物理方法既是科學(xué)家研究問題的方法,也是學(xué)生在學(xué)習(xí)物理中常用的方法,新課標(biāo)也要求學(xué)生掌握一些探究問題的物理方法.
常見的物理方法
模型法 即將抽象的物理現(xiàn)象用簡單易懂的具體模型表示.如用太陽系模型代表原子結(jié)構(gòu),用簡單的線條代表杠桿等.
疊加法 物理學(xué)中常常把微小的、不易測量的同一物理量疊加起來,測量后求平均值的方法俗稱“疊加法”.
控制變量法 自然界發(fā)生的各種現(xiàn)象,往往是錯綜復(fù)雜的.決定某一個現(xiàn)象的產(chǎn)生和變化的因素常常也很多.為了弄清事物變化的原因和規(guī)律,必須設(shè)法把其中的一個或幾個因素用人為的方法控制起來,使它保持不變,然后來比較,研究其他兩個變量之間的關(guān)系,這種研究問題的科學(xué)方法就是“控制變量法”.初中物理實驗大多都用到了這種方法,如通過導(dǎo)體的電流I受到導(dǎo)體電阻R和它兩端電壓U的影響,在研究電流I與電阻R的關(guān)系時,需要保持電壓U不變；在研究電流I與電壓U的關(guān)系時,需要保持電阻R不變.
實驗＋推理法 有一些物理現(xiàn)象,由于受實驗條件所限,無法直接驗證,需要我們先進(jìn)行實驗,再進(jìn)行合理推理得出正確結(jié)論,這也是一種常用的科學(xué)方法.如將一只鬧鐘放在密封的玻璃罩內(nèi),當(dāng)罩內(nèi)空氣被抽走時,鐘聲變小,由此推理出：真空不能傳聲.
轉(zhuǎn)換法 一些看不見,摸不著的物理現(xiàn)象,不好直接認(rèn)識它,我們常根據(jù)它們表現(xiàn)出來的看的見、摸的著的現(xiàn)象來間接認(rèn)識它們.如根據(jù)電流的熱效應(yīng)來認(rèn)識電流大小,根據(jù)磁場對磁體有力的作用來認(rèn)識磁場等.
等效法 在研究物理問題時,有時為了使問題簡化,常用一個物理量來代替其他所有物理量,但不會改變物理效果.如用合力替代各個分力,用總電阻替代各部分電阻,浮力替代液體對物體的各個壓力等.
描述法 為了研究問題的方便,我們常用線條等手段來描述各種看不見的現(xiàn)象.如用光線來描述光,用磁感線來描述磁場,用力的圖示描述力等.
類比法 在認(rèn)識一些物理概念時,我們常將它與生活中熟悉且有共同特點的現(xiàn)象進(jìn)行類比,以幫助我們理解它.如認(rèn)識電流大小時,用水流進(jìn)行類比.認(rèn)識電壓時,用水壓進(jìn)行類比.
物理實驗數(shù)據(jù)的處理方法
實驗數(shù)據(jù)是對實驗定量分析的依據(jù),是探索、驗證物理規(guī)律的第一手資料.在系統(tǒng)誤差一定的情況下,實驗數(shù)據(jù)處理得恰當(dāng)與否,會直接影響偶然誤差的大小.所以對實驗數(shù)據(jù)的處理是實驗復(fù)習(xí)的重要內(nèi)容之一.本文結(jié)合一些實例來簡單介紹實驗數(shù)據(jù)的處理方法.
1.平均值法
取算術(shù)平均值是為減小偶然誤差而常用的一種數(shù)據(jù)處理方法.通常在同樣的測量條件下,對于某一物理量進(jìn)行多次測量的結(jié)果不會完全一樣,用多次測量的算術(shù)平均值作為測量結(jié)果,是真實值的最好近似.
2.列表法實驗中將數(shù)據(jù)列成表格,可以簡明地表示出有關(guān)物理量之間的關(guān)系,便于檢查測量結(jié)果和運算是否合理,有助于發(fā)現(xiàn)和分析問題,而且列表法還是圖象法的基礎(chǔ).
列表時應(yīng)注意：①表格要直接地反映有關(guān)物理量之間的關(guān)系,一般把自變量寫在前邊,因變量緊接著寫在后面,便于分析.②表格要清楚地反映測量的次數(shù),測得的物理量的名稱及單位,計算的物理量的名稱及單位.物理量的單位可寫在標(biāo)題欄內(nèi),一般不在數(shù)值欄內(nèi)重復(fù)出現(xiàn).③表中所列數(shù)據(jù)要正確反映測量值的有效數(shù)字.
3.作圖法選取適當(dāng)?shù)淖宰兞?通過作圖可以找到或反映物理量之間的變化關(guān)系,并便于找出其中的規(guī)律,確定對應(yīng)量的函數(shù)關(guān)系.作圖法是最常用的實驗數(shù)據(jù)處理方法之一.
描繪圖象的要求是：①根據(jù)測量的要求選定坐標(biāo)軸,一般以橫軸為自變量,縱軸為因變量.坐標(biāo)軸要標(biāo)明所代表的物理量的名稱及單位.②坐標(biāo)軸標(biāo)度的選擇應(yīng)合適,使測量數(shù)據(jù)能在坐標(biāo)軸上得到準(zhǔn)確的反映.為避免圖紙上出現(xiàn)大片空白,坐標(biāo)原點可以是零,也可以不是零.坐標(biāo)軸的分度的估讀數(shù),應(yīng)與測量值的估讀數(shù)（即有效數(shù)字的末位）相對應(yīng).