等效代換法不僅是科學(xué)家研究問題的方法,也是學(xué)生學(xué)習(xí)物理的常用方法,新課程標(biāo)準(zhǔn)也要求學(xué)生掌握一些探究問題的物理方法。
常見物理方法
模型法就是用簡(jiǎn)單易懂的具體模型來表示抽象的物理現(xiàn)象,例如用太陽系模型來表示原子結(jié)構(gòu),用簡(jiǎn)單的線條來表示杠桿等。
物理學(xué)中,經(jīng)常把微小而難測(cè)量的物理量疊加起來,測(cè)量后求平均值的方法,俗稱“疊加法”。
控制變量法 自然界中發(fā)生的各種現(xiàn)象往往是復(fù)雜的,決定某種現(xiàn)象發(fā)生和變化的因素往往有很多。為了認(rèn)識(shí)事物變化的原因和規(guī)律,就必須設(shè)法用人為的方法控制一個(gè)或幾個(gè)因素,使它們保持不變,然后再比較研究另兩個(gè)變量之間的關(guān)系。這種研究問題的科學(xué)方法就是“控制變量法”。初中物理實(shí)驗(yàn)大多采用這種方法。例如,通過導(dǎo)體的電流I,受導(dǎo)體電阻R和兩端電壓U的影響。研究電流I與電阻R的關(guān)系時(shí),需要保持電壓U不變;研究電流I與電壓U的關(guān)系時(shí)初中物理等效替代法,需要保持電阻R不變。
實(shí)驗(yàn)+推理法:有些物理現(xiàn)象受限于實(shí)驗(yàn)條件,無法直接驗(yàn)證,需要先進(jìn)行實(shí)驗(yàn),再進(jìn)行合理推斷,才能得出正確結(jié)論。這也是常用的科學(xué)方法。比如,把鬧鐘放在一個(gè)密封的玻璃罩里,當(dāng)抽出罩內(nèi)的空氣時(shí),鬧鐘的聲音就會(huì)變小,由此可以推斷,聲音在真空中是無法傳播的。
換算方法有些看不見、摸不著的物理現(xiàn)象很難直接認(rèn)識(shí),我們往往根據(jù)它們表現(xiàn)出的看得見、摸得著的現(xiàn)象來間接地認(rèn)識(shí)它們。例如,我們根據(jù)電流的熱效應(yīng)來認(rèn)識(shí)電流的大小,根據(jù)磁場(chǎng)對(duì)磁鐵的強(qiáng)作用來認(rèn)識(shí)磁場(chǎng)。
在研究物理問題時(shí),有時(shí)為了簡(jiǎn)化問題,常常用一個(gè)物理量代替其它所有物理量,但這并不改變物理效果。例如用合力代替各分力,用總阻力代替各分阻力,用浮力代替液體對(duì)物體所受的各種壓力等。
描述法:為了便于研究問題,我們常常用線條等手段來描述各種看不見的現(xiàn)象初中物理等效替代法,例如用光來描述光,用磁感應(yīng)線來描述磁場(chǎng),用力圖來描述力等。
我們?cè)诶斫庖恍┪锢砀拍畹臅r(shí)候,常常會(huì)將其與生活中熟悉的具有共同特征的現(xiàn)象進(jìn)行對(duì)比,以幫助我們理解。比如,我們理解電流的大小時(shí),會(huì)用水流量來類比。我們理解電壓時(shí),會(huì)用水壓來類比。