广义相对论和量子力学在哪个地方发生了严重的冲突1、广义相对论和量子力学的最大冲突在于对四种基本作用力的描述上不能一致。量子力学认...

这个方程中包含了四种基本作用力,个人找不出逻辑错误和现实物理实验现象的反例,请问大家对此有什么看法

广义相对论和量子力学在哪个地方发生了严重的冲突

1、广义相对论和量子力学的最大冲突在于对四种基本作用力的描述上不能一致。量子力学认为力是由粒子的交换而来的,电磁力是由光子交换而来,弱力是由弱规范玻色子交换而来,强力是由胶子交换而来。

2、而引力无法进行“量子化”。广义相对论认为引力就是空间弯曲而导致的. 但是却无法把其他三种力进行“几何化”。

3、主要是量子力学玩的是概率,爱因斯坦拒绝接受这种不确定性的原理:粒子在时空中的位置永远不能被准确地测量,因为量子不确定性的概率不会产生任何确定的结果。

4、而爱因斯坦的理论虽然影响了世界,但是他任然属于经典物理学,爱因斯坦相信只要有足够的观测条件和精确的计算,就能知道一个粒子的准确位置,他把粒子想象成就好比扔出去一个球,科学家可以准确计算出球的轨迹和落点,爱因斯坦并不是排斥统计和概率本身,而是因为量子力学的理论缺乏足够的理由。

扩展资料:

爱因斯坦的广义相对论理论在天体物理学中有着非常重要的应用:它直接推导出某些大质量恒星会终结为一个黑洞——时空中的某些区域发生极度的扭曲以至于连光都无法逸出;而多大质量的恒星会塌陷为黑洞则是印裔物理学家钱德拉塞卡的功劳——钱德拉塞卡极限(白矮星的质量上限)。

有证据表明恒星质量黑洞以及超大质量黑洞是某些天体例如活动星系核和微类星体发射高强度辐射的直接成因。光线在引力场中的偏折会形成引力透镜现象,这使得人们能够观察到处于遥远位置的同一个天体的多个成像。

广义相对论:是一种关于万有引力本质的理论。爱因斯坦曾经一度试图把万有引力定律纳入相对论的框架,几经失败后,他终于认识到,狭义相对论容纳不了万有引力定律。于是,他将狭义相对性原理推广到广义相对性,又利用在局部惯性系中万有引力与惯性力等效的原理,建立了用弯曲时空的黎曼几何描述引力的广义相对论理论。

狭义相对论与广义相对论:狭义相对论只适用于惯性系,它的时空背景是平直的四维时空,而广义相对论则适用于包括非惯性系在内的一切参考系,它的时空背景是弯曲的黎曼时空。

量子力学是描述微观物质的理论,与相对论一起被认为是现代物理学的两大基本支柱,许多物理学理论和科学如原子物理学、固体物理学、核物理学和粒子物理学以及其它相关的学科都是以量子力学为基础所进行的。

量子力学是描写原子和亚原子尺度的物理学理论 。该理论形成于20世纪初期,彻底改变了人们对物质组成成分的认识。微观世界里,粒子不是台球,而是嗡嗡跳跃的概率云,它们不只存在一个位置,也不会从点A通过一条单一路径到达点B。

根据量子理论,粒子的行为常常像波,用于描述粒子行为的“波函数”预测一个粒子可能的特性,诸如它的位置和速度,而非确定的特性 。物理学中有些怪异的概念,诸如纠缠和不确定性原理,就源于量子力学。

参考资料:百度百科-广义相对论 百度百科-量子力学

严重冲突:

广义相对论和量子力学的最大冲突在于对四种基本作用力的描述上不能一致。量子力学认为力是由粒子的交换而来的,电磁力是由光子交换而来,弱力是由弱规范玻色子交换而来,强力是由胶子交换而来。而引力无法进行“量子化”。广义相对论认为引力就是空间弯曲而导致的。 但是却无法把其他三种力进行“几何化”。

广义相对论(General Relativity) 描写物质间引力相互作用的理论。

量子力学(Quantum Mechanics)是研究物质世界微观粒子运动规律的物理学分支,主要研究原子、分子、凝聚态物质,以及原子核和基本粒子的结构、性质的基础理论它与相对论一起构成现代物理学的理论基础。

扩展资料:

造成冲突的原因:

其根本在于两个理论的数学基础,物理意义和哲学思想都有着很大的分歧。

数学原因:广义相对论是无限可分的,是连续性的。量子论是不连续性的,有最小单位的。

物理原因:广义相对论是经典确定理论,由状态A可以推论出确定的,唯一的状态B。量子论是不确定性的,由状态A到状态B是不可预知的,是随机的过程。

哲学原因:广义相对论描述的世界是客观实在性的,宇宙与观测者严格区分开,在观测过程中观测者发现了世界。量子论描述的世界是主观能动性的,宇宙与观测者你中有我,我中有你,在观测过程中观测者改变和创造了世界。形象一点说,广义相对论描述的是一个美丽,庄严的“和谐”世界。量子论描述的是一个激情,奔放的“自由”世界。

参考资料来源:

百度百科--广义相对论

百度百科--量子力学

       纯手工帮你写的哦~~~

       主要是量子力学玩的是概率,爱因斯坦拒绝接受这种不确定性的原理:粒子在时空中的位置永远不能被准确地测量,因为量子不确定性的概率不会产生任何确定的结果。

 

      而爱因斯坦的理论虽然影响了世界,但是他任然属于经典物理学,爱因斯坦相信只要有足够的观测条件和精确的计算,就能知道一个粒子的准确位置....他把粒子想象成就好比扔出去一个球,科学家可以准确计算出球的轨迹和落点...

 

       而波尔的量子力学正相反,量子力学认为永远不可能确定一个单个粒子的位置,确定了位置就不能确定时间,确定了时间就不能确定位置...如果这个球极其细小,那你就没法完全确定球的落点...只能用概率来解释说有百分之多少落在这个地方,有百分之多少落在那个地方...

 

      爱因斯坦并不是排斥统计和概率本身,而是因为量子力学的理论缺乏足够的理由。他最著名的一句话是:上帝是不掷骰子的.....

 

      很长一段时间,这2个理论都是背道而驰的,物理界也分成了2派....2派人各自研究自己的领域,但大部分人比较相信量子力学。晚年的爱因斯坦变得越来越固执,他不再接收新的物理理论,一个人独自研究被称为二十世纪二十个科学之迷的大统一理论,企图把自然界中的电磁、引力、弱、强等各种互相作用力统一起来的理论......

       

       最终让相对论和量子力学走到一起的是近代科学家证实了黑洞的存在,黑洞是一个在数学上,密度质量无穷大,而体积无穷小的东西... 无论人类的科学还多稚嫩多无知,但是可以确定一样东西就是世界上绝对没有无穷这种东西...

 

     所以科学家们就开始要对黑洞做出解释,但是无论是量子力学和相对论,都无法单独对黑洞的内部结构做出合理的解释,相对论能解释大质量大密度的东西,而量子力学能解释小尺度小东西的运动规则...所以只有将两个理论结合起来才能慢慢探索黑洞的结构....

 

      相对论和量子力学就像是两节列车,只是人们还没找到连接两列列车的方法而已...你不要看现在人类的科技这么的发达...只是人类对于已经了解的东西的利用,发展,改进和改善真的很快,但是对于未知东西的探索却非常非常的缓慢.....

 

 

  

量子力学和广义相对论的矛盾主要体现在引力难以量子化上。

首先要梳理一下量子力学和相对论结合的过程。最早将量子力学和狭义相对论成功结合的是狄拉克方程。狄拉克方程成功解释了费米子自旋产生的原因,并预言了正电子,很快得到实验证实。但它的“负能海”等结果还是不够自然。这个问题在量子场论下才得到解决,首先狄拉克自己对电磁场做了量子化,场的量子是自旋为1的光子。随后海森堡和泡利又提出了更广义的场正则量子化形式,约当和魏格纳对狄拉克方程做了场量子化,场的量子为自旋1/2的费米子。至此量子力学和狭义相对论成功结合为了平直时空背景下的量子场论。

量子场论在粒子物理学上取得了巨大的成功,建立在量子场论基础上的量子电动力学(1965年诺贝尔物理学奖),电弱统一理论(1979年诺贝尔物理学奖),量子色动力学(2003年诺贝尔物理学奖),三者合称粒子物理标准模型,完整地描述了四种基本力中的电磁力,弱力和强力。其中电磁力和弱力的统一理论已经被实验证实(1984年诺贝尔物理学奖),它们和强力的统一也早已有了完整的理论模型,但暂时未被实验证实。

四种基本力只剩下由广义相对论描述的引力了,但是利用量子场论来描述引力的时候,出现了巨大的困难。因为它的“荷”是质量,这就导致在量子场论的微扰方法下,任何粒子,无论是有静质量还是动质量,都要和引力子耦合,包括引力子也要和自己耦合,这样计算费曼图会产生一堆无穷大。在量子电动力学和电弱统一理论里,无穷大可以通过重整化消除,但是引力做不到。

超弦理论可以通过有限大小的弦来代替量子场论中无限小的基本粒子,从而解决无穷大发散问题,而且引力子可以和其它基本粒子一样自然地出现,所以被誉为最有希望统一四种基本力的理论。不过超弦理论离实验验证的条件太远(探索普朗克尺度以下),我怀疑人类文明到尽头也未必能触及。

还有一种方案是直接认为广义相对论是基本的,不对其做量子化,而是直接在广义相对论的弯曲时空背景下建立量子场论。但这只属于形式上的统一,并不是根本上统一。

广义相对论和量子力学的最大冲突在于对四种基本作用力的描述上不能一致.量子力学认为力是由粒子的交换而来的,电磁力是由光子交换而来,弱力是由弱规范玻色子交换而来,强力是由胶子交换而来. 而引力无法进行“量子化”.广义相对论认为引力就是空间弯曲而导致的. 但是却无法把其他三种力进行“几何化”.为什么会造成这种原因呢?其根本在于两个理论的数学基础,物理意义和哲学思想都有着很大的分歧.数学原因:广义相对论是无限可分的,是连续性的.量子论是不连续性的,有最小单位的.物理原因:广义相对论是经典确定理论,由状态A可以推论出确定的,唯一的状态B.量子论是不确定性的,由状态A到状态B是不可预知的,是随机的过程.哲学原因:广义相对论描述的世界是客观实在性的,宇宙与观测者严格区分开,在观测过程中观测者发现了世界.量子论描述的世界是主观能动性的,宇宙与观测者你中有我,我中有你,在观测过程中观测者改变和创造了世界. 形象一点说,广义相对论描述的是一个美丽,庄严的“和谐”世界.量子论描述的是一个激情,奔放的“自由”世界.

我初三了,还有半年中考了,我物理电学大部分的题都不会啊!

我力学学得也不错啊。这个我就怎么学都学不懂啊!!我也买了五年中考三年模拟,里面的解析有些我都看得不太懂啊!还有个什么王后雄学案我也看过了!但是我还是会遇到很多没见到过的题!烦死了!就是这个电学在脱我后腿啊!!怎么办啊!谁能告诉我个真正实用的方法啊!!不要打大堆概念出来!概念我也差不多背了啊!!55555555555

物理电学是考试中占比例最多的题目,好多同学都觉得这不好学,我觉得只死记硬背概念、定义、公式是没有用的,最重要的还是理解,不理解就算你做再多的题目也是在做无用功,我建议你从现在开始最好静下心来,把电学部分从头开始再复习一篇,理解好每个物理的物理意义,各物理量之间的关系,还有就是做电学部分的题目电路图很重要,一定要能分析清楚电路是串联还是并联,如何区分串、并电路;串并联电路各自的特点,(注意:我说的这些东西不是说你觉得已经背下来了,知道了就行了,是理解)。

电学部分最重要的几知识点不外乎以下几个:

1,欧姆定律的应用

   电流、电压、电阻以及这三个物理量之间的关系;

   电路故障问题;(就是根据电流表和电压表判断电路故障,这是重点)

   如何使用电路正常工作(主要是应用串联分压,并联分流这个知识点)

   欧姆定律的实验也是常考的,(在这个实验中要注意的是滑动变阻器在电路中的作用) 

2,电功、电功率(这的公式比较多,所以要记住这些公式各自适合在什么情况下实用,什么时候用哪个公式可以简化做题过程)

  电能表的表盘各物理量所表达的含义

 比较小灯泡的亮暗(这是个重点,首先要知道灯泡的亮暗是由什么决定的,在额定功率及非额定功率下如何判断及亮暗,有4种情况)

测量小灯泡的额定电功率(重要,另处还要注意的是这个实验的电路图和欧姆定律实验的电路图是一样的,但是有区别在哪?)

 运用公式计算题

3,焦耳定律(还是公式和实验的应用)

 

 

上面只是大概说了一下重点,关键还是你自己复习理解。向你推荐本书吧,觉得还不错,《物理教材全解》,全名不记得了,就是总复习时用的,里面的知识介绍的还是比较全面的,你中以慢慢理解,注意电学的部分前后关联很大,一定要理解好,争取在理解的基础上把前后知识融会贯通。

 

就说这些吧,祝你成功。

电路图首先克服怕难思想,然后要掌握方法。
画电路图题型大约可分为以下几种:

1、看实物画出电路图。2、看图连元件作图。3、根据要求设计电路。4、识别错误电路,并画出正确的图。一般考试就以上四种作图,下面就它们的作图方法详细说明。
(一)看实物画电路图,关键是在看图,图看不明白,就无法作好图,中考有个内部规定,混联作图是不要求的,那么你心里应该明白实物图实际上只有两种电路,一种串联,另一种是并联,串联电路非常容易识别,先找电源正极,用铅笔尖沿电流方向顺序前进直到电源负极为止。明确每个元件的位置,然后作图。顺序是:先画电池组,按元件排列顺序规范作图,横平竖直,转弯处不得有元件若有电压表要准确判断它测的是哪能一段电路的电压,在检查电路无误的情况下,将电压表并在被测电路两端。对并联电路,判断方法如下,从电源正极出发,沿电流方向找到分叉点,并标出中文“分”字,(遇到电压表不理它,当断开没有处理)用两支铅笔从分点开始沿电流方向前进,直至两支笔尖汇合,这个点就是汇合点。并标出中文“合”字。首先要清楚有几条支路,每条支路中有几个元件,分别是什么。特别要注意分点到电源正极之间为干路,分点到电源负极之间也是干路,看一看干路中分别有哪些元件,在都明确的基础上开始作电路图,具体步骤如下:先画电池组,分别画出两段干路,干路中有什么画什么。在分点和合点之间分别画支路,有几条画几条(多数情况下只有两条支路),并准确将每条支路中的元件按顺序画规范,作图要求横平竖直,铅笔作图检查无误后,将电压表画到被测电路的两端。
(二)看电路图连元件作图
方法:先看图识电路:混联不让考,只有串,并联两种,串联容易识别重点是并联。若是并联电路,在电路较长上找出分点和合点并标出。并明确每个元件所处位置。(首先弄清楚干路中有无开并和电流表)连实物图,先连好电池组,找出电源正极,从正极出发,连干路元件,找到分点后,分支路连线,千万不能乱画,顺序作图。直到合点,然后再画另一条支路[注意导线不得交叉,导线必须画到接线柱上(开关,电流表,电压表等)接电流表,电压表的要注意正负接线柱]遇到滑动变阻器,必须一上,一下作图,检查电路无误后,最后将电压表接在被测电路两端。
(三)设计电路方法如下:
首先读题、审题、明电路,(混联不要求)一般只有两种电路,串联和并联,串联比较容易,关键在并联要注意干路中的开关和电流表管全部电路,支路中的电流表和开关只管本支路的用电器,明确后分支路作图,最后电压表并在被测用电器两端。完毕检查电路,电路作图必须用铅笔,横平竖直,转弯处不得画元件,作图应规范。
(四)识别错误电路一般错误发生有下列几种情况:
1、是否产生电源短路,也就是电流不经过用电器直接回到电源负极;
2、是否产生局部短接,被局部短路的用电器不能工作;
3、是否电压表、电流表和正负接线柱错接了,或者量程选的不合适(过大或过小了);
4、滑动变阻器错接了(全上或全下了)。

学生比较棘手的是 给出电路图各元件的位置,按要求画电路图
一般我这样讲解,比如要求两灯并联,灯1由开关1控制
开关2控制总电路
那一般我们不考虑题目所给的各元件的位置自己按要求画出电路图应该问题不大
然后再按自己画的电路图的元件顺序在题目的元件上连接就行了,这一步也仅仅是照葫芦画瓢的问题
所以就把一个困难的问题转化成两个简单的问题

先用把个器件标出
用曲线把结点连好,
最后把曲线变成直线
我当初就是这么干的
几乎没错过
画电路图有技巧:可以从电源的正极开始画,按实物图的电子元件,一个一个的连上就可以了,其中要懂得‘串并联’,知道什么样的用电器不能怎么连(如伏特表并联与被测电压的用电器,安培表则串联到电路中),弄清楚实物图中给出的谁和谁并联,然后除了并联就是串联,再按实物图一步一步的连接即可获得正确的 电路图
最好和同学交流着学习,取长补短嘛,都有自己的不足,时间长了,就都会了……希望我说这些对你有帮助
我现在就在给一个初三学生辅导电学知识,其实初三物理电学部分知识是相对较简单的,但也可以出很难的题,所以首先你要有信心,遇到不会做的题不要烦躁、着急,要相信你不会做的别人也不一定能做出来。
资料你不要追求数量和难度,多了或者太难了只会越做越烦。先把基本知识和一般难度的题做熟,我相信一套题下来难题只会占20%以内的,所以如果你能做到简单题不失分,而难题又不可能一分都得不到,这样的话你物理的分数也不会低了。如果你在对自己严格点,想提高更快,找个家教对这部分进行专门的辅导也是可以的。
电路分析(一般是针对不同题型进行不同分析):一般步骤是——稍微复杂点的电路都是“并联电路”,首先把“电压表”脱离出来不看,然后看这个“并联电路”有几个“环路”组成,即每个“环路”就是一个“串联电路”。然后进行单独分析,分清楚开关的开闭有时候也会引起环路的变化,接着分析电压表和电流表到底测谁的电压;最后弄清楚干路和支路的区别。针对题目要求进行相应的分析。
这里确实说很抽象,也没法根据具体题型帮你讲解。加油吧,最后还是得靠自己。要有信心。希望说这些能帮到你。
  如何复习物理电学,如果在电学这一方面取得好的成绩,下面给大家提供两个建议,供同学们参考。
  一、善于挖掘题目中的隐含条件
  为考查学生分析问题和解决问题的能力,在设计电学试题时,有些题目的已知条件并不明显给出,而是隐藏在其中,求解这类问题的关键在于挖掘其中的隐含条件,而这些隐含条件可从物理现象、关键用语等已知条件中挖掘。
  二、构建变化电路中的方程思想
  当电键断开或闭合,滑动变阻器滑片移动时,电路状态将发生变化。求解此类电路综合题时,构建电路中的方程思想尤为重要,其方法如下:
  1.分清电路在每个状态下的结构,即电路的连接方式,滑动变阻器使用的阻值范围,电压表、电流表所测定的物理量。
  2.针对每种状态画出相应的等效电路图,在图中标出这种状态下所对应的巳知量、不变量、待求量。
  3.以“不变量”为中心列出电路方程。当电路状态发生改变时,电路的电源电压和定值电阻阻值—般不随电路状态的改变而改变。抓住以上“不变量”,利用欧姆定律、申并联电路特点、电功及电功率的计算公式,可列出电路方程。
  4.以电路中的等量关系、比值关系引出方程或以此作为联系方程中的物理量间的纽带,代换求解。via:---- zhong 小学 jiao--育--wang
可以一步步判断,严格按照线路顺次连接,有支路的分两条电线出来,就可以了。开关左右两头,那边连接哪里一定要弄清楚,符号一定要象形记忆,重点含义一定要理解性记忆,不懂的一定要问,第一天的问题不要托在第二天解决。

物理高手请进!

谁能给我讲讲?rnrn物理探究问题的方法:像什么类比法啊?建立物理模型法啊?rn谁能给我细细讲一讲啊?rn谢谢啊!~`~~~~~~~~`
初中物理学习中常用科学方法分析——类比法
在我们学习一些十分抽象地看不见、摸不着的物理量时,由于不易理解,我们就拿出一个大家能看见的且与之很相似的量来进行对照学习。如电流的形成和电压的作用是通过以熟悉的水流的形成和水压是水管中形成了水流进行类比,从而得出电压是形成电流的原因的结论。学生在学习电学知识时,在老师的引导下,联想到水压迫使水沿着一定的方向流动,使水管中形成了水流;类似地,电压迫使自由电荷做定向移动使电路中形成了电流。抽水机是提供水压的装置;类似地,电源是提供电压的装置。水流通过涡轮时,消耗水能转化为涡轮的动能;类似地,电流通过电灯时,消耗的电能转化为内能和光能。
我们学习分子的动能时,将它与物体的动能进行类比;学习功率时,将它与速度进行类比。
看一道练习题:
某同学在学习电学知识时,在老师的引导下,联想力学实验现象,进行比较并找出了一些相类似的规律,其中不准确的是( )
A.水压使水管中形成水流;类似地,电压使电路中形成电流
B.抽水机是提供水压的装置;类似地,电源是提供电压的装置
C.抽水机工作时消耗水能;类似地,电灯发光时消耗电能
D.水流通过涡轮时,消耗水能转化为涡轮的动能;类似地,电流通过电灯时,消耗的电能转化为内能和光能
正确答案是C,因为抽水机没有消耗水能,它工作是由电动机带动的,消耗的是电能

建立物理模型法 请见:
http://www.blogdriver.com/sholeelts/402114.html

参考资料:http://zhidao.baidu.com/question/6173797.html
回答者:zhouyong36 - 见习魔法师 二级 3-4 19:03

初中物理学习中常用科学方法分析——类比法
在我们学习一些十分抽象地看不见、摸不着的物理量时,由于不易理解,我们就拿出一个大家能看见的且与之很相似的量来进行对照学习。如电流的形成和电压的作用是通过以熟悉的水流的形成和水压是水管中形成了水流进行类比,从而得出电压是形成电流的原因的结论。学生在学习电学知识时,在老师的引导下,联想到水压迫使水沿着一定的方向流动,使水管中形成了水流;类似地,电压迫使自由电荷做定向移动使电路中形成了电流。抽水机是提供水压的装置;类似地,电源是提供电压的装置。水流通过涡轮时,消耗水能转化为涡轮的动能;类似地,电流通过电灯时,消耗的电能转化为内能和光能。
我们学习分子的动能时,将它与物体的动能进行类比;学习功率时,将它与速度进行类比。
看一道练习题:
某同学在学习电学知识时,在老师的引导下,联想力学实验现象,进行比较并找出了一些相类似的规律,其中不准确的是( )
A.水压使水管中形成水流;类似地,电压使电路中形成电流
B.抽水机是提供水压的装置;类似地,电源是提供电压的装置
C.抽水机工作时消耗水能;类似地,电灯发光时消耗电能
D.水流通过涡轮时,消耗水能转化为涡轮的动能;类似地,电流通过电灯时,消耗的电能转化为内能和光能
正确答案是C,因为抽水机没有消耗水能,它工作是由电动机带动的,消耗的是电能

一、引言
物理学是研究物质相互作用规律及其基本结构的科学,从物理学的性质特点看,物理学是一门具有方法论性质的科学,物理学研究探知物质世界的方法是我们认识自然的基本方法之一。物理学的发展丰富了哲学的内容,促进了哲学的发展。
物理学方法很多,如实验法、模型法、推理法、分析法、假设法、图象法、数学方法等等,而模型法在形成物理概念、建立物理规律中起着重要作用。
所谓物理模型,是人们为了研究物理问题的方便和探讨物理事物的本身而对研究对象所作的一种简化描述,是以观察和实验为基础,采用理想化的办法所创造的,能再现事物本质和内在特性的一种简化模型。理想化的物理模型既是物理学赖以建立的基本思想方法,也是物理学在应用中解决实际问题的重要途径和方法,这种方法的思维过程要求学生在分析实际问题中研究对象的条件、物理过程的特征,建立与之相适应的物理模型,通过模型思维进行推理。
二、模型的种类
(一)物理对象模型
实际物体在某些特定条件下往往可抽象为理想的研究对象,即物理对象模型。物理中常见物理对象的理想模型有:质点、刚体、弹性体、理想流体、弹簧振子、单摆、点电荷、试验电荷、无限大平板、点磁荷、纯电阻(纯电容、纯电感)、光线、薄透镜、点光源、绝对黑体、汤姆逊模型、卢瑟福模型等。如研究竖直放置在光滑圆弧形轨道上的物体作小幅度运动时就可以把它等效为单摆模型处理;研究跳水运动员时就要把跳水运动员看作全部质量集中在其重心的一个质点模型。
(二)物理过程模型
将实际物理过程进行处理,忽视次要因素,考虑主要因素;忽略个性,考虑共性,使之成为典型过程,即过程模型。比如:匀速直线运动,匀变速直线运动,抛体运动,匀速圆周运动,简谐运动,质点运动的自由落体运动,完全弹性碰撞,电学中的稳恒电流,等幅振荡,热学中的等温变化、等容变化、等压变化、绝热变化等等都是物理过程、物理状态的模型。比如:发射炮弹时炮弹在炮筒里的运动,火车、汽车等交通工具在开动后或停止前的一段时间内的运动,石块从不太高的地方下落的运动等。由于它们的运动都很接近匀变速直线运动,我们可以把它们的运动当作匀变速直线运动来处理。
(三)理想化实验模型
在实验的基础上,抓住主要矛盾,忽略次要矛盾,根据逻辑推理法则,对过程进一步分析、推理,找出其规律。伽利略就是从斜槽上滚下的小球上另一个斜槽,后者坡度越小,小球滚得越远的实验基础上,提出了他的理想实验,从而推倒了延续两千年的“力是维持运动不可缺少的原因”的结论,为惯性定律的产生奠定了基础。
(四)模拟式模型
物理概念和规律在形式上是抽象的,在内容上是具体的,因此,我们可以用模拟式模型来描述。比如:关于电场和磁场中引入的电场线、等势面和磁感线等就是模拟式模型。其实,电场线、等势面和磁感线都是为了研究电场和磁场而引入的一系列假想曲线(面),但是这些曲线(面)并非人们单凭主观愿望臆造出来的,用电场线、等势面和磁感线这些模拟式模型能使一些看不见、摸不着的客观事物变得具体化、形象化。
(五)数学模型
客观世界的一切规律原则上都可以在数学中找到它们的表现形式,物理学研究客观世界时,通常采用抽象、概括的方法,将客观条件模型化,同时将客体的属性及运动变化规律数学公式化,这就使得物理学成为定量的精密的科学。在运用数学公式求解物理问题时,我们还可以作一些近似处理。例如:忽略一些小量或小量的高次项,将一些变量视为常量等。只要这种简化与忽略是合理的,我们的解就会与实际情况符合得很好。
三、物理模型的建立
在物理教学中引导学生学会建立物理模型的方法,是物理教学中科学方法教育的一项重要内容。能建立正确合理的模型,能透过现象识别、发现模型是解题的关键所在。可以从以下几个方面引导学生建立物理模型。
(一)实验或多媒体课件引导
实验是物理学的基础,所以在建立物理模型时离不开实验。其一般方法是先做有关实验,使学生在脑海中留下一个直观的、具体形象的物理模型,在此基础上作抽象引导,形成一种思维轮廓,变成具有思维特征的物理模型。然后再利用学生思维中已经建立起来的物理模型去解决一些实际问题。这样建立起来的物理模型学生印象深刻。
另外,利用现代的多媒体技术的强大功能,将一些难以用传统手段完成的物理过程清晰地展现在学生的面前,让学生有一种身临其境的感觉,刺激感观,形成深刻的感性认识,为学生建立物理模型提供感性材料。
(二)通过定义,进一步理解物理模型的内涵
有些物理模型的建立,没有实验可做,学生的感性知识又少,模型本身很抽象,这就需要从模型本身的特点先给予定义,然后在运用中进一步体会模型的内涵。例如建立“理想气体”模型,首先给出一个框架,严格遵守气体实验定律的气体,称为理想气体。然后分析实际气体与理想气体的区别,并说明实际气体在压强不太大(与大气压强相比),温度不太低(与室温相比)的情况下,可以近似视为理想气体。最后运用理想气体的定义处理具体问题。经过一段时间的运用之后学生就会更加清晰理解“理想气体”的内涵,达到熟练掌握的程度。
(三)例题、习题中引导,强化对物理模型的理解
建立物理模型在解答物理例题和习题中经常起着决定性的作用。例如在题目中出现“接触面光滑”意即不考虑摩擦,“两物体间的距离远大于它的线度”意为物体可以视为质点,“轻质弹簧”或“轻绳”即指不考虑弹簧或绳的质量……学生若不知道这些模型所包含的物理意义,则不能正确解答有关习题。所以教师在例题的教学中应该注意着重引导分析,首先让学生理解题中的物理图景,明确题中涉及的物理模型,然后再用相应的数学模型来解题。
四、物理模型在解题中的实际应用
在物理教学中,学生们常常反映物理难学,尤其是解题难。当然,难的原因很多,但其中很重要的一个原因就是这些学生对题目的物理过程不理解,不能把题目中的过程和物体简化成理想的物理模型。事实告诉我们,千变万化的物理习题都是根据一定的物理模型,结合某些物理关系,给出一定的条件,提出需要求的物理量的,而我们解题的过程,就是将题目隐含的物理模型还原、求结果的过程。
(一)相似模型的类化
对于与原模型有相近的运动状态或相似物理性质的现象,可以根据已熟悉的事实经验,找到彼此间相应的联系,探明其形式的本质过程的统一,把待解问题纳入到已有的解题模式中去。下面通过一道例题来说明:
例1:在光滑的水平轨道上有两个半径都是r的小球A和B,质量分别为m和2m。当两球心间的距离大于L(L>>2r)时,两球之间无相互作用力;当两球心间的距离等于或小于L时,两球间存在相互作用的恒定斥力F。设A球从远离B处以速度v0沿两球连心线向原来静止的B球运动。如图1所示,欲使两球不发生接触,v0必须满足什么条件?

图1 球体运动简图 图2 子弹运动简图
考生最感困惑的是:物理图景不清晰,物理模型建立不起来。这正是命题者的良苦用心和能力考查的奥妙所在。
其实,此题的原型学生并不陌生:“质量为M,长为l的木块静止在光滑水平面上。一质量为m,速度为v0的子弹水平射入木块中,如图2所示,设子弹受木块对它的阻力恒为f,欲使子弹不穿出木块,v0必须满足什么条件?”对于“子弹穿木块”的典型模型有谁望而生畏呢?那么为什么两种反应却截然不同呢?究其原因,还是对旧模型认识肤浅,理解不透的缘故。
例2:在水平向右的匀强电场中,有一质量为m,带正电量q的小球,用长为L的绝缘细线悬在O点,当小球静止时,细线与竖直方向的夹角为,如图3所示。现给小球一个垂直与悬线的初速度,使小球恰能在直平面内做圆周运动的过程中在哪一位置的速度最小?速度最小值是多少?

图3 小球在A点的受力简图
对上述问题,不少学生习惯认为小球应在圆周运动的高点速度最小。造成这一错误的原因是,机械照搬了在重力场中物体在竖直平面内做圆周运动的模型。殊不知物理问题情境发生了变化,小球处在重力场和电场的叠加场中。但二者之间也存在共同属性,即都处在场中,我们不妨用重力场去类比叠加场把重力和电场力的合力看成等效重力,则等效重力加速,其方向斜向右下方且与竖直方向成角,小球静止时的位置A即为等效重力场的最低点,对应于A同一直径圆上的B点即为小球在等效重力场中的最高点。由于只有等效重力作功,所以应有等效重力势能和动能相互转化并保持守恒,即B点等效重力势能最大,动能最小,速度也最小。设小球在B点的速度为vB,此时细线的拉力为零,等效重力提供向心力,即,得小球的最小速度:

显然类化的解题思维是敏捷的和变通的,即能够用联系的观点认识事物,用等效的方法把握问题的本质和规律。
(二)物理模型的整合
有许多物理问题充分利用现有的模型整合加工,也有些问题并不只用一个物理模型就可以解决。对于同一自然现象,研究的角度和着眼点不同,可以成为不同的物理模型甚至包含多个物理模型,为顺利解决问题要透过现象还原出这些物理模型,同时要注意把一个实际问题抽象为什么样的模型,不是以外貌的相似为依据,而要具体问题具体分析,关键是对各种的模型成立的条件十分清晰,一旦题目满足这种条件,如若需要,则可抽象出该模型。
综上所述,模型的整合与组合是提高问题难度的一种方法,让学生认识到模型整合与分解的重要性,学会正确识别模型的方法,对于提高学生的分析和解决问题的能力有着十分重要的意义。
五、结语
总之,模型法是解决物理问题的重要而又基本的方法。正确运用模型法的关键在于:正确分析各种因素对物理过程的影响,分清主次。突出主要矛盾,忽略次要因素。模型法的要点是近似处理,但是近似处理不能随心所欲,既要有理论根据,又要和实际过程或科学实验相符合,只有这样,根据实际问题所选用的模型或者对模型的修正才是正确的。
回答者:q149521920 - 初入江湖 三级 3-4 19:08

类比又称类推或类比推理。
它以对象之间某些属性的相同点为依据.从而断定它们在其他属性上也可能相同。
类比是由一种物理现象,想象到另一种物理现象,并对两种物理现象进行比较,由已知物理现象的规律去推出另一种物理现象的规律,或解决另一种物理现象中的问题的思维方法,类比不但可以在物理知识系统内部进行,还可以将许多物理知识与其他知识如数学知识、化学知识、哲学知识、生活常识等进行类比,常能起到点化疑难、开拓思路的作用。
理发展史上,有许多科学家巧妙的运用了物理类比,从而取得巨大的成功,例如:汤姆逊的贡献始于1841年,当时他还是一名剑桥大学的学生.他的第一篇论文在静电学方程与热流方程之间建立起形式上的类比,通过适当的代换,可将一个电学问题转换成热学理论问题;法拉第了解奥斯特发现电流具有磁效应后,于是进行了类比和联想,拿出了法拉第电磁感应定律,使科学飞速发展,使人类从此进入了电气化时代。
类比法用我们老师的话就是:用一类你熟悉的现象或理论与新知识进行对比,得出其中相同点,从而得出这种新知识的规律。如:在介绍电势这个概念时,将电场和重力场进行类比,找出共同点,电场力做功和重力做功都与路径无关,为此首先引入重力势能的概念:把一个质量为1m的物体放在离参考面为h的地方,它具有的重力势能为1mg,把质量为2m、3m、4m------的物体放在高为h的地方,它们的重力势能分别为1mgh、2mgh、3mgh、4mgh-------其势能值各不相同,但是:1mgh/1m=gh、2mgh/2m=gh、3mgh/3m=gh、4mgh/4m=gh-------说明gh是一个与放入重力场物体的质量无关的物理量,只取决于重力场中的位置和零势能面的选择,那么给它一个名字—重力势(gh)。那么再引入电势的概念,就比较容易接受了,大大的降低了理解这个抽象概念的难度。
其实我认为,我们学生在学习中使用类比法就是用来接受一种新的理论,这样就更加形象(用一种你熟悉的知识),更加容易记忆与理解。类比也是一种比较实用的方法,但它需要你在学习中多总结,多比较,具体就是与学过的比较,与你熟悉的比较,这样在比较中得出的它们之间的相同与不同点,在你以后的学习中,这能够让你不至于太多的知识而导致指示点相混,对知识点更加熟悉。在物理学习中,知识点之间不相混是非常重要的。
回答者:0极乐天子 - 试用期 一级 3-4 19:21

理论方面0极乐天子说的就够了.
我给你就举个类比法的例子吧!^_^
学过电路吧?
电路中的电流,电压,开关用电器之间的关系可以类比
水在水管中流,在U型管的一端放一个抽水机^_^
在U型管的底部放一个闸^_^
在U型管中放些水(U型管两边的水要有高度差)^_^
(1)打开闸,不开动抽水机的话,水就会从高的一边流向底的一边(因为有水压的纯在).但是
等到高度相等的时候水就不动了.(在电路中,没有用电器的电路最后和这个结果大经相同)
(2)打开闸,开动抽水机,水就会从高的一边流向底的一边,而抽水机会把多出来的水抽到另一边,会不断产生水压,水不断流动,产生水流,整个水路就会不断运转(象通路的电路.)
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
呼呼!终于打完了TOT
回答者:水的彼岸是空气 - 魔法学徒 一级 3-4 19:26

等量代换法
回答者:贞兰 - 试用期 一级 3-4 19:54

还有形象法
转化法
回答者:lyston_in - 试用期 一级 3-4 22:57

初中物理学习中常用科学方法分析——类比法
在我们学习一些十分抽象地看不见、摸不着的物理量时,由于不易理解,我们就拿出一个大家能看见的且与之很相似的量来进行对照学习。如电流的形成和电压的作用是通过以熟悉的水流的形成和水压是水管中形成了水流进行类比,从而得出电压是形成电流的原因的结论。学生在学习电学知识时,在老师的引导下,联想到水压迫使水沿着一定的方向流动,使水管中形成了水流;类似地,电压迫使自由电荷做定向移动使电路中形成了电流。抽水机是提供水压的装置;类似地,电源是提供电压的装置。水流通过涡轮时,消耗水能转化为涡轮的动能;类似地,电流通过电灯时,消耗的电能转化为内能和光能。
我们学习分子的动能时,将它与物体的动能进行类比;学习功率时,将它与速度进行类比。
看一道练习题:
某同学在学习电学知识时,在老师的引导下,联想力学实验现象,进行比较并找出了一些相类似的规律,其中不准确的是( )
A.水压使水管中形成水流;类似地,电压使电路中形成电流
B.抽水机是提供水压的装置;类似地,电源是提供电压的装置
C.抽水机工作时消耗水能;类似地,电灯发光时消耗电能
D.水流通过涡轮时,消耗水能转化为涡轮的动能;类似地,电流通过电灯时,消耗的电能转化为内能和光能
正确答案是C,因为抽水机没有消耗水能,它工作是由电动机带动的,消耗的是电能

建立物理模型法 请见:
http://www.blogdriver.com/sholeelts/402114.html

参考资料:http://zhidao.baidu.com/question/6173797.html
回答者:zhouyong36 - 见习魔法师 二级 3-4 19:03

初中物理学习中常用科学方法分析——类比法
在我们学习一些十分抽象地看不见、摸不着的物理量时,由于不易理解,我们就拿出一个大家能看见的且与之很相似的量来进行对照学习。如电流的形成和电压的作用是通过以熟悉的水流的形成和水压是水管中形成了水流进行类比,从而得出电压是形成电流的原因的结论。学生在学习电学知识时,在老师的引导下,联想到水压迫使水沿着一定的方向流动,使水管中形成了水流;类似地,电压迫使自由电荷做定向移动使电路中形成了电流。抽水机是提供水压的装置;类似地,电源是提供电压的装置。水流通过涡轮时,消耗水能转化为涡轮的动能;类似地,电流通过电灯时,消耗的电能转化为内能和光能。
我们学习分子的动能时,将它与物体的动能进行类比;学习功率时,将它与速度进行类比。
看一道练习题:
某同学在学习电学知识时,在老师的引导下,联想力学实验现象,进行比较并找出了一些相类似的规律,其中不准确的是( )
A.水压使水管中形成水流;类似地,电压使电路中形成电流
B.抽水机是提供水压的装置;类似地,电源是提供电压的装置
C.抽水机工作时消耗水能;类似地,电灯发光时消耗电能
D.水流通过涡轮时,消耗水能转化为涡轮的动能;类似地,电流通过电灯时,消耗的电能转化为内能和光能
正确答案是C,因为抽水机没有消耗水能,它工作是由电动机带动的,消耗的是电能

一、引言
物理学是研究物质相互作用规律及其基本结构的科学,从物理学的性质特点看,物理学是一门具有方法论性质的科学,物理学研究探知物质世界的方法是我们认识自然的基本方法之一。物理学的发展丰富了哲学的内容,促进了哲学的发展。
物理学方法很多,如实验法、模型法、推理法、分析法、假设法、图象法、数学方法等等,而模型法在形成物理概念、建立物理规律中起着重要作用。
所谓物理模型,是人们为了研究物理问题的方便和探讨物理事物的本身而对研究对象所作的一种简化描述,是以观察和实验为基础,采用理想化的办法所创造的,能再现事物本质和内在特性的一种简化模型。理想化的物理模型既是物理学赖以建立的基本思想方法,也是物理学在应用中解决实际问题的重要途径和方法,这种方法的思维过程要求学生在分析实际问题中研究对象的条件、物理过程的特征,建立与之相适应的物理模型,通过模型思维进行推理。
二、模型的种类
(一)物理对象模型
实际物体在某些特定条件下往往可抽象为理想的研究对象,即物理对象模型。物理中常见物理对象的理想模型有:质点、刚体、弹性体、理想流体、弹簧振子、单摆、点电荷、试验电荷、无限大平板、点磁荷、纯电阻(纯电容、纯电感)、光线、薄透镜、点光源、绝对黑体、汤姆逊模型、卢瑟福模型等。如研究竖直放置在光滑圆弧形轨道上的物体作小幅度运动时就可以把它等效为单摆模型处理;研究跳水运动员时就要把跳水运动员看作全部质量集中在其重心的一个质点模型。
(二)物理过程模型
将实际物理过程进行处理,忽视次要因素,考虑主要因素;忽略个性,考虑共性,使之成为典型过程,即过程模型。比如:匀速直线运动,匀变速直线运动,抛体运动,匀速圆周运动,简谐运动,质点运动的自由落体运动,完全弹性碰撞,电学中的稳恒电流,等幅振荡,热学中的等温变化、等容变化、等压变化、绝热变化等等都是物理过程、物理状态的模型。比如:发射炮弹时炮弹在炮筒里的运动,火车、汽车等交通工具在开动后或停止前的一段时间内的运动,石块从不太高的地方下落的运动等。由于它们的运动都很接近匀变速直线运动,我们可以把它们的运动当作匀变速直线运动来处理。
(三)理想化实验模型
在实验的基础上,抓住主要矛盾,忽略次要矛盾,根据逻辑推理法则,对过程进一步分析、推理,找出其规律。伽利略就是从斜槽上滚下的小球上另一个斜槽,后者坡度越小,小球滚得越远的实验基础上,提出了他的理想实验,从而推倒了延续两千年的“力是维持运动不可缺少的原因”的结论,为惯性定律的产生奠定了基础。
(四)模拟式模型
物理概念和规律在形式上是抽象的,在内容上是具体的,因此,我们可以用模拟式模型来描述。比如:关于电场和磁场中引入的电场线、等势面和磁感线等就是模拟式模型。其实,电场线、等势面和磁感线都是为了研究电场和磁场而引入的一系列假想曲线(面),但是这些曲线(面)并非人们单凭主观愿望臆造出来的,用电场线、等势面和磁感线这些模拟式模型能使一些看不见、摸不着的客观事物变得具体化、形象化。
(五)数学模型
客观世界的一切规律原则上都可以在数学中找到它们的表现形式,物理学研究客观世界时,通常采用抽象、概括的方法,将客观条件模型化,同时将客体的属性及运动变化规律数学公式化,这就使得物理学成为定量的精密的科学。在运用数学公式求解物理问题时,我们还可以作一些近似处理。例如:忽略一些小量或小量的高次项,将一些变量视为常量等。只要这种简化与忽略是合理的,我们的解就会与实际情况符合得很好。
三、物理模型的建立
在物理教学中引导学生学会建立物理模型的方法,是物理教学中科学方法教育的一项重要内容。能建立正确合理的模型,能透过现象识别、发现模型是解题的关键所在。可以从以下几个方面引导学生建立物理模型。
(一)实验或多媒体课件引导
实验是物理学的基础,所以在建立物理模型时离不开实验。其一般方法是先做有关实验,使学生在脑海中留下一个直观的、具体形象的物理模型,在此基础上作抽象引导,形成一种思维轮廓,变成具有思维特征的物理模型。然后再利用学生思维中已经建立起来的物理模型去解决一些实际问题。这样建立起来的物理模型学生印象深刻。
另外,利用现代的多媒体技术的强大功能,将一些难以用传统手段完成的物理过程清晰地展现在学生的面前,让学生有一种身临其境的感觉,刺激感观,形成深刻的感性认识,为学生建立物理模型提供感性材料。
(二)通过定义,进一步理解物理模型的内涵
有些物理模型的建立,没有实验可做,学生的感性知识又少,模型本身很抽象,这就需要从模型本身的特点先给予定义,然后在运用中进一步体会模型的内涵。例如建立“理想气体”模型,首先给出一个框架,严格遵守气体实验定律的气体,称为理想气体。然后分析实际气体与理想气体的区别,并说明实际气体在压强不太大(与大气压强相比),温度不太低(与室温相比)的情况下,可以近似视为理想气体。最后运用理想气体的定义处理具体问题。经过一段时间的运用之后学生就会更加清晰理解“理想气体”的内涵,达到熟练掌握的程度。
(三)例题、习题中引导,强化对物理模型的理解
建立物理模型在解答物理例题和习题中经常起着决定性的作用。例如在题目中出现“接触面光滑”意即不考虑摩擦,“两物体间的距离远大于它的线度”意为物体可以视为质点,“轻质弹簧”或“轻绳”即指不考虑弹簧或绳的质量……学生若不知道这些模型所包含的物理意义,则不能正确解答有关习题。所以教师在例题的教学中应该注意
初中物理学习中常用科学方法分析——类比法
在我们学习一些十分抽象地看不见、摸不着的物理量时,由于不易理解,我们就拿出一个大家能看见的且与之很相似的量来进行对照学习。如电流的形成和电压的作用是通过以熟悉的水流的形成和水压是水管中形成了水流进行类比,从而得出电压是形成电流的原因的结论。学生在学习电学知识时,在老师的引导下,联想到水压迫使水沿着一定的方向流动,使水管中形成了水流;类似地,电压迫使自由电荷做定向移动使电路中形成了电流。抽水机是提供水压的装置;类似地,电源是提供电压的装置。水流通过涡轮时,消耗水能转化为涡轮的动能;类似地,电流通过电灯时,消耗的电能转化为内能和光能。
我们学习分子的动能时,将它与物体的动能进行类比;学习功率时,将它与速度进行类比。
看一道练习题:
某同学在学习电学知识时,在老师的引导下,联想力学实验现象,进行比较并找出了一些相类似的规律,其中不准确的是( )
A.水压使水管中形成水流;类似地,电压使电路中形成电流
B.抽水机是提供水压的装置;类似地,电源是提供电压的装置
C.抽水机工作时消耗水能;类似地,电灯发光时消耗电能
D.水流通过涡轮时,消耗水能转化为涡轮的动能;类似地,电流通过电灯时,消耗的电能转化为内能和光能
正确答案是C,因为抽水机没有消耗水能,它工作是由电动机带动的,消耗的是电能

一、引言
物理学是研究物质相互作用规律及其基本结构的科学,从物理学的性质特点看,物理学是一门具有方法论性质的科学,物理学研究探知物质世界的方法是我们认识自然的基本方法之一。物理学的发展丰富了哲学的内容,促进了哲学的发展。
物理学方法很多,如实验法、模型法、推理法、分析法、假设法、图象法、数学方法等等,而模型法在形成物理概念、建立物理规律中起着重要作用。
所谓物理模型,是人们为了研究物理问题的方便和探讨物理事物的本身而对研究对象所作的一种简化描述,是以观察和实验为基础,采用理想化的办法所创造的,能再现事物本质和内在特性的一种简化模型。理想化的物理模型既是物理学赖以建立的基本思想方法,也是物理学在应用中解决实际问题的重要途径和方法,这种方法的思维过程要求学生在分析实际问题中研究对象的条件、物理过程的特征,建立与之相适应的物理模型,通过模型思维进行推理。
二、模型的种类
(一)物理对象模型
实际物体在某些特定条件下往往可抽象为理想的研究对象,即物理对象模型。物理中常见物理对象的理想模型有:质点、刚体、弹性体、理想流体、弹簧振子、单摆、点电荷、试验电荷、无限大平板、点磁荷、纯电阻(纯电容、纯电感)、光线、薄透镜、点光源、绝对黑体、汤姆逊模型、卢瑟福模型等。如研究竖直放置在光滑圆弧形轨道上的物体作小幅度运动时就可以把它等效为单摆模型处理;研究跳水运动员时就要把跳水运动员看作全部质量集中在其重心的一个质点模型。
(二)物理过程模型
将实际物理过程进行处理,忽视次要因素,考虑主要因素;忽略个性,考虑共性,使之成为典型过程,即过程模型。比如:匀速直线运动,匀变速直线运动,抛体运动,匀速圆周运动,简谐运动,质点运动的自由落体运动,完全弹性碰撞,电学中的稳恒电流,等幅振荡,热学中的等温变化、等容变化、等压变化、绝热变化等等都是物理过程、物理状态的模型。比如:发射炮弹时炮弹在炮筒里的运动,火车、汽车等交通工具在开动后或停止前的一段时间内的运动,石块从不太高的地方下落的运动等。由于它们的运动都很接近匀变速直线运动,我们可以把它们的运动当作匀变速直线运动来处理。
(三)理想化实验模型
在实验的基础上,抓住主要矛盾,忽略次要矛盾,根据逻辑推理法则,对过程进一步分析、推理,找出其规律。伽利略就是从斜槽上滚下的小球上另一个斜槽,后者坡度越小,小球滚得越远的实验基础上,提出了他的理想实验,从而推倒了延续两千年的“力是维持运动不可缺少的原因”的结论,为惯性定律的产生奠定了基础。
(四)模拟式模型
物理概念和规律在形式上是抽象的,在内容上是具体的,因此,我们可以用模拟式模型来描述。比如:关于电场和磁场中引入的电场线、等势面和磁感线等就是模拟式模型。其实,电场线、等势面和磁感线都是为了研究电场和磁场而引入的一系列假想曲线(面),但是这些曲线(面)并非人们单凭主观愿望臆造出来的,用电场线、等势面和磁感线这些模拟式模型能使一些看不见、摸不着的客观事物变得具体化、形象化。
(五)数学模型
客观世界的一切规律原则上都可以在数学中找到它们的表现形式,物理学研究客观世界时,通常采用抽象、概括的方法,将客观条件模型化,同时将客体的属性及运动变化规律数学公式化,这就使得物理学成为定量的精密的科学。在运用数学公式求解物理问题时,我们还可以作一些近似处理。例如:忽略一些小量或小量的高次项,将一些变量视为常量等。只要这种简化与忽略是合理的,我们的解就会与实际情况符合得很好。
三、物理模型的建立
在物理教学中引导学生学会建立物理模型的方法,是物理教学中科学方法教育的一项重要内容。能建立正确合理的模型,能透过现象识别、发现模型是解题的关键所在。可以从以下几个方面引导学生建立物理模型。
(一)实验或多媒体课件引导
实验是物理学的基础,所以在建立物理模型时离不开实验。其一般方法是先做有关实验,使学生在脑海中留下一个直观的、具体形象的物理模型,在此基础上作抽象引导,形成一种思维轮廓,变成具有思维特征的物理模型。然后再利用学生思维中已经建立起来的物理模型去解决一些实际问题。这样建立起来的物理模型学生印象深刻。
另外,利用现代的多媒体技术的强大功能,将一些难以用传统手段完成的物理过程清晰地展现在学生的面前,让学生有一种身临其境的感觉,刺激感观,形成深刻的感性认识,为学生建立物理模型提供感性材料。
(二)通过定义,进一步理解物理模型的内涵
有些物理模型的建立,没有实验可做,学生的感性知识又少,模型本身很抽象,这就需要从模型本身的特点先给予定义,然后在运用中进一步体会模型的内涵。例如建立“理想气体”模型,首先给出一个框架,严格遵守气体实验定律的气体,称为理想气体。然后分析实际气体与理想气体的区别,并说明实际气体在压强不太大(与大气压强相比),温度不太低(与室温相比)的情况下,可以近似视为理想气体。最后运用理想气体的定义处理具体问题。经过一段时间的运用之后学生就会更加清晰理解“理想气体”的内涵,达到熟练掌握的程度。
(三)例题、习题中引导,强化对物理模型的理解
建立物理模型在解答物理例题和习题中经常起着决定性的作用。例如在题目中出现“接触面光滑”意即不考虑摩擦,“两物体间的距离远大于它的线度”意为物体可以视为质点,“轻质弹簧”或“轻绳”即指不考虑弹簧或绳的质量……学生若不知道这些模型所包含的物理意义,则不能正确解答有关习题。所以教师在例题的教学中应该注意着重引导分析,首先让学生理解题中的物理图景,明确题中涉及的物理模型,然后再用相应的数学模型来解题。
四、物理模型在解题中的实际应用
在物理教学中,学生们常常反映物理难学,尤其是解题难。当然,难的原因很多,但其中很重要的一个原因就是这些学生对题目的物理过程不理解,不能把题目中的过程和物体简化成理想的物理模型。事实告诉我们,千变万化的物理习题都是根据一定的物理模型,结合某些物理关系,给出一定的条件,提出需要求的物理量的,而我们解题的过程,就是将题目隐含的物理模型还原、求结果的过程。
(一)相似模型的类化
对于与原模型有相近的运动状态或相似物理性质的现象,可以根据已熟悉的事实经验,找到彼此间相应的联系,探明其形式的本质过程的统一,把待解问题纳入到已有的解题模式中去。下面通过一道例题来说明:
例1:在光滑的水平轨道上有两个半径都是r的小球A和B,质量分别为m和2m。当两球心间的距离大于L(L>>2r)时,两球之间无相互作用力;当两球心间的距离等于或小于L时,两球间存在相互作用的恒定斥力F。设A球从远离B处以速度v0沿两球连心线向原来静止的B球运动。如图1所示,欲使两球不发生接触,v0必须满足什么条件?

图1 球体运动简图 图2 子弹运动简图
考生最感困惑的是:物理图景不清晰,物理模型建立不起来。这正是命题者的良苦用心和能力考查的奥妙所在。
其实,此题的原型学生并不陌生:“质量为M,长为l的木块静止在光滑水平面上。一质量为m,速度为v0的子弹水平射入木块中,如图2所示,设子弹受木块对它的阻力恒为f,欲使子弹不穿出木块,v0必须满足什么条件?”对于“子弹穿木块”的典型模型有谁望而生畏呢?那么为什么两种反应却截然不同呢?究其原因,还是对旧模型认识肤浅,理解不透的缘故。
例2:在水平向右的匀强电场中,有一质量为m,带正电量q的小球,用长为L的绝缘细线悬在O点,当小球静止时,细线与竖直方向的夹角为,如图3所示。现给小球一个垂直与悬线的初速度,使小球恰能在直平面内做圆周运动的过程中在哪一位置的速度最小?速度最小值是多少?

图3 小球在A点的受力简图
对上述问题,不少学生习惯认为小球应在圆周运动的高点速度最小。造成这一错误的原因是,机械照搬了在重力场中物体在竖直平面内做圆周运动的模型。殊不知物理问题情境发生了变化,小球处在重力场和电场的叠加场中。但二者之间也存在共同属性,即都处在场中,我们不妨用重力场去类比叠加场把重力和电场力的合力看成等效重力,则等效重力加速,其方向斜向右下方且与竖直方向成角,小球静止时的位置A即为等效重力场的最低点,对应于A同一直径圆上的B点即为小球在等效重力场中的最高点。由于只有等效重力作功,所以应有等效重力势能和动能相互转化并保持守恒,即B点等效重力势能最大,动能最小,速度也最小。设小球在B点的速度为vB,此时细线的拉力为零,等效重力提供向心力,即,得小球的最小速度:

显然类化的解题思维是敏捷的和变通的,即能够用联系的观点认识事物,用等效的方法把握问题的本质和规律。
(二)物理模型的整合
有许多物理问题充分利用现有的模型整合加工,也有些问题并不只用一个物理模型就可以解决。对于同一自然现象,研究的角度和着眼点不同,可以成为不同的物理模型甚至包含多个物理模型,为顺利解决问题要透过现象还原出这些物理模型,同时要注意把一个实际问题抽象为什么样的模型,不是以外貌的相似为依据,而要具体问题具体分析,关键是对各种的模型成立的条件十分清晰,一旦题目满足这种条件,如若需要,则可抽象出该模型。
综上所述,模型的整合与组合是提高问题难度的一种方法,让学生认识到模型整合与分解的重要性,学会正确识别模型的方法,对于提高学生的分析和解决问题的能力有着十分重要的意义。
五、结语
总之,模型法是解决物理问题的重要而又基本的方法。正确运用模型法的关键在于:正确分析各种因素对物理过程的影响,分清主次。突出主要矛盾,忽略次要因素。模型法的要点是近似处理,但是近似处理不能随心所欲,既要有理论根据,又要和实际过程或科学实验相符合,只有这样,根据实际问题所选用的模型或者对模型的修正才是正确的。
理论方面0极乐天子说的就够了.
我给你就举个类比法的例子吧!^_^
学过电路吧?
电路中的电流,电压,开关用电器之间的关系可以类比
水在水管中流,在U型管的一端放一个抽水机^_^
在U型管的底部放一个闸^_^
在U型管中放些水(U型管两边的水要有高度差)^_^
(1)打开闸,不开动抽水机的话,水就会从高的一边流向底的一边(因为有水压的纯在).但是
等到高度相等的时候水就不动了.(在电路中,没有用电器的电路最后和这个结果大经相同)
(2)打开闸,开动抽水机,水就会从高的一边流向底的一边,而抽水机会把多出来的水抽到另一边,会不断产生水压,水不断流动,产生水流,整个水路就会不断运转(象通路的电路.)
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
呼呼!终于打完了TOT
学习物理
只要把知识弄懂了,多练题(但不是题海战术,做有代表性的题)
做到知识的融会贯通
不会太难的

如果遇到抽象的问题
一定要使你的头脑中呈现出形象的东西
有利于学物理的
初中物理学习中常用科学方法分析——类比法
在我们学习一些十分抽象地看不见、摸不着的物理量时,由于不易理解,我们就拿出一个大家能看见的且与之很相似的量来进行对照学习。如电流的形成和电压的作用是通过以熟悉的水流的形成和水压是水管中形成了水流进行类比,从而得出电压是形成电流的原因的结论。学生在学习电学知识时,在老师的引导下,联想到水压迫使水沿着一定的方向流动,使水管中形成了水流;类似地,电压迫使自由电荷做定向移动使电路中形成了电流。抽水机是提供水压的装置;类似地,电源是提供电压的装置。水流通过涡轮时,消耗水能转化为涡轮的动能;类似地,电流通过电灯时,消耗的电能转化为内能和光能。
我们学习分子的动能时,将它与物体的动能进行类比;学习功率时,将它与速度进行类比。
看一道练习题:
某同学在学习电学知识时,在老师的引导下,联想力学实验现象,进行比较并找出了一些相类似的规律,其中不准确的是( )
A.水压使水管中形成水流;类似地,电压使电路中形成电流
B.抽水机是提供水压的装置;类似地,电源是提供电压的装置
C.抽水机工作时消耗水能;类似地,电灯发光时消耗电能
D.水流通过涡轮时,消耗水能转化为涡轮的动能;类似地,电流通过电灯时,消耗的电能转化为内能和光能
正确答案是C,因为抽水机没有消耗水能,它工作是由电动机带动的,消耗的是电能

初中物理学习中常用科学方法分析——类比法
在我们学习一些十分抽象地看不见、摸不着的物理量时,由于不易理解,我们就拿出一个大家能看见的且与之很相似的量来进行对照学习。如电流的形成和电压的作用是通过以熟悉的水流的形成和水压是水管中形成了水流进行类比,从而得出电压是形成电流的原因的结论。学生在学习电学知识时,在老师的引导下,联想到水压迫使水沿着一定的方向流动,使水管中形成了水流;类似地,电压迫使自由电荷做定向移动使电路中形成了电流。抽水机是提供水压的装置;类似地,电源是提供电压的装置。水流通过涡轮时,消耗水能转化为涡轮的动能;类似地,电流通过电灯时,消耗的电能转化为内能和光能。
我们学习分子的动能时,将它与物体的动能进行类比;学习功率时,将它与速度进行类比。
看一道练习题:
某同学在学习电学知识时,在老师的引导下,联想力学实验现象,进行比较并找出了一些相类似的规律,其中不准确的是( )
A.水压使水管中形成水流;类似地,电压使电路中形成电流
B.抽水机是提供水压的装置;类似地,电源是提供电压的装置
C.抽水机工作时消耗水能;类似地,电灯发光时消耗电能
D.水流通过涡轮时,消耗水能转化为涡轮的动能;类似地,电流通过电灯时,消耗的电能转化为内能和光能
正确答案是C,因为抽水机没有消耗水能,它工作是由电动机带动的,消耗的是电能

一、引言
物理学是研究物质相互作用规律及其基本结构的科学,从物理学的性质特点看,物理学是一门具有方法论性质的科学,物理学研究探知物质世界的方法是我们认识自然的基本方法之一。物理学的发展丰富了哲学的内容,促进了哲学的发展。
物理学方法很多,如实验法、模型法、推理法、分析法、假设法、图象法、数学方法等等,而模型法在形成物理概念、建立物理规律中起着重要作用。
所谓物理模型,是人们为了研究物理问题的方便和探讨物理事物的本身而对研究对象所作的一种简化描述,是以观察和实验为基础,采用理想化的办法所创造的,能再现事物本质和内在特性的一种简化模型。理想化的物理模型既是物理学赖以建立的基本思想方法,也是物理学在应用中解决实际问题的重要途径和方法,这种方法的思维过程要求学生在分析实际问题中研究对象的条件、物理过程的特征,建立与之相适应的物理模型,通过模型思维进行推理。
二、模型的种类
(一)物理对象模型
实际物体在某些特定条件下往往可抽象为理想的研究对象,即物理对象模型。物理中常见物理对象的理想模型有:质点、刚体、弹性体、理想流体、弹簧振子、单摆、点电荷、试验电荷、无限大平板、点磁荷、纯电阻(纯电容、纯电感)、光线、薄透镜、点光源、绝对黑体、汤姆逊模型、卢瑟福模型等。如研究竖直放置在光滑圆弧形轨道上的物体作小幅度运动时就可以把它等效为单摆模型处理;研究跳水运动员时就要把跳水运动员看作全部质量集中在其重心的一个质点模型。
(二)物理过程模型
将实际物理过程进行处理,忽视次要因素,考虑主要因素;忽略个性,考虑共性,使之成为典型过程,即过程模型。比如:匀速直线运动,匀变速直线运动,抛体运动,匀速圆周运动,简谐运动,质点运动的自由落体运动,完全弹性碰撞,电学中的稳恒电流,等幅振荡,热学中的等温变化、等容变化、等压变化、绝热变化等等都是物理过程、物理状态的模型。比如:发射炮弹时炮弹在炮筒里的运动,火车、汽车等交通工具在开动后或停止前的一段时间内的运动,石块从不太高的地方下落的运动等。由于它们的运动都很接近匀变速直线运动,我们可以把它们的运动当作匀变速直线运动来处理。
(三)理想化实验模型
在实验的基础上,抓住主要矛盾,忽略次要矛盾,根据逻辑推理法则,对过程进一步分析、推理,找出其规律。伽利略就是从斜槽上滚下的小球上另一个斜槽,后者坡度越小,小球滚得越远的实验基础上,提出了他的理想实验,从而推倒了延续两千年的“力是维持运动不可缺少的原因”的结论,为惯性定律的产生奠定了基础。
(四)模拟式模型
物理概念和规律在形式上是抽象的,在内容上是具体的,因此,我们可以用模拟式模型来描述。比如:关于电场和磁场中引入的电场线、等势面和磁感线等就是模拟式模型。其实,电场线、等势面和磁感线都是为了研究电场和磁场而引入的一系列假想曲线(面),但是这些曲线(面)并非人们单凭主观愿望臆造出来的,用电场线、等势面和磁感线这些模拟式模型能使一些看不见、摸不着的客观事物变得具体化、形象化。
(五)数学模型
客观世界的一切规律原则上都可以在数学中找到它们的表现形式,物理学研究客观世界时,通常采用抽象、概括的方法,将客观条件模型化,同时将客体的属性及运动变化规律数学公式化,这就使得物理学成为定量的精密的科学。在运用数学公式求解物理问题时,我们还可以作一些近似处理。例如:忽略一些小量或小量的高次项,将一些变量视为常量等。只要这种简化与忽略是合理的,我们的解就会与实际情况符合得很好。
三、物理模型的建立
在物理教学中引导学生学会建立物理模型的方法,是物理教学中科学方法教育的一项重要内容。能建立正确合理的模型,能透过现象识别、发现模型是解题的关键所在。可以从以下几个方面引导学生建立物理模型。
(一)实验或多媒体课件引导
实验是物理学的基础,所以在建立物理模型时离不开实验。其一般方法是先做有关实验,使学生在脑海中留下一个直观的、具体形象的物理模型,在此基础上作抽象引导,形成一种思维轮廓,变成具有思维特征的物理模型。然后再利用学生思维中已经建立起来的物理模型去解决一些实际问题。这样建立起来的物理模型学生印象深刻。
另外,利用现代的多媒体技术的强大功能,将一些难以用传统手段完成的物理过程清晰地展现在学生的面前,让学生有一种身临其境的感觉,刺激感观,形成深刻的感性认识,为学生建立物理模型提供感性材料。
(二)通过定义,进一步理解物理模型的内涵
有些物理模型的建立,没有实验可做,学生的感性知识又少,模型本身很抽象,这就需要从模型本身的特点先给予定义,然后在运用中进一步体会模型的内涵。例如建立“理想气体”模型,首先给出一个框架,严格遵守气体实验定律的气体,称为理想气体。然后分析实际气体与理想气体的区别,并说明实际气体在压强不太大(与大气压强相比),温度不太低(与室温相比)的情况下,可以近似视为理想气体。最后运用理想气体的定义处理具体问题。经过一段时间的运用之后学生就会更加清晰理解“理想气体”的内涵,达到熟练掌握的程度。
(三)例题、习题中引导,强化对物理模型的理解
建立物理模型在解答物理例题和习题中经常起着决定性的作用。例如在题目中出现“接触面光滑”意即不考虑摩擦,“两物体间的距离远大于它的线度”意为物体可以视为质点,“轻质弹簧”或“轻绳”即指不考虑弹簧或绳的质量……学生若不知道这些模型所包含的物理意义,则不能正确解答有关习题。所以教师在例题的教学中应该注意着重引导分析,首先让学生理解题中的物理图景,明确题中涉及的物理模型,然后再用相应的数学模型来解题。
四、物理模型在解题中的实际应用
在物理教学中,学生们常常反映物理难学,尤其是解题难。当然,难的原因很多,但其中很重要的一个原因就是这些学生对题目的物理过程不理解,不能把题目中的过程和物体简化成理想的物理模型。事实告诉我们,千变万化的物理习题都是根据一定的物理模型,结合某些物理关系,给出一定的条件,提出需要求的物理量的,而我们解题的过程,就是将题目隐含的物理模型还原、求结果的过程。
有许多物理问题充分利用现有的模型整合加工,也有些问题并不只用一个物理模型就可以解决。对于同一自然现象,研究的角度和着眼点不同,可以成为不同的物理模型甚至包含多个物理模型,为顺利解决问题要透过现象还原出这些物理模型,同时要注意把一个实际问题抽象为什么样的模型,不是以外貌的相似为依据,而要具体问题具体分析,关键是对各种的模型成立的条件十分清晰,一旦题目满足这种条件,如若需要,则可抽象出该模型。
综上所述,模型的整合与组合是提高问题难度的一种方法,让学生认识到模型整合与分解的重要性,学会正确识别模型的方法,对于提高学生的分析和解决问题的能力有着十分重要的意义。
五、结语
总之,模型法是解决物理问题的重要而又基本的方法。正确运用模型法的关键在于:正确分析各种因素对物理过程的影响,分清主次。突出主要矛盾,忽略次要因素。模型法的要点是近似处理,但是近似处理不能随心所欲,既要有理论根据,又要和实际过程或科学实验相符合,只有这样,根据实际问题所选用的模型或者对模型的修正才是正确的。
类比又称类推或类比推理。
它以对象之间某些属性的相同点为依据.从而断定它们在其他属性上也可能相同。
类比是由一种物理现象,想象到另一种物理现象,并对两种物理现象进行比较,由已知物理现象的规律去推出另一种物理现象的规律,或解决另一种物理现象中的问题的思维方法,类比不但可以在物理知识系统内部进行,还可以将许多物理知识与其他知识如数学知识、化学知识、哲学知识、生活常识等进行类比,常能起到点化疑难、开拓思路的作用。
理发展史上,有许多科学家巧妙的运用了物理类比,从而取得巨大的成功,例如:汤姆逊的贡献始于1841年,当时他还是一名剑桥大学的学生.他的第一篇论文在静电学方程与热流方程之间建立起形式上的类比,通过适当的代换,可将一个电学问题转换成热学理论问题;法拉第了解奥斯特发现电流具有磁效应后,于是进行了类比和联想,拿出了法拉第电磁感应定律,使科学飞速发展,使人类从此进入了电气化时代。
类比法用我们老师的话就是:用一类你熟悉的现象或理论与新知识进行对比,得出其中相同点,从而得出这种新知识的规律。如:在介绍电势这个概念时,将电场和重力场进行类比,找出共同点,电场力做功和重力做功都与路径无关,为此首先引入重力势能的概念:把一个质量为1m的物体放在离参考面为h的地方,它具有的重力势能为1mg,把质量为2m、3m、4m------的物体放在高为h的地方,它们的重力势能分别为1mgh、2mgh、3mgh、4mgh-------其势能值各不相同,但是:1mgh/1m=gh、2mgh/2m=gh、3mgh/3m=gh、4mgh/4m=gh-------说明gh是一个与放入重力场物体的质量无关的物理量,只取决于重力场中的位置和零势能面的选择,那么给它一个名字—重力势(gh)。那么再引入电势的概念,就比较容易接受了,大大的降低了理解这个抽象概念的难度。
其实我认为,我们学生在学习中使用类比法就是用来接受一种新的理论,这样就更加形象(用一种你熟悉的知识),更加容易记忆与理解。类比也是一种比较实用的方法,但它需要你在学习中多总结,多比较,具体就是与学过的比较,与你熟悉的比较,这样在比较中得出的它们之间的相同与不同点,在你以后的学习中,这能够让你不至于太多的知识而导致指示点相混,对知识点更加熟悉。在物理学习中,知识点之间不相混是非常重要的!
初中物理学习中常用科学方法分析——类比法
在我们学习一些十分抽象地看不见、摸不着的物理量时,由于不易理解,我们就拿出一个大家能看见的且与之很相似的量来进行对照学习。如电流的形成和电压的作用是通过以熟悉的水流的形成和水压是水管中形成了水流进行类比,从而得出电压是形成电流的原因的结论。学生在学习电学知识时,在老师的引导下,联想到水压迫使水沿着一定的方向流动,使水管中形成了水流;类似地,电压迫使自由电荷做定向移动使电路中形成了电流。抽水机是提供水压的装置;类似地,电源是提供电压的装置。水流通过涡轮时,消耗水能转化为涡轮的动能;类似地,电流通过电灯时,消耗的电能转化为内能和光能。
我们学习分子的动能时,将它与物体的动能进行类比;学习功率时,将它与速度进行类比。
看一道练习题:
某同学在学习电学知识时,在老师的引导下,联想力学实验现象,进行比较并找出了一些相类似的规律,其中不准确的是( )
A.水压使水管中形成水流;类似地,电压使电路中形成电流
B.抽水机是提供水压的装置;类似地,电源是提供电压的装置
C.抽水机工作时消耗水能;类似地,电灯发光时消耗电能
D.水流通过涡轮时,消耗水能转化为涡轮的动能;类似地,电流通过电灯时,消耗的电能转化为内能和光能
正确答案是C,因为抽水机没有消耗水能,它工作是由电动机带动的,消耗的是电能

建立物理模型法 请见:
http://www.blogdriver.com/sholeelts/402114.html

参考资料:http://zhidao.baidu.com/question/6173797.html
回答者:zhouyong36 - 见习魔法师 二级 3-4 19:03

初中物理学习中常用科学方法分析——类比法
在我们学习一些十分抽象地看不见、摸不着的物理量时,由于不易理解,我们就拿出一个大家能看见的且与之很相似的量来进行对照学习。如电流的形成和电压的作用是通过以熟悉的水流的形成和水压是水管中形成了水流进行类比,从而得出电压是形成电流的原因的结论。学生在学习电学知识时,在老师的引导下,联想到水压迫使水沿着一定的方向流动,使水管中形成了水流;类似地,电压迫使自由电荷做定向移动使电路中形成了电流。抽水机是提供水压的装置;类似地,电源是提供电压的装置。水流通过涡轮时,消耗水能转化为涡轮的动能;类似地,电流通过电灯时,消耗的电能转化为内能和光能。
我们学习分子的动能时,将它与物体的动能进行类比;学习功率时,将它与速度进行类比。
看一道练习题:
某同学在学习电学知识时,在老师的引导下,联想力学实验现象,进行比较并找出了一些相类似的规律,其中不准确的是( )
A.水压使水管中形成水流;类似地,电压使电路中形成电流
B.抽水机是提供水压的装置;类似地,电源是提供电压的装置
C.抽水机工作时消耗水能;类似地,电灯发光时消耗电能
D.水流通过涡轮时,消耗水能转化为涡轮的动能;类似地,电流通过电灯时,消耗的电能转化为内能和光能
正确答案是C,因为抽水机没有消耗水能,它工作是由电动机带动的,消耗的是电能

一、引言
物理学是研究物质相互作用规律及其基本结构的科学,从物理学的性质特点看,物理学是一门具有方法论性质的科学,物理学研究探知物质世界的方法是我们认识自然的基本方法之一。物理学的发展丰富了哲学的内容,促进了哲学的发展。
物理学方法很多,如实验法、模型法、推理法、分析法、假设法、图象法、数学方法等等,而模型法在形成物理概念、建立物理规律中起着重要作用。
所谓物理模型,是人们为了研究物理问题的方便和探讨物理事物的本身而对研究对象所作的一种简化描述,是以观察和实验为基础,采用理想化的办法所创造的,能再现事物本质和内在特性的一种简化模型。理想化的物理模型既是物理学赖以建立的基本思想方法,也是物理学在应用中解决实际问题的重要途径和方法,这种方法的思维过程要求学生在分析实际问题中研究对象的条件、物理过程的特征,建立与之相适应的物理模型,通过模型思维进行推理。
二、模型的种类
(一)物理对象模型
实际物体在某些特定条件下往往可抽象为理想的研究对象,即物理对象模型。物理中常见物理对象的理想模型有:质点、刚体、弹性体、理想流体、弹簧振子、单摆、点电荷、试验电荷、无限大平板、点磁荷、纯电阻(纯电容、纯电感)、光线、薄透镜、点光源、绝对黑体、汤姆逊模型、卢瑟福模型等。如研究竖直放置在光滑圆弧形轨道上的物体作小幅度运动时就可以把它等效为单摆模型处理;研究跳水运动员时就要把跳水运动员看作全部质量集中在其重心的一个质点模型。
(二)物理过程模型
将实际物理过程进行处理,忽视次要因素,考虑主要因素;忽略个性,考虑共性,使之成为典型过程,即过程模型。比如:匀速直线运动,匀变速直线运动,抛体运动,匀速圆周运动,简谐运动,质点运动的自由落体运动,完全弹性碰撞,电学中的稳恒电流,等幅振荡,热学中的等温变化、等容变化、等压变化、绝热变化等等都是物理过程、物理状态的模型。比如:发射炮弹时炮弹在炮筒里的运动,火车、汽车等交通工具在开动后或停止前的一段时间内的运动,石块从不太高的地方下落的运动等。由于它们的运动都很接近匀变速直线运动,我们可以把它们的运动当作匀变速直线运动来处理。
(三)理想化实验模型
在实验的基础上,抓住主要矛盾,忽略次要矛盾,根据逻辑推理法则,对过程进一步分析、推理,找出其规律。伽利略就是从斜槽上滚下的小球上另一个斜槽,后者坡度越小,小球滚得越远的实验基础上,提出了他的理想实验,从而推倒了延续两千年的“力是维持运动不可缺少的原因”的结论,为惯性定律的产生奠定了基础。
(四)模拟式模型
物理概念和规律在形式上是抽象的,在内容上是具体的,因此,我们可以用模拟式模型来描述。比如:关于电场和磁场中引入的电场线、等势面和磁感线等就是模拟式模型。其实,电场线、等势面和磁感线都是为了研究电场和磁场而引入的一系列假想曲线(面),但是这些曲线(面)并非人们单凭主观愿望臆造出来的,用电场线、等势面和磁感线这些模拟式模型能使一些看不见、摸不着的客观事物变得具体化、形象化。
(五)数学模型
客观世界的一切规律原则上都可以在数学中找到它们的表现形式,物理学研究客观世界时,通常采用抽象、概括的方法,将客观条件模型化,同时将客体的属性及运动变化规律数学公式化,这就使得物理学成为定量的精密的科学。在运用数学公式求解物理问题时,我们还可以作一些近似处理。例如:忽略一些小量或小量的高次项,将一些变量视为常量等。只要这种简化与忽略是合理的,我们的解就会与实际情况符合得很好。
三、物理模型的建立
在物理教学中引导学生学会建立物理模型的方法,是物理教学中科学方法教育的一项重要内容。能建立正确合理的模型,能透过现象识别、发现模型是解题的关键所在。可以从以下几个方面引导学生建立物理模型。
(一)实验或多媒体课件引导
实验是物理学的基础,所以在建立物理模型时离不开实验。其一般方法是先做有关实验,使学生在脑海中留下一个直观的、具体形象的物理模型,在此基础上作抽象引导,形成一种思维轮廓,变成具有思维特征的物理模型。然后再利用学生思维中已经建立起来的物理模型去解决一些实际问题。这样建立起来的物理模型学生印象深刻。
另外,利用现代的多媒体技术的强大功能,将一些难以用传统手段完成的物理过程清晰地展现在学生的面前,让学生有一种身临其境的感觉,刺激感观,形成深刻的感性认识,为学生建立物理模型提供感性材料。
(二)通过定义,进一步理解物理模型的内涵
有些物理模型的建立,没有实验可做,学生的感性知识又少,模型本身很抽象,这就需要从模型本身的特点先给予定义,然后在运用中进一步体会模型的内涵。例如建立“理想气体”模型,首先给出一个框架,严格遵守气体实验定律的气体,称为理想气体。然后分析实际气体与理想气体的区别,并说明实际气体在压强不太大(与大气压强相比),温度不太低(与室温相比)的情况下,可以近似视为理想气体。最后运用理想气体的定义处理具体问题。经过一段时间的运用之后学生就会更加清晰理解“理想气体”的内涵,达到熟练掌握的程度。
(三)例题、习题中引导,强化对物理模型的理解
建立物理模型在解答物理例题和习题中经常起着决定性的作用。例如在题目中出现“接触面光滑”意即不考虑摩擦,“两物体间的距离远大于它的线度”意为物体可以视为质点,“轻质弹簧”或“轻绳”即指不考虑弹簧或绳的质量……学生若不知道这些模型所包含的物理意义,则不能正确解答有关习题。所以教师在例题的教学中应该注意着重引导分析,首先让学生理解题中的物理图景,明确题中涉及的物理模型,然后再用相应的数学模型来解题。
四、物理模型在解题中的实际应用
在物理教学中,学生们常常反映物理难学,尤其是解题难。当然,难的原因很多,但其中很重要的一个原因就是这些学生对题目的物理过程不理解,不能把题目中的过程和物体简化成理想的物理模型。事实告诉我们,千变万化的物理习题都是根据一定的物理模型,结合某些物理关系,给出一定的条件,提出需要求的物理量的,而我们解题的过程,就是将题目隐含的物理模型还原、求结果的过程。
(一)相似模型的类化
对于与原模型有相近的运动状态或相似物理性质的现象,可以根据已熟悉的事实经验,找到彼此间相应的联系,探明其形式的本质过程的统一,把待解问题纳入到已有的解题模式中去。下面通过一道例题来说明:
例1:在光滑的水平轨道上有两个半径都是r的小球A和B,质量分别为m和2m。当两球心间的距离大于L(L>>2r)时,两球之间无相互作用力;当两球心间的距离等于或小于L时,两球间存在相互作用的恒定斥力F。设A球从远离B处以速度v0沿两球连心线向原来静止的B球运动。如图1所示,欲使两球不发生接触,v0必须满足什么条件?

图1 球体运动简图 图2 子弹运动简图
考生最感困惑的是:物理图景不清晰,物理模型建立不起来。这正是命题者的良苦用心和能力考查的奥妙所在。
其实,此题的原型学生并不陌生:“质量为M,长为l的木块静止在光滑水平面上。一质量为m,速度为v0的子弹水平射入木块中,如图2所示,设子弹受木块对它的阻力恒为f,欲使子弹不穿出木块,v0必须满足什么条件?”对于“子弹穿木块”的典型模型有谁望而生畏呢?那么为什么两种反应却截然不同呢?究其原因,还是对旧模型认识肤浅,理解不透的缘故。
例2:在水平向右的匀强电场中,有一质量为m,带正电量q的小球,用长为L的绝缘细线悬在O点,当小球静止时,细线与竖直方向的夹角为,如图3所示。现给小球一个垂直与悬线的初速度,使小球恰能在直平面内做圆周运动的过程中在哪一位置的速度最小?速度最小值是多少?

图3 小球在A点的受力简图
对上述问题,不少学生习惯认为小球应在圆周运动的高点速度最小。造成这一错误的原因是,机械照搬了在重力场中物体在竖直平面内做圆周运动的模型。殊不知物理问题情境发生了变化,小球处在重力场和电场的叠加场中。但二者之间也存在共同属性,即都处在场中,我们不妨用重力场去类比叠加场把重力和电场力的合力看成等效重力,则等效重力加速,其方向斜向右下方且与竖直方向成角,小球静止时的位置A即为等效重力场的最低点,对应于A同一直径圆上的B点即为小球在等效重力场中的最高点。由于只有等效重力作功,所以应有等效重力势能和动能相互转化并保持守恒,即B点等效重力势能最大,动能最小,速度也最小。设小球在B点的速度为vB,此时细线的拉力为零,等效重力提供向心力,即,得小球的最小速度:

显然类化的解题思维是敏捷的和变通的,即能够用联系的观点认识事物,用等效的方法把握问题的本质和规律。
(二)物理模型的整合
有许多物理问题充分利用现有的模型整合加工,也有些问题并不只用一个物理模型就可以解决。对于同一自然现象,研究的角度和着眼点不同,可以成为不同的物理模型甚至包含多个物理模型,为顺利解决问题要透过现象还原出这些物理模型,同时要注意把一个实际问题抽象为什么样的模型,不是以外貌的相似为依据,而要具体问题具体分析,关键是对各种的模型成立的条件十分清晰,一旦题目满足这种条件,如若需要,则可抽象出该模型。
综上所述,模型的整合与组合是提高问题难度的一种方法,让学生认识到模型整合与分解的重要性,学会正确识别模型的方法,对于提高学生的分析和解决问题的能力有着十分重要的意义。
五、结语
总之,模型法是解决物理问题的重要而又基本的方法。正确运用模型法的关键在于:正确分析各种因素对物理过程的影响,分清主次。突出主要矛盾,忽略次要因素。模型法的要点是近似处理,但是近似处理不能随心所欲,既要有理论根据,又要和实际过程或科学实验相符合,只有这样,根据实际问题所选用的模型或者对模型的修正才是正确的。

啥叫四种基本力,质子带正电本来相斥,为啥却粘在一起?

先简单说说四种基本力。

自从牛顿发现了万有引力定律,随着科学研究的深入,发现这个世界的一切不外乎受四种力的约束,即万有引力、电磁作用力、强力、弱力。

万用引力和电磁作用力我们每天都接触到,更多是表现在宏观方面。如天体运动和演化、航天发射都是遵循万有引力规律,根据这个规律,才能够了解宇宙天体运动和让航天器脱离地球引力;而电磁作用力表现在我们日常生活的一切方面,光和电、弹力、机械力、摩擦力、磁力、阻力、压力、拉力、斥力等等都属于电磁作用力的范畴。

强力和弱力更多的表现在微观世界,而且主要在亚原子层面。何谓亚原子?就是比原子更小更深层次的物质,如电子、质子、中子、夸克、中微子等等,这些亚原子本身也层次大小不同。

强力主要作用在强子层面,质子、中子能够紧挨在一起,就是强力在起作用;弱力的作用层面就更小了,主要在作用于电子、夸克层子、中微子等费米子层面,并制约着放射性现象,对光子、引子等玻色子不起作用。

在这四种力中,万有引力和电磁力都是长程力,理论上可以传播无限远,传播速度为光速;强力作用距离很短,约在10^-15m以内;弱力作用距离更短,在10^-17m以内,它们传播速度小于光速。在这四种力中,引力最弱,弱力次弱,电磁力较强,强力最强。它们的强度表达为:强力10^4N,电磁力10^2N,弱力10^-2N,引力10^-34N。从中我们可以看出,电磁力比强力小100倍,弱力比强力小10万倍,而引力比强力小100万亿亿亿亿倍。可见引力之弱,差距太大。

原子核中的质子依靠强力束缚在一起。

强力全称叫强相互作用力,又叫强核力,是这种力将原子核里的质子、中子束缚在一起,而且还把质子和中子中的夸克束缚在一起。

我们知道,在电磁作用力里面,同性相斥,异性相吸。我们这个世界一起物质都是由原子组成,而原子是由原子核和电子组成,原子核由带正电的质子和不带电的中子组成,因此原子核是带正电的。这样,每个原子理论上说,带负电的电子与原子核就一直有相互吸引到一起的趋势。至于它们为什么没有吸在一起,而且还有一个很大的空间,有解释是由于电子的能量动量,才让原子运动形成一个平衡,才让原子呈现稳定的中性。现代量子力学不确定性原理对这种解释并不认同,我们这里不展开说。

但原子核中的质子带正电,具有相互排斥的库仑力是没有异议的。那么是什么力让它们束缚在一起呢?科学研究发现这种力就是强力,强力是通过一种被称为胶子的规范粒子场起到传递作用,是强子结合的基本力,现在发现依靠这种力聚合在一起的有几百种基本粒子,人们把这些粒子称为强子。

四种力能统一吗?

从上述四种力的介绍,我们可以看出它们之间有着不同作用和范围,力度大小也不一样。而迄今为止,我们世界的一切现象和本质,都受着这四种力的制约,都可以用这四种力来解释。但这四种力各有一套理论和方程组,很复杂。有没有一种理论可以把这四种力统一到一个框架里解释呢?如果能够做到这个统一,人类对这个世界的了解就会更加简单明了和深入了。

这就是所谓的大统一理论。科学家们近一个世纪以来,就一直希望找到一个大统一理论来来解释这个世界。爱因斯坦在上世纪三十年代开始,就着手研究大统一理论,一直没有取得突破。爱因斯坦带着遗憾于1955年逝世不久,到了六十年代,研究终于有了进展。

由格拉肖、温伯格、萨拉姆三位科学家,根据杨振宁—米尔斯规范场理论,先后独立提出电磁作用和弱作用具有统一性的思想,建立弱电统一理论。他们用这种理论可以分别解释弱相互作用和电磁相互作用的各种现象,并且发现了理论预言中的粒子,从而确定了弱、电统一理论的成功。由此他们获得了1979年诺贝尔物理学奖。

大统一理论研究在继续。

弱、电两种作用力的统一让人们看到了大统一曙光,科学家们又开始了弱、电、强相互作用统一的研究,这项研究虽有重大进展,但尚有争议,至今没有一个共识和定论。现在科学界认为最难统一的是引力,因为引力太弱了,在微观粒子层面几乎没有起作用,而是比它强很多的电磁力在起作用。

后来出现并兴起的弦理论给大统一理论带来了希望,这个理论说来很复杂,需要专门的篇幅来解释,这里就不展开说了。总之,在科学家们的努力下,我想总有一天会实现四种力的大统一,让人类对大自然的认识上升到一个新的层面,从而促进人类文明升级。

就是这样,欢迎讨论,感谢阅读。

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物理上的四力:即万有引力、电磁作用力、强力、弱力。正电荷两个相互排斥在生活中是很正常的,但是在微观中,质子却能够集中在一起,和中子组成原子核。这是因为强力的作用,强力的作用范围很短但是力非常之巨大。
本文标题: 这个方程中包含了四种基本作用力,个人找不出逻辑错误和现实物理实验现象的反例,请问大家对此有什么看法
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    请问这个烦人的植物是啥太祖与高祖有什么不同
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