1、人们有计划、有目的、有控制地对自然现象进行考察的方法称科学观察( )2、比值定义法和控制变量法的目的都在于比较,故它们属于比较的方法( )3、科学研究中的科学实验最显著的特点是A 能借助仪器进行观察B 可以纯化研究对象C 在实验室中进行D 可以强化研究对象4、自然科学中由少数几个基本概念、基本原理出发,然后运用逻辑推理导出的一些定理,从而形成一个完整的理论体系,用的是A 归纳法B 统计法C 公理化方法D 演绎推理方法5、“能在转变前后总量是守恒的,β衰变是一种能的衰变,所以β衰变前后总能量也是守恒的”这一逻辑推理属于A 归纳法B 分析方法C 类比方法D 演绎推理方法6.亚里士多德的逻辑方法对物理学的主要贡献(1)将客观世界作为观察对象,站在客观世界的对面进行审视与探究,由此体现了物理学研究以自然界为研究对象,努力探究自然界中存在的规律性特征。
(2)重视经验和感觉,强调解释应与经验相符,这种观点是以事实为依据的科学态度雏形。
(3)在物理学方法上,他是形式逻辑的学的创始人。
他倡导逻辑理性的研究方法。
提出建立物理理论的原则是“必须从我们最熟悉的事物开始”然后一直演绎推理下去,形成独立的科学体系。
7.从个别的具体事物的认识中抽象出一般性认识的推理方法和思维形式就叫归纳法8.简单枚举归纳推理和科学归纳推理:物理学中热力学的几个实验定理,毕奥-萨伐尔定律,法拉第电磁感应定律9.求同法:(1)布朗运动(小得能漂在水上,就是物质作不规则运动的原因)(2)测量单摆周期实验(选择同一地点进行测量,每次固定摆长不变(,但原料和质量都变。
结果摆的周期T(标志a)不变)(3)物理教学中,教师在讲解力时,首先给出有力存在的具体实例,如“人推车”、“人提水桶”、“推土机推土”、“压路机压路”、“磁铁吸引大头针”,然后由上述实例归纳出结论:力是物体对物体的作用。
此处所用的归纳法,即求同法(4)力是使物体产生加速度的原因。
(运用求同策略)10.差异法(1)做曲线运动需要物体所受合力与原运动方向不同线(2)声音可借助空气传播(3)通电导线周围存在磁场(4)二力平衡需要二力同线这个条件11.共变法的特点是设法保持其他现象(因素)不变,而让一个现象(因素)发生变化,由此观测另一个现象(因素)的相应变化,例如让压强的值逐渐改变,并测出相应的体积值,就能够运用共变法概括出气体的体积与压强两者的反比关系。
12.归纳法的利第一:归纳法使物理学家能从大量的经验材料中发现那些反映客体普遍特征的物理学规律。
(1)伽利略的许多成就都与归纳法联系在一起,他对单摆的等时性规律的研究、对运动学基本规律的总结等,都是运用归纳法的结果。
(2)牛顿更加推崇归纳法,他对光的色散的发现、对光谱和虹的成因研究等,也都是归纳法应用的成果。
第二:归纳法能使物理学研究从个别事实中受到启迪,提出并论证假说,推动物理学进一步发展。
归纳法即是“发现的逻辑”,又是“论证的逻辑”。
例如爱因斯坦提出并论证的光量子假说,就是运用科学归纳的成果。
第三:归纳法用以指导物理实验,能以简捷的逻辑方式揭示因果联系。
人们对某些物理现象无法直接观察、测量时,往往采用与之相互作用的、能代表这些现象变化的另一种可测的现象表示出来,作为实验认识的依据。
13.归纳法的弊(1)归纳法的客观基础和概括过程,决定了其结论的或然性例如:通过枚举归纳得出“金属热胀冷缩”的结论,金属锑并非热胀冷缩。
(2)过分强调归纳,易陷入狭隘的经验之中,阻碍物理学的发展。
例如:场、熵、焓耗散结构等奇特概念难以用直观经验来把握,也无法靠归纳得出,必须靠理论思维来推导和理解。
14.演绎法是一般到个别、从普通到特殊的推理过程,是共性推出个性的方法(1)所有的金属都能导电,铜是金属,所以铜能导电;(2)太阳系的大行星都以椭圆形轨道绕太阳运行,冥王星是太阳系的大行星,因此冥王星以椭圆形轨道绕太阳运行;(3)在一个标准大气压下,水的沸点是1000C,所以,在一个标准大气压下把水加热到1000C时,水会沸腾;15.归纳与演绎的辩证关系(1)演绎必须以归纳为基础(2)归纳要以演绎为指导(3)归纳与演绎相互渗透16.类比推理是由个别(或一般)到个别(或一般)的推理17.(1)牛顿发现的万有引力定律,把天体力学与地上的力学统一起来,实现了物理学发展史上的第一次大综合,这其中主要应用因果类比的方法.(2)万有引力定律与库仑定律(3)光的传播与声的传播;电场与磁场(4)弹簧的动力学方程F=kx 与单摆的动力学方程运动学方程F=kx(5)获得“带电体在静电场与重力场中也具有电势能”这一结论的类比推理(6)质点的平动和刚体定轴转动之间的类比(7)点电荷和质点的类比;库仑力(静电力)与万有引力(重力)的类比;电场(静电场)与引力场(重力场)的类比。
研究电流时有把抽水机类比电源、水压类比电压、水流类比作电流;在研究做功快慢时常与运动快慢进行类比。
(8)麦克斯韦的研究工作和类比方法,是受到了汤姆逊的类比方法的启发,使它找到了研究电磁场的有效方法18.实验方法:比较、放大、模拟、转换、干涉计量(1)比较法:如测量物体长度,用天平称量质量,用电桥测电阻等天平、电桥、电位差计等均是常用的比较系统比率测量法:惠斯顿电桥的倍率旋钮挡的设计交换法和替代法:用天平称衡物体质量替代法:在用平衡电桥测电阻时,先接入待测电阻,调电桥平衡,再用可调电阻箱替换待测电阻,并保持其它条件不变,调电阻箱重新使电桥平衡,则电阻箱示值即为被测电阻的阻值,类似的测量方法称为替代法。
如用合力替代各个分力,用总电阻替代各部分电阻,浮力替代液体对物体的各个压力等。
(2)放大法:累积放大法;机械放大法;电学放大法;光学放大法累积放大法:单摆实验的周期测量;回旋加速器机械放大法:在《测定金属电阻率》实验中所使用的螺旋测微器电学放大法:三极管常用作放大器光学放大法:放大镜、显微镜和望远镜等都属于视角放大的仪器微小变化量的放大原理:常用于检流计、光杠杆等装置(3)模拟法:例如在模拟静电场的实验中,就是用电流场模拟静电场的实例用铁屑的分布来模拟磁感线的存在用超声波代替地震波,用岩石、塑料、有机玻璃等做成各种模型,来进行地震模拟实验(4)转换法一般可分为:参量转换法;能量转换法能量转换测量法:如热敏、光敏、压敏、气敏、湿敏材料以及这些材料性能最常见的传感器转换法有:1)光电转换2)磁电转换3)热电转换4)压电转换1)光电转换:例如在弱电流放大的实验中,把激光(或其他光,如日光、灯光等)照射在硒光电池上直接将光信号转换成电信号,在进行放大。
在物理实验中常用的光电元件还有光敏三极管、光电倍增管、光电管等2)磁电转换:最经典的磁敏元件是霍尔元件、磁记录元件(如读、写磁头、磁带、磁盘┈)、巨磁阻元件等,利用磁敏元件(或电磁感应组件)将磁学参量转换成电压、电流或电阻的测量3)热电转换:利用热敏元件(如半导体热敏元件、热电偶等),将温度的测量转换成电压或电阻的测量4)压电转换:利用压敏元件或压敏材料(如压电陶瓷、石英晶体等)的压电效应,将压力转换成电信号进行测量(5)干涉计量法:利用光的等厚干涉现象可以精确测量微小长度或角度变化,测量微小的形变及其相关的其它物理量;也可以来检验物体表面的平面度、球面度、光洁度及工件内应力的分布等(6)光谱技术与方法、X射线衍射技术与方法、电子显微技术与方法都与光的衍射原理与方法相关(7)磁共振技术与方法、低温和真空技术、核物理技术与方法,扫描隧道显微技术与方法、薄膜制备技术与物性研究等现代物理实验方法与技术是高新技术领域常用的近代物理实验方法(8)留迹法:如在《测定匀变速直线运动的加速度》、《验证牛顿第不运动定律》、《验证机械能守恒定律》等实验中,就是通过纸带上打出的点记录下小车(或重物)在不同时刻的位置(位移)及所对应的时刻,从而可从容计算小车在各个位置或时刻的速度并求出速度;对于简谐运动,则是通过摆动的漏斗漏出的细沙落在匀速拉动的硬纸板上而记录下各个时刻摆的位置,从而很方便地研究简谐运动的图像;利用闪光照相记录自由落体运动的轨迹等实验都采用了留迹法。
(9)补偿法:(10)理想化法:如在《用单摆测定重力加速度》的实验中(假设悬线不可伸长)悬点的摩擦和小球在摆动过程的空气阻力不计,在电学实验中把电压表变成内阻是无穷大的理想电压表,电流表变成内阻等于0的理想电流表等实验都采用了理想化法。
(11)探索性实验:例如研究杠杆平衡条件、研究电磁感应现象的实验(12)验证性实验:例如验证牛顿第二运动定律、验证玻意耳定律的实验(13)设计性实验:例如初中,在学生理解串、并联电路的特点,并熟悉电流表和电压表使用的基础上,可以让学生设计只用电表和一个已知电阻来测量另一个未知电阻的实验;在高中,可以让学生设计验证反冲运动中的动量守恒等实验(14)物理学史上最经典的10大实验排名第一:托马斯·杨的双缝干涉应用于电子干涉的实验排名第二:伽利略的自由落体实验排名第三:罗伯特·密立根的油滴实验排名第四:牛顿的棱镜分解太阳光排名第五:托马斯·杨的光的干涉实验排名第六:卡文迪许扭矩试验排名第八:伽利略的匀加速运动实验排名第九:卢瑟福发现原子核的实验排名第十:米歇尔·傅科钟摆实验一:控制变量法例如:探究声音的响度和音调、理想斜面实验、探究力与运动的关系、探究影响滑动摩擦力大小的因素、探究影响压力的作用效果的因素、探究影响液体压强大小的因素、探究影响浮力大小的因素、探究影响滑轮组的机械效率的因素、探究影响动能大小的因素、探究影响重力势能大小的因素、探究影响导体电阻大小的因素、验证欧姆定律、探究影响电流做功多少的因素、探究影响电流的热效应的因素、探究影响电磁铁磁性强弱的因素二:比值定义法:它适用于物质属性或特征、物体运动特征的定义。
第一类是表征一定物体(或物质)自身某种固有属性的物理量,属于性质量如:密度、电场强度E、磁感应强度B、电容C、电阻R等。
第二类是描述物体(或物质)外在的状态、外在的强弱等,而并不反映其自身固有性质的物理量,属于状态量,作用量如速度v、加速度a、压强、电流、功率等三:等效替代法1.模型等效代替:质点模型、刚体模型、理想气体、点电荷模型、线电流模型用实物模型去替代实际物体:例如我们教学中用到的“发电机模型、内燃机模型、电动机模型”,它们都是用来模拟实际发电机,内燃机,电动机的工作过程2.过程模型等效:用理想过程等效替代实际过程:忽略了空气阻力,风的吹力,物体自身转动等次要因素,认为是自由下落用简单过程替代复杂过程:“平均速度”概念的引入,就是把变速运动等效为一种匀速运动,从而把复杂的变速运动转变为最简单的易于掌握的匀速运动来处理。