高中阶段经常用到的研究手段都归纳在一块儿了。
首先说的是理想模型法, 现实生活中碰到的一切事物, 它的样子和状况都非常复杂, 非常杂乱无章, 当人们使用物理学的规律去对这些现实生活中的事儿进行分析探讨的时候, 往往需要给它们做一个适当的简化动作, 必须忽略掉那些不那么重要、属于次要性质的因素才行, 只有这样才能够把主要的矛盾问题给突出展示出来, 采用这种具备理想化特色的方法, 去对那些现实里存在的事物进行简化操作之后, 人们就可以得到一个个的, 或者说一系列的各种各样的物理模型。
这里有一些实体模型, 比如质点、点电荷、轻杆、轻绳、轻弹簧、理想变压器、（3-3）液片、理想气体、（3-4）弹簧振子、单摆等等, 还有过程模型, 像是匀速直线运动、匀变速直线运动、匀变速曲线运动、匀速圆周运动这些。使用模型方法能够对学习和研究起到简化和纯化的作用。
但是, 经过简化之后的模型一定要表现出原型所反映出的特点和知识。每一种模型都有一个固定的使用情形, 还有一个能够施展本领的领域。第二点讲的是控制变量法这个方法是怎么回事。它把那种有多个因素在一块儿影响某个物理量的复杂情况, 变成先把其中几个因素固定住不让它们变, 只盯着一个因素去改变它的样子。
这样就把大问题变成了多个单一因素各自独立影响那个物理量的小问题, 这就是这种研究法子。在实验数据的表格当中, 这种表现是这样的, 也就是有两回试验, 它们只有一个条件是不一样的, 假如这两回试验的结果不一致, 那么结果就和那个不一样的条件有联系, 假如结果一样, 就没有联系。
反过来讲, 如果你想要研究一个物理量和某一个因素是不是有关系, 那就应该让这个因素变动, 而其他所有的因素都得保持原来的样子不变, 控制变量法就是中学物理里面最常用的方法之一。
滑动摩擦力的大小究竟和哪些因素存在关系;需要去探究加速度、还有力和质量之间的那种关联, 也就是牛顿第二定律的内容;导体的电阻会受到哪些因素的影响, 这涉及到电阻定律;电流产生的热效应跟什么东西有关, 这里提到的是焦耳定律;研究安培力的大小是依赖于哪些因素的;研究理想气体状态出现变化的情况, 即理想气体状态方程;所有这些内容, 均应用了这种科学方法。
三、理想实验法, 它也被称作想象创新法, 同时也叫思想实验法, 这种方法是一种研究问题的方法, 该方法是在实验的基础之上, 经过概括的操作, 经过抽象的操作, 经过推理的步骤, 从其中得出规律的。但是, 研究出来的那些规律没办法靠着实验去直接验证。这是科学家们用来解决科学理论里头某些难题的办法。
他们会拿原来的理论知识当作思想实验的材料, 这些知识包括原理、定理、或者是定律之类的东西。然后提出能解决问题的设想当作理想实验的目标。接着在脑子里面想出让这些实验材料产生相互作用所必须的条件。最后按照非常严格的逻辑思维操作方法去处理这些思想实验里的材料。
这样一来就能得出一系列新的原理和新定律, 这些东西能够反映出客观物质规律。这样一来科学难题就被解决了, 科学发展也就得到了推动。
又称为推理法, 这种方法被用于伽利略斜面实验之中, 并且通过它推导出声音不能在真空中传播这一结论, 还推导出牛顿第一定律等知识点, 第四部分是关于微量放大法的说明, 在物理实验当中经常会遇到一些微小物理量需要被测量的情况, 为了提高测量的精度, 所以需要采取合适的并且行之有效的放大操作方式, 选用相应的测量装置去对被测量的值进行放大处理, 然后再去执行测量活动, 常见的一些放大方法包括累计放大法、形变放大镜法、光学放大法等。
1）累计放大法, 就是在被测物理量可以被简单叠加的时候, 通过把它累积成若干倍再进行测量的这种办法高中物理学的研究方法，所以又被叫做叠加放大法。比如说去测量纸的厚度, 或者去测量金属丝的直径这些情况, 大家通常都会用这种方法来完成测量。这种累计放大法的好处在什么地方呢?
就在于它能够在不改变测量性质的大前提下, 把需要被测量的那个量先扩展上若干倍, 然后再去进行测量, 这样就能让测量结果的有效数字变多, 同时还能有效地减小测量时产生的相对误差。
2）形变放大法这样一种东西, 它是这么个情况, 形变是力作用所造成的一种效果, 在力学里面, 形变的最基本的表现方式就是体积的改变和长度的改变还有角度的改变, 而去显示形变的方法呢可以用力学的方法, 也可以用电学或者是光学的方法, 比如像体积的变化这种情况可以由液柱的长度的变化来直接显示出来, 又比如像热膨胀这样的情况可以通过杠杆放大法来得到显示。
3）光学放大法这一种常用的方法, 它可以分成两种不同的情况来讲。第一种情况, 是让被测的东西通过一些光学装置, 把视角给放大起来, 然后形成放大的图像, 这种操作便于人去观察以及做出判断, 这样一来就能提高测量的精度了, 像是放大镜、显微镜还有望远镜这些都属于这类方法。
第二种情况呢, 是借助光学装置把那些需要去测的微小物理量给间接地放大开, 之后通过去测量已经被放大了的物理量, 最终获得原本微小的那个物理量。例如测量微小长度和微小角度变化的光杠杆镜尺法, 就是一种常用的由光学方法来实现放大的技术。
卡文迪许在进行引力常量的测量工作时所使用的扭秤装置, 实际上采用的是多种多样的放大手段。我们接下来要讨论的第五部分是关于模拟法的内容。模拟法和类比法在概念上是十分接近的。
所谓模拟法, 是指在实验室环境中先设计出一个与某项被研究的现象或过程（也就是原型）具有相似性的模型物体, 接着依据该模型来开展实验, 进而间接地探究出原型的内在规律性, 这种操作方式就被称之为实验方法。
先依照原型的主要特征, 去创设一个与之相似的模型, 接着再通过这个模型来对原型进行间接研究, 这是一种形容方法, 根据模型和原型之间的相似关系, 把模拟法分成了物理模拟和数学模拟两种情况, 好比在描绘电场中等势线的实验里, 用直流电流场来模拟静电场。
六、所谓类比, 其实就是指根据两个对象或者说是两类事物之间, 在某些方面存在着相同或者是相似的地方, 从而去推断出它们在其它方面也可能同样是相同或者相似的这种逻辑思维。我们可以拿万有引力公式和库仑力公式作为例子, 可以发现它们从形式上来讲是非常相似的。
七、等效替代效法等效法是大家常用的那种科学思维方法。所谓等效意思就是说不同的物理现象, 又或者是物理模型以及相关的过程, 在物理意义方面, 或者说是在作用和效果方面, 再或者是遵循物理规律这方面, 它们是相同的。它们之间可以相互替代, 并且还能保证结论不变。
所谓等效的方法是指面对一个较为复杂的问题的时候, 人们会提出一个简单的方案或者设想, 而这些简单的方案或设想的效果与原来的情况是完全相同的。这样就通过这种方式使得原本困难的问题变得容易了, 最终求得了解决。
比如说, 咱们之前学习的那些内容, 像什么是等效电路, 电阻怎么计算等效值, 把电压表当成电流表来看待这种等效方法, 又或者把电流表当作电压表来分析那种等效情况, 再比如测电阻里用到的替代法, 还有分力和合力之间存在的那种等效关系, 分运动和合运动之间的等效关联等等。
另外还有环形电流和小磁体之间的等效性, 通电螺线管和条形磁铁之间的等效特性, 诸如此类等等许多例子。接下来讲到第八点, 也就是比值定义法这种方法。所谓的比值定义法, 其实就是指在给某个物理量下一个定义的时候, 采取使用比值的这种形式来进行定义的这么一个动作。
在物理学里面, 用比值办法来定义的那些物理概念, 占的比例是相当大的, 举个例子来说, 像速度、加速度、密度、压强、功率、电场强度、电势、电势差、磁感应强度、电阻、电容, 这些全都是这样的例子。
加速度a等于速度的变化量Δv比上时间的变化量Δt, 电场强度E等于力F比上电荷量q, 电容C等于电荷量Q比上电压U, 电阻R等于电压U比上电流I, 电流I等于电荷量q比上时间t高中物理学的研究方法，电动势ε等于功W比上电荷量q, 电势差U等于功W比上电荷量q, 磁感应强度B等于力F比上电流I和长度L的乘积, 或者磁感应强度B等于力F比上电荷量q和速度v的乘积, 或则磁感应强度B等于磁通量Φ比上面积S。
（一）“比值法”的特点: 1、比值法适用于定义物质的属性或特征、以及物体的运动特征。利用比值法来定义物理量的时候, 通常得满足一些条件, 这些条件包括客观需求、两个能测量的物理量能间接反映出特征属性这两点, 再者就是这两个物理量的比值必须是一个恒定值。
第二类叫法是分为两类比值法来阐述其特点, 第一类是用比值法去定义物质本身或者物体属性上的特征的物理量, 例如电场强度 E 、磁感应强度 B 、电容 C 以及电阻 R 等例子都包含在这种情况中, 这些例子的共同特性就是它们的属性完全是由自身内在因素所决定的。
在定义物理量的时候, 必须得挑一个能体现出所研究某类具体性质的测试实体来当作对象进行探讨。
比方说, 若是要定义电场强度E这个概念的话, 那就需要选取检验电荷q作为测试工具, 然后去观察并且测量那个被放进了电场里面的检验电荷q, 看它受到的电场力F有多大, 紧接着采用把电场力F比上检验电荷q这种比值关系, 以此来确立定义。
另外还有别的一种类型的方法, 那就是对用于描述物体所处的运动状态特征的一些物理量下进行定义, 例如我们常见的速度v、加速度a以及角速度ω, 这些都是通过这种方式来进行定义的。这些物理量的设定, 是借助了匀速直线运动、匀变速直线运动还有匀速圆周运动这类简单的运动形式才引入的。
这几个物理量在定义上, 有一个共同点。那就是在任何相等的时间内, 同一个物理量所产生的变化数值都是一样的。我们通常用这个变化量除以它所花费的时间, 得到的比值就可以用来表征这种变化的快慢特征。接下来是对第二种方法的理解, 也就是关于比值法的理解。
在进行相关思考时需要注意一点, 一定要把所涉及的物理量是从哪里来, 又到什么地方去, 也就是说它的来龙去脉, 给彻底搞清楚。
为什么要研究这个问题, 从而引入比值法来定义物理量, 包括问题是怎样提出来的, 怎样进行研究, 这里需要说明包括有哪些主要的物理现象、事实, 运用了什么手段和方法等, 通过研究得到怎样的结论, 其中包含物理量是怎样定义的, 数学表达式怎样, 物理量的物理意义是什么, 这部分内容包括反映了怎样的本质属性, 适用的条件和范围是什么, 最后是这个物理量有什么重要的应用。
理解问题的时候234范文网，你要展开类比, 还要发挥想象, 这样才能进行逻辑推理, 所有的由比值法定义的那些物理量, 它们都有共同的特征, 通过展开类比和想象, 再配合上逻辑推理以及抽象思维这些个活动去开展, 最后才能让思维的层级一下子提上去, 让学到的知识能够灵活地迁移过去, 正是在这种不断的类比过程之中, 才能把问题的理解程度给加深。
比如在重力场、电场和磁场的教学活动中, 相同之处在于, 三者都需要选择一个用来检验场性质的实体, 并且是采用让该检验实体所受到的力与这个检验实体的某一个相关物理量进行相比的方式来进行定义的。
然而, 彼此之间也是存在区别的, 在涉及重力场的比值计算时, 其分子分母中的那个分母是质量, 这就非常简单的处理了；当到了给电场下定义的时候, 就必须要去考虑电荷电性这个问题了；至于磁场定义起来则是最为复杂的状况的, 它不仅是要去考虑电流元I的数值情况, 同时也是要考虑到那个给电流元所做出的放置方位以及有效长度的情况。
所以, 这几种不同场在定义方式上既有共性也存在明显的差异表现。3. 不能把比值法的公式搞成纯粹的数学样子。
在建立物理量的时候, 要把交代清楚物理思想和方法, 去搞清概念表达的那些属性信息, 要从这些量度公式里面去理解它们代表的物理过程和那些物理符号的真实内容, 千万要小心避免被数学符号的形式给带跑了, 从而忽视了物理量本身包含的丰富内容, 一定要从量度公式当中把那个所定义的概念、还有和相关的那些真实依存关系以及具体的物理过程给揭示出来, 要防止那种死记硬背的做法和胡乱使用的情况。
另一方面, 在数学形式上表现为比例关系的方程式, 并不必然对应比值法。例如公式 a=F/m, 仅在数学外观上类似于比值法, 但它并没有具备比值法所要求的其他特征。因此, 我们不应该把比值法和数学上的简单形式直接挂钩。第九点讲的是微元法。
微元法是物理学中用来分析和解决问题的常见工具, 它也是一种从局部推到整体的逻辑思维手段。用这种方法, 可以使一些复杂的物理过程, 利用我们熟悉的物理规律, 迅速地加以解决, 从而使所求解的问题变得简单化。
在使用微元法处理问题时, 需要将其分解为众多微小的"元过程", 并且每个"元过程"所遵循的规律都是相同的, 这样的话, 我们只需要分析这些"元过程", 然后, 再利用必要的数学方法或物理思想对这些"元过程"进行处理, 进而实现问题的求解。
通过使用这种方法, 我们能够加强对已知规律进行再次思考的力度, 进而促使我们在巩固知识、加深认识以及提高能力这些方面发挥出应有的作用。
在高中物理的学习过程里, 因为受到数学学习方面的局限性影响, 所以对于高等数学领域里能够利用积分为手段来进行计算处理的某些问题情况, 在高中阶段是比较难以加以解决处理的。
对于中学生来说, 有一个巨大的难题, 就是计算变力所做的功；还有就是在物体做曲线运动期间, 某恒力所做的功的计算；再比如求一个做曲线运动的质点, 它运动的路程。这些问题把他们难住了。
但是呢, 如果使用积分的思想来操作；把这个大的整体分成小的部分；把弯曲的线路看成直的线路；使用所谓的微元法；那么这些难题就可以得到很好的解决。
用普通人现在能一听就懂的话来把“微元法”这三五字给说清楚, 其实它就是采取一种非常直白的拆解思路, 先把那个你要去琢磨的全部大对象, 硬生生地给切分成无数个那种微小到了极点的部分, 然后你单独拎出来一个, 哪怕它小得不能再小, 只要它能代表全局的那么一小撮子来进行具体的分析和操作处理, 最后再把前面那些一个个局部的结果, 从最小的单位一直扩展到最整体的大范围, 全部综合在一起进行全盘考虑, 这种科学层面的思考办法在内部是非常典型地把积分的思想给发挥到了极致。
接下来是第十点所提及的那个叫作极限法的技巧, 这个方法的具体操作方式就是把某一个特定的物理量往那个所谓的极端方向去推, 也就是说让它变得极大或极小, 又或者让位置处于极左或者是极右这种非常极端的境地, 接着依据这个极端情形去一步步地进行非常科学的推理并且做出详细且深入的分析, 从而最终能够给出明确的判断或者顺利地导出那种具备普遍适用性的结论。
1.大家把平均值和瞬时值联系起来, 就会用到极限法这一种工具。通常情况下, 用比值定义式定义出来的物理量都是平均值。就像大家熟知的公式, 当时间间隔趋近于零的时候, 平均速度就可以被看作是瞬时速度。此外, 极限法在面对某些物理过程分析的时候具有非常独特的作用。
如果恰当应用极限法来提高解题的效率, 会让复杂的难题变得简单起来, 让繁杂的事情简化下去, 还可以帮助大家思路更加灵活, 让判断结果更加准确。因此, 要求解题者不但要有严谨的逻辑推理能力, 还要有丰富的想象能力, 从而得到事半功倍的效果。