高本
物理課以物理知識為主要內(nèi)容,科學(xué)方法又滲透于物理知識中。達(dá)爾文說:“最有價值的知識是關(guān)于方法的知識?!狈▏锢韺W(xué)家拉普拉斯說,“認(rèn)識一位巨人的研究方法對于科學(xué)的進(jìn)步……并不比發(fā)現(xiàn)本身更少用,科學(xué)的方法通常是極富興趣的部分”,“不得其法,則不入其門”??梢?,在學(xué)習(xí)的過程中,掌握基本的科學(xué)方法尤其重要。下面對“運(yùn)動的描述”學(xué)習(xí)巾我們遇到的物理思維方法進(jìn)行歸納。
l.理想化模型法
“物理模型思想”也就是“理想化模型”,這是為了使研究的問題得以簡化或研究問題方便而進(jìn)行的一種科學(xué)抽象,實際不存在。這是物理學(xué)中常用的一種方法。在研究具體問題時,為了研究的方便,抓住主要因素,忽略次要因素,從而從實際問題中抽象出理想模型,把實際復(fù)雜的問題簡化處理。如任何一個物體都有一定的質(zhì)量和幾何大小,如果它的形狀和大小在所研究的問題中可以忽略不計,就可抽象為質(zhì)點(diǎn)模型,所以質(zhì)點(diǎn)是一種“理想化模型”。再如物體在一條直線上運(yùn)動,在任意相等的時間里位移相等,這樣的運(yùn)動叫做勻速直線運(yùn)動。實際上,生活中物體的運(yùn)動“在任意相等的時間里位移相等”是不可能的,所以勻速直線運(yùn)動也是抽象了的理想化的物理模型。
2.比值定義法
比值定義物理量的方法就是指在定義某一個物理量的時候采取比值的形式定義,即將某一物理量作為分子,另一物理量作為分母,把得到的比值定義為新的物理量的一種方法。如A=B/C,其中A作為被定義的量跟B/C只有數(shù)值上的等量關(guān)系,并不能認(rèn)為八被B和C所決定。比值法通常適用于物質(zhì)的物理屬性、物體的某種特征等的定義。它的主要特點(diǎn)足:被定義的物理量本身與定義它的物理量無關(guān),而是由其他物理量決定。如,速度等于位移跟發(fā)生這段位移所用時間的比值,公式為v=△x/△t,但運(yùn)動速度的大小與物體運(yùn)動的位移和運(yùn)動的時間都無關(guān)。加速度是速度的變化量與發(fā)生這一變化所用時間的比值,定義式為a=△v/△t,但加速度的大小與速度的變化量和運(yùn)動的時間也無關(guān)
3.數(shù)形結(jié)合法
“運(yùn)動的描述”這部分知識的一大特點(diǎn)是同時應(yīng)用兩種數(shù)學(xué)工具(公式法和圖像法)描述物體運(yùn)動的規(guī)律。物理圖像能夠直觀、形象地展現(xiàn)兩個物理量之間的關(guān)系,表示相關(guān)的物理內(nèi)容,描述清晰的物理過程,具有明確的物理意義。如對于做勻速直線運(yùn)動的物體運(yùn)動過程的描述,我們可以用公式x=vt來描述,也可以用圖像來描述,以縱軸表示位移,橫軸表示時間,根據(jù)實際數(shù)據(jù)選取單位,選定標(biāo)度,描出數(shù)據(jù)點(diǎn),用平滑曲線連接各點(diǎn)得到位移-時間圖像,簡稱位移圖像,圖像中的一個點(diǎn)表示運(yùn)動物體在某一時刻所處的位置。某段線段表示在某一時間內(nèi)物體的位移。也可以通過圖像上點(diǎn)的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo),求出任意時刻物體的位置。實際上把數(shù)學(xué)公式表達(dá)的函數(shù)關(guān)系與圖像的物理意義及運(yùn)動軌跡相結(jié)合的方法,有助于更透徹地理解物體的運(yùn)動特征及其規(guī)律。
4.極限法
在分析變速直線運(yùn)動的瞬時速度時,我們采用無限取微、逐漸逼近的方法,即在物體經(jīng)過的某點(diǎn)后而取很小的一段位移,這段位移取得越小,物體在該段時間內(nèi)的速度變化就越小,在該段位移上的平均速度就越精確地描述物體在該點(diǎn)的運(yùn)動快慢情況。當(dāng)位移足夠小時(或時間足夠短時),該段位移上的平均速度就等于物體經(jīng)過該點(diǎn)時的瞬時速度,這充分體現(xiàn)了物理中常用的極限思想。
同學(xué)們,在以后的學(xué)習(xí)中我們還會遇到其他的物理思維方法,記得及時總結(jié)和歸納喲!