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物理研究方法的作用是什麼

發布時間:2023-08-31 09:16:51

① 物理研究方法有哪些

物理研究主要方法如下所示。

1、控制變數法。控制變數法是指在研究幾個物理量的關系時,每次只改變一個物理量,保持其他一些物理量不變,探究這一物理量與研究對象之間的關系。這是物理研究最常用的一種方法,幾乎貫穿物理學習的始終。

2、物理模型法。物理模型法是一種高度抽象的理想客體和形態,便於想像、思考和研究問題。研究物理的過程就是建立物理模型的過程。

3、等效替代法。在保證效果相同的前提下,將陌生復雜的問題變換成熟悉簡單的模型進行分析和研究的方法。

4、類比法。簡言之,相同或相似的東西放在一起進行比較,以達到舉一反三的效果。它是根據兩個或兩類對象之間在某些方面的相同或相似而推出他們在其他方面也可能相同或相似的一種邏輯思維。

5、轉換法。物理學中有的物理現象不便於直接觀察和直接測量,通常用一些非常直觀的現象去認識或用易測量的物理量進行間接測量,這種研究問題的方法叫轉換法。

6、實驗推理法。這種方法主要利用理想實驗,理想實驗又叫假想實驗,抽象的實驗或思想上實驗它是人們在思想中塑造的實驗過程,是一種邏輯推理的理論研究方法。

7、圖像法。圖像法是數學方法在物理研究領域的運用。它是描述物理過程、揭示物理規律、解決物理問題的重要方法之一,它具有形象、直觀、動態變化過程清晰等特點,能把物理問題簡化明了,有效、簡捷地解決問題。

8、比較法。比較法是確定研究對象之間的差異點和共同點的物理研究方法,各種物理現象和過程都可以通過比較確定它們的差異點和共同點。

9、歸納法。在大量經驗、實驗、現象的基礎上,從具體事物中抽象出共同本質,概括出一般物理規律的推理方法。

物理實驗方法有哪些

1、等效替代法

簡介:在物理學中,在保證某種效果相同的前提下,將一個物理量、物理狀態或過程用另一個物理量、物理狀態或過程來替代,得到同樣的結論,這種研究問題的方法叫做等效替代法。

舉例應用:

(1)在「曹沖稱象」中,用石塊等效替代大象,效果相同。

(2)平面鏡成像實驗中利用兩個完全相同的蠟燭,驗證像與物的大小相同。

(3)在力的合成中,用一個合力可以等效替代幾個力的共同作用的效果。

2、建立理想模型法

簡介:把復雜的問題簡單化,摒棄次要因素,抓住主要因素,對實際問題進行理想化處理,構建理想化的物理模型,這是一種重要的物理思想。

舉例應用:

(1)勻速直線運動是一種理想模型,在生活實際中,嚴格的勻速直線運動並不存在。

(2)在研究連通器的原理時,理想液片是一種理想模型。

(3)光線是引入的模型,直觀、形象地描述了物理情景與事實。

3、控制變數法

簡介:在研究物理問題時,某一物理量往往受到幾個不同因素的影響,為了確定該物理量與各個不同因素之間的關系,就需要控制某些因素,使其固定不變,只研究其中一個因素,看所研究的因素與該物理量之間的關系,這種研究方法叫做控制變數法。

舉例應用:

(1)研究弦樂器的音調與弦的材料、長度和橫截面積的關系。

(2)研究蒸發快慢與液體溫度、表面積和空氣流速的關系。

(3)研究力的作用效果與力的大小、方向和作用點的關系。

(4)研究滑動摩擦力與物體間的壓力和接觸面粗糙程度的關系。

(5)研究浮力與液體密度和物體排開液體體積的關系。

(6)研究液體壓強與液體密度和深度的關系。

(7)研究物體的動能與物體質量、速度的關系。

(8)研究物體的重力勢能與物體質量、被舉高度的關系。

4、實驗推理法

簡介:實驗推理法是以大量可靠的事實為基礎,以真實的實驗為原型,通過合理的推理得到結論,深刻地揭示出物理規律的本質,是物理學研究問題的一種重要的思想方法。

舉例應用:

(1)將鬧鍾放在鍾罩中,不斷抽去罩內空氣,聽到鈴聲越來越弱,由此推理出真空不能傳聲。

(2)研究力和運動的關系,推理出牛頓第一定律。

5、轉換法

簡介:在物理學習中,有時需要研究看不見的物質(如電流、分子、力、磁場)或不易直接測量的物理量,這時就必須將研究的方向轉化到由該物質產生的學生熟知的各種可見的效應、效果上,由此來分析、研究該物質的存在、大小等情況,這種研究方法稱為轉換法。

舉例應用:

(1)研究聲音是由振動產生時,用乒乓球的可視的振動認識音叉的振動。

(2)研究壓力的作用效果時,用海綿的凹陷程度來表示。

(3)測量滑動摩擦力時轉換成測拉力的大小。

③ 物理學的研究方法有哪些

一、控制變數法:通過固定某幾個因素轉化為多個單因素影響某一量大小的問題.

二、等效法:將一個物理量,一種物理裝置或一個物理狀態(過程),用另一個相應量來替代,得到同樣的結論的方法.

三、模型法:以理想化的辦法再現原型的本質聯系和內在特性的一種簡化模型.

四、轉換法(間接推斷法)把不能觀察到的效應(現象)通過自身的積累成為可觀測的宏觀物或宏觀效應.

五、類比法:根據兩個對象之間在某些方面的相似或相同,把其中某一對象的有關知識、結論推移到另一個對象中去的一種邏輯方法.

六、比較法:找出研究對象之間的相同點或相異點的一種邏輯方法.

七、歸納法:從一系列個別現象的判斷概括出一般性判斷的邏輯的方法.

(3)物理研究方法的作用是什麼擴展閱讀:

物理學的本質:物理學並不研究自然界現象的機制(或者根本不能研究),我們只能在某些現象中感受自然界的規則,並試圖以這些規則來解釋自然界所發生任何的事情。我們有限的智力總試圖在理解自然,並試圖改變自然,這是物理學,甚至是所有自然科學共同追求的目標。

六大性質

1.真理性:物理學的理論和實驗揭示了自然界的奧秘,反映出物質運動的客觀規律。

2.和諧統一性:神秘的太空中天體的運動,在開普勒三定律的描繪下,顯出多麼的和諧有序。物理學上的幾次大統一,也顯示出美的感覺。

牛頓用三大定律和萬有引力定律把天上和地上所有宏觀物體統一了。麥克斯韋電磁理論的建立,又使電和磁實現了統一。愛因斯坦質能方程又把質量和能量建立了統一。光的波粒二象性理論把粒子性、波動性實現了統一。愛因斯坦的相對論又把時間、空間統一了。

3.簡潔性:物理規律的數學語言,體現了物理的簡潔明快性。如:牛頓第二定律,愛因斯坦的質能方程,法拉第電磁感應定律。

4.對稱性:對稱一般指物體形狀的對稱性,深層次的對稱表現為事物發展變化或客觀規律的對稱性。如:物理學中各種晶體的空間點陣結構具有高度的對稱性。豎直上拋運動、簡諧運動、波動鏡像對稱、磁電對稱、作用力與反作用力對稱、正粒子和反粒子、正物質和反物質、正電和負電等。

5.預測性:正確的物理理論,不僅能解釋當時已發現的物理現象,更能預測當時無法探測到的物理現象。例如麥克斯韋電磁理論預測電磁波存在,盧瑟福預言中子的存在,菲涅爾的衍射理論預言圓盤衍射中央有泊松亮斑,狄拉克預言電子的存在。

6.精巧性:物理實驗具有精巧性,設計方法的巧妙,使得物理現象更加明顯。

對於物理學理論和實驗來說,物理量的定義和測量的假設選擇,理論的數學展開,理論與實驗的比較是與實驗定律一致,是物理學理論的唯一目標。

人們能通過這樣的結合解決問題,就是預言指導科學實踐這不是大唯物主義思想,其實是物理學理論的目的和結構。

在不斷反思形而上學而產生的非經驗主義的客觀原理的基礎上,物理學理論可以用它自身的科學術語來判斷。而不用依賴於它們可能從屬於哲學學派的主張。在著手描述的物理性質中選擇簡單的性質,其它性質則是群聚的想像和組合。

通過恰當的測量方法和數學技巧從而進一步認知事物的本來性質。實驗選擇後的數量存在某種對應關系。一種關系可以有多數實驗與其對應,但一個實驗不能對應多種關系。也就是說,一個規律可以體現在多個實驗中,但多個實驗不一定只反映一個規律。

④ 現代物理的研究方法是什麼

物理中的研究方法 一、控制變數法 當我們研究不同物理量之間的關系,為了確定一個物理量與另一個物理量之間的關系,就需要控制其他物理量不變,看所研究的物理量與另外一個物理量變化的關系,這種方法就是「控制變數法」。具體例子: 1.探究導體中的電流與導體兩端電壓和電阻的關系2.研究導體電阻大小與導體材料、長度、橫截面積的關系3.研究滑動摩擦力的大小與壓力和接觸面的粗糙程度的關系4.研究壓力的作用效果與壓力和受力面積的關系5.研究液體的壓強與液體密度和深度的關系6.研究物體動能的大小與質量和速度的關系7.研究不同物質的吸熱能力8電流所作的功與電流、電壓的關系 二、理想化法 所謂理想化法就是藉助於邏輯思維和想像力,有意識的突出研究對象的主要因素,排出次要因素和無關的干擾因素,對實際的研究對象加以合理的概括和描述,在我們頭腦中形成理想化地研究客體或相互聯系、代替實際的研究對象,並用來探索物理世界奧秘的方法,初中物理理想化法主要體現在以下三個方面 (一).理想化條件 1.忽略外界影響與一些不重要的力的影響。例如研究物體的運動時,不考慮空氣的阻力 2.忽略一些摩擦力。例如只研究物體在「光滑平面」上的運動在研究定滑輪、動滑輪、滑輪組時,不考慮軸上的摩擦力 (二.)理想化模型 在物理學中,常常把實際研究對象或過程抽象成理想模型。例如 1.在研究光的傳播路徑和傳播方向時,引入光線 2.在研究磁場的分布時,引入磁感線 3.將光滑的表面看成沒有摩擦的理想表面。 4.杠桿也是一種理想模型。杠桿在實際應用中,忽略受力產生的形變,不考慮形狀 5.在研究原子的組成時,引入原子核式結構, 6.電流表看成一段導線,電壓表視為開路 (三.理想實驗) 也叫假象實驗理想實驗以真實的科學實驗和科學理論為基礎,加以推理得出結論。即實驗加推理。 1.研究真空不能傳聲,是建立在空氣越少聽到聲音越小得出的 2.牛頓第一定律,是以摩擦越小,小車前進的越遠為基礎的 三、等效替代法 將某個物理量、物理裝置、物理狀態(過程),用另外一個物理量、物理裝置、物理狀態(過程)來替代,得到同樣的結論。在間接測量中有許多物理量的測量都採用了這種方法 1.研究平面鏡成像實驗中,用兩個同樣的蠟燭,其中一個找另一個的像 2.求多個用電器組成的串聯、並聯的總電阻 3.「曹沖稱象」,用石塊的重量的總和替代大象的重量 4.排水法求不規則物體的體積 5.測量摩擦力時,用二力平衡原理測得拉力,從而求摩擦力 6.托里拆利實驗,利用水銀柱產生的壓強求大氣壓的數值 四、轉化法 在研究看不見的物質或現象時,可以通過研究物質或現象所產生的可見效果,進一步認識該物質或現象。需要注意的是,等效替代法雖然也有轉化的思想,但其研究主體已經產生轉移,而轉化法則是通過研究主體所產生的效果來求其原因的一種思維方法。 1.利用小球的振動來判斷發聲體在振動。 2.通過電流的效應來認識電流的存在 3.通過小磁針是否受力來判斷磁場的存在 4.電磁鐵磁性強弱通過它吸引的大頭針來確定 5.研究壓強時,利用小桌陷入海綿的深度來判斷壓力作用的效果 6.研究流體壓強時,用紙片的飄動顯示壓強的變化 7.研究動能大小的因素,通過小球推動木塊運動的遠近判斷小球動能的大小 8.通過固體、液體、氣體的擴散來認識分子的熱運動。 8電流產生熱量的多少通過溫度計示數變化量來判斷 五、類比法 在分析較為抽象的物理問題時,用具體的事物類比說明,找出共性,使得研究對象易於理解 1.用水流類比電流 水壓類比電壓 2.水波類比聲波3.用物體的動能、勢能類比分子的動能勢能4.用太陽系類比原子的結構。 六、圖像法 用圖像法分析問題,更加形象、直觀,便於理解。 1.研究固體熔化 2.研究水沸騰 3.研究物體質量與體積的關系4.研究重力與質量關系。現代物理的研究方法是什麼?

⑤ 物理學研究的范圍和作用是什麼

20世紀的物理學研究對象日益增多,研究范圍越來越大,大量學科從物理學中分化出來,形成了新的獨立學科。物理學融入基礎科學,產生了諸多新興交叉學科。作為重要的基礎學科,物理學還帶動了化學、天文、應用數學、材料、能源、信息等學科的發展。
物理學在半導體、集成電路、激光、磁性、超導等方面的發現奠定了信息革命的科學基礎。由物理學衍生的高新技術產業,在20世紀下半葉的全球經濟中扮演了重要的角色。它引導了以微電子、光電子、網路和微光機電技術為核心的第三次工業革命,為信息社會的到來奠定了技術基礎。由物理學研究帶來的新技術和新產品層出不窮,從根本上改變了生產方式和人們的生活方式。
20世紀以古典物理學為基礎產生了一系列重要的發明,如成功發射了無線電波,提出了克服地球引力進入太空的設想,第一次傳輸電視圖像,超聲技術在醫療中得以應用,激光唱盤問世等。物理學家發現了有關物質的各種形態的新現象,如超導現象。物理學還為生物、地學、農業提供了強大的探測手段和研究方法,為醫學開發了全新的診斷和治療設備。在量子力學和相對論的指導下,物理學創造了嶄新的探測和控制原子的手段,為納米科學技術的研究提供了有力工具。
20世紀,企業的中央研究所(室)在世界上已經成為應用基礎研究的重要力量,幾項獲得諾貝爾物理獎的重要發現,如晶體管、集成電路、高溫超導等都是在大工業企業的中央研究室完成的。
……
http://www.pku.e.cn/news/xiao_kan/newpaper/996/3-1.htm

⑥ 初中物理實驗方法目的及原理

模型法 即將抽象的物理現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構,用簡單的線條代表杠桿等。

控制變數法 自然界發生的各種現象,往往是錯綜復雜的。決定某一個現象的產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律,必須設法把其中 的一個或幾個因素用人為的方法控制起來,使它保持不變,然後來比較,研究其 他兩個變數之間的關系,這種研究問題的科學方法就是「控制變數法」。初中物理 實驗大多都用到了這種方法,如通過導體的電流I受到導體電阻R和它兩端電壓 U的影響,在研究電流I與電阻R的關系時,需要保持電壓U不變;在研究電 流I與電壓U的關系時,需要保持電阻R不變。

轉換法 一些看不見,摸不著的物理現象,不好直接認識它,我們常根據它表現出來的看的見、摸的著的現象來間接認識它們。如根據電流的熱效應來認識電 流大小,根據磁場對磁體有力的作用來認識磁場等。

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。

類比法 在認識一些物理概念時,我們常將它與生活中熟悉且有共同特點的現象進行類比,以幫助我們理解它。如認識電流大小時,用水流進行類比。認識電壓時,用水壓進行類比。

比值法:根據公式I=U/R P=F/S等 講同種物體間的關系進行對比

理想實驗:如牛頓第一定律 鍾罩實驗
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