物理学中常用的几种科学思维方法

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1、常用的几种科学思维方法1.模型法物理模型是一种理想化的物理形态，将父杂的问题抽象化为理想化的物理模型足研究物理问题的基本方法。科学家通常利川抽象化、理想化、简化、类比等把研究对象的物理学本质特征突Hi岀来，形成概念或实物体系，即为物理模型。模型思维法就足对研究对象或过程加以合理的简化，突出主要因素忽略次要因素，从而解决物理闷题的方法。从本质上说，分析物理问题的过程，就是构建物理模型的过程。通过构建物理模型，捋出一幅清晰的物理阁景，是解决物理问题的关键。实际中必须通过分析、判断、比较，岡出过程图（过程图足思维的切入点和生长点）才能建立正确合理的物理模型。［例1］如图1一1所示，光滑的弧

2、形槽半径为K（K〉〉N1N弧），oBA为弧形槽的敁低点，小球B放在A点的正上方离A点高度为h处，小球C放在M点，同吋释放，使两球正好在A点相碰，则hh应为多大？22qA答案：h=（2"+l）H.（n=0）lf2……）N图18练习1.跳起摸高足中学生进行的一项体育活动，某同学身髙1.80m,质景65kg,站立準忾手指能摸到的高度是2.25m,此同学从用力蹬地到竖直跳离地面历经0.3s,设他踏地的力人小恒为1300N，求该同学（g=10m/s2）（1）刚跳离地側时的速度；（2）跳起可摸到的高度。2.等效法当研究的闷题比较复杂，运算乂很繁琐吋，可以在保证研究对象的旮关数据不变的前提下，用一

3、个简单明了的问题来代锊原来复杂隐晦的问题，这就足所谓的等效法。在屮学物理屮，诸如合力与分力、合运动与分运动、总电阻与各支路电阻以及〒均值、有效值等概念都是根据等效的思想引入的。教学中若能将这种方法渗透到对物理过程的分析屮去，不仅可以使问题的解决变得简单，而且对知识的灵活运用和知识向能力转化都会有很大的促进作用。［例2］如图质量为2m的均匀带电球M的半径为R,带电量为+Q,开始静止在光滑的水〒•面上，在通过直径的且线上开一个很小的绝缘、光滑的水〒•通道。现在球M的最左端A处，由静止开始释放一质:缺为in、带电朵为一Q的点电荷N。若只考虑静电力，试求点电荷运动到带电球M的球心吋受到的力及

4、所需的时间？练习2.如图所示，一弹性细绳穿过水平面上光滑的小孔0连接一质量^另一端固定于地而上A点，弹性绳的原长为0A,劲度系数为k。现将小球拉到B位置OB=L,外给小球P以初速度w且ko®£lOB.试求：（1）小球绕0点转动90°至C点处所需时间；（2）小球到达C点时的速度。3.极端法所谓极端法，就是依据题H所给的具体条件，假设某种极端的物理现象或过程存在并做科学分析，从而得出正确判断或导出-•般结论的方法。这种方法对分析综合能力和数学应用能力要求较商，一旦应用得恰当，就能出命制胜。常见有三种：极端值假设、临界值分析、特殊值分析。［例3］物体A在倾角为0的斜面上运动，如图1一14所

5、示。若初速度为V。，它与斜谢间的摩擦系数为在相同的情况下，A上滑和下滑的加速度大小之比为•/A、sin沒一//cos沒(A);——//cos^-sin^sin沒+//cos沒sin沒一//cos汐Z(C)u+tg0(D)戸6sin汐一//cos汐4.逆思法在解决的过程中为了解题简捷，或者从正而入手有一定难度，有意识地去改变思考问题的顺序，沿着正h'd（由前到后、由因到果）思维的相反（由V；到前、由果到因）途径思考、解决闷题，这种解题方法叫逆思法。是一种具有创造性的思维方法，通常有：运用可逆性原理、运用反证归谬、运用执果索因进行逆思。运用讨逆原理进行逆思［例4］.一颗了弹以700m/s

6、的速度打穿同样的、并排放置的三块木板沿速度减为零，如图1一19所示。M子弹在三块木板屮运动的时I'nJ之比是多少？-O5.估算法所诮估算就是对某些物理fi:的数S:级进行大致推算或精确度耍求不太高的近似计算方法。佔算题与一般的计算题相比较，它虽然是不精确不严密的计算，但确足合理的近似，它可以避免繁琐的计算而着熏于简捷的思维能力的培养。解估算题的某木思路是：（1）抓仵主要因素，忽略次要因素，从而建立理想化模型。（2）认真审题，注意挖掘埋藏较深的隐含条件。（3）分析已知条件和所求景的相互关系以及物理过程所遵守的物理规律，从Iflj找到佔算依据。（4）确解题思路，步步为营层层剥皮求出答案，

7、答案一般保留一到两位有效数字。［例5］估算地球人气层空气的总重景。解：设地球半径为R,地球表而处的大气压强均为标准大气压A，则大气层空气的总重4hR2=1.0X105X4X3.14X（6.4X106）2^5X1019N练习5.1791年，米被定义为：在经过巴黎的子午线上，取从赤道到北极长度的一T万分之一，请由此佔算地球的半径R。（答案保留两位冇效数字）6.虚设法在物理解题中，我们常常用到一种虚拟的思维方法，即从给定的物理条件出发，假设与想象某种虚拟的东两，