物理研究方法的妙用

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  物理学家劳尔说:“教育无非是当一切所学的知识都忘掉的时候,最后所剩下的东西。”这就是学习过程和学习方法的应用。因此我们在物理知识的学习过程中,要重视物理研究方法的领悟和应用,这对我们的物理学习和解题技巧的培养有着重要的指导作用。下面是常见的几种物理研究方法:
  1、理想化实验:人们根据研究问题的需要,抓住主要因素,忽略次要因素,对物理过程进行科学抽象(或理想塑造),从而进行逻辑推理的思维过程,这种过程的抽象或塑造是建立在可靠的事实基础上的,例如伽利略理想斜面实验。
  2、图象法:在研究两个物理量之间的关系时,可利用图象法将其关系直观地显示出来,以便更准确地研究它们之间相互依赖、相互制约的关系,如探究加速度a与合外力F的关系,可作a-F图象。
  3、控制变量法:当研究一个物理量与其他多个物理量之间的关系时,可先设定其他物理量中只有一个变化,再来研究其他物理量与该设定的变量之间的关系,同理依次研究与其他变量的关系。如探究加速度与力、质量的关系时,我们就用了控制变量法。
  4、对比法:在研究作用力、反作用力与平衡力的区别时,我们利用了对比法,做了全面的对照,从而加深了理解和认识。
  5、假设法:当物体的运动状态或受力情况不明确时,可以根据物理意义做出某一假设,从而根据物理规律进行推断、验证或讨论。例如设定加速度的方向建立牛顿第二定律的方程式,求出a从而确定物体的运动情况。
  6、单位检验法:一个物理量可由几个基本物理量表示,物理公式决定了物理量间的数量关系的同时,也决定了物理量间的单位关系,所以根据表达式两边单位是否相同可以初步确定该表达式是否正确。
  7、程序法:依顺序对研究对象或其物理过程进行分析研究的方法。要注意确定对象与对象之间、过程与过程之间的物理关系(F、a、v、t、x等关系)。
  8、极限分析法:用“放大”或“缩小”的思想把物理过程所蕴含的临界状态“暴露”出来的方法。
  9、整体法与隔离法:在确定研究对象或物理过程时,常取系统整体作为研究对象,或者取系统的一部分作为研究对象,整体法与隔离法是相辅相成的。
  例题台秤A的载物盘上放有一容器B,容器内盛有足够的水,容器底部系有一根细线。线的另一端栓有木块C,整个装置处于静止状态,现剪断细线,问剪断前后,台秤示数如何变化?
  分析与解 本题如采用隔离法,用牛顿运动定律求解,将非常复杂。如果我们选木块和水构成的系统为研究对象,细线剪断后,木块C必然在重力和浮力的共同作用下加速上升,与此同时同体积的水必然加速下沉,但由于同体积的水要比木块质量大,因而木块和水构成的系统的重心就加速下降,这样系统处于失重状态,即台秤受到的压力减小,台秤的示数与剪断线前相比变小。
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