物理学的研究方法有哪些? 常用的物理研究方法有哪些

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一、控制变量法:通过固定某几个因素转化为多个单因素影响某一量大小的问题.

二、等效法:将一个物理量,一种物理装置或一个物理状态(过程),用另一个相应量来替代,得到同样的结论的方法.

三、模型法:以理想化的办法再现原型的本质联系和内在特性的一种简化模型.

四、转换法(间接推断法)把不能观察到的效应(现象)通过自身的积累成为可观测的宏观物或宏观效应.

五、类比法:根据两个对象之间在某些方面的相似或相同,把其中某一对象的有关知识、结论推移到另一个对象中去的一种逻辑方法.

六、比较法:找出研究对象之间的相同点或相异点的一种逻辑方法.

七、归纳法:从一系列个别现象的判断概括出一般性判断的逻辑的方法.

扩展资料:

物理学的本质:物理学并不研究自然界现象的机制(或者根本不能研究),我们只能在某些现象中感受自然界的规则,并试图以这些规则来解释自然界所发生任何的事情。我们有限的智力总试图在理解自然,并试图改变自然,这是物理学,甚至是所有自然科学共同追求的目标。

六大性质

1.真理性:物理学的理论和实验揭示了自然界的奥秘,反映出物质运动的客观规律。

2.和谐统一性:神秘的太空中天体的运动,在开普勒三定律的描绘下,显出多么的和谐有序。物理学上的几次大统一,也显示出美的感觉。

牛顿用三大定律和万有引力定律把天上和地上所有宏观物体统一了。麦克斯韦电磁理论的建立,又使电和磁实现了统一。爱因斯坦质能方程又把质量和能量建立了统一。光的波粒二象性理论把粒子性、波动性实现了统一。爱因斯坦的相对论又把时间、空间统一了。

3.简洁性:物理规律的数学语言,体现了物理的简洁明快性。如:牛顿第二定律,爱因斯坦的质能方程,法拉第电磁感应定律。

4.对称性:对称一般指物体形状的对称性,深层次的对称表现为事物发展变化或客观规律的对称性。如:物理学中各种晶体的空间点阵结构具有高度的对称性。竖直上抛运动、简谐运动、波动镜像对称、磁电对称、作用力与反作用力对称、正粒子和反粒子、正物质和反物质、正电和负电等。

5.预测性:正确的物理理论,不仅能解释当时已发现的物理现象,更能预测当时无法探测到的物理现象。例如麦克斯韦电磁理论预测电磁波存在,卢瑟福预言中子的存在,菲涅尔的衍射理论预言圆盘衍射中央有泊松亮斑,狄拉克预言电子的存在。

6.精巧性:物理实验具有精巧性,设计方法的巧妙,使得物理现象更加明显。

对于物理学理论和实验来说,物理量的定义和测量的假设选择,理论的数学展开,理论与实验的比较是与实验定律一致,是物理学理论的唯一目标。

人们能通过这样的结合解决问题,就是预言指导科学实践这不是大唯物主义思想,其实是物理学理论的目的和结构。

在不断反思形而上学而产生的非经验主义的客观原理的基础上,物理学理论可以用它自身的科学术语来判断。而不用依赖于它们可能从属于哲学学派的主张。在着手描述的物理性质中选择简单的性质,其它性质则是群聚的想象和组合。

通过恰当的测量方法和数学技巧从而进一步认知事物的本来性质。实验选择后的数量存在某种对应关系。一种关系可以有多数实验与其对应,但一个实验不能对应多种关系。也就是说,一个规律可以体现在多个实验中,但多个实验不一定只反映一个规律。

参考资料:百度百科——物理学



物理学的研究方法有:控制变量法、等效法、模型法、转换法、类比法、比较法、归纳法等方法。

1、控制变量法:物理学中对于多因素(多变量)的问题,常常采用控制因素(变量)的方法,把多因素的问题变成多个单因素的问题。每一次只改变其中的某一个因素,而控制其余几个因素不变,从而研究被改变的这个因素对事物的影响,分别加以研究,最后再综合解决。

2、等效法:等效法是常用的科学思维方法。所谓“等效法”就是在特定的某种意义上,在保证效果相同的前提下,将陌生的、复杂的、难处理的问题转换成熟悉的、容易的、易处理的一种方法。

3、模型法指通过模型来揭示原型的形态、特征和本质的方法,一般用在物理实验上。

4、类比法:类比法是按同类事物或相似事物的发展规律相一致的原则,对预测目标事物加以对比分析,来推断预测目标事物未来发展趋向与可能水平的一种预测方法。

研究方法:

物理学的方法和科学态度:提出命题 → 理论解释 → 理论预言 → 实验验证 → 修改理论。

现代物理学是一门理论和实验高度结合的精确科学,它的产生过程如下:

1、物理命题一般是从新的观测事实或实验事实中提炼出来,或从已有原理中推演出来;

2、首先尝试用已知理论对命题作解释、逻辑推理和数学演算。如现有理论不能完美解释,需修改原有模型或提出全新的理论模型;

3、新理论模型必须提出预言,并且预言能够为实验所证实;

4、一切物理理论最终都要以观测或实验事实为准则,当一个理论与实验事实不符时,它就面临着被修改或被推翻。



控制变量法,转换法,类比法,模型法等。
具体
物理学的科学研究方法

伽利略是物理科学方法论的创始者,牛顿、麦克斯韦、爱因斯坦等物理学家都对物理学的研究方法作出了重要贡献。目前,物理学已形成了许多新的分支,随之也出现了与之相应的新的研究方法。但是,就中学物理的内容来说,其主要内容还是经典物理学的基础知识,以及与之相适应的经典物理学的基本研究方法。一般说来,这种方法主要是以观察、实验为基础,经过科学抽象,运用数学工具,概括总结出经验定律,提出假说,进一步发展成为理论,再经实验的检验,循环往复,使之不断丰富,不断深化,不断完善。

从物理学的发展历史来看,随着物理学研究内容的变化,物理学的研究方法也在变化着,不断得到丰富和提高。在古代,人们主要是靠不充分的观察和简单的推理,直觉地、笼统地去把握物理现象的一般特性。随着近代自然科学的兴起,观察方法就从以自然观察为主发展为以仪器观测为主。科学实验和数学方法相结合,使精确的、定量的物理学研究有了很快的发展。整理事实材料的需要,也促进了分析、归纳和演绎等逻辑方法的发展。这一时期科学方法的发展,使物理学作为一门实验科学的特点显著地呈现出来。十八世纪末到十九世纪末,实验方法、数学方法、假说方法和理论概括方法都有了显著的提高和发展,统计方法也被引进了物理学。二十世纪以来,科学实验在精密、快速和自动化方面达到了新的水平;物理学理论的公理化和 数学化的特点更加突出;科学想象、理想实验、创造性思维等方法,对于现代物理学的发展起到了重要的作用。

(一)经典物理学的研究方法

我们以意大利物理学家和天文学家伽利略(1564-1642)的研究方法为典型例子,来说明经典物理学的研究方法。

伽利略关于运动理论的研究工作,采用了一个对近代科学的发展很有效的程序,即对现象的一般观察→提出工作假说→运用数学和逻辑的手段得出特殊推论→通过物理的或思想的实验对推论进行检验→对假说进行修正和推广。

伽利略是很重视观察的,因为从观察得到的感性经验会使人们认识到现象的特殊方面。在分析感性经验和借助于创造性想象的基础上,就可以提出工作假说。伽利略就是根据自然界单一效应的简单性的信念大胆假设自由落体是一种速度随时间成正比而增加的匀加速运动,他正是从假说入手讨论他所要研究的那种运动的定义和性质的。进而,在数学演绎阶段,从假设引出可检验的逻辑推论;在这里,数学成为他进行逻辑演绎和论证的有力工具。最后,通过特殊情况的实验,对由假设得出的结论进行检验。在完成上述步骤之后,就可以建立理论,并把它的成果向更大的广度和深度推进。

伽利略实质上使用了把实验和逻辑(数学)结合起来的方法,从而有力地推进了人类科学认识活动的进展。他所发现的许多最基本的定理,都是通过了实验和逻辑的双重证明的。值得指出的是,在伽利略的著作里所描述的实验都是理想化的,他所写出的实验数据都同理论结论精确的符合,这很可能是因为他对数据进行了筛选。这表明伽利略并没有被实验的表面现象所束缚,能够正确地对待和解释实验误差。在他看来,实验结果与理想的简单规则之间的偏差,只是某些次要因素干扰的结果。比如,在实际的下落实验中,重球与轻球并不是同时落地的,伽利略认为这是由空气的阻力造成的,所以不应该由于这点误差而对亚里士多德学说的重大谬误提出辩护。又如在单摆实验中,摆球并不能完全回到原来的高度,伽利略把这点微小的偏差也归因于空气和绳子的阻力。

由此可见,无论是在动力学基本原理上,还是在动力学研究方法上,伽利略都作出了奠基性的重要贡献。爱因斯坦和英费尔德在《物理学的进化》中评论说:“伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一,而且标志着物理学的真正开端”。

(二)现代物理学的研究方法

现代物理学的研究方法,主要体现为下列一些新的特点。

随着工业和生产技术的巨大发展,二十世纪初以来为物理实验提供了电子显微镜、射电望远镜、高能加速器、电子计算机等大批大型、精密的实验装置,光谱分析、质谱分析、X射线衍射等分析技术也得到很大的发展,从而使物理学实验在精密、高能、快速和自动化方面达到了新的水平,物理学观测的视野也得到很大的拓展。现代物理学实验除了能够用更有效的手段纯化实验条件和隔离实验因素之外,还发展了有效地施加外部干扰和使研究对象处于极限条件,在对象的激发状态或破坏状态下进行观测的实验方法。这就更加充分地发挥了实验的变革作用和控制作用,以更好地揭露物理现象中各种内在和外在的因素之间的相互联系。另外,现代物理实验由于实验的规模越来越大,它的集体化、社会化的程度也越来越高,许多实验是在较大规模的实验机构中进行的,有些实验需要组织全国甚至国际的力量才能完成。例如,现代高能物理实验,往往要在几千亿电子伏特的能量范围,上百万美元的费用,几十个人在几年的时间内才能完成;为了得到所需要的实验信息,物理学家们必须把大部分精力用于开发仪表和技术,实验的准备工作往往比实验本身困难得多。这样的实验是靠个人的力量所不能完成的。

由于现代物理学研究的内容远离实践经验的范围,理论体系高度抽象化和脱离直觉经验的特征无可避免地日益加强,这使通常的思维方式和机械论的观点愈来愈无能为力;创造性思维如抽象思维、科学想象、理想实验、试探猜测和大胆假设以及直觉、灵感等方法在建立新的物理学理论中的作用愈来愈突出了。人们愈来愈认识到,传统的归纳法和演绎法很难使人类思维成为真正创造性的根源。爱因斯坦认为,理论观念的产生固然是建立在经验的基础之上的,但是理论决不可能逻辑地从经验事实中导出,“在建立科学时,我们免不了要自由地创造概念”。他特别指出,物理学的概念是人类智力的自由创造,它不是单纯地由外在世界所决定的。

在近代科学发展的早期,人们曾以为认识可以在毫不改变客体本来面目的情况下实现;即使主体必须在变革客体的过程中认识客体,这种变革所产生的影响也是可以运用逻辑思维抽象掉的。但是到了二十世纪,随着科学实验的发展,特别是在微观物理学的研究领域中,由于微观物体的特殊本性以及观测仪器与被观测系统之间不可避免的干扰的存在,主体在认识过程中的巨大的能动作用已成为现代科学方法的一个基本特点。

经典物理学时期,也是科学注重于本体论的探索的时期,人们把“现象一规律一实体”作为把科学研究向纵深推进的基本线索。这无疑是一种有效的方法,今后也还会继续发挥其认识的作用。不过,在现代物理学的研究中,人们更注重于关系和模型,这是一个能动的认识论的时期。一些学者认为,把西方科学中重视实体,强调经验、分析和定量表述的方法与中国传统哲学中重视关系,强调整体、协调和转化的思想结合起来,将会导致一种更加符合我们时代的科学精神的新的自然观和科学认识方法。

1。等效法:比如两个5欧的电阻串联可以用一个10欧的电阻等效替换。
2。模型法:比如讲原子结构时的原子核式结构模型。
3。比较法:比如研究杠杆平衡条件的实验中,测出了动力、动力臂、阻力、阻力臂之后,要比较动力与动力臂和阻力与阻力臂的乘积,才能得到杠杆的平衡条件。
4。分类法:比如学习导体与绝缘体时,就用到了分类法。
5。类比法:比如学习电流时用水流来类比说明。
6。控制变量法:比如研究电流与电压和电阻的关系时,就用了此法。
7。转换法;比如测密度时依据密度公式将其转换为测质量和测体积。

1、控制变量法:就是把一个多因素影响某一物理量的问题,通过控制某几个因素不变,只让其中一个因素改变,从而转化为单一因素影响某一物理量问题的研究方法。

2、转换法(放大法):对于一些看不见,摸不着的物理现象,或不易直接测量的物理量,用一些非常直观的现象去认识或用容易测量的物理量间接测量的方法。

3、等效替代法(等效法):在研究物理问题时,有时为了使问题简化,常用一个物理量来代替其他所有物理量,但不会改变物理效果。

4、理想模型法(抽象法、描述法):把复杂问题简单化,将抽象的物理现象用简单易懂的具体模型表示。

5、实验推理法(科学推理法、理想实验法):有一些物理现象,由于受实验条件所限,无法直接验证,需要我们先进行实验,再进行合理推理得出正确结论,这也是一种常用的科学方法。

扩展资料

物理学中对于多因素(多变量)的问题,常常采用控制因素(变量)的方法,把多因素的问题变成多个单因素的问题。每一次只改变其中的某一个因素,而控制其余几个因素不变,从而研究被改变的这个因素对事物的影响,分别加以研究,最后再综合解决。

它是科学探究中的重要思想方法,广泛地运用在各种科学探索和科学实验研究之中。

1、独立变量,即一个量改变不会引起除因变量以外的其他量的改变。只有将某物理量由独立变量来表达,由它给出的函数关系才是正确的。

2、非独立变量,一个量改变会引起除因变量以外的其他量改变。把非独立变量看做是独立变量,是确定物理量间关系的一大忌。

正确确定物理表达式中的物理量是常量还是变量,是独立变量还是非独立变量,不但是正确解答有关问题的前提和保障,而且还可以简化解答过程

物理有哪些研究方法~

物理方法既是科学家研究问题的方法,也是学生在学习物理中常用的方法,新课标也要求学生掌握一些探究问题的物理方法。

常见的物理方法

模型法 即将抽象的物理现象用简单易懂的具体模型表示。如用太阳系模型代表原子结构,用简单的线条代表杠杆等。

叠加法 物理学中常常把微小的、不易测量的同一物理量叠加起来,测量后求平均值的方法俗称“叠加法”。

控制变量法 自然界发生的各种现象,往往是错综复杂的。决定某一个现象的产生和变化的因素常常也很多。为了弄清事物变化的原因和规律,必须设法把其中的一个或几个因素用人为的方法控制起来,使它保持不变,然后来比较,研究其他两个变量之间的关系,这种研究问题的科学方法就是“控制变量法”。初中物理实验大多都用到了这种方法,如通过导体的电流I受到导体电阻R和它两端电压U的影响,在研究电流I与电阻R的关系时,需要保持电压U不变;在研究电流I与电压U的关系时,需要保持电阻R不变。

实验+推理法 有一些物理现象,由于受实验条件所限,无法直接验证,需要我们先进行实验,再进行合理推理得出正确结论,这也是一种常用的科学方法。如将一只闹钟放在密封的玻璃罩内,当罩内空气被抽走时,钟声变小,由此推理出:真空不能传声。

转换法 一些看不见,摸不着的物理现象,不好直接认识它,我们常根据它们表现出来的看的见、摸的着的现象来间接认识它们。如根据电流的热效应来认识电流大小,根据磁场对磁体有力的作用来认识磁场等。

等效法 在研究物理问题时,有时为了使问题简化,常用一个物理量来代替其他所有物理量,但不会改变物理效果。如用合力替代各个分力,用总电阻替代各部分电阻,浮力替代液体对物体的各个压力等。

描述法 为了研究问题的方便,我们常用线条等手段来描述各种看不见的现象。如用光线来描述光,用磁感线来描述磁场,用力的图示描述力等。

类比法 在认识一些物理概念时,我们常将它与生活中熟悉且有共同特点的现象进行类比,以帮助我们理解它。如认识电流大小时,用水流进行类比。认识电压时,用水压进行类比。




物理实验数据的处理方法

实验数据是对实验定量分析的依据,是探索、验证物理规律的第一手资料。在系统误差一定的情况下,实验数据处理得恰当与否,会直接影响偶然误差的大小。所以对实验数据的处理是实验复习的重要内容之一。本文结合一些实例来简单介绍实验数据的处理方法。

1. 平均值法

取算术平均值是为减小偶然误差而常用的一种数据处理方法。通常在同样的测量条件下,对于某一物理量进行多次测量的结果不会完全一样,用多次测量的算术平均值作为测量结果,是真实值的最好近似。

2. 列表法

实验中将数据列成表格,可以简明地表示出有关物理量之间的关系,便于检查测量结果和运算是否合理,有助于发现和分析问题,而且列表法还是图象法的基础。

列表时应注意:①表格要直接地反映有关物理量之间的关系,一般把自变量写在前边,因变量紧接着写在后面,便于分析。②表格要清楚地反映测量的次数,测得的物理量的名称及单位,计算的物理量的名称及单位。物理量的单位可写在标题栏内,一般不在数值栏内重复出现。③表中所列数据要正确反映测量值的有效数字。

3. 作图法

选取适当的自变量,通过作图可以找到或反映物理量之间的变化关系,并便于找出其中的规律,确定对应量的函数关系。作图法是最常用的实验数据处理方法之一。

描绘图象的要求是:①根据测量的要求选定坐标轴,一般以横轴为自变量,纵轴为因变量。坐标轴要标明所代表的物理量的名称及单位。②坐标轴标度的选择应合适,使测量数据能在坐标轴上得到准确的反映。为避免图纸上出现大片空白,坐标原点可以是零,也可以不是零。坐标轴的分度的估读数,应与测量值的估读数(即有效数字的末位)相对应。



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模型法:即将抽象的物理现象用简单易懂的具体模型表示。如用太阳系模型代表原子结构,用简单的线条代表杠杆等。
叠加放大法:物理学中常常把微小的、不易测量的同一物理量叠加放大,如用镜面反射激光方法,来将音叉微小振动的幅度放大等。

控制变量法:自然界发生的各种现象,往往是错综复杂的。决定某一个现象的产生和变化的因素常常也很多。为了弄清事物变化的原因和规律,必须设法把其中的一个或几个因素用人为的方法控制起来,使它 保持不变,然后来比较,研究其他变量之间的关系,这种研究问题的科学方法就是“控制变量法”。初中物理实验大多都用到了这种方法,如通过导体的电流I受到导 体电阻R和它两端电压U的影响,在研究电流I与电阻 R的关系时,需要保持电压U不变;在研究电流I与电压U的关系时,需要保持电阻R不变。

等效替代法:等效替代法是科学研究中常用的思维方法之一。掌握等效替代法法及应用,体会物理等效思想的内涵,有助于提高考生的科学素养,初步形成科学的世界观和方法论,为终身的学习、研究和发展奠定基础。新高考的选拔愈来愈注重考生的能力和素质,其命题愈加明显地渗透着物理思想、物理方法的考查,等效思想和方法作为一种迅速解决物理问题的有效手段,仍将体现于高考命题的突破过程中。

物理学中常用的研究物理问题的方法有哪些?请列举并作详...
答:回答:一、控制变量法:通过固定某几个因素转化为多个单因素影响某一量大小的问题。 7、探索磁场对电流的作用规律; 8、研究电磁感应现象; 9、研究焦耳定律。 二、等效法:将一个物理量,一种物理装置或一个物理状态(过程),用另一个相应量来替代,得到同样的结论的方法。 1、在研究物体受几力时,...

物理学中,经常用的科学方法有哪些?如:转换法,控制变量法
答:研究物理的科学方法有许多,经常用到的有观察法、实验法、比较法、类比法、等效法、转换法、控制变量法、模型法、科学推理法等。研究某些物理知识或物理规律,往往要同时用到几种研究方法。如在研究电阻的大小与哪些因素有关时,我们同时用到了观察法(观察电流表的示数)、转换法(把电阻的大小转换成电流的大小、通过研...

物理学的一般研究方法是什么?
答:物理学研究方法主要有观察方法、实验方法、理想方法、类比方法、假说方法和数学方法等六种. 正确的观察方法:(1)确定观察的目的;(2)制定观察的方案;(3)进行实际观察;(4)翔实的记录;(5)初步描述;(6)初步解释;(7)核实观察结果. 数学是物理学的语言和工具,概括物理现象、形成物理概念...

物理研究常用的方法七种
答:1、实验法和模型法:通过实验来探究物理现象和规律,是物理研究中最重要的方法之一。实验法可以提供最直接、最真实的数据和证据,帮助人们深入理解物理规律和本质。通过建立模型来模拟物理现象和规律,帮助人们更好地理解物理问题。2、归纳法和演绎法:通过对大量实验和观察数据进行归纳和总结,得出一般性的...

物理学中,经常用的科学方法有哪些
答:2 .转换法:(1 )定义:将看不见、摸不着、不便于研究的问题或因素,转换成看得见、摸得着、便于研究的问题或因素。(2 )举例:磁场看不见,我们撒上铁粉,通过铁粉的有序排列“看见”磁场并进行研 究。3 .放大法:(1 )定义:放大、扩大、变大或增加某些因素使问题更容易解决。许多情况下...

物理学的七大研究方法是什么?
答:物理学的七大研究方法是:1、实验方法:通过设计和进行实验来观察和测量现象,以验证或推翻理论。2、数学方法:使用数学工具和方法来解析、建模和预测物理现象。数学方法在理论物理中尤为重要。3、理论方法:基于已有的观察和实验结果,建立理论模型和框架,以解释现象和预测新的现象。4、数值模拟方法:利用...

物理科学研究方法有哪些
答:物理科学研究方法有控制变量法、等效替代法、类比推理法、模型法,力学中常用的主要方法有整体法、隔离法、图像法,电学中则主要方法是电路的等效替代法。物理学是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科。作为自然科学的带头学科,物理学研究大至宇宙,小至基本粒子等一切物质最基本的运动形式和规律,...

初中物理的16个研究方法!!!
答:初中物理的主要研究方法有:等效(替代法)、建立理想模型法、控制变量法、实验推理法、转换法、类比法等。现在说明以及列举例子如下:(一)等效(替代法)在物理学中,将一个或多个物理量、一种物理装置、一个物理状态或过程来替代,得到同样的结论,这样的方法称为等效(替代)法,运用这样的方法可以使所要研究的问题简单...

物理学中常用的研究物理问题的方法有哪些?
答:一、控制变量法:通过固定某几个因素转化为多个单因素影响某一量大小的问题.\x0d7、探索磁场对电流的作用规律; 8、研究电磁感应现象; 9、研究焦耳定律.\x0d二、等效法:将一个物理量,一种物理装置或一个物理状态...

如果要研究一个物理问题,常用哪几种方法?
答:1 控制变量法:这个应该是最常见的实验方法。例如,在“探究压强与哪些因素有关”、“探究电流与电阻的关系”、“研究弦乐器的音调与弦的松紧、长短和粗细的关系”等实验中都用到了该实验方法。2 类比法:例如,在学习电流时,为了更好地理解,与生活中熟悉的水流作类比。实验+推理法:有些理论只有在...