物理学习中常见的研究方法

时间:2024-06-14 17:55:44 夏杰 学习方法 我要投稿
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物理学习中常见的研究方法

  在平凡的学习、工作、生活中,学习时刻伴随着我们每一个人,对于学习的人来说,学习方法是非常重要的。为了帮助大家正确高效的学习,下面是小编精心整理的物理学习中常见的研究方法,仅供参考,欢迎大家阅读。

物理学习中常见的研究方法

  一、控制变量法:

  控制变量法是指讨论多个物理量的关系时通过控制其几个物理不变,只改变其中一个物理量从而转化为多个单一物理量影响某一个物理量的问题的研究方法。常见实例:蒸发的快慢与哪些因素的有关;滑动摩擦力的大小与哪些因素有关;液体压强与哪些因素有关;研究浮力大小与哪些因素有关;压力的作用效果与哪些因素有关;滑轮组的机械效率与哪些因素有关;动能、重力势能大小与哪些因素有关;导体的电阻与哪些因素有关;研究电流与电压、电阻的关系;研究电流做功的多少跟哪些因素有关系;电流的热效应与哪些因素有关;研究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关系等。

  二、转换法:

  物理学中对于一些看不见,摸不着的现象或不易直接测量的物理量,通常用一些非常直观的现象去认识,或用易测量的物理量间接测量,这种研究问题的方法叫转换法。常见实例:扩散现象可证明分子做无规则运动;研究电流时通过电流的热效应和磁效应去研究;研究磁场时用放在磁场中的磁体会受到力的作用去研究;研究影响动能大小的因素时,物体动能的大小无法直接测量和比较,通过比较物体滚到斜面底端对其它物体做的功的多少,间接比较动能的大小;研究影响电磁铁磁性强弱的因素时通过观察它吸引大头针的多少来得出判断;又如弹簧测力计、压强计、温度计电表等都是转换法的体现。

  三、等效替代法:

  所谓等效替代法是在保证效果相同的前提下,将陌生复杂的问题变换成熟悉简单的模型进行分析和研究的思维方法。常见实例:研究串联并联电路关系时引入总电阻(等效电阻)的概念;在电路分析中可以把不易分析的复杂电路简化成为较为简单的等效电路;“曹冲称象”等。

  四、类比法:

  在我们学习一些十分抽象的,看不见、摸不着的物理量时,由于不易理解我们就拿出一个大家能看见的与之很相似的量来进行对照学习。常见实例:电压与水压;电流与水流;原子结构与太阳系;水波和电磁波;分子动能与物体的动能进行类比;功率和速度进行类比。

  五、比较法:

  当你想寻找两件事物的相同和不同之处,就需要用到比较法,对不同或有联系的两个对象进行比较,我们主要从中寻找它们的不同点和相同点,从而进一步揭示事物的本质属性。常见实例:比较蒸发和沸腾的异同点,比较汽油机和柴油机的异同点 ;电动机和热机 ;电压表和电流表的使用;重力与压力;电功与电功率等。

  六、建立模型法:

  建立模型法是一种高度抽象的理想客体和形态。物理模型可使抽象的假说理论加以形象化,便于想象和思考研究问题。常见实例:研究光现象时用到光线模型;研究磁现象时用到磁感线模型;研究肉眼观察不到的原子结构时建立原子核式结构模型;研究液体压强时用液柱模型;电路图是实物电路的模型等。

  七、积累法:

  在测量微小量的时候,我们常常将微小的量积累成一个比较大的量,这样使测量的结果更接近真实的值就是采取的积累法。常见实例:比如在测量一张纸的厚度的时候,我们先测量100张纸的厚度在将结果除以100;要测量出一张邮票的质量、测量出心跳一下的时间,测量出导线的直径,均可用积累法来完成。

  八、归纳法:

  在大量经验材料的基础上,从具体事物中抽象出共同本质,从特殊实例概括出一般规律的推理方法。常见实例:由拨动张紧的橡皮筋,声带振动发声,尺子振动发声,敲响音叉等实例中,总结物体发生时的共同特征得到声是由物体的振动产生的;铜能导电,银能导电,锌能导电则归纳出金属能导电;在阿基米德原理中,为了验证F浮=G排,我们分别利用石块和木块做了两次实验,归纳、整理均得出F浮=G排,于是我们验证了阿基米德原理的正确性;在验证杠杆的平衡条件中,我们反复做了三次实验来验证F1×L1=F2×L2 ;在验证导体的电阻与什么因素有关的时候,经过多次的实验我们得出了导体的电阻与长度,材料,横截面积,温度有关,也是将实验的结论整理到一起后归纳总结得出的。

  此外,常用的物理研究方法还有:观察法;图象法;放大法(比如音叉的振动很不容易观察,所以我们利用小泡沫塑料球将其现象放大);科学推理法(如在进行牛顿第一定律的实验时,当我们把物体在越光滑的平面运动的就越远的知识结合起来我们就推理出,如果平面绝对光滑物体将永远做匀速直线运动。又如:在做真空不能传声的实验时,当我们发现空气越少,传出的声音就越小时,我们就推理出,真空是不能传声的);分类法(如把固体分为晶体和非晶体;把物质分为导体和绝缘体等)。

  【扩展】

  学习物理要学会预习教材和阅读有关参考书,有条件的还可利用网络查阅相关资料。通过预习知道下面一节课要学习那些内容,最好能列出提纲。对一些基本的概念和规律能通过预习而理解。

  那么,怎样才能理解一个物理概念呢?

  1、明确为什么要引入这个概念。

  2、明确概念的内涵。即明确概念所反映的物理现象或过程所特有的本质属性,深入理解概念的定义和它的物理意义对于物理量其内涵包括;是描述什么的物理量?是否是矢量?如果是矢量,它的大小和方向是如何定义的?如果是标量,它的数值是如何定义的?它的单位是什么?

  3、概念的外延,即明确概念所反映的本质属性的对象,也就是概念的适用范围。

  4、了解该概念与有关概念间的区别与联系。

  例如在学过位移概念后,应了解定义这个物理概念是用于描叙物体在机械运动中位置的变化,为下一步描述物体的运动规律做准备;其内涵是由起点向终点的向量,大小就是这两点之间的距离,单位是长度的单位:米(m),位移与路程的区别和联系是:路程是标量,是路径的长度;在直线运动且运动方向不变的情况下,位移的大小与路程相等。

  怎样才能理解一条物理规律呢?

  1、明确形成规律的依据、方法和过程。这不仅对可以帮助我们体会人类的科学发展规律,对我们形成合理的知识体系也是及其重要的。

  2、明确规律的物理意义及其表述。包括:该规律在物理学中的地位和作用,明确该规律所反映的物理本质,明确规律表达中的关键词句,明确规律的数学公式的物理含义等等。

  3、明确规律的适用范围和条件。任何物理规律总是在一定范围内发现的,或在一定条件下推理得到的,并在有限领域内检验的,所以,物理规律总有它的适用范围和适用条件。

  4、明确该规律与有关规律间的区别和联系。

  例如学习库仑定律,应该知道其发现过程,是库仑用库仑扭秤通过实验事实总结出来的,而且库仑还创造性地用相同形状的导体接触时总是平分总电量这样一个规律解决了电量的测量问题。应该理解库仑定律的内容:真空中两个点电荷之间相互作用的电力,跟它们的电荷量的乘积成正比,跟他们的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上。其数学表达式是:其中的k是一个普遍适用的常量,称做静电力常量,由实验测得为:k=9.0109Nm2/C2。这一表达式其适用的条件是真空中的点电荷的情况,所以r0时,F的结论是错误的。

  预习教材,除了学习物理知识之外,还要注意学习物理学中研究问题的方法。研究问题的方法是在研究解决各个物理问题过程中体现出来的。一些典型的、常用的方法,在书中多次反复出现。例如等效法、理想化模型方法、类比法、假说法等。阅读时应该多留心、多揣摩,逐步加深对研究方法的领会。在学习时还要善于提出问题,做到看书与思考相结合,看书与质疑问难相结合。每遇到一个结论时,应该想一想,这个结论的依据是什么?是怎么来的?采用了什么思维形式、规律和方法等。

  上课要全神贯注听老师讲解,认真开动脑筋,积极思维。把自己预习时对问题的理解和老师的讲解相对比,看看自己理解的是否正确,在预习过程时遇到的问题通过上课老师的讲解和同学的讨论,是否已经搞懂了。老师在课堂上可能会组织大家进行讨论,这时要认真参加,勇于发表自己的看法。力求在课堂上把要学的知识弄懂弄透。假使有的问题一时没有搞懂,要经过看书问同学或者问老师解决。不仅是记住新的知识,而且要努力让新的知识成为所掌握的知识体系的一部分,使新的的知识成为自己的常识。在听课中,不只是弄清基本知识,还要注意学习老师分析问题解决问题的思路和方法,从某种意义上讲,提高思维能力,掌握研究问题的方法,比掌握知识更重要。同时还要做好课堂笔记,学会记课堂笔记。听课要不要记笔记?还是记笔记好。记课堂笔记有助于理解所学内容,有助于复习记忆,也有助于注意力的集中稳定。关键是学会记课堂笔记。有的学生企图把老师的话全记下来,还追求笔记的完整,过多地考虑笔记的形式,这样会影响听课;有的学生课后不整理,不翻阅笔记,这就失去了记笔记的目的。须知,记课堂笔记不是目的,目的是帮助理解学习内容,有利于复习和记忆知识。课堂笔记要用自己的话,把老师讲的重点记下来,书本上有的少记或不记,书上没有的多记,尤其要重视记下分析解决问题的典型思路和方法技巧等,让笔记成为自己的探索新知识的激发点。课后要及时整理笔记。整理笔记的过程,既是加深理解的过程,也是复习巩固的过程。如果还没有掌握记笔记的方法,听课和笔记发生矛盾,要把听好课放在首位,下课后再参照同学的笔记补起来。

  要及时复习巩固所学知识,通过看书课堂笔记,将课堂所学的物理知识在理解的基础上记忆,内化为自己的知识体系。然后再完成作业。有余力的同学还可适量地做些课外练习,巩固所学知识。

  学会运用物理知识,学到的知识要善于运用到实际中去,运用的范围很广,包括解释现象、讨论问题、设计实验、解决物理问题等。

  下面谈谈如何解决物理习题:

  1、会审题,理解题意是正确解答物理习题的前提,要迅速地理解题意,必须抓住题目中的关键字句,找出需要的已知条件和所求的物理量之间的关系,在必要时画出草图帮助理解题意。

  2、分析物理过程,一个综合题,往往由若干彼此独立的子过程组合而成,这些过程又不是孤立的,他们之间存在着一定的制约关系,只要仔细分析物理过程,寻找到前后过程的联系,就能找到解决问题的途径。

  3、选择合适的方法,从思维的角度看,供选择的方法包括分析法、综合法、假设法、取消法、反证法、递推法等等。从物理的角度看,供选择的方法包括模型化的方法、隔离分析的方法、等效变换的方法、叠加的思想方法、对称处理的方法、极端分析的方法等等。从数学的角度看,有代数法、几何方法,等等。

  4、学会运用数学知识,根据物理规律列出问题中物理量的关系式,把物理问题转化为数学问题,实现了物理过程的数学化。列出物理量间的关系后,下面的任务就是采用最好的数学方法,准确地求出结果,注意运算的技巧可以简化运算程序,节省计算时间。

  5、讨论验证结果,用量纲的方法检查结果;用数量级估算法检查结果;用特殊值假设法检查结果等。

  学习物理主要是要理解,不要认为听老师讲解就会懂得物理,物理是想懂的,只有反复思考、探索问题的实质,不断地独立思考才能真正懂得,才会求解各种各样的物理习题。

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  在平凡的学习、工作、生活中,学习时刻伴随着我们每一个人,对于学习的人来说,学习方法是非常重要的。为了帮助大家正确高效的学习,下面是小编精心整理的物理学习中常见的研究方法,仅供参考,欢迎大家阅读。

物理学习中常见的研究方法

  一、控制变量法:

  控制变量法是指讨论多个物理量的关系时通过控制其几个物理不变,只改变其中一个物理量从而转化为多个单一物理量影响某一个物理量的问题的研究方法。常见实例:蒸发的快慢与哪些因素的有关;滑动摩擦力的大小与哪些因素有关;液体压强与哪些因素有关;研究浮力大小与哪些因素有关;压力的作用效果与哪些因素有关;滑轮组的机械效率与哪些因素有关;动能、重力势能大小与哪些因素有关;导体的电阻与哪些因素有关;研究电流与电压、电阻的关系;研究电流做功的多少跟哪些因素有关系;电流的热效应与哪些因素有关;研究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关系等。

  二、转换法:

  物理学中对于一些看不见,摸不着的现象或不易直接测量的物理量,通常用一些非常直观的现象去认识,或用易测量的物理量间接测量,这种研究问题的方法叫转换法。常见实例:扩散现象可证明分子做无规则运动;研究电流时通过电流的热效应和磁效应去研究;研究磁场时用放在磁场中的磁体会受到力的作用去研究;研究影响动能大小的因素时,物体动能的大小无法直接测量和比较,通过比较物体滚到斜面底端对其它物体做的功的多少,间接比较动能的大小;研究影响电磁铁磁性强弱的因素时通过观察它吸引大头针的多少来得出判断;又如弹簧测力计、压强计、温度计电表等都是转换法的体现。

  三、等效替代法:

  所谓等效替代法是在保证效果相同的前提下,将陌生复杂的问题变换成熟悉简单的模型进行分析和研究的思维方法。常见实例:研究串联并联电路关系时引入总电阻(等效电阻)的概念;在电路分析中可以把不易分析的复杂电路简化成为较为简单的等效电路;“曹冲称象”等。

  四、类比法:

  在我们学习一些十分抽象的,看不见、摸不着的物理量时,由于不易理解我们就拿出一个大家能看见的与之很相似的量来进行对照学习。常见实例:电压与水压;电流与水流;原子结构与太阳系;水波和电磁波;分子动能与物体的动能进行类比;功率和速度进行类比。

  五、比较法:

  当你想寻找两件事物的相同和不同之处,就需要用到比较法,对不同或有联系的两个对象进行比较,我们主要从中寻找它们的不同点和相同点,从而进一步揭示事物的本质属性。常见实例:比较蒸发和沸腾的异同点,比较汽油机和柴油机的异同点 ;电动机和热机 ;电压表和电流表的使用;重力与压力;电功与电功率等。

  六、建立模型法:

  建立模型法是一种高度抽象的理想客体和形态。物理模型可使抽象的假说理论加以形象化,便于想象和思考研究问题。常见实例:研究光现象时用到光线模型;研究磁现象时用到磁感线模型;研究肉眼观察不到的原子结构时建立原子核式结构模型;研究液体压强时用液柱模型;电路图是实物电路的模型等。

  七、积累法:

  在测量微小量的时候,我们常常将微小的量积累成一个比较大的量,这样使测量的结果更接近真实的值就是采取的积累法。常见实例:比如在测量一张纸的厚度的时候,我们先测量100张纸的厚度在将结果除以100;要测量出一张邮票的质量、测量出心跳一下的时间,测量出导线的直径,均可用积累法来完成。

  八、归纳法:

  在大量经验材料的基础上,从具体事物中抽象出共同本质,从特殊实例概括出一般规律的推理方法。常见实例:由拨动张紧的橡皮筋,声带振动发声,尺子振动发声,敲响音叉等实例中,总结物体发生时的共同特征得到声是由物体的振动产生的;铜能导电,银能导电,锌能导电则归纳出金属能导电;在阿基米德原理中,为了验证F浮=G排,我们分别利用石块和木块做了两次实验,归纳、整理均得出F浮=G排,于是我们验证了阿基米德原理的正确性;在验证杠杆的平衡条件中,我们反复做了三次实验来验证F1×L1=F2×L2 ;在验证导体的电阻与什么因素有关的时候,经过多次的实验我们得出了导体的电阻与长度,材料,横截面积,温度有关,也是将实验的结论整理到一起后归纳总结得出的。

  此外,常用的物理研究方法还有:观察法;图象法;放大法(比如音叉的振动很不容易观察,所以我们利用小泡沫塑料球将其现象放大);科学推理法(如在进行牛顿第一定律的实验时,当我们把物体在越光滑的平面运动的就越远的知识结合起来我们就推理出,如果平面绝对光滑物体将永远做匀速直线运动。又如:在做真空不能传声的实验时,当我们发现空气越少,传出的声音就越小时,我们就推理出,真空是不能传声的);分类法(如把固体分为晶体和非晶体;把物质分为导体和绝缘体等)。

  【扩展】

  学习物理要学会预习教材和阅读有关参考书,有条件的还可利用网络查阅相关资料。通过预习知道下面一节课要学习那些内容,最好能列出提纲。对一些基本的概念和规律能通过预习而理解。

  那么,怎样才能理解一个物理概念呢?

  1、明确为什么要引入这个概念。

  2、明确概念的内涵。即明确概念所反映的物理现象或过程所特有的本质属性,深入理解概念的定义和它的物理意义对于物理量其内涵包括;是描述什么的物理量?是否是矢量?如果是矢量,它的大小和方向是如何定义的?如果是标量,它的数值是如何定义的?它的单位是什么?

  3、概念的外延,即明确概念所反映的本质属性的对象,也就是概念的适用范围。

  4、了解该概念与有关概念间的区别与联系。

  例如在学过位移概念后,应了解定义这个物理概念是用于描叙物体在机械运动中位置的变化,为下一步描述物体的运动规律做准备;其内涵是由起点向终点的向量,大小就是这两点之间的距离,单位是长度的单位:米(m),位移与路程的区别和联系是:路程是标量,是路径的长度;在直线运动且运动方向不变的情况下,位移的大小与路程相等。

  怎样才能理解一条物理规律呢?

  1、明确形成规律的依据、方法和过程。这不仅对可以帮助我们体会人类的科学发展规律,对我们形成合理的知识体系也是及其重要的。

  2、明确规律的物理意义及其表述。包括:该规律在物理学中的地位和作用,明确该规律所反映的物理本质,明确规律表达中的关键词句,明确规律的数学公式的物理含义等等。

  3、明确规律的适用范围和条件。任何物理规律总是在一定范围内发现的,或在一定条件下推理得到的,并在有限领域内检验的,所以,物理规律总有它的适用范围和适用条件。

  4、明确该规律与有关规律间的区别和联系。

  例如学习库仑定律,应该知道其发现过程,是库仑用库仑扭秤通过实验事实总结出来的,而且库仑还创造性地用相同形状的导体接触时总是平分总电量这样一个规律解决了电量的测量问题。应该理解库仑定律的内容:真空中两个点电荷之间相互作用的电力,跟它们的电荷量的乘积成正比,跟他们的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上。其数学表达式是:其中的k是一个普遍适用的常量,称做静电力常量,由实验测得为:k=9.0109Nm2/C2。这一表达式其适用的条件是真空中的点电荷的情况,所以r0时,F的结论是错误的。

  预习教材,除了学习物理知识之外,还要注意学习物理学中研究问题的方法。研究问题的方法是在研究解决各个物理问题过程中体现出来的。一些典型的、常用的方法,在书中多次反复出现。例如等效法、理想化模型方法、类比法、假说法等。阅读时应该多留心、多揣摩,逐步加深对研究方法的领会。在学习时还要善于提出问题,做到看书与思考相结合,看书与质疑问难相结合。每遇到一个结论时,应该想一想,这个结论的依据是什么?是怎么来的?采用了什么思维形式、规律和方法等。

  上课要全神贯注听老师讲解,认真开动脑筋,积极思维。把自己预习时对问题的理解和老师的讲解相对比,看看自己理解的是否正确,在预习过程时遇到的问题通过上课老师的讲解和同学的讨论,是否已经搞懂了。老师在课堂上可能会组织大家进行讨论,这时要认真参加,勇于发表自己的看法。力求在课堂上把要学的知识弄懂弄透。假使有的问题一时没有搞懂,要经过看书问同学或者问老师解决。不仅是记住新的知识,而且要努力让新的知识成为所掌握的知识体系的一部分,使新的的知识成为自己的常识。在听课中,不只是弄清基本知识,还要注意学习老师分析问题解决问题的思路和方法,从某种意义上讲,提高思维能力,掌握研究问题的方法,比掌握知识更重要。同时还要做好课堂笔记,学会记课堂笔记。听课要不要记笔记?还是记笔记好。记课堂笔记有助于理解所学内容,有助于复习记忆,也有助于注意力的集中稳定。关键是学会记课堂笔记。有的学生企图把老师的话全记下来,还追求笔记的完整,过多地考虑笔记的形式,这样会影响听课;有的学生课后不整理,不翻阅笔记,这就失去了记笔记的目的。须知,记课堂笔记不是目的,目的是帮助理解学习内容,有利于复习和记忆知识。课堂笔记要用自己的话,把老师讲的重点记下来,书本上有的少记或不记,书上没有的多记,尤其要重视记下分析解决问题的典型思路和方法技巧等,让笔记成为自己的探索新知识的激发点。课后要及时整理笔记。整理笔记的过程,既是加深理解的过程,也是复习巩固的过程。如果还没有掌握记笔记的方法,听课和笔记发生矛盾,要把听好课放在首位,下课后再参照同学的笔记补起来。

  要及时复习巩固所学知识,通过看书课堂笔记,将课堂所学的物理知识在理解的基础上记忆,内化为自己的知识体系。然后再完成作业。有余力的同学还可适量地做些课外练习,巩固所学知识。

  学会运用物理知识,学到的知识要善于运用到实际中去,运用的范围很广,包括解释现象、讨论问题、设计实验、解决物理问题等。

  下面谈谈如何解决物理习题:

  1、会审题,理解题意是正确解答物理习题的前提,要迅速地理解题意,必须抓住题目中的关键字句,找出需要的已知条件和所求的物理量之间的关系,在必要时画出草图帮助理解题意。

  2、分析物理过程,一个综合题,往往由若干彼此独立的子过程组合而成,这些过程又不是孤立的,他们之间存在着一定的制约关系,只要仔细分析物理过程,寻找到前后过程的联系,就能找到解决问题的途径。

  3、选择合适的方法,从思维的角度看,供选择的方法包括分析法、综合法、假设法、取消法、反证法、递推法等等。从物理的角度看,供选择的方法包括模型化的方法、隔离分析的方法、等效变换的方法、叠加的思想方法、对称处理的方法、极端分析的方法等等。从数学的角度看,有代数法、几何方法,等等。

  4、学会运用数学知识,根据物理规律列出问题中物理量的关系式,把物理问题转化为数学问题,实现了物理过程的数学化。列出物理量间的关系后,下面的任务就是采用最好的数学方法,准确地求出结果,注意运算的技巧可以简化运算程序,节省计算时间。

  5、讨论验证结果,用量纲的方法检查结果;用数量级估算法检查结果;用特殊值假设法检查结果等。

  学习物理主要是要理解,不要认为听老师讲解就会懂得物理,物理是想懂的,只有反复思考、探索问题的实质,不断地独立思考才能真正懂得,才会求解各种各样的物理习题。