Ⅰ 求高中物理科學方法總結
一、控制變數法
控制變數法是初中物理實驗中常用的探索問題和分析解決問題的科學方法之一。所謂控制變數法是指為了研究物理量同影響它的多個因素中的一個因素的關系,可將除了這個因素以外的其它因素人為地控制起來,使其保持不變,再比較、研究該物理量與該因素之間的關系,得出結論,然後再綜合起來得出規律的方法。
這種方法在整個初中物理實驗中的應用比較普遍。例如在人教版實驗教科書《物理》(八年級上冊)第一章第一節關於探究聲是怎樣傳播的實驗中,就開始滲透控制變數的思想。因為固體、液體和氣體都是傳聲的介質,我們逐一研究它們分別可以傳聲時,就必須控制其它兩個因素。如果在進行該實驗時就給學生恰當地點撥,提出:「把兩張課桌緊緊地挨在一起,一個同學輕敲桌面,另一個同學把耳朵貼在另一張桌子上,聽到的敲擊聲為什麼就能認為是桌子傳來而不是空氣傳來的?」引導學生去分析比較,就能使學生體驗到控制變數的思想。在接著的探究影響音調、響度等因素的實驗中,把控制變數的思想對學生給予簡要的介紹,就會使學生逐步領悟到控制變數法的實質要領,為以後的探究實驗作好方法上的准備。
在初中物理中,探究影響導體電阻大小的因素、電流跟電壓電阻的關系、影響電熱功率大小的因素、影響電磁鐵磁性強弱的因素、影響滑動摩擦力大小的因素、決定壓力作用效果的因素等等實驗,運用了控制變數法。
二、等效替代法
等效替代法是指在研究某一個物理現象和規律中,因實驗本身的特殊限制或因實驗器材等限制,不可以或很難直接揭示物理本質,而採取與之相似或有共同特徵的等效現象來替代的方法。這種方法若運用恰當,不僅能順利得出結論,而且容易被學生接受和理解。
例如,在探究平面鏡成像規律的實驗中,用玻璃板替代了平面鏡,因兩者在成像特徵上有共同之處,容易使學生接受,而玻璃板又是透明的,能通過它觀察到玻璃板後面的蠟燭,便於研究像的特點,揭示出規律。我們在教學中,在學生親歷實驗過程的基礎上,教師注重引導學生進行方法的總結,在思維方式上受到啟發,他們以後遇到有關的實驗設計時,就會自覺地加以運用。比如在學習伏安法測電阻之後,要求學生設計一個實驗,在上述實驗中缺少電壓表或電流表,其它器材不變,另有一個已知阻值的定值電阻供選用,要求測出未知電阻,應該怎麼辦?學生就可以用等效替代的思想進行設計了。
三、轉換法
有的物理量不便於直接測量,有的物理現象不便於直接觀察,通過轉換為容易測量到與之相等或與之相關聯的物理現象,從而獲得結論的方法。譬如,在研究電熱的功率與電阻關系的實驗中,電流通過阻值不等的兩根電阻絲產生的熱量無法直接觀測和比較,而我們通過轉換為讓煤油吸熱,觀察煤油溫度變化情況,從而推導出那個電阻放熱多。教學時不妨設計一問:為什麼研究電熱的功率與電阻大小的關系時,還用到似乎與實驗無關的煤油呢?引發學生的思考和討論,在小結出該實驗中煤油的作用的基礎上,進而再問:該實驗能否不用煤油而改用其它方式來觀察電阻通電後的發熱情況?這樣促使學生思維得以發散,轉換的思維方法得到訓練,設計實驗的能力也隨著提高了。
在初中物理實驗中,利用軟細繩測量地圖上鐵路線上的長度、刻度尺和三角板配合測量硬幣的直徑、圓錐的高等,都運用了轉換法的思想。
四、類比法
類比法是一種推理方法。為了把要表達的物理問題說清楚明白,往往用具體的、有形的、人們所熟知的事物來類比要說明的那些抽象的、無形的、陌生的事物,通過藉助於一個比較熟悉的對象的某些特徵,去理解和掌握另一個有相似性的對象的某些特徵。如:在研究電壓的作用時,藉助於看得見而學生比較熟悉的「水壓形成水流」的實驗作類比,來揭示電壓是形成電流的原因。又比如在研究通電螺線管的磁場的實驗中,為准確記憶通電螺線管的北極與電流方向的關系,以緊握的右拳頭類比為螺線管,四指為線圈並指向電流的方向,則大拇指所指的一端為北極。這樣形象直觀很容易被學生理解記憶牢固。當然,這里還可以用其他方式來類比,充分發揮學生的主觀能動性,還可以找到更符合學生實際的類比方法。人教版實驗教科書《物理》(八年級下冊)P64圖9.3—6就給人很好的啟示。
五、圖象法
圖象是一個數學概念,用來表示一個量隨另一個量的變化關系,很直觀。由於物理學中經常要研究一個物理量隨另一個物理量的變化情況,因此圖象在物理中有著廣泛的應用。在實驗中,運用圖象來處理實驗數據,探究內在的物理規律,具有獨特之處。如:在探究固體熔化時溫度的變化規律和水的沸騰情況的實驗中,就是運用圖象法來處理數據的。它形象直觀地表示了物質溫度的變化情況,學生在親歷實驗自主得出數據的基礎上,通過描點、連線繪出圖象就能准確地把握住晶體和非晶體的熔化特點、液體的沸騰特點了。
在其他的實驗中,教師也可以有意識地引導學生採用圖象來處理數據。例如在探究串聯電路中電流規律實驗中,把各點作為橫軸、電流為縱軸,作出的圖象為水平直線,很直觀表示出串聯電路中各點電流相等的規律。這樣學生非常容易理解和記憶。在探究電阻上的電流跟電壓的關系、同種物質的質量與體積的關系、重力大小跟質量的關系等實驗中都運用到圖象法。這樣把數形結合、圖形與文字結合起來處理數據、描述物理規律,能很好地促進學生處理數據能力和分析問題能力的提高。
六、理想化方法
理想化方法是指在物理教學中通過想像建立模型和進行實驗的一種科學方法。可分為理想化模型和理想化實驗。
理想化模型就是指把復雜的問題簡單化,把研究對象的一些次要因素捨去,抓住主要因素,對實際問題進行理想化處理去再現原形的本質的東西,構成理想化的物理模型。這是一種重要的物理研究方法。例如探究杠桿平衡條件的實驗,杠桿就是一種理想化的模型。杠桿在使用時,由於受到力的作用,都會引起或多或少的形變,然而在研究中把此時的形變忽略不計,這里我們就把杠桿經過理想化的處理,認為它無形變,視為一個硬棒,從而使學生在研究時不被細枝末節的因素影響,順利地得出杠桿平衡原理。
理想化實驗是一種科學的抽象方法。它既要以實驗事實作基礎,但又不能直接由實驗得到結論。比如,我們在探究空氣能傳聲的實驗中,逐漸將真空罩內的空氣抽出,聽到罩內的鬧鍾的聲音逐漸變弱,於是我們推理得出將真空罩內的空氣抽完(即真空),就聽不到鬧鍾的聲音了,從而得出空氣能傳聲而真空不能傳聲的結論。這里採用的方法就是理想化,因為無論怎樣抽氣是不可能將真空罩內的空氣抽完的。又如牛頓第一定律就是理想化實驗得出的一條重要物理規律。如果教師在教學中注意很好地滲透這一方法,有利於培養學生的科學思想,提高學生的創新能力。
Ⅱ 高中物理的實驗方法 具體到一些著名實驗
1.埃拉托色尼測量地球的周長
古埃及有一現名為阿斯旺的小鎮。在這里,夏日正午的太陽懸在頭頂:物體沒有影子,陽光直射入深水井中。埃拉托色尼是公元前3世紀亞歷山大圖書館的館長,他意識到這一信息可以幫助他估計地球的周長,在以後幾年的時間里的同一天、同一時間,他在亞歷山大測量了同一地點的物體的影子。發現太陽光線有輕微的傾斜,在垂直方向偏離了大約7度角。 剩下的就是幾何學的問題了。假設地球是球狀,那麼它的圓周應該跨越360度。如果兩座城市成7度角,就是7/360的圓周,就是當時5000個希臘運動場的距離。因此地球的周長就應該是25萬個希臘運動場。今天,通過航跡測算,我們知道埃拉托色尼的測量誤差僅在5%以內。
2. 伽利略的自由落體實驗
在16世紀末,人人都認為重量大的物體比重量小的物體下落的快,因為偉大的亞里士多德已經這么說了。伽利略,當時在比薩大學數學系任職,他大膽的向公眾的觀點挑戰。著名的比薩斜塔實驗已經成為科學中的一個故事:他從斜塔上同時扔下一輕一重的物體,讓大家看到兩個物體同時落地。伽利略挑戰亞里士多德的代價也許是他失去工作,但他展示的是自然界的本質,而不是人類的權威,科學作出了最後的裁決。
3. 伽利略的加速實驗
伽利略繼續提煉他有關物體運動的觀點。他做了一個6米多長、3米多寬的光滑直木槽。再把這個木板的斜槽固定住,讓銅球從木槽頂端沿斜面滑下,並用水鍾測量銅球每次下滑的時間,研究它們之間的關系。亞里士多德曾預言滾動球的速度是均勻不變的;銅球滾動兩倍的時間就走出兩倍的路程。伽利略卻證明銅球滾動的路程和時間的平方成 正比:兩倍的時間里,銅球滾動的4倍的距離,因為存在恆定的重力加速度。
4.牛頓的棱鏡分解太陽光
埃薩克·牛頓出生那年,伽利略與世長辭。牛頓1665年畢業於劍橋大學的三一學院,後來因躲避鼠疫在家呆了兩年,後來順利地得到了工作。當時大家都認為白光是一種純的沒有其它顏色的光(亞里士多德就是這樣認為的),而彩色光是一種不知何故發生變化的光。
為了驗證這個假設,牛頓一面三棱鏡放在陽光下,透過三棱鏡,光在牆上分解為不同的顏色,後來我們稱作為光譜。人們知道彩虹的五顏六色,但是他們認為那是因為不正常。牛頓的結論是:正是這些紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫基礎色有不同的色譜才形成了表面上顏色單一的白色光,如果你深入地看看,會發現白光是非常美麗的。
5.卡文迪許扭稱實驗
牛頓的另一偉大貢獻是他的萬有引力定律,但是萬有引力到底有多大?18世紀末,英國科學家亨利·卡文迪許決定要找出這個引力。他將兩邊系有小金屬球的6英尺木棒用金屬線懸吊起來,這個木棒就像啞鈴一樣。再將兩個350磅重的鉛球放在相當近的地方,以產生足夠的引力讓啞鈴轉動,並扭動金屬線。然後用自製的儀器測量出微小的轉動。
測量的結果驚人的准確,他測出了萬有引力恆量的參數,在此基礎上卡文迪許計算出地球的密度和質量。他的計算結果和當今世界公認的值很接近。
6. 托馬斯·楊的光干涉實驗
牛頓也不是永遠都正確的。在多次爭吵後,牛頓讓科學界接受了這樣的觀點:光是有微粒組成的,而不是一種波。1830年,英國醫生、物理學家托馬斯·楊用實驗來驗證這點。 他在百葉窗上開了一個小洞,讓光線通過,並用一面鏡子反射透過的光線。然後他用一個厚約1/30英寸的紙片把這束光從中間分成兩束。結果看到了相交的光線和陰影。這說明兩束光線可以像波一樣相互干涉。這個實驗為一個世紀後量子學的創立起到了至關重要的作用。
7.米歇爾·傅科鍾擺實驗
去年,科學家們在南極安置一個擺鍾,並觀察它的擺動。他們是在重復1851年巴黎的一個著名實驗。1851年法國科學家傅科在公眾面前做了一個著名的實驗,用一根長220英尺的鋼絲將一個62磅重的頭上帶有鐵筆的鐵球懸掛在屋頂下,觀測記錄他前後擺動的軌跡。周圍觀眾發現每次擺動都會稍稍偏離原來軌跡並發生旋轉時,無不驚訝。實際上這是因為房屋在緩緩移動。
傅科的演示說明地球是在圍繞地軸自轉的。在巴黎的緯度上,鍾擺的軌跡是順時針方向,30小時一個周期。在南半球,鍾擺應該逆時針轉動,而赤道上將不會轉動。在南極,轉動周期是24小時。
8.羅伯特·密里根的油滴實驗
很早以前,科學家就在研究電。人們知道這種無形的物質可以從天上的閃電中獲得,也可以通過摩擦頭發得到。1897年,英國物理學家J·J·托馬斯已經確立電流是由帶負電粒子即電子組成。1909年美國科學家羅伯特·密里根開始測量電流的電荷。密里根用一個香水瓶子的噴頭向一個透明的小盒子里噴油滴。小盒子的頂部和底部分別接一個電池,讓一邊成為正電板,另一邊成為負電板。當小油滴通過空氣時,就會吸引一些靜電,油滴下落的速度可以通過改變電板間的電壓來控制。
密里根不斷改變電壓,仔細觀察每一顆油滴的運動。經過反復的研究,密里根得出結論:電荷的值是某個固定的常量,最小的單位就是單個電子的帶電量。
9.盧瑟福發現核子的實驗
1911年盧瑟福還在曼徹斯特大學做放射能的實驗時,原子在人們的印象中就好像是「葡萄乾布丁」,大量正電荷聚集的糊狀物質,中間包含著電子的微粒。但是他和他的助手發現向金箔發射帶正電的阿爾法微粒時少量被彈回,這是他們非常吃驚。盧瑟福計算出原子不是一團糊狀物質,大部分物質集中在一個中心小核上,現在叫做核子,電子在它周圍環繞。
10.托馬斯·楊的雙縫演示應用於電子干涉的實驗
牛頓和托馬斯·楊對光的性質的研究得出的結論都不完全的正確。光既不是簡單由粒子構成,也不是一種單純的波。20世紀初,麥克斯·普朗克和阿爾伯特·愛因斯坦分別指出一種叫光子的東西發出光和吸收光。但是其他實驗還證明光是一種波狀物。經過幾十年發展的量子學說最終總結了兩個矛盾的真理:光子和亞原子微粒(如電子、光子等等)是同時具有兩種性質的微粒,物理上稱它們:波粒二象性。
將托馬斯·楊的雙縫演示改造一下可以很好的說明這一點。科學家們用電子流代替光束來解釋這個試驗。根據量子力學,電粒子流被分成兩股,被分的更小的粒子流產生波效應,它們互相影響,以致產生象托馬斯·楊的雙縫實驗中出現的加強光和陰影。這說明微粒也有波的效應。到1961年,某一位科學家才在真實的世界裡做出了這一實驗。
下面給你一些物理實驗的方法
1、控制變數法
在實驗中或實際問題中,常有多個因素在變化,造成規律不易表現出來,這時可以先控制一些物理量不變,依次研究某一個因素的影響和利用。
如氣體的性質,壓強、體積和溫度通常是同時變化的,我們可以分別控制一個狀態參量不變,尋找另外兩個參量的關系,最後再進行統一。歐姆定律、牛頓第二定律等都是用這種方法研究的。
2、等效替代法
某些物理量不直觀或不易測量,可以用較直觀、較易測量而且又有等效效果的量代替,從而簡化問題。
如在驗證動量守恆實驗中,發生碰撞的兩個小球的速度不易直接測量,可用水平位移代替水平速度研究;在描繪電場中的等勢線時,用電流場來模擬電場等都用了等效思想。
3、累積法
把某些難以用常規儀器直接准確測量的物理量用累積的方法,將小量變大量,不僅可以便於測量,而且還可以提高測量的准確程度,減小誤差。
如測量均勻細金屬絲直徑時,可以採用密繞多匝的方法;測量單擺的周期時,可測30-50個全振動的時間;分析打點計時器打出的紙帶時,可隔幾個點找出計數點分析等。
4、留跡法
有些物理過程是瞬息即逝的,我們需要將其記錄下來研究,如同攝像機一樣拍攝下來分析。
如用沙擺描繪單擺的振動曲線;用打點計時器記錄物體位置;用頻閃照相機拍攝平拋的小球位置;用示波器觀察交流信號的波形等。
5、外推法
有些物理量可以局部觀察或測量,作為它的極端情況,不易直觀觀測,如果把這局部觀察測量得到的規律外推到極端,可以達到目的。
例如在測電源電動勢和內電阻的實驗中,無法直接測量I=0(斷路)時的路端電壓(電動勢)和短路(U=0)時的電流強度,通過一系列U、I對應值點畫出直線並向兩方延伸,交U軸點為電動勢,交I軸點為短路電流。
6、近似法
在復雜的物理現象和物體運動中,影響物理量的因素較多,有時為了突出主要矛盾,可以有意識的設計實驗條件、忽略次要因素的影響,用近似量當成真實量進行測量。
7、放大法
對於物理實驗中微小量或小變化的觀察,可採用放大的方法。例如游標卡尺、放大鏡、顯微鏡等儀器都是按放大原理製成的。
Ⅲ 怎樣學好高中物理 有哪些方法和技巧
如下:
一、注意每個環節
1、基本概念要清楚,基本規律要熟悉,基本方法要熟練。
2、獨立做題,要獨立地保質保量地做一些題。題目要有一定的數量,不能太少,更要有一定的質量,就是說要有一定的難度。任何人學習數理化不經過這一關是學不好的。獨立解題,可能有時要花費一些時間,有時要走彎路,有時甚至解不出來,但這些都是正常的,是任何一個初學者走向成功的必由之路。
3、物理過程,要對物理過程一清二楚,物理過程弄不清必然存在解題的隱患。題目不論難易都要盡量畫圖,有的畫草圖就可以了,有的要畫精確圖,要動用圓規、三角板、量角器等,以顯示幾何關系。
畫圖能夠變抽象思維為形象思維,更精確地掌握物理過程。有了圖就能作狀態分析和動態分析,狀態分析是固定的、死的、間斷的,而動態分析是活的、連續的。
二、多進行記憶
很多在學習物理時存在一個誤區,就是物理沒有什麼需要記得東西,只需要會做題就可以了。這是不多的,物理中也有很多需要各位同學記憶的東西,如基本概念,常用規律等等,所以在學習物理時要多進行記憶,並且摸索出適合自己的記憶方法,這樣也可以節省各位很多的時間與精力。
三、重視觀察和實驗
物理知識來源於實踐,特別是來源於觀察和實驗。要認真觀察物理現象,分析物理現象產生的條件和原因。要認真做好物理學生實驗,學會使用儀器和處理數據,了解用實驗研究問題的基本方法。要通過觀察和實驗,有意識地提高自己的觀察能力和實驗能力。
總之,只要我們虛心好學,積極主動,踏實認真,在對知識的理解上下功夫,要多思考,多研究,講求科學的學習方法,多聯系生活、生產實際,注重知識的應用,是一定能夠學好高中物理的。
Ⅳ 高中物理實驗常見方法有哪些
探究物理實驗的科學方法有許多種, 常用的有觀察法、控制變數法、轉換法、等效替代法。高中這幾個都有,但考試考的最多的應該是控制變數法和等效替代法。
下面筆者將這些常用方法總結如下。 一、觀察法 觀察是學習物理最基本的方法,是科學歸納的必要條件, 學生對學習活動的外部表現進行有目的、有計劃的觀察、記錄, 能夠為物理概念的形成、物理知識的理解、物理規律的探究提供信息和依據。常用觀察方法有: 1.觀察重點, 排除無關因素的干擾。如做氣體膨脹對外做功的實驗時,學生只聽到「嘭」的一聲, 看到瓶塞跳得很高, 對真正需要看的現象---塑料瓶口出現的酒精煙霧卻視而不見, 這就需要教師及時交待, 提醒學生, 然後再進行分析。 2.前後對比觀察, 抓住因果關系。如學習密度一節時, 我首先讓學生區分銅塊、鐵塊、鋁塊、石塊、酒精、水等物體, 通過觀察它們的顏色、狀態、軟硬來辨認。然後出示用紙包住的相同體積的銅塊、鐵塊、鋁塊, 怎樣區分它們? 學生通過實驗發現, 它們的質量不同, 因而得出相同體積的物體質量不同, 也是物質的一種特性, 從而引入密度概念。 3.正、反對比觀察, 深化認識。在指導學生觀察時, 多採用一些正反對比的方法, 可以加深學生理解知識, 拓寬思路。如探究聲音的產生, 即無聲又有聲; 探究沸點與氣壓的關系時, 即增大氣壓, 沸點升高, 減小氣壓, 沸點降低。 二、控制變數法 控制變數法是指一個物理量與多個物理量有關, 把多因素的問題變成多個單因素的問題, 分別加以研究, 最後再綜合解決。利用控制變數法研究物理問題, 有利於扭轉「重結論、輕過程」的傾向, 有利於培養學生的科學素養, 使學生學會學習。如導體中的電流與導體兩端的電壓和導體的電阻都有關系, 研究導體中的電流跟這段導體兩端的電壓時, 控制導體的電阻不變, 改變導體兩端電壓, 看導體中電流的變化, 通過學生實驗, 得出歐姆定律I=U/R。另外,研究導體的電阻大小、滑動摩擦力的大小、液體壓強的大小、浮力大小、動能和重力勢能大小、電流的熱量的大小、壓力的作用效果、滑輪組的機械效率、電磁鐵的磁性強弱、產生感應電流方向也都用到了控制變數法。 三、轉換法 轉化法是指將抽象的、看不見、摸不著或者是微小變化的現象或規律, 使之轉化為學生熟知的看見的現象來認識它們。如電流看不見、摸不到, 但可以根據電流產生的效應來認識, 磁場也可以根據地磁場的基本性質來認識; 研究電熱與電流、電阻有關時, 將產生的電熱多少轉換成液柱上升的高度; 回答動能與什麼因素有關時, 將動能的大小轉換成了小球運動的遠近。對於不容易測得物理量, 可以根據定義式轉換成能夠直接測量的物理量。如測量燈泡的電功率, 轉化成利用電流表通過燈泡的電流I, 用電壓表測出燈泡兩端電壓U, 通過P=IU計算得出電功率P。類似的實驗還有, 將測不規則小石塊的體積轉換成測石塊排開水的體積;測曲線的長短時轉換成測細棉線的長度, 測硬幣的直徑轉換成測刻度尺的長度; 測量滑動摩擦力大小轉換成測拉力的大小;測量大氣壓強值轉換成求被大氣壓壓起的水銀柱的壓強。 對於能看到的實驗現象, 但是不容易觀察, 將它產生的效果放大再研究。如音叉的振動藉助於乒乓球被彈起的幅度將其現象放大來觀察; 壓力對玻璃瓶的形變時將玻璃瓶密閉, 裝滿紅水,插上一個小玻璃管, 將玻璃瓶形變引起液面變化放大成小玻璃管液面的變化。 四、等效替代法 等效替代法是指抓住兩個看似不同的物理過程, 尋求其共同效果。如用合力替代物體所受幾個力時, 合力與原來幾個力的作用效果相同; 研究串、並聯電路的總電阻時, 用總電阻大小代替分電阻大小; 在平面鏡成像的實驗中,由於我們無法真正的測出物與像的大小, 所以利用了一個完全相同的另一根蠟燭來等效替代像的大小, 從而驗證物與像的大小相同。
麻煩採納,謝謝!
Ⅳ 高中物理解題技巧
八類物理解題方法 一、觀察的幾種方法 1、順序觀察法:按一定的順序進行觀察。 2、特徵觀察法:根據現象的特徵進行觀察。 3、對比觀察法:對前後幾次實驗現象或實驗數據的觀察進行比較。 4、全面觀察法:對現象進行全面的觀察,了解觀察對象的全貌。 二、過程的分析方法 1、化解過程層次:一般說來,復雜的物理過程都是由若干個簡單的「子過程」構成的。因此,分析物理過程的最基本方法,就是把復雜的問題層次化,把它化解為多個相互關聯的「子過程」來研究。 2、探明中間狀態:有時階段的劃分並非易事,還必需探明決定物理現象從量變到質變的中間狀態(或過程)正確分析物理過程的關鍵環節。 3、理順制約關系:有些綜合題所述物理現象的發生、發展和變化過程,是諸多因素互相依存,互相制約的「綜合效應」。要正確分析,就要全方位、多角度的進行觀察和分析,從內在聯繫上把握規律、理順關系,尋求解決方法。 4、區分變化條件:物理現象都是在一定條件下發生發展的。條件變化了,物理過程也會隨之而發生變化。在分析問題時,要特別注意區分由於條件變化而引起的物理過程的變化,避免把形同質異的問題混為一談。 三、因果分析法 1、分清因果地位:物理學中有許多物理量是通過比值來定義的。如R=U/R、E=F/q等。在這種定義方法中,物理量之間並非都互為比例關系的。但學生在運用物理公式處理物理習題和問題時,常常不理解公式中物理量本身意義,分不清哪些量之間有因果聯系,哪些量之間沒有因果聯系。 2、注意因果對應:任何結果由一定的原因引起,一定的原因產生一定的結果。因果常是一一對應的,不能混淆。 3、循因導果,執果索因:在物理習題的訓練中,從不同的方向用不同的思維方式去進行因果分析,有利於發展多向性思維。 四、原型啟發法 原型啟發就是通過與假設的事物具有相似性的東西,來啟發人們解決新問題的途徑。能夠起到啟發作用的事物叫做原型。原型可來源於生活、生產和實驗。如魚的體型是創造船體的原型。原型啟發能否實現取決於頭腦中是否存在原型,原型又與頭腦中的表象儲備有關,增加原型主要有以下三種途徑:1、注意觀察生活中的各種現象,並爭取用學到的知識予以初步解釋;2、通過課外書、電視、科教電影的觀看來得到;3、要重視實驗。 五、概括法 概括是一種由個別到一般的認識方法。它的基本特點是從同類的個別對象中發現它們的共同性,由特定的、較小范圍的認識擴展到更普遍性的,較大范圍的認識。從心理學的角度來說,概括有兩種不同的形式:一種是高級形式的、科學的概括,這種概括的結果得到的往往是概念,這種概括稱為概念概括;另一種是初級形式的、經驗的概括,又叫相似特徵的概括。 相似特徵概括是根據事物的外部特徵對不同事物進行比較,舍棄它們不相同的特徵,而對它們共同的特徵加以概括,這是知覺表象階段的概括,結果往往是感性的,是初級的。要轉化為高級形式的概括,必須要在經驗概括的基礎上,對各種事物和現象作深入的分析、綜合,從中抽象出事物和現象的本質屬性,舍棄非本質的屬性。 六、歸納法 歸納方法是經典物理研究及其理論建構中的一種重要方法。它要解決的主要任務是:第一由因導果或執果索因,理解事物和現象的因果聯系,為認識物理規律作輔墊。第二透過現象抓本質,將一定的物理事實(現象、過程)歸入某個范疇,並找到支配的規律性。完成這一歸納任務的方法是:在觀察和實驗的基礎上,通過審慎地考察各種事例,並運用比較、分析、綜合、抽象、概括以及探究因果關系等一系列邏輯方法,推出一般性猜想或假說,然後再運用演繹對其進行修正和補充,直至最後得到物理學的普遍性結論。比較法返回 比較的方法,是物理學研究中一種常用的思維方法,也是我們經常運用的一種最基本的方法。這種方法的實質,就是辯析物理現象、概念、規律的同中之異,異中之同,以把握其本質屬性。 七、類比法 類比是由一種物理現象,想像到另一種物理現象,並對兩種物理現象進行比較,由已知物理現象的規律去推出另一種物理現象的規律,或解決另一種物理現象中的問題的思維方法,類比不但可以在物理知識系統內部進行,還可以將許多物理知識與其他知識如數學知識、化學知識、哲學知識、生活常識等進行類比,常能起到點化疑難、開拓思路的作用。 八、假設推理法 假設推理法是一種科學的思維方法,這就要求我們針對研究對象,根據物理過程,靈活運用規律,大膽假設,突破思維方法上的局限性,使問題化繁為簡,化難為易。主要有下面幾方面內容: 1、物理過程假設 2、物理線路假設 3、推理過程假設 4、臨界狀態假設 5、矢量方向假設。
Ⅵ 高中學習物理的方法有哪些
1.預習
學習的第一個環節是預習。有的同學不注重聽課前的這一環節,會說我在初中從來就沒有這個習慣。這里我們需要注意,高中物理與初中有所不同,無論是從課程要求的程度,還是課堂的容量上,都需要我們在上課之前對所學內容進行預習。
在每次上課前,抽出一段時間(沒有時間的限制,長則20分鍾,短則課前的5、6分鍾,重要的是過程。)將知識預先瀏覽一下,一則可以幫助我們熟悉課上所要學習的知識,做好上課的知識准備和心理准備;二則可以使我們明確課堂的重點,找出自己理解上的難點,從而做到有的放矢地去聽課,有的同學感到聽課十分吃力,原因就在於此。另外,還有更重要的一點就是預習可以培養鍛煉我們的自學能力和獨立思考能力(要知道以後進入大學深造或走上工作崗位,這些可是極其重要的)。
我們應該逐漸養成預習的良好習慣。
2.上課
上課是我們學習的中心環節。對此我准備強調三個問題:
(1)主動聽課。
有人將我們的聽課分成了三種類型:即主動型、自覺型和強制型。主動型就是能夠根據老師講課的程序主動自覺地思考,在理解基礎知識的基礎上,對難點和重點進行推理性的思維和接受;自覺型則是能對老師講課的程序進行思考,能基本接受講解的內容和基礎知識,對難點和重點一般不能進行自覺推理思維,要在老師的指導下才能完成這一過程;而強制型則是指在課堂學習中,思維遲緩,推理滯留,必須在老師的不斷指導啟發下才能完成學習任務。
那麼,你屬於哪一種類型呢?我說,如果你屬於強制型,那你要試著改變自己,由強制型變為自覺型;如果你是自覺型,那麼你就要加強主動意識,努力變成主動型,畢竟“我們是學習的主人”!總之,我們應該以主動的態度去聽講,積極地進行思考,努力參與到老師的課堂教學中去。
(2)注意課堂要點。
要聽好課,我們應善於抓課堂的要點,這主要是指重點和難點兩個方面。上課時,我們應有意識地去注意老師講課的重點內容。老師在講課時總是將主要精力放在突出重點上,進行到重要的地方,或放慢速度,重點強調;或板書綱目,理清頭緒;或條分縷析,仔細講解等,我們應培養自己善於去抓住這些。對於難點,則可能因人而異,這就需要我們在預習時做到心中有數,到時候注意專心專意,仔細聽講。總之,我們要做到“會聽”,能“聽出門道”。
(3)處理好聽課和記筆記的關系
有的同學總是感到困惑,說“上課時注意了聽課,就忘了記筆記;而記了筆記,就又跟不上老師的思路了”。對此,我們應認識清楚聽課和記筆記的關系:聽課是主要的方面,記筆記是輔助的學習手段。
那麼,我們應該如何記筆記呢?我認為,我們不應該將“記筆記”變成老師的“課堂語錄”,也不應該將“記筆記”變成“板書復印”。筆記中我們要記的內容應該有:記課堂重點、記課堂難點、記課堂疑點、記補充結論或例題等課本上沒有的內容、記課堂“靈感”等等。總之,我們應該有摘要、有重點地記。
有的同學從來就沒有記筆記的習慣,這是不好的,特別是對於高中物理學習中是不行的。俗話說“好記性不如爛筆頭”,聽課時間有限,老師講的內容轉瞬即逝,我們對知識的記憶隨時間延伸會逐漸遺忘,沒有筆記我們以後就沒有辦法進行復習。
3.復習
有的同學課後總是急著去完成作業,結果是一邊做作業,一邊翻課本、筆記。而在這里我要強調我們首先要做的不是做作業,而應該靜下心來將當天課堂上所學的內容進行認真思考、回顧,在此基礎上再去完成作業會起到事半功倍的效果。
復習的方法我們可以分成以下兩個步驟進行:首先不看課本、筆記,對知識進行嘗試回憶,這樣可以強化我們對知識的記憶。之後我們再鑽研課本、整理筆記,對知識進行梳理,從而使對知識的掌握形成系統。
另外,德國心理學家艾賓浩斯的研究表明:知識在學習最初的兩三天內遺忘是最快的,也是最多的,所以,我們對知識進行及時的復習也是戰勝遺忘的需要。
4.作業
在復習的基礎上,我們再做作業。在這里,我們要糾正一個錯誤的概念,很多同學認為完成作業是完成老師布置的任務,這種想法是極其錯誤的。我們在課後安排作業的目的有兩個:一是鞏固課堂所學的內容;二是運用課上所學來解決一些具體的實際問題。明確這兩點是重要的,這就要求我們在做作業時,一方面應該認真對待,獨立完成,另一方面就是要積極思考,看知識是如何運用的,注意對知識進行總結。我們應時刻記著“我們做題的目的是提高對知識掌握水平”,切忌“為了做題而做題”。
Ⅶ 如何學好高中物理
1高中學好物理的方法
高中物理是公認的比較難的一科,大部分學生物理都不好,而且一到考試物理不及格的學生大有人在,那麼這么難的物理該怎麼才能學會呢?
學物理其實需要計算的地方並不多,但是需要具有很好的思維能力,一把只有抽象思維能力比較強的人才能學好物理。物理一道大題做出來以後,公式是不多的,只有幾個公式和解題步驟,但是卻需要你想明白是怎樣的一個過程,這個就復雜了,這也是物理的難點所在,很多學生就是在這上面卡殼了,所以即使是看到答案也看不懂。
學好物理最基本的就是聽好課,把基礎知識搞清楚,基礎要掌握牢固,尤其是物理公式和物理過程一定要在老師講課時認真聽,因為只有把這些小的知識點一個個都掌握了、都學透了,才能在以後做綜合題目時不會太困難。
2物理怎麼能考80分
其實物理沒基礎不重要,重要是是要掌握思路,懂得學習方法,只有知道物理到底該怎麼學以後才能真正提高分數,否則一味做題或者是看答案,根本就無濟於事。物理是一門會了不難的學科,思路通了想不考高分都難。
學好物理首先是砸實每一個知識點,徹底弄懂每一個物理過程,不要不懂裝懂,更不能好像明白了就過去了,一定要徹底弄懂了才可以,否則含糊做一百道題都不如真懂一道題效果好。做物理題一般都是有類型題的,哪類題目不會做,可以專攻那類題目,直至做會為止。
物理遇到不會的,就要多動腦思考,自己多琢磨,實在不會再去看答案或者問老師,這樣記憶效果更深刻,而且對該類題目印象更深。物理要想學好,課本一定要熟,每個知識點都要牢記,例題都要好好做,這樣很有幫助。
2高中物理快速提分技巧
第
一、融合領會,學好物理知識,這是基礎
首先掌握基礎知識。就是指課本上的每一個定理、定義、概念、公式。雖然物理是理科,但概念、公式、定理、定義紛雜繁多,都需要在理解的基礎上進行掌握,而它們是做題的指導思想,極為重要。
搞定了基礎再來看基礎題,就是那些最簡單最常見的,一般一道題一個到兩個公式也基本不用太多思考的,單純考驗定理、定義、概念、公式有沒有掌握的那種題目,用他們來幫助消化基礎知識。現在你可以再回過頭來,再去理解你曾經記憶的知識和做過的題目,重新去理解那些物理概念,推導物理公式,把它的本質研究清楚,理解透徹。
第二、貫通全局,抽象核心題型,這是升華
首先要構建完備的物理知識體系。對自己的物理知識和技能進行系統化的整理,可以類似思維導圖或者列樹狀圖,從而有效的對理論的記憶和知識進行整理,形成清晰的知識架構和知識脈絡,讓整個知識結構更有邏輯也更加扎實。
第三、總結和分析也是提分的關鍵
物理解題過程出現失誤的原因太多了,需要大家自己去總結和分析。如果不去分析自己的短板究竟短在哪裡,做題就沒有意義。僅僅知道自己出了錯誤是沒有用的,不注意總結和分析,這一次在哪裡跌倒,下一次還會跌倒在同樣的地方。
Ⅷ 高中物理怎麼總結解題方法,技巧!!!!!
高中物理考試常見的類型無非包括以下16種,本文介紹了這16種常見題型的解題方法和思維模板,還介紹了高考各類試題的解題方法和技巧,提供各類試題的答題模版,飛速提升你的解題能力,力求做到讓你一看就會,一想就通,一做就對!
題型1直線運動問題
題型概述:直線運動問題是高考的熱點,可以單獨考查,也可以與其他知識綜合考查.單獨考查若出現在選擇題中,則重在考查基本概念,且常與圖像結合;在計算題中常出現在第一個小題,難度為中等,常見形式為單體多過程問題和追及相遇問題.
思維模板:解圖像類問題關鍵在於將圖像與物理過程對應起來,通過圖像的坐標軸、關鍵點、斜率、面積等信息,對運動過程進行分析,從而解決問題;對單體多過程問題和追及相遇問題應按順序逐步分析,再根據前後過程之間、兩個物體之間的聯系列出相應的方程,從而分析求解,前後過程的聯系主要是速度關系,兩個物體間的聯系主要是位移關系.
題型2物體的動態平衡問題
題型概述:物體的動態平衡問題是指物體始終處於平衡狀態,但受力不斷發生變化的問題.物體的動態平衡問題一般是三個力作用下的平衡問題,但有時也可將分析三力平衡的方法推廣到四個力作用下的動態平衡問題.
思維模板:常用的思維方法有兩種.(1)解析法:解決此類問題可以根據平衡條件列出方程,由所列方程分析受力變化;(2)圖解法:根據平衡條件畫出力的合成或分解圖,根據圖像分析力的變化.
題型3運動的合成與分解問題
題型概述:運動的合成與分解問題常見的模型有兩類.一是繩(桿)末端速度分解的問題,二是小船過河的問題,兩類問題的關鍵都在於速度的合成與分解.
思維模板:(1)在繩(桿)末端速度分解問題中,要注意物體的實際速度一定是合速度,分解時兩個分速度的方向應取繩(桿)的方向和垂直繩(桿)的方向;如果有兩個物體通過繩(桿)相連,則兩個物體沿繩(桿)方向速度相等.(2)小船過河時,同時參與兩個運動,一是小船相對於水的運動,二是小船隨著水一起運動,分析時可以用平行四邊形定則,也可以用正交分解法,有些問題可以用解析法分析,有些問題則需要用圖解法分析.
題型4拋體運動問題
題型概述:拋體運動包括平拋運動和斜拋運動,不管是平拋運動還是斜拋運動,研究方法都是採用正交分解法,一般是將速度分解到水平和豎直兩個方向上.
思維模板:(1)平拋運動物體在水平方向做勻速直線運動,在豎直方向做勻加速直線運動,其位移滿足x=v0t,y=gt2/2,速度滿足vx=v0,vy=gt;(2)斜拋運動物體在豎直方向上做上拋(或下拋)運動,在水平方向做勻速直線運動,在兩個方向上分別列相應的運動方程求解
題型5圓周運動問題
題型概述:圓周運動問題按照受力情況可分為水平面內的圓周運動和豎直面內的圓周運動,按其運動性質可分為勻速圓周運動和變速圓周運動.水平面內的圓周運動多為勻速圓周運動,豎直面內的圓周運動一般為變速圓周運動.對水平面內的圓周運動重在考查向心力的供求關系及臨界問題,而豎直面內的圓周運動則重在考查最高點的受力情況.
思維模板:(1)對圓周運動,應先分析物體是否做勻速圓周運動,若是,則物體所受的合外力等於向心力,由F合=mv2/r=mrω2列方程求解即可;若物體的運動不是勻速圓周運動,則應將物體所受的力進行正交分解,物體在指向圓心方向上的合力等於向心力.
(2)豎直面內的圓周運動可以分為三個模型:①繩模型:只能對物體提供指向圓心的彈力,能通過最高點的臨界態為重力等於向心力;②桿模型:可以提供指向圓心或背離圓心的力,能通過最高點的臨界態是速度為零;③外軌模型:只能提供背離圓心方向的力,物體在最高點時,若v<(gR)1/2,沿軌道做圓周運動,若v≥(gR)1/2,離開軌道做拋體運動.
題型6牛頓運動定律的綜合應用問題
題型概述:牛頓運動定律是高考重點考查的內容,每年在高考中都會出現,牛頓運動定律可將力學與運動學結合起來,與直線運動的綜合應用問題常見的模型有連接體、傳送帶等,一般為多過程問題,也可以考查臨界問題、周期性問題等內容,綜合性較強.天體運動類題目是牛頓運動定律與萬有引力定律及圓周運動的綜合性題目,近幾年來考查頻率極高.
思維模板:以牛頓第二定律為橋梁,將力和運動聯系起來,可以根據力來分析運動情況,也可以根據運動情況來分析力.對於多過程問題一般應根據物體的受力一步一步分析物體的運動情況,直到求出結果或找出規律.
對天體運動類問題,應緊抓兩個公式:GMm/r2=mv2/r=mrω2=mr4π2/T2①。GMm/R2=mg②.對於做圓周運動的星體(包括雙星、三星系統),可根據公式①分析;對於變軌類問題,則應根據向心力的供求關系分析軌道的變化,再根據軌道的變化分析其他各物理量的變化.
題型7機車的啟動問題
題型概述:機車的啟動方式常考查的有兩種情況,一種是以恆定功率啟動,一種是以恆定加速度啟動,不管是哪一種啟動方式,都是採用瞬時功率的公式P=Fv和牛頓第二定律的公式F-f=ma來分析.
思維模板:(1)機車以額定功率啟動.機車的啟動過程如圖所示,由於功率P=Fv恆定,由公式P=Fv和F-f=ma知,隨著速度v的增大,牽引力F必將減小,因此加速度a也必將減小,機車做加速度不斷減小的加速運動,直到F=f,a=0,這時速度v達到最大值vm=P額定/F=P額定/f.
這種加速過程發動機做的功只能用W=Pt計算,不能用W=Fs計算(因為F為變力).
(2)機車以恆定加速度啟動.恆定加速度啟動過程實際包括兩個過程.如圖所示,「過程1」是勻加速過程,由於a恆定,所以F恆定,由公式P=Fv知,隨著v的增大,P也將不斷增大,直到P達到額定功率P額定,功率不能再增大了;「過程2」就保持額定功率運動.
過程1以「功率P達到最大,加速度開始變化」為結束標志.過程2以「速度最大」為結束標志.過程1發動機做的功只能用W=F·s計算,不能用W=P·t計算(因為P為變功率).
題型8以能量為核心的綜合應用問題
題型概述:以能量為核心的綜合應用問題一般分四類.第一類為單體機械能守恆問題,第二類為多體系統機械能守恆問題,第三類為單體動能定理問題,第四類為多體系統功能關系(能量守恆)問題.多體系統的組成模式:兩個或多個疊放在一起的物體,用細線或輕桿等相連的兩個或多個物體,直接接觸的兩個或多個物體.
思維模板:能量問題的解題工具一般有動能定理,能量守恆定律,機械能守恆定律.(1)動能定理使用方法簡單,只要選定物體和過程,直接列出方程即可,動能定理適用於所有過程;(2)能量守恆定律同樣適用於所有過程,分析時只要分析出哪些能量減少,哪些能量增加,根據減少的能量等於增加的能量列方程即可;(3)機械能守恆定律只是能量守恆定律的一種特殊形式,但在力學中也非常重要.很多題目都可以用兩種甚至三種方法求解,可根據題目情況靈活選取.
題型9力學實驗中速度的測量問題
題型概述:速度的測量是很多力學實驗的基礎,通過速度的測量可研究加速度、動能等物理量的變化規律,因此在研究勻變速直線運動、驗證牛頓運動定律、探究動能定理、驗證機械能守恆等實驗中都要進行速度的測量.速度的測量一般有兩種方法:一種是通過打點計時器、頻閃照片等方式獲得幾段連續相等時間內的位移從而研究速度;另一種是通過光電門等工具來測量速度.
思維模板:用第一種方法求速度和加速度通常要用到勻變速直線運動中的兩個重要推論:①vt/2=v平均=(v0+v)/2,②Δx=aT2,為了盡量減小誤差,求加速度時還要用到逐差法.用光電門測速度時測出擋光片通過光電門所用的時間,求出該段時間內的平均速度,則認為等於該點的瞬時速度,即:v=d/Δt.
題型10電容器問題
題型概述:電容器是一種重要的電學元件,在實際中有著廣泛的應用,是歷年高考常考的知識點之一,常以選擇題形式出現,難度不大,主要考查電容器的電容概念的理解、平行板電容器電容的決定因素及電容器的動態分析三個方面.
思維模板:
(1)電容的概念:電容是用比值(C=Q/U)定義的一個物理量,表示電容器容納電荷的多少,對任何電容器都適用.對於一個確定的電容器,其電容也是確定的(由電容器本身的介質特性及幾何尺寸決定),與電容器是否帶電、帶電荷量的多少、板間電勢差的大小等均無關.
(2)平行板電容器的電容:平行板電容器的電容由兩極板正對面積、兩極板間距離、介質的相對介電常數決定,滿足C=εS/(4πkd)
(3)電容器的動態分析:關鍵在於弄清哪些是變數,哪些是不變數,抓住三個公式[C=Q/U、C=εS/(4πkd)及E=U/d]並分析清楚兩種情況:一是電容器所帶電荷量Q保持不變(充電後斷開電源),二是兩極板間的電壓U保持不變(始終與電源相連).
題型11帶電粒子在電場中的運動問題
題型概述:帶電粒子在電場中的運動問題本質上是一個綜合了電場力、電勢能的力學問題,研究方法與質點動力學一樣,同樣遵循運動的合成與分解、牛頓運動定律、功能關系等力學規律,高考中既有選擇題,也有綜合性較強的計算題.
思維模板:(1)處理帶電粒子在電場中的運動問題應從兩種思路著手
①動力學思路:重視帶電粒子的受力分析和運動過程分析,然後運用牛頓第二定律並結合運動學規律求出位移、速度等物理量.
②功能思路:根據電場力及其他作用力對帶電粒子做功引起的能量變化或根據全過程的功能關系,確定粒子的運動情況(使用中優先選擇).
(2)處理帶電粒子在電場中的運動問題應注意是否考慮粒子的重力
①質子、α粒子、電子、離子等微觀粒子一般不計重力;
②液滴、塵埃、小球等宏觀帶電粒子一般考慮重力;
③特殊情況要視具體情況,根據題中的隱含條件判斷.
(3)處理帶電粒子在電場中的運動問題應注意畫好粒子運動軌跡示意圖,在畫圖的基礎上運用幾何知識尋找關系往往是解題的突破口.
題型12帶電粒子在磁場中的運動問題
題型概述:帶電粒子在磁場中的運動問題在歷年高考試題中考查較多,命題形式有較簡單的選擇題,也有綜合性較強的計算題且難度較大,常見的命題形式有三種:
(1)突出對在洛倫茲力作用下帶電粒子做圓周運動的運動學量(半徑、速度、時間、周期等)的考查;(2)突出對概念的深層次理解及與力學問題綜合方法的考查,以對思維能力和綜合能力的考查為主;(3)突出本部分知識在實際生活中的應用的考查,以對思維能力和理論聯系實際能力的考查為主.
思維模板:在處理此類運動問題時,著重把握「一找圓心,二找半徑(R=mv/Bq),三找周期(T=2πm/Bq)或時間」的分析方法.
(1)圓心的確定:因為洛倫茲力f指向圓心,根據f⊥v,畫出粒子運動軌跡中任意兩點(一般是射入和射出磁場的兩點)的f的方向,沿兩個洛倫茲力f作出其延長線的交點即為圓心.另外,圓心位置必定在圓中任一根弦的中垂線上(如圖所示).
看大圖
(2)半徑的確定和計算:利用平面幾何關系,求出該圓的半徑(或運動圓弧對應的圓心角),並注意利用一個重要的幾何特點,即粒子速度的偏向角(φ)等於圓心角(α),並等於弦AB與切線的夾角(弦切角θ)的2倍(如圖所示),即φ=α=2θ.
(3)運動時間的確定:t=φT/2π或t=s/v,其中φ為偏向角,T為周期,s為軌跡的弧長,v為線速度.
題型13帶電粒子在復合場中的運動問題
題型概述:帶電粒子在復合場中的運動是高考的熱點和重點之一,主要有下面所述的三種情況.
(1)帶電粒子在組合場中的運動:在勻強電場中,若初速度與電場線平行,做勻變速直線運動;若初速度與電場線垂直,則做類平拋運動;帶電粒子垂直進入勻強磁場中,在洛倫茲力作用下做勻速圓周運動.
(2)帶電粒子在疊加場中的運動:在疊加場中所受合力為0時做勻速直線運動或靜止;當合外力與運動方向在一直線上時做變速直線運動;當合外力充當向心力時做勻速圓周運動.
(3)帶電粒子在變化電場或磁場中的運動:變化的電場或磁場往往具有周期性,同時受力也有其特殊性,常常其中兩個力平衡,如電場力與重力平衡,粒子在洛倫茲力作用下做勻速圓周運動.
思維模板:分析帶電粒子在復合場中的運動,應仔細分析物體的運動過程、受力情況,注意電場力、重力與洛倫茲力間大小和方向的關系及它們的特點(重力、電場力做功與路徑無關,洛倫茲力永遠不做功),然後運用規律求解,主要有兩條思路.
(1)力和運動的關系:根據帶電粒子的受力情況,運用牛頓第二定律並結合運動學規律求解.
(2)〖JP3〗功能關系:根據場力及其他外力對帶電粒子做功的能量變化或全過程中的功能關系解決問題.(該部分內容在《試題調研》高分寶典系列之《高考決戰壓軸大題》第72頁到114頁有更詳細的講解,請同學們參閱)
題型14以電路為核心的綜合應用問題
題型概述:該題型是高考的重點和熱點,高考對本題型的考查主要體現在閉合電路歐姆定律、部分電路歐姆定律、電學實驗等方面.主要涉及電路動態問題、電源功率問題、用電器的伏安特性曲線或電源的U-I圖像、電源電動勢和內阻的測量、電表的讀數、滑動變阻器的分壓和限流接法選擇、電流表的內外接法選擇等.有關實驗的內容在《試題調研》第4輯中已詳細講述過,這里不再贅述.
思維模板:
(1)電路的動態分析是根據閉合電路歐姆定律、部分電路歐姆定律及串並聯電路的性質,分析電路中某一電阻變化而引起整個電路中各部分電流、電壓和功率的變化情況,即有R分→R總→I總→U端→I分、U分
(2)電路故障分析是指對短路和斷路故障的分析,短路的特點是有電流通過,但電壓為零,而斷路的特點是電壓不為零,但電流為零,常根據短路及斷路特點用儀器進行檢測,也可將整個電路分成若幹部分,逐一假設某部分電路發生某種故障,運用閉合電路或部分電路歐姆定律進行推理.
(3)導體的伏安特性曲線反映的是導體的電壓U與電流I的變化規律,若電阻不變,電流與電壓成線性關系,若電阻隨溫度發生變化,電流與電壓成非線性關系,此時曲線某點的切線斜率與該點對應的電阻值一般不相等.
電源的外特性曲線(由閉合電路歐姆定律得U=E-Ir,畫出的路端電壓U與幹路電流I的關系圖線)的縱截距表示電源的電動勢,斜率的絕對值表示電源的內阻.
題型15以電磁感應為核心的綜合應用問題
題型概述:此題型主要涉及四種綜合問題
(1)動力學問題:力和運動的關系問題,其聯系橋梁是磁場對感應電流的安培力.
(2)電路問題:電磁感應中切割磁感線的導體或磁通量發生變化的迴路將產生感應電動勢,該導體或迴路就相當於電源,這樣,電磁感應的電路問題就涉及電路的分析與計算.
(3)圖像問題:一般可分為兩類,一是由給定的電磁感應過程選出或畫出相應的物理量的函數圖像;二是由給定的有關物理圖像分析電磁感應過程,確定相關物理量.
(4)能量問題:電磁感應的過程是能量的轉化與守恆的過程,產生感應電流的過程是外力做功,把機械能或其他形式的能轉化為電能的過程;感應電流在電路中受到安培力作用或通過電阻發熱把電能轉化為機械能或電阻的內能等.
思維模板:解決這四種問題的基本思路如下
(1)動力學問題:根據法拉第電磁感應定律求出感應電動勢,然後由閉合電路歐姆定律求出感應電流,根據楞次定律或右手定則判斷感應電流的方向,進而求出安培力的大小和方向,再分析研究導體的受力情況,最後根據牛頓第二定律或運動學公式列出動力學方程或平衡方程求解.
(2)電路問題:明確電磁感應中的等效電路,根據法拉第電磁感應定律和楞次定律求出感應電動勢的大小和方向,最後運用閉合電路歐姆定律、部分電路歐姆定律、串並聯電路的規律求解路端電壓、電功率等.
(3)圖像問題:綜合運用法拉第電磁感應定律、楞次定律、左手定則、右手定則、安培定則等規律來分析相關物理量間的函數關系,確定其大小和方向及在坐標系中的范圍,同時注意斜率的物理意義.
(4)能量問題:應抓住能量守恆這一基本規律,分析清楚有哪些力做功,明確有哪些形式的能量參與了相互轉化,然後藉助於動能定理、能量守恆定律等規律求解.
題型16電學實驗中電阻的測量問題
題型概述:該題型是高考實驗的重中之重,每年必有命題,可以說高考每年所考的電學實驗都會涉及電阻的測量.針對此部分的高考命題可以是測量某一定值電阻,也可以是測量電流表或電壓表的內阻,還可以是測量電源的內阻等.
思維模板:測量的原理是部分電路歐姆定律、閉合電路歐姆定律;常用方法有歐姆表法、伏安法、等效替代法、半偏法等.
Ⅸ 高中物理知識點歸納
高中物理公式總結
物理定理、定律、公式表
一、質點的運動(1)------直線運動
1)勻變速直線運動
1.平均速度V平=s/t(定義式) 2.有用推論Vt2-Vo2=2as
3.中間時刻速度Vt/2=V平=(Vt+Vo)/2 4.末速度Vt=Vo+at
5.中間位置速度Vs/2=[(Vo2+Vt2)/2]1/2 6.位移s=V平t=Vot+at2/2=Vt/2t
7.加速度a=(Vt-Vo)/t {以Vo為正方向,a與Vo同向(加速)a>0;反向則a<0}
8.實驗用推論Δs=aT2 {Δs為連續相鄰相等時間(T)內位移之差}
9.主要物理量及單位:初速度(Vo):m/s;加速度(a):m/s2;末速度(Vt):m/s;時間(t)秒(s);位移(s):米(m);路程:米;速度單位換算:1m/s=3.6km/h。
註:
(1)平均速度是矢量;
(2)物體速度大,加速度不一定大;
(3)a=(Vt-Vo)/t只是量度式,不是決定式;
(4)其它相關內容:質點、位移和路程、參考系、時間與時刻〔見第一冊P19〕/s--t圖、v--t圖/速度與速率、瞬時速度〔見第一冊P24〕。
2)自由落體運動
1.初速度Vo=0 2.末速度Vt=gt
3.下落高度h=gt2/2(從Vo位置向下計算) 4.推論Vt2=2gh
注:
(1)自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動,遵循勻變速直線運動規律;
(2)a=g=9.8m/s2≈10m/s2(重力加速度在赤道附近較小,在高山處比平地小,方向豎直向下)。
(3)豎直上拋運動
1.位移s=Vot-gt2/2 2.末速度Vt=Vo-gt (g=9.8m/s2≈10m/s2)
3.有用推論Vt2-Vo2=-2gs 4.上升最大高度Hm=Vo2/2g(拋出點算起)
5.往返時間t=2Vo/g (從拋出落回原位置的時間)
注:
(1)全過程處理:是勻減速直線運動,以向上為正方向,加速度取負值;
(2)分段處理:向上為勻減速直線運動,向下為自由落體運動,具有對稱性;
(3)上升與下落過程具有對稱性,如在同點速度等值反向等。
二、質點的運動(2)----曲線運動、萬有引力
1)平拋運動
1.水平方向速度:Vx=Vo 2.豎直方向速度:Vy=gt
3.水平方向位移:x=Vot 4.豎直方向位移:y=gt2/2
5.運動時間t=(2y/g)1/2(通常又表示為(2h/g)1/2)
6.合速度Vt=(Vx2+Vy2)1/2=[Vo2+(gt)2]1/2
合速度方向與水平夾角β:tgβ=Vy/Vx=gt/V0
7.合位移:s=(x2+y2)1/2,
位移方向與水平夾角α:tgα=y/x=gt/2Vo
8.水平方向加速度:ax=0;豎直方向加速度:ay=g
註:
(1)平拋運動是勻變速曲線運動,加速度為g,通常可看作是水平方向的勻速直線運與豎直方向的自由落體運動的合成;
(2)運動時間由下落高度h(y)決定與水平拋出速度無關;
(3)θ與β的關系為tgβ=2tgα;
(4)在平拋運動中時間t是解題關鍵;(5)做曲線運動的物體必有加速度,當速度方向與所受合力(加速度)方向不在同一直線上時,物體做曲線運動。
2)勻速圓周運動
1.線速度V=s/t=2πr/T 2.角速度ω=Φ/t=2π/T=2πf
3.向心加速度a=V2/r=ω2r=(2π/T)2r 4.向心力F心=mV2/r=mω2r=mr(2π/T)2=mωv=F合
5.周期與頻率:T=1/f 6.角速度與線速度的關系:V=ωr
7.角速度與轉速的關系ω=2πn(此處頻率與轉速意義相同)
8.主要物理量及單位:弧長(s):米(m);角度(Φ):弧度(rad);頻率(f):赫(Hz);周期(T):秒(s);轉速(n):r/s;半徑(r):米(m);線速度(V):m/s;角速度(ω):rad/s;向心加速度:m/s2。
註:
(1)向心力可以由某個具體力提供,也可以由合力提供,還可以由分力提供,方向始終與速度方向垂直,指向圓心;
(2)做勻速圓周運動的物體,其向心力等於合力,並且向心力只改變速度的方向,不改變速度的大小,因此物體的動能保持不變,向心力不做功,但動量不斷改變。
3)萬有引力
1.開普勒第三定律:T2/R3=K(=4π2/GM){R:軌道半徑,T:周期,K:常量(與行星質量無關,取決於中心天體的質量)}
2.萬有引力定律:F=Gm1m2/r2 (G=6.67×10-11N•m2/kg2,方向在它們的連線上)
3.天體上的重力和重力加速度:GMm/R2=mg;g=GM/R2 {R:天體半徑(m),M:天體質量(kg)}
4.衛星繞行速度、角速度、周期:V=(GM/r)1/2;ω=(GM/r3)1/2;T=2π(r3/GM)1/2{M:中心天體質量}
5.第一(二、三)宇宙速度V1=(g地r地)1/2=(GM/r地)1/2=7.9km/s;V2=11.2km/s;V3=16.7km/s
6.地球同步衛星GMm/(r地+h)2=m4π2(r地+h)/T2{h≈36000km,h:距地球表面的高度,r地:地球的半徑}
注:
(1)天體運動所需的向心力由萬有引力提供,F向=F萬;
(2)應用萬有引力定律可估算天體的質量密度等;
(3)地球同步衛星只能運行於赤道上空,運行周期和地球自轉周期相同;
(4)衛星軌道半徑變小時,勢能變小、動能變大、速度變大、周期變小(一同三反);
(5)地球衛星的最大環繞速度和最小發射速度均為7.9km/s。
三、力(常見的力、力的合成與分解)
1)常見的力
1.重力G=mg (方向豎直向下,g=9.8m/s2≈10m/s2,作用點在重心,適用於地球表面附近)
2.胡克定律F=kx {方向沿恢復形變方向,k:勁度系數(N/m),x:形變數(m)}
3.滑動摩擦力F=μFN {與物體相對運動方向相反,μ:摩擦因數,FN:正壓力(N)}
4.靜摩擦力0≤f靜≤fm (與物體相對運動趨勢方向相反,fm為最大靜摩擦力)
5.萬有引力F=Gm1m2/r2 (G=6.67×10-11N•m2/kg2,方向在它們的連線上)
6.靜電力F=kQ1Q2/r2 (k=9.0×109N•m2/C2,方向在它們的連線上)
7.電場力F=Eq (E:場強N/C,q:電量C,正電荷受的電場力與場強方向相同)
8.安培力F=BILsinθ (θ為B與L的夾角,當L⊥B時:F=BIL,B//L時:F=0)
9.洛侖茲力f=qVBsinθ (θ為B與V的夾角,當V⊥B時:f=qVB,V//B時:f=0)
注:
(1)勁度系數k由彈簧自身決定;
(2)摩擦因數μ與壓力大小及接觸面積大小無關,由接觸面材料特性與表面狀況等決定;
(3)fm略大於μFN,一般視為fm≈μFN;
(4)其它相關內容:靜摩擦力(大小、方向)〔見第一冊P8〕;
(5)物理量符號及單位B:磁感強度(T),L:有效長度(m),I:電流強度(A),V:帶電粒子速度(m/s),q:帶電粒子(帶電體)電量(C);
(6)安培力與洛侖茲力方向均用左手定則判定。
2)力的合成與分解
1.同一直線上力的合成同向:F=F1+F2, 反向:F=F1-F2 (F1>F2)
2.互成角度力的合成:
F=(F12+F22+2F1F2cosα)1/2(餘弦定理) F1⊥F2時:F=(F12+F22)1/2
3.合力大小范圍:|F1-F2|≤F≤|F1+F2|
4.力的正交分解:Fx=Fcosβ,Fy=Fsinβ(β為合力與x軸之間的夾角tgβ=Fy/Fx)
註:
(1)力(矢量)的合成與分解遵循平行四邊形定則;
(2)合力與分力的關系是等效替代關系,可用合力替代分力的共同作用,反之也成立;
(3)除公式法外,也可用作圖法求解,此時要選擇標度,嚴格作圖;
(4)F1與F2的值一定時,F1與F2的夾角(α角)越大,合力越小;
(5)同一直線上力的合成,可沿直線取正方向,用正負號表示力的方向,化簡為代數運算。
四、動力學(運動和力)
1.牛頓第一運動定律(慣性定律):物體具有慣性,總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態,直到有外力迫使它改變這種狀態為止
2.牛頓第二運動定律:F合=ma或a=F合/ma{由合外力決定,與合外力方向一致}
3.牛頓第三運動定律:F=-F´{負號表示方向相反,F、F´各自作用在對方,平衡力與作用力反作用力區別,實際應用:反沖運動}
4.共點力的平衡F合=0,推廣 {正交分解法、三力匯交原理}
5.超重:FN>G,失重:FN<G {加速度方向向下,均失重,加速度方向向上,均超重}
6.牛頓運動定律的適用條件:適用於解決低速運動問題,適用於宏觀物體,不適用於處理高速問題,不適用於微觀粒子〔見第一冊P67〕
注:平衡狀態是指物體處於靜止或勻速直線狀態,或者是勻速轉動。
五、振動和波(機械振動與機械振動的傳播)
1.簡諧振動F=-kx {F:回復力,k:比例系數,x:位移,負號表示F的方向與x始終反向}
2.單擺周期T=2π(l/g)1/2 {l:擺長(m),g:當地重力加速度值,成立條件:擺角θ<100;l>>r}
3.受迫振動頻率特點:f=f驅動力
4.發生共振條件:f驅動力=f固,A=max,共振的防止和應用〔見第一冊P175〕
5.機械波、橫波、縱波〔見第二冊P2〕
6.波速v=s/t=λf=λ/T{波傳播過程中,一個周期向前傳播一個波長;波速大小由介質本身所決定}
7.聲波的波速(在空氣中)0℃:332m/s;20℃:344m/s;30℃:349m/s;(聲波是縱波)
8.波發生明顯衍射(波繞過障礙物或孔繼續傳播)條件:障礙物或孔的尺寸比波長小,或者相差不大
9.波的干涉條件:兩列波頻率相同(相差恆定、振幅相近、振動方向相同)
10.多普勒效應:由於波源與觀測者間的相互運動,導致波源發射頻率與接收頻率不同{相互接近,接收頻率增大,反之,減小〔見第二冊P21〕}
註:
(1)物體的固有頻率與振幅、驅動力頻率無關,取決於振動系統本身;
(2)加強區是波峰與波峰或波谷與波谷相遇處,減弱區則是波峰與波谷相遇處;
(3)波只是傳播了振動,介質本身不隨波發生遷移,是傳遞能量的一種方式;
(4)干涉與衍射是波特有的;
(5)振動圖象與波動圖象;
(6)其它相關內容:超聲波及其應用〔見第二冊P22〕/振動中的能量轉化〔見第一冊P173〕。
六、沖量與動量(物體的受力與動量的變化)
1.動量:p=mv {p:動量(kg/s),m:質量(kg),v:速度(m/s),方向與速度方向相同}
3.沖量:I=Ft {I:沖量(N•s),F:恆力(N),t:力的作用時間(s),方向由F決定}
4.動量定理:I=Δp或Ft=mvt–mvo {Δp:動量變化Δp=mvt–mvo,是矢量式}
5.動量守恆定律:p前總=p後總或p=p』´也可以是m1v1+m2v2=m1v1´+m2v2´
6.彈性碰撞:Δp=0;ΔEk=0 {即系統的動量和動能均守恆}
7.非彈性碰撞Δp=0;0<ΔEK<ΔEKm {ΔEK:損失的動能,EKm:損失的最大動能}
8.完全非彈性碰撞Δp=0;ΔEK=ΔEKm {碰後連在一起成一整體}
9.物體m1以v1初速度與靜止的物體m2發生彈性正碰:
v1´=(m1-m2)v1/(m1+m2) v2´=2m1v1/(m1+m2)
10.由9得的推論-----等質量彈性正碰時二者交換速度(動能守恆、動量守恆)
11.子彈m水平速度vo射入靜止置於水平光滑地面的長木塊M,並嵌入其中一起運動時的機械能損失
E損=mvo2/2-(M+m)vt2/2=fs相對 {vt:共同速度,f:阻力,s相對子彈相對長木塊的位移}
註:
(1)正碰又叫對心碰撞,速度方向在它們「中心」的連線上;
(2)以上表達式除動能外均為矢量運算,在一維情況下可取正方向化為代數運算;
(3)系統動量守恆的條件:合外力為零或系統不受外力,則系統動量守恆(碰撞問題、爆炸問題、反沖問題等);
(4)碰撞過程(時間極短,發生碰撞的物體構成的系統)視為動量守恆,原子核衰變時動量守恆;
(5)爆炸過程視為動量守恆,這時化學能轉化為動能,動能增加;(6)其它相關內容:反沖運動、火箭、航天技術的發展和宇宙航行〔見第一冊P128〕。
七、功和能(功是能量轉化的量度)
1.功:W=Fscosα(定義式){W:功(J),F:恆力(N),s:位移(m),α:F、s間的夾角}
2.重力做功:Wab=mghab {m:物體的質量,g=9.8m/s2≈10m/s2,hab:a與b高度差(hab=ha-hb)}
3.電場力做功:Wab=qUab {q:電量(C),Uab:a與b之間電勢差(V)即Uab=φa-φb}
4.電功:W=UIt(普適式) {U:電壓(V),I:電流(A),t:通電時間(s)}
5.功率:P=W/t(定義式) {P:功率[瓦(W)],W:t時間內所做的功(J),t:做功所用時間(s)}
6.汽車牽引力的功率:P=Fv;P平=Fv平 {P:瞬時功率,P平:平均功率}
7.汽車以恆定功率啟動、以恆定加速度啟動、汽車最大行駛速度(vmax=P額/f)
8.電功率:P=UI(普適式) {U:電路電壓(V),I:電路電流(A)}
9.焦耳定律:Q=I2Rt {Q:電熱(J),I:電流強度(A),R:電阻值(Ω),t:通電時間(s)}
10.純電阻電路中I=U/R;P=UI=U2/R=I2R;Q=W=UIt=U2t/R=I2Rt
11.動能:Ek=mv2/2 {Ek:動能(J),m:物體質量(kg),v:物體瞬時速度(m/s)}
12.重力勢能:EP=mgh {EP :重力勢能(J),g:重力加速度,h:豎直高度(m)(從零勢能面起)}
13.電勢能:EA=qφA {EA:帶電體在A點的電勢能(J),q:電量(C),φA:A點的電勢(V)(從零勢能面起)}
14.動能定理(對物體做正功,物體的動能增加):
W合=mvt2/2-mvo2/2或W合=ΔEK
{W合:外力對物體做的總功,ΔEK:動能變化ΔEK=(mvt2/2-mvo2/2)}
15.機械能守恆定律:ΔE=0或EK1+EP1=EK2+EP2也可以是mv12/2+mgh1=mv22/2+mgh2
16.重力做功與重力勢能的變化(重力做功等於物體重力勢能增量的負值)WG=-ΔEP
注:
(1)功率大小表示做功快慢,做功多少表示能量轉化多少;
(2)O0≤α<90O 做正功;90O<α≤180O做負功;α=90o不做功(力的方向與位移(速度)方向垂直時該力不做功);
(3)重力(彈力、電場力、分子力)做正功,則重力(彈性、電、分子)勢能減少
(4)重力做功和電場力做功均與路徑無關(見2、3兩式);(5)機械能守恆成立條件:除重力(彈力)外其它力不做功,只是動能和勢能之間的轉化;(6)能的其它單位換算:1kWh(度)=3.6×106J,1eV=1.60×10-19J;*(7)彈簧彈性勢能E=kx2/2,與勁度系數和形變數有關。
八、分子動理論、能量守恆定律
1.阿伏加德羅常數NA=6.02×1023/mol;分子直徑數量級10-10米
2.油膜法測分子直徑d=V/s {V:單分子油膜的體積(m3),S:油膜表面積(m)2}
3.分子動理論內容:物質是由大量分子組成的;大量分子做無規則的熱運動;分子間存在相互作用力。
4.分子間的引力和斥力(1)r<r0,f引<f斥,F分子力表現為斥力
(2)r=r0,f引=f斥,F分子力=0,E分子勢能=Emin(最小值)
(3)r>r0,f引>f斥,F分子力表現為引力
(4)r>10r0,f引=f斥≈0,F分子力≈0,E分子勢能≈0
5.熱力學第一定律W+Q=ΔU{(做功和熱傳遞,這兩種改變物體內能的方式,在效果上是等效的),
W:外界對物體做的正功(J),Q:物體吸收的熱量(J),ΔU:增加的內能(J),涉及到第一類永動機不可造出〔見第二冊P40〕}
6.熱力學第二定律
克氏表述:不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體,而不引起其它變化(熱傳導的方向性);
開氏表述:不可能從單一熱源吸收熱量並把它全部用來做功,而不引起其它變化(機械能與內能轉化的方向性){涉及到第二類永動機不可造出〔見第二冊P44〕}
7.熱力學第三定律:熱力學零度不可達到{宇宙溫度下限:-273.15攝氏度(熱力學零度)}
注:
(1)布朗粒子不是分子,布朗顆粒越小,布朗運動越明顯,溫度越高越劇烈;
(2)溫度是分子平均動能的標志;
3)分子間的引力和斥力同時存在,隨分子間距離的增大而減小,但斥力減小得比引力快;
(4)分子力做正功,分子勢能減小,在r0處F引=F斥且分子勢能最小;
(5)氣體膨脹,外界對氣體做負功W<0;溫度升高,內能增大ΔU>0;吸收熱量,Q>0
(6)物體的內能是指物體所有的分子動能和分子勢能的總和,對於理想氣體分子間作用力為零,分子勢能為零;
(7)r0為分子處於平衡狀態時,分子間的距離;
(8)其它相關內容:能的轉化和定恆定律〔見第二冊P41〕/能源的開發與利用、環保〔見第二冊P47〕/物體的內能、分子的動能、分子勢能〔見第二冊P47〕。
九、氣體的性質
1.氣體的狀態參量:
溫度:宏觀上,物體的冷熱程度;微觀上,物體內部分子無規則運動的劇烈程度的標志,
熱力學溫度與攝氏溫度關系:T=t+273 {T:熱力學溫度(K),t:攝氏溫度(℃)}
體積V:氣體分子所能占據的空間,單位換算:1m3=103L=106mL
壓強p:單位面積上,大量氣體分子頻繁撞擊器壁而產生持續、均勻的壓力,標准大氣壓:1atm=1.013×105Pa=76cmHg(1Pa=1N/m2)
2.氣體分子運動的特點:分子間空隙大;除了碰撞的瞬間外,相互作用力微弱;分子運動速率很大
3.理想氣體的狀態方程:p1V1/T1=p2V2/T2 {PV/T=恆量,T為熱力學溫度(K)}
注:
(1)理想氣體的內能與理想氣體的體積無關,與溫度和物質的量有關;
(2)公式3成立條件均為一定質量的理想氣體,使用公式時要注意溫度的單位,t為攝氏溫度(℃),而T為熱力學溫度(K)。
十、電場
1.兩種電荷、電荷守恆定律、元電荷:(e=1.60×10-19C);帶電體電荷量等於元電荷的整數倍
2.庫侖定律:F=kQ1Q2/r2(在真空中){F:點電荷間的作用力(N),k:靜電力常量k=9.0×109N•m2/C2,Q1、Q2:兩點電荷的電量(C),r:兩點電荷間的距離(m),方向在它們的連線上,作用力與反作用力,同種電荷互相排斥,異種電荷互相吸引}
3.電場強度:E=F/q(定義式、計算式){E:電場強度(N/C),是矢量(電場的疊加原理),q:檢驗電荷的電量(C)}
4.真空點(源)電荷形成的電場E=kQ/r2 {r:源電荷到該位置的距離(m),Q:源電荷的電量}
5.勻強電場的場強E=UAB/d {UAB:AB兩點間的電壓(V),d:AB兩點在場強方向的距離(m)}
6.電場力:F=qE {F:電場力(N),q:受到電場力的電荷的電量(C),E:電場強度(N/C)}
7.電勢與電勢差:UAB=φA-φB,UAB=WAB/q=-ΔEAB/q
8.電場力做功:WAB=qUAB=Eqd{WAB:帶電體由A到B時電場力所做的功(J),q:帶電量(C),UAB:電場中A、B兩點間的電勢差(V)(電場力做功與路徑無關),E:勻強電場強度,d:兩點沿場強方向的距離(m)}
9.電勢能:EA=qφA {EA:帶電體在A點的電勢能(J),q:電量(C),φA:A點的電勢(V)}
10.電勢能的變化ΔEAB=EB-EA {帶電體在電場中從A位置到B位置時電勢能的差值}
11.電場力做功與電勢能變化ΔEAB=-WAB=-qUAB (電勢能的增量等於電場力做功的負值)
12.電容C=Q/U(定義式,計算式) {C:電容(F),Q:電量(C),U:電壓(兩極板電勢差)(V)}
13.平行板電容器的電容C=εS/4πkd(S:兩極板正對面積,d:兩極板間的垂直距離,ω:介電常數)
常見電容器〔見第二冊P111〕
14.帶電粒子在電場中的加速(Vo=0):W=ΔEK或qU=mVt2/2,Vt=(2qU/m)1/2
15.帶電粒子沿垂直電場方向以速度Vo進入勻強電場時的偏轉(不考慮重力作用的情況下)
類平 垂直電場方向:勻速直線運動L=Vot(在帶等量異種電荷的平行極板中:E=U/d)
拋運動 平行電場方向:初速度為零的勻加速直線運動d=at2/2,a=F/m=qE/m
注:
(1)兩個完全相同的帶電金屬小球接觸時,電量分配規律:原帶異種電荷的先中和後平分,原帶同種電荷的總量平分;
(2)電場線從正電荷出發終止於負電荷,電場線不相交,切線方向為場強方向,電場線密處場強大,順著電場線電勢越來越低,電場線與等勢線垂直;
(3)常見電場的電場線分布要求熟記〔見圖[第二冊P98];
(4)電場強度(矢量)與電勢(標量)均由電場本身決定,而電場力與電勢能還與帶電體帶的電量多少和電荷正負有關;
(5)處於靜電平衡導體是個等勢體,表面是個等勢面,導體外表面附近的電場線垂直於導體表面,導體內部合場強為零,導體內部沒有凈電荷,凈電荷只分布於導體外表面;
(6)電容單位換算:1F=106μF=1012PF;
(7)電子伏(eV)是能量的單位,1eV=1.60×10-19J;
(8)其它相關內容:靜電屏蔽〔見第二冊P101〕/示波管、示波器及其應用〔見第二冊P114〕等勢面〔見第二冊P105〕。
十一、恆定電流
1.電流強度:I=q/t{I:電流強度(A),q:在時間t內通過導體橫載面的電量(C),t:時間(s)}
2.歐姆定律:I=U/R {I:導體電流強度(A),U:導體兩端電壓(V),R:導體阻值(Ω)}
3.電阻、電阻定律:R=ρL/S{ρ:電阻率(Ω•m),L:導體的長度(m),S:導體橫截面積(m2)}
4.閉合電路歐姆定律:I=E/(r+R)或E=Ir+IR也可以是E=U內+U外
{I:電路中的總電流(A),E:電源電動勢(V),R:外電路電阻(Ω),r:電源內阻(Ω)}
5.電功與電功率:W=UIt,P=UI{W:電功(J),U:電壓(V),I:電流(A),t:時間(s),P:電功率(W)}
6.焦耳定律:Q=I2Rt{Q:電熱(J),I:通過導體的電流(A),R:導體的電阻值(Ω),t:通電時間(s)}
7.純電阻電路中:由於I=U/R,W=Q,因此W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R
8.電源總動率、電源輸出功率、電源效率:P總=IE,P出=IU,η=P出/P總{I:電路總電流(A),E:電源電動勢(V),U:路端電壓(V),η:電源效率}
9.電路的串/並聯 串聯電路(P、U與R成正比) 並聯電路(P、I與R成反比)
電阻關系(串同並反) R串=R1+R2+R3+ 1/R並=1/R1+1/R2+1/R3+
電流關系 I總=I1=I2=I3 I並=I1+I2+I3+
電壓關系 U總=U1+U2+U3+ U總=U1=U2=U3
功率分配 P總=P1+P2+P3+ P總=P1+P2+P3+
10.歐姆表測電阻
(1)電路組成 (2)測量原理
兩表筆短接後,調節Ro使電表指針滿偏,得
Ig=E/(r+Rg+Ro)
接入被測電阻Rx後通過電表的電流為
Ix=E/(r+Rg+Ro+Rx)=E/(R中+Rx)
由於Ix與Rx對應,因此可指示被測電阻大小
(3)使用方法:機械調零、選擇量程、歐姆調零、測量讀數{注意擋位(倍率)}、撥off擋。
(4)注意:測量電阻時,要與原電路斷開,選擇量程使指針在中央附近,每次換擋要重新短接歐姆調零。
11.伏安法測電阻
電流表內接法:
電壓表示數:U=UR+UA
電流表外接法:
電流表示數:I=IR+IV
Rx的測量值=U/I=(UA+UR)/IR=RA+Rx>R真
Rx的測量值=U/I=UR/(IR+IV)=RVRx/(RV+R)<R真
選用電路條件Rx>>RA [或Rx>(RARV)1/2]
選用電路條件Rx<<RV [或Rx<(RARV)1/2]
12.滑動變阻器在電路中的限流接法與分壓接法
限流接法
電壓調節范圍小,電路簡單,功耗小
便於調節電壓的選擇條件Rp>Rx
電壓調節范圍大,電路復雜,功耗較大
便於調節電壓的選擇條件Rp<Rx
注1)單位換算:1A=103mA=106μA;1kV=103V=106mA;1MΩ=103kΩ=106Ω
(2)各種材料的電阻率都隨溫度的變化而變化,金屬電阻率隨溫度升高而增大;
(3)串聯總電阻大於任何一個分電阻,並聯總電阻小於任何一個分電阻;
(4)當電源有內阻時,外電路電阻增大時,總電流減小,路端電壓增大;
(5)當外電路電阻等於電源電阻時,電源輸出功率最大,此時的輸出功率為E2/(2r);
(6)其它相關內容:電阻率與溫度的關系半導體及其應用超導及其應用〔見第二冊P127〕。
十二、磁場
1.磁感應強度是用來表示磁場的強弱和方向的物理量,是矢量,單位T),1T=1N/A•m
2.安培力F=BIL;(註:L⊥B) {B:磁感應強度(T),F:安培力(F),I:電流強度(A),L:導線長度(m)}
3.洛侖茲力f=qVB(注V⊥B);質譜儀〔見第二冊P155〕 {f:洛侖茲力(N),q:帶電粒子電量(C),V:帶電粒子速度(m/s)}
4.在重力忽略不計(不考慮重力)的情況下,帶電粒子進入磁場的運動情況(掌握兩種):
(1)帶電粒子沿平行磁場方向進入磁場:不受洛侖茲力的作用,做勻速直線運動V=V0
(2)帶電粒子沿垂直磁場方向進入磁場:做勻速圓周運動,規律如下a)F向=f洛=mV2/r=mω2r=mr(2π/T)2=qVB;r=mV/qB;T=2πm/qB;(b)運動周期與圓周運動的半徑和線速度無關,洛侖茲力對帶電粒子不做功(任何情況下);(c)解題關鍵:畫軌跡、找圓心、定半徑、圓心角(=二倍弦切角)。
註:
(1)安培力和洛侖茲力的方向均可由左手定則判定,只是洛侖茲力要注意帶電粒子的正負;
(2)磁感線的特點及其常見磁場的磁感線分布要掌握〔見圖及第二冊P144〕;(3)其它相關內容:地磁場/磁電式電表原理〔見第二冊P150〕/迴旋加速器〔見第二冊P156〕/磁性材料
十三、電磁感應
1.[感應電動勢的大小計算公式]
1)E=nΔΦ/Δt(普適公式){法拉第電磁感應定律,E:感應電動勢(V),n:感應線圈匝數,ΔΦ/Δt:磁通量的變化率}
2)E=BLV垂(切割磁感線運動) {L:有效長度(m)}
3)Em=nBSω(交流發電機最大的感應電動勢) {Em:感應電動勢峰值}
4)E=BL2ω/2(導體一端固定以ω旋轉切割) {ω:角速度(rad/s),V:速度(m/s)}
2.磁通量Φ=BS {Φ:磁通量(Wb),B:勻強磁場的磁感應強度(T),S:正對面積(m2)}
3.感應電動勢的正負極可利用感應電流方向判定{電源內部的電流方向:由負極流向正極}
*4.自感電動勢E自=nΔΦ/Δt=LΔI/Δt{L:自感系數(H)(線圈L有鐵芯比無鐵芯時要大),ΔI:變化電流,∆t:所用時間,ΔI/Δt:自感電流變化率(變化的快慢)}
註:(1)感應電流的方向可用楞次定律或右手定則判定,楞次定律應用要點〔見第二冊P173〕;(2)自感電流總是阻礙引起自感電動勢的電流的變化;(3)單位換算:1H=103mH=106μH。(4)其它相關內容:自感〔見第二冊P178〕/日光燈〔見第二冊P180〕。
十四、交變電流(正弦式交變電流)
1.電壓瞬時值e=Emsinωt 電流瞬時值i=Imsinωt;(ω=2πf)
2.電動勢峰值Em=nBSω=2BLv 電流峰值(純電阻電路中)Im=Em/R總
3.正(余)弦式交變電流有效值:E=Em/(2)1/2;U=Um/(2)1/2 ;I=Im/(2)1/2
4.理想變壓器原副線圈中的電壓與電流及功率關系
U1/U2=n1/n2; I1/I2=n2/n2; P入=P出
5.在遠距離輸電中,採用高壓輸送電能可以減少電能在輸電線上的損失損´=(P/U)2R;(P損´:輸電線上損失的功率,P:輸送電能的總功率,U:輸送電壓,R:輸電線電阻)〔見第二冊P198〕;
6.公式1、2、3、4中物理量及單位:ω:角頻率(rad/s);t:時間(s);n:線圈匝數;B:磁感強度(T);
S:線圈的面積(m2);U輸出)電壓(V);I:電流強度(A);P:功率(W)。
Ⅹ 物理高中要求的各種研究方法
吉林省通化市第一高級中學 於永濤 134001
實驗,是自然科學研究的重要方法,也是自然學科教學的重要手段,實驗能力是高考物理學科要考核的五個能力之一。因此,搞好高中物理實驗的復習,摸清實驗中的研究方法至關重要。現結合教學實踐談幾點實驗的研究方法。
一、理想化法
影響物理現象的因素往往復雜多變,實驗中常可採用忽略某些次要因素或假設一些理想條件的辦法,以突出現象的本質因素,便於深入研究,從而取得實際情況下合理的近似結果(通俗他說就是抓大放小)。例如在《用單擺測定重力加速度》的實驗中,假設懸線不可伸長,懸點的摩擦和小球在擺動過程的空氣阻力不計;在電學實驗中把電壓表變成內阻是無窮大的理想電壓表,電流表變成內阻等於0的理想電流表等等實際都採用了理想化法。
二、平衡法
「物理學中常常利用一個量的作用與另一個(或幾個)量的作用相同、相當或相反來設計實驗,製作儀器,進行測量。例如測量中的基本工具彈簧秤的設計是利用了力的平衡,天平的設計是根據力矩的平衡;溫度計是利用了熱的平衡。
三、放大法
在現象、變化、待測物理量十分微小的情況下,往往採用放大法。根據實驗的性質和放大對象的不同,放大所使用的物理方法也各異。例如:在《測定金屬電阻率》實驗中所便用的螺旋測微器:主尺上前進(或後退)0.5毫米,對應副尺上有5n個等分,實際上是對長度的機械放大;許多電表如電流表、電壓表是利用一根較長的指針把通電後線圈的偏轉角顯示出來。
四、累積法
將微小量累積後測量求平均的方法,能減小相對誤差。實驗中也經常涉及這一方法。例如,在《用單擺測定重力加速度》實驗中,需要測定單擺周期,用秒錶測一次全振動的時間誤差很大,於是採用測量30-50次全振動的時間T,從而求出單擺的周期。
五、轉換法
某些物理量不容易直接測量,或某些現象直接顯示有困難,可以採取把所要觀測的變數轉換成其它變數(力、熱、聲、光、電等物理量)的相互轉換進行間接觀察和測量,這就是轉換法,以卡文迪許《利用扭秤裝置測定萬有引力恆量實驗》為例:其基本的思維方法便是等效轉換。卡文迪許扭秤發生扭轉後,引力對T形架的扭轉力矩與石英絲由於彈性形變產主的扭轉力矩這就是等效轉換,間接地達到了無法達到的目的。本實驗中轉換法還應用於石英絲扭轉角度的測量上,這個角度不是直接測出的,而是利用平面鏡反射光在刻度尺上移動的距離間接測出的。轉換法是一種較高層次的思維方法,是對事物本質深刻認識的基礎上才產生的一種飛躍。如變曲為直實際上就是該方法的應用。
六、控制變數法
在高中物理中的許多實驗,往往存在著多種變化的因素,為了研究它們之間的關系可以先控制一些量不變,依次研究某一個因素的影響。最典型的例子是《驗證牛頓第二運動定律》的實驗,我們研究的方法是:先保持物體的質量一定,研究加速度與力的關系,再保持力不變研究加速度與質量的關系,最後綜合得出物體的加速度與它受到的合外力及物體質量之間的關系。當然本實驗還涉及到各種系統誤差的產生,不再贅述。
七、留跡法
有些物理現象瞬間即逝,如運動物體所處的位置,軌跡或圖像等,設法記錄下來,以便從容地測量、比較和研究。例如:在《測定勻變速直線運動的加速度》、《驗證牛頓第二運動定律》、《驗證機械能守恆定律》等實驗中,就是通過紙帶上打出的點記錄下小車(或重物)在不同時刻的位置,(位移)及所對應的時刻,從而可從容計算小車在各個位置或時刻的速度並求出加速度;對於簡諧運動,則是通過擺動的漏斗漏出的細沙落在勻速拉動的硬紙板上而記錄下各個時刻擺的位置,從而很方便地研究簡諧運動的圖像;又如利用閃光照相記錄自由落體運動的軌跡等實際都採用了留跡法。
八、模擬法
有時受客觀條件限制,不能對某些物理現象送行直接實驗和測量,於是就人為地創造一定的模擬條件,在這樣模擬的條件下進行實驗。例如在《電場中等勢線的描繪》實驗中,因為對靜電場直接測量很困難,故採用易測量的電流場來模擬。又如在確定磁場中磁感線的分布,因為磁感線實際不存在。我們就用鐵屑的分布來模擬磁感線的存在。此外在高中物理實驗中還有比較法、替代法、補償法等。
由於高考內容日趨拓寬求深,知識交叉部分(特別實行理綜考試)越來越多,能力要求也就更加突出。所以迫切需要摒棄「實驗無關緊要」、「講比做好」等錯誤觀念,認真領悟真實驗中的思想方法,只有這樣,才能切實抓好實驗教學工作。