； ⑸拉力的大小通过弹簧伸长的长度来体现 ⑹温度的高低通过温度计中液柱的高度（体积）来体现 4、放大法： 在实验中，为了更好、更方便地对实验中一些微小量的测量与显示，对一些量进行适当放大的方法。例： ⑴形变放大：如右图所示，在压力作用下，玻璃瓶发生形变，将容积的变化通过红色水，转化为细玻璃管中的红色小柱长度的变化。 ⑵减小斜面倾角，如伽利略的斜面实验的结果是“放大了时间” 5、理想实验法（实验推理法）： 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。例： ⑴真空不能传声。 ⑵牛顿第一定律——物体如果不受力的作用将保持原来的速度和方向做匀速直线运动。 6、叠加法：

物理学发展史

我所认知的物理学发展史 经典物理学的发展古希腊时代的阿基米德已经在流体静力学和固体的平衡方面取得辉煌成就，但当时将这些归入应用数学，并没有将他的成果特别是他的精确实验和严格的数学论证方法汲入物理学中。从希腊、罗马到漫长的中世纪，自然哲学始终是亚里士多德的一统天下。到了文艺复兴时期，哥白尼、布鲁诺、开普勒和伽利略不顾宗教的迫害，向旧传统挑战，其中伽利略把物理理论和定律建立在严格的实验和科学的论证上，因此被尊称为物理学或科学之父。 研究物质世界最基本的结构、最普遍的相互作用、最一般的运动规律及所使用的实验手段和思维方法的一门学科。实验手段和思维方法是物理学中不可或缺和极其重要的内容，后者如相对性原理、隔离体(包括系统)法、理想模型法、微扰法、量纲分析法等，在古典和现代物理学中都有重要应用。物理学一词，源自希腊文physikos，很长时期内，它和自然哲学(naturalphilosophy)同义，探究物质世界最基本的变化规律。随着生产的发展。社会的进步和文化知识的扩展、深化，物理学以纯思辨的哲学演变到以实验为基础的科学。研究内容从较简单的机械运动扩及到较复杂的光、热、电磁等的变化，从宏观的现象剖析深入到微观的本质探讨，从低速的较稳定的物体运动进展到高速的迅变的粒子运动。新的研究领域不断开辟，而发展成熟的分支又往往分离出去，成为工程技术或应用物理学的一个分支，因此物理学的研究领域并非是一成不变的，研究方法不论是逻辑推理、数学分析和实验手段，也因不断精密化而有所创新，也难以用一个固定模式来概括。在19世纪发行的《不列颠百科全书》中，早已陆续地把力学、光学、热学理论和电学、磁学，列为专条，而物理学这一条却要到1971～1973年发行的第十四版上才首次出现。为了全面、系统地理解物理学整体，与其从定义来推敲，不如循历史源流，从物理学的发生和发展的过程来探索。 伽利略的成就是多方面的，仅就力学而言，他以物体从光滑斜面下滑将在另一斜面上升到同一高度，推论出如另一斜面的倾角极小，为达到同一高度，物体将以匀速运动趋于无限远，从而得出如无外力作用，物体将运动不息的结论。他精确地测定不同重量的物体以同一加速度沿光滑斜面下滑，并推论出物体自由下落时的加速度及其运动方程，驳倒了亚里士多德重物下落比轻物快的结论，并综合水平方向的匀速运动和垂直地面方向的匀加速运动得出抛物线轨迹和45°的最大射程角，伽利略还分析“地常动移而人不知”，提出著名的“伽利略相对性原理”（中国的成书于1800年前的《尚书考灵曜》有类似结论）。但他对力和运动变化关系的分析仍是错误的。全面、正确地概括力和运动关系的是牛顿的三条运动定律，牛顿还把地面上的重力外推到月球和整个太阳系，建立了万有引力定律。牛顿以上述的四条定律并运用他创造的“流数法”(即今微积分初步)，解决了太阳系中的二体问题，推导出开普勒三定律，从理论上解决了地球上的潮汐问题。史称牛顿是第一个综合天上和地上的机械运动并取得伟大成就的物理学家。与此同时，几何光学也有很大发展，在16世纪末或17世纪初，先后发明了显微镜和望远镜，开普勒、伽利略和牛顿都对望远镜作很大的改进。 20世纪的物理学到19世纪末期，经典物理学已经发展到很完满的阶段，许多物理学家认为物理学已接近尽头，以后的工作只是增加有效数字的位数。开尔文在19世纪最后一个除夕夜的新年祝词中说：“物理大厦已经落成，……动力理论确定了热和光是运动的两种方式，现在它的美丽而晴朗的天空出现两朵乌云，一朵出现在光的波动理论，另一朵出现在麦克斯韦和玻耳兹曼的能量均分理论。”前者指的是以太漂移和迈克耳孙-莫雷测量地球对（绝对静止的）以太速度的实验，后者指用能量均分原理不能解释黑体辐射谱和低温下固体的比热。恰恰是这两个基本问题和开尔文所忽略的放射性，孕育了20世纪的物理学革命。 化工二班 许尚志 12071240073

物理学中的哲学思想

和大学生谈心（3）物理学中的哲学思想 物理学中的哲学思想 当我们学到惠更斯原理、热力学第二定律、推迟势和测不准关系等知识时，总觉得物理与哲学紧密相连。热力学系统、量子力学、相对论等，很难不涉及哲学的系统观、实在论、运动观和物质观。其实，许多大物理学家，如牛顿、爱因斯坦也常常陷入哲学的思考。哲学之所以这样有魅力，不仅是物理的发展得益于许多哲学思想，如开普勒的追求外星运动的和谐性，来自毕达哥拉斯主义的启示；牛顿的运动理论，受实在论的影响。更重要的是，哲学希望比物理更接近事物的本质认识，这也是物理从物质基本运动角度所孜孜以求的。记得在学生时代，我们就选过一些带哲学色彩的物理问题进行探讨： 1、无限可以有界，有限可以无界； 2、物质不灭的局限性； 3、热寂说的实质； 4、无时间的存在形式； 5、有无第一推动力； 6、系统与微扰； 7、测不准的实质； 8、灵感的基础…… 现在回忆起来，记忆犹新。现在这些问题的讨论，有些尚未有定论。但物理学对我们哲学观的影响，却可以看得出来： 一、经典物理学中的哲学思想 经典物理从牛顿力学开始，力、热、点、光、原，在不同程度上都有实在论、决定论的影响。 物理科学的建立是从力学开始的。在物理科学中，人们曾用纯粹力学理论解释机械运动以外的各种形式的运动,如热、电磁、光、分子和原子内的运动等。亚里士多德的思想在这一时期起着重要作用。在他的著作中讨论了力学问题，虽然其中的一些观点和真理相去甚远，但由于亚里士多德的权威性如此之大，以致他的这些观点在科学思想上起着重要作用。他的权威在中世纪被认为是至高无上的，直到伽利略的时候仍不可动摇，在中世纪，他的著作阻碍了物理学的进一步发展。 到了文艺复兴时期，以宗教改革闻名的反对教会权威的斗争标志着物理学家开始以实验的语言来研究自然。哥白尼体系的建立是这时第一个伟大的胜利，它推翻了托勒密体系的地球中心说，主张地球是圆的，绕着自己的轴自转，并绕太阳公转。他第一次揭示了季节的变化和行星视扰动的原因。他的体系的一大缺点是认为一切天上的运动都是圆周运动的复合。完全推翻古典的学说的是开普勒，他吸收了哥白尼的思想，建立了著名的开普勒定律，证实了行星运行的真实的轨道——椭圆。

物理学发展简史

物理学发展简史 摘要：物理学的发展大致经历了三个时期：古代物理学时期、近代物理学时期（又称经典物理学时期）和现代物理学时期。物理学实质性的大发展，绝大部分是在欧洲完成，因此物理学的发展史，也可以看作是欧洲物理学的发展史。 关键词：物理学；发展简史；经典力学；电磁学；相对论；量子力学；人类未来发展 0 引言 物理学的发展经历了漫长的历史时期，本文将其划分为三个阶段：古代、近代和现代，并逐一进行简要介绍其主要成就及特点，使物理学的发展历程显得清晰而明了。 1 古代物理学时期 古代物理学时期大约是从公元前8世纪至公元15世纪，是物理学的萌芽时期。 物理学的发展是人类发展的必然结果，也是任何文明从低级走向高级的必经之路。人类自从具有意识与思维以来，便从未停止过对于外部世界的思考，即这个世界为什么这样存在，它的本质是什么，这大概是古代物理学启蒙的根本原因。因此，最初的物理学是融合在哲学之中的，人们所思考的，更多的是关于哲学方面的问题，而并非具体物质的定量研究。这一时期的物理学有如下特征：在研究方法上主要是表面的观察、直觉的猜测和形式逻辑的演绎；在知识水平上基本上是现象的描述、经验的肤浅的总结和思辨性的猜测；在内容上主要有物质本原的探索、天体的运动、静力学和光学等有关知识，其中静力学发展较为完善；在发展速度上比较缓慢。在长达近八个世纪的时间里，物理学没有什么大的进展。 古代物理学发展缓慢的另一个原因，是欧洲黑暗的教皇统治，教会控制着人们的行为，禁锢人们的思想，不允许极端思想的出现，从而威胁其统治权。因此，在欧洲最黑暗的教皇统治时期，物理学几乎处于停滞不前的状态。 直到文艺复兴时期，这种状态才得以改变。文艺复兴时期人文主义思想广泛传播，与当时的科学革命一起冲破了经院哲学的束缚。使唯物主义和辩证法思想重新活跃起来。科学复兴导致科学逐渐从哲学中分裂出来，这一时期，力学、数学、天文学、化学得到了迅速发展。 2 近代物理学时期 近代物理学时期又称经典物理学时期，这一时期是从16世纪至19世纪，是经典物理学的诞生、发展和完善时期。 近代物理学是从天文学的突破开始的。早在公元前4世纪，古希腊哲学家亚里士多德就已提出了“地心说”，即认为地球位于宇宙的中心。公元140年，古希腊天文学家托勒密发表了他的13卷巨著《天文学大成》，在总结前人工作的基础上系统地确立了地心说。根据这一学说，地为球形，且居于宇宙中心，静止不动，其他天体都绕着地球转动。这一学说从表观上解释了日月星辰每天东升西落、周而复始的现象，又符合上帝创造人类、地球必然在宇宙中居有至高无上地位的宗教教义，因而流传时间长达1300余年。

高中物理教学中的物理学思想和方法

高中物理教学中的物理学思想和方法 发表时间：2011-06-02T10:18:10.060Z 来源：《科学教育前沿》2011年第1期供稿作者：刘大为 [导读] "物理难学"是高中学生普遍认为的。怎样才能学好物理呢？我认为，认识物理学思想和掌握物理学方法是学好物理的保证。 刘大为（岫岩第二高中辽宁鞍山 114300） 【摘要】认识物理学思想和掌握物理学方法是学好物理的保证。认识物理学思想就是要知道它的发展史，认识物理学思想是学好物理的前提。在高中物理教学中，能量转化和守恒的观点是解决物理综合问题的重要方法之一 【关键词】物理学思想物理方法物理思想 中图分类号：Ｇ63 文献标识码：Ａ文章编号：ISSN1004-1621（2011）01-016-01 "物理难学"是高中学生普遍认为的。怎样才能学好物理呢？我认为，认识物理学思想和掌握物理学方法是学好物理的保证。现就物理学之思想和方法谈谈自己的认识，供学生和老师们参考。 一、关于物理学思想 物理学思想就是研究物质的运动形式、内在规律和物质基本结构的客观存在反映在人的意识中经过思维活动而产生的结果。这种思维活动是人的一种精神活动，是从社会实践中产生的。其内涵包括了物理科学本身的发展建立、物理学家的探索精神和研究方法以及我们学习物理的思想过程。狭义地说，就是学习物理过程而形成的符合物理体系、物理规律和物理逻辑、物理方法的结果。学会用物理思想去分析、解决物理问题。 认识物理学思想要尊重客观事实，遵循自然规律。物理学是以观察和实验为基础的学科，物理学体系无不来源于自然，来于实践。它是自然界客观存在的东西，又与生产、生活息息相关，与社会发展密切联系。我们只有认识和掌握了物理规律，才能更好地认识自然，改造自然，创造美好社会为人类服务。 认识物理学思想，是学习物理学家对物理科学的热爱和努力追求科学的严谨态度；学习他们不怕失败敢于胜利的精神；学习他们不畏艰辛勇于拼搏的工作作风；学习他们善于假设、实验、发现、创新的辨证思想；学习他们对物理的认识有着独创见解、并能自成体系的勇气和胆略；学习他们研究物理在表象、概念的基础上能进行抽象、模拟、分析、综合、判断、推理、总结等认识活动过程的思维方法。例如，牛顿运动三定律中的第一、二定律就是在伽利略的工作基础上由牛顿总结出来的。 我们在学习物理过程中，始终要领会物理学思想，并能逐步转化为自己的思想。高中物理教学中的物理思想主要有： 1．观察、实验探究思想 2．数据图象处理思想 3．概念规律形成思想 4．科学设想、建立物理模型思想 5．数理思想 6．科学思维、科学态度和科学方法思想 7．"时空"和"守恒"思想 8．变量控制思想 9．求微、求真思想 10．创新思想 但基本思想是怎样研究物理和怎样应用物理两条。 二、关于物理学方法 所谓物理学方法，简单的说就是研究学习和应用物理的方法。运用方法的过程也是思维的过程，思维主要包括抽象思维和形象思维。下面谈谈高中物理教学中常见的一些思维方法及其运用： 实验法：实验法是利用相关的仪器仪表和设计的装置通过对现象的观测，数据的采集、处理、分析后得出正确结论的一种方法。物理学是一门实验科学，观察实验应注意重复试验，去伪存真、去表抓本，去粗存精，注意理论与实验的误差，理想与实际的差异，从而发现规律。 假设法：假设法是解决物理问题的一种重要方法。用假设法解题，一般是依题意从某一假设入手，然后运用物理规律得出结果，再进行适当讨论，从而找出正确答案。在判断一些似是而非的物理现象，一般常用假设法。还有一些题中的物理量较少，虽然结果只与其有关，但在分析物理过程中又需要一些新的物理量介入时，也要进行相关量的假设，最后可以再消去。 极限法：极限法是利用物理的某些临界条件来处理物理问题的一种方法，也叫临界（或边界）条件法。如果题目中出现如"最大、最小、至少、恰好、满足什么条件"等一类词语时，一般都有临界状态，可以利用临界条件值作为解题思路的起点，设法求出临界值，再作分析讨论得出结果。此方法是一种很有用的思考途径，关键在于抓住满足的临界条件，准确地分析物理过程。 综合法（也叫程序法）：综合法就是通过题设条件，按顺序对已知条件的物理各过程和各因素联系起来进行综合分析推出未知的思维方法。此法要求从读题开始，注意题中能划分多少个不同的过程或不同状态，然后对各个过程、状态的已知量进行分析，追踪寻求与未知量的关系，从而求得未知量。一般适用于存在多个物理过程的问题。 分析法：分析法是综合法的逆过程，它是从求未知到已知的推理思维方法，是从局部到整体的一种思维过程。具体是从待求量的分析入手，从相关的物理概念或公式中去追求到已知量的一种方法。要求这个量，必须知道哪些量，逐步寻求直至全部找出相联系的物理过程和已知的关系，而后再从已知量写到未知量。综合法和分析法是最常用的解题思维方法。 模拟法：模拟法是将题设中文字描述的物理过程、状态通过实物模型或图示模型形象地描绘出来以帮助思维分析的一种方法。它能直观的反映出物理过程，是一种化复杂为简单、化模糊为清晰的有效方法。尤其对一些空间问题、抽象情景，如运动的追踪、电磁场等问题的分析就显而易见了。 在高中物理教学中，能量转化和守恒的观点是解决物理综合问题的重要方法之一。还有类比法，控制变量法，等量替换法，等效法等

高中物理思想方法归纳

§1比值法 高中物理中有很多的物理量用比值法进行定义的，例如：速度、加速度、电阻、电容、电场强度等。这些物理量有一个共同的特点：物理量本身与定义的两物理量无正反比关系。以速度为例，高中物理中定义为：匀速直线运动的物体，所通过的位移与所用时间的比值。这里位移与时间的比值，仅反应速度的大小。速度本身是不变的，与位移大小和时间长短无关。再类如电场强度的定义，电荷在电场中某点受到的电场力F与它的电量q的比值，叫做这一点的电场强度。电场强度同样与电场力和电荷电量q无关。在复习中，将这些物理量找出，并整理，有助于对概念的掌握和理解。 §2 构建物理模型法 物理学很大程度上,可以说是一门模型课.无论是所研究的实际物体,还是物理过程或是物理情境,大都是理想化模型. 如:实体模型有:质点、点电荷、点光源、轻绳轻杆、弹簧振子、……物理过程有：匀速

运动、匀变速、简谐运动、共振、弹性碰撞、圆周运动……物理情境有：人船模型、子弹打木块、平抛、临界问题……求解物理问题，很重要的一点就是迅速把所研究的问题归宿到学过的物理模型上来，即所谓的建模。尤其是对新情境问题，这一点就显得更突出。再如，电流的微观解释中，建立的柱体模型，如图柱体的截面积是s，长是l,单位体积中n个电荷，每个电荷电量为q，则根据电流的定义，就可以得到电流I ＝nslq/t=nsqv。利用这个模型就很容易处理风力发电问题。 §3控制变量法 自然界中时刻都在发生着各种现象，而且每种现象都是错综复杂的。决定一个现象的产生和变化的因素太多，为了弄清现象变化的原因和规律，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，然后再来比较、研究剩下两个变量之间的关系，这种研究问题的方法就是控制变量法。很多物理实验都用到了这种方法，如：探究力、加速度和质量三者关系的实验

物理学史

物理学史 ★伽利略（意大利物理学家）对物理学的贡献： ①发现摆的等时性 ②物体下落过程中的运动情况与物体的质量无关 ③伽利略的理想斜面实验：在1683年出版的《两种新科学的对话》一书中，运用观察—假设—数学推理的方法，详细地研究了落体运动。将实验与逻辑推理结合在一起探究科学真理的方法为物理学的研究开创了新的一页（发现了物体具有惯性，同时也说明了力是改变物体运动状态的原因，而不是使物体运动的原因） 经典题目1 伽利略根据实验证实了力是使物体运动的原因（错） 伽利略认为力是维持物体运动的原因（错） 伽俐略首先将物理实验事实和逻辑推理（包括数学推理）和谐地结合起来（对） 伽利略根据理想实验推论出，如果没有摩擦，在水平面上的物体，一旦具有某一个速度，将保持这个速度继续运动下去（对） ★胡克（英国物理学家） 对物理学的贡献：胡克定律 经典题目2 胡克认为只有在一定的条件下，弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比（对） ★牛顿（英国物理学家）对物理学的贡献 ①牛顿在伽利略、笛卡儿、开普勒、惠更斯等人研究的基础上，采用归纳与演绎、综合与分析的方法，总结出一套普遍适用的力学运动规律——牛顿运动定律和万有引力定律，建立了完整的经典力学（也称牛顿力学或古典力学）体系，物理学从此成为一门成熟的自然科学 ②经典力学的建立标志着近代自然科学的诞生 经典题目3 牛顿发现了万有引力，并总结得出了万有引力定律，卡文迪许用实验测出了引力常数（对） 牛顿认为力的真正效应总是改变物体的速度，而不仅仅是使之运动（对）牛顿提出的万有引力定律奠定了天体力学的基础（对） ★卡文迪许 贡献：测量了万有引力常量 典型题目4 牛顿第一次通过实验测出了万有引力常量（错）卡文迪许巧妙地利用扭秤装置，第一次在实验室里测出了万有引力常量的数值（对） ★亚里士多德（古希腊） 观点： ①重的物理下落得比轻的物体快 ②力是维持物体运动的原因 经典题目5 亚里士多德认为物体的自然状态是静止的，只有当它受到力的作用才会运动（对） ★开普勒（德国天文学家） 对物理学的贡献开普勒三定律 经典题目6 开普勒发现了万有引力定律和行星运动规律（错）★托勒密（古希腊科学家） 观点：发展和完善了地心说 ★哥白尼（波兰天文学家）观点：日心说 ★第谷（丹麦天文学家）贡献：测量天体的运动 ★库仑（法国物理学家） 贡献：发现了库仑定律——标志着电学的研究从定性走向定量 典型题目7 库仑总结并确认了真空中两个静止点电荷之间的相互作用（对） 库仑发现了电流的磁效应（错） ★密立根贡献：密立根油滴实验——测定元电荷通过油滴实验测定了元电荷的数值。 e=1.6×10－19C ★昂纳斯（荷兰物理学家）发现超导 ★欧姆：贡献：欧姆定律（部分电路、闭合电路）★奥斯特（丹麦物理学家） 电流可以使周围的磁针偏转的效应，称为电流的磁效应（电流能够产生磁场）

2020届高考物理第二轮专题复习选择题模拟演练：物理学史、物理学思想与方法(含解析)

2020届高考物理第二轮专题复习选择题模拟演练 物理学史、物理学思想与方法 一、单项选择题 1、下列说法正确的是( ) A.伽利略设计了理想斜面实验，研究力与运动的关系，与他同时代的法国科学家笛卡尔补充和完善了伽利略的观点，并明确指出，除非物体受到力的作用，物体将永远保持其静止或运动状态，永远不会使自己沿曲线运动，而只保持在直线上运动 B.库仑不但提出了场的概念，而且采用电场线描述电场，还发明了人类历史上的第一台发电机 C.牛顿在物理学的发展历程中，首先建立了平均速度、瞬时速度和加速度等概念用来描述物体的运动，并首先采用了实验检验猜想和假设的科学方法，把实验和逻辑推理和谐地结合起来，从而有力地推进了人类科学的发展 D.摩擦起电现象中，用丝绸摩擦过的玻璃棒所带电荷是一种，用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷是另一种，美国科学家密立根把前者命名为正电荷，把后者命名为负电荷，并且用油滴实验最早测出了元电荷的数值 2、在物理学发展历史中，许多物理学家做出了卓越的贡献.下列关于物理学家所做科学贡献的叙述中，正确的是( )

A.伽利略用理想斜面实验推翻了亚里士多德关于“力是维持物体运动原因”的观点 B.牛顿依据大量的观察数据归纳成简洁的三定律，揭示了行星运动的规律 C.库仑引入“电场”的概念来解释电荷间的相互作用 D.奥斯特发现了磁场对电流的作用力 3、在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用，下列说法符合历史事实的是( ) A.为了得出同实验相符的黑体辐射公式，爱因斯坦提出了能量子假说 B.密立根通过油滴实验，说明了原子核外电子的轨道是不连续的 C.汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中的偏转，发现阴极射线由带负电的粒子组成 D.卢瑟福通过α粒子散射实验，发现原子核是由质子和中子组成 4、以下表述正确的是( ) A.奥斯特首先发现了电磁感应定律，开辟了能源利用的新时代 B.牛顿利用扭秤实验，首先测出引力常量，为人类实现飞天梦想奠定了基础 C.安培首先提出了“场”的概念，使人们认识了物质存在的另一种形式

物理学科思想和方法

物理学科思想和方法 物理学是一门基础自然科学，它所研究的是物质的基本结构、最普遍的相互作用、最一般的运动规律以及所使用的实验手段和思维方法。物理学的基本概念和基本规律具有极大的普遍性，它为很多自然科学、工程技术提供了理论基础和实验技术。物理学的思想和方法对自然科学的研究和工程技术的发展有指导作用。 高中物理的性质：高中物理是普通高中科学学习领域的一门基础课程，与九年义务教育物理或科学课程相衔接，旨在进一步提高学生的科学素养。高中物理课程有助于学生继续学习基本的物理知识与技能；体验科学探究过程，了解科学研究方法；增强创新意识和实践能力，发展探索自然、理解自然的兴趣与热情；认识物理学对科技进步以及文化、经济和社会发展的影响；为终身发展，形成科学世界观和科学价值观打下基础。 物理学的主要特点：1、物理学是一门实验学科，它是观察、实验和科学思维相结合的产物。基本概念的形成和基本规律的发现都是通过观察、实验和科学思维与抽象建立起来的。2、物理学的基本结构是由基本概念、基本定律、基本思想、基本方法和基本精神五部分组成的。在这“五基”中，基本概念结构体系是核心。基本定律是基本概念之间的本质联系。基本思想是物理学家建立基本概念结构体系所遵从的指导思想，是物理学的灵魂。基本方法是物理学家建立基本概念结构体系所用的研究方法、途径和手段，是科学素质的集中体现。基本精神是物理学家建立基本概念结构体系所表现出来的优秀品质和崇高的科学精神，它是推动物理学向前发展的动力。（3）物理学与数学和辩证唯物主义哲学有着密切的关系。物理学是一门定量的科学，它比其他任何科学都更需要数学；物理学的发展又将大大促进数学的发展。 高中物理主要思想和方法： 1、图形/图象图解法：图形/图象图解法就是将物理现象或过程用图形/图象表征出后，再据图形表征的特点或图象斜率、截距、面积所表述的物理意义来求解的方法。尤其是图象法对于一些定性问题的求解独到好处。 2、极限思维方法：极限思维方法是将问题推向极端状态的过程中,着眼一些物