物理規律學習的方法

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物理規律學習的方法
學習物理規律一定要把握它的前提條件、形成過程、物理本質和適用範圍。即“四明確”:明確分清條件和結論,明確分析思路和方法,明確關鍵述語的內涵,明確規律的應用。例如,通過閱讀牛頓第一運動定律,要使學生明確,定律成立的條件是一切不受外力的物體,必有“總保持勻速直線運動或靜止狀態”的結論;其分析思路是從斜面等高處滑下的小車在各種粗糙程度不同的物體表面,運動的距離不等,通過抽象的理想化方法,推理得出定律;理解定律中關鍵述語的涵義;如“一切物體”是指定律成立的普遍性,“沒有受到外力作用”是必保持原來的運動狀態的條件。
1.物理規律的特點物理規律具有以下幾個特點:(1)物理規律與其他規律一樣,只能發現,不能創生。從上節所述可知,無論通過哪種途徑發現的規律,都是與觀察、實驗,抽象思維、數學推理等有著密切不可分割的聯絡。牛頓第一定律的建立,雖然是以實驗為基礎,但它不能直接用實驗加以驗證,它是實驗、思維、推理和想象相結合的.產物。牛頓第二定律,則是在實驗事實的基礎上,經過分析、綜合,並利用數學方法總結出的客觀規律。(2)物理規律是有關物理概念之間的必然聯絡。任何一個物理規律,都是由一些概念所組成。都可以用一些數字和測量聯絡起來,而且是用語言邏輯或數學邏輯來表達概念之間的一定關係。
例如,牛頓第二定律,就是由質點、力、質量、加速度等概念組成。研究物件是質點、力、質量、加速度是三個可測量的物理量。它表明了研究物件(質點)的加速度與研究物件(質點)的質量和所受的力的定量關係。又如,歐姆定律,是由導體、電流、電壓、電阻等概念組成。研究物件是導體,電流、電壓、電阻是三個可測量的物理量。它表明了通過研究物件(導體)的電流與研究物件(導體)的電阻和加在研究物件(導體)兩端的電壓的定量關係。(3)物理規律具有近似性的侷限性。由於物理學所研究的物件和過程,都不是實際的客體和實際的現象,而是採用科學抽象的方法,或多或少作了一定的程度簡化之後,建立的模型和理想過程;又由於物理學是實驗科學,在觀察和實驗中,限於儀器的精密程度、操作技術的準確程度,不可避免地出現測量誤差,反映各物理量之間關係的物理規律,只能近似地反映客觀世界。物理規律不僅具有近似性,而且由於規律總是在一定範圍內發現的,或在一定條件下推理得到,仍在有限領域內檢驗的,所以規律還具有侷限性。也就是說,物理規律總是有它的適用範圍和適用條件。
2.兩種基本學習方法(1)實驗歸納法。從對事物、現象多次觀察、實驗出發,在取得大量資料的基礎上進行綜合、歸納,發現在一定條件下有關物理量之間的必然聯絡,從而得出結論,或建立假說,再通過實驗檢驗就成為規律。採用這種方法發現的規律,一般叫做定律。如牛頓運動定律、動量守恆定律、機械能守恆定律、萬有引力定律、熱力學第一定律、庫侖定律、歐姆定律、楞次定律、法拉第電磁感應定律、光的反射定律、光的折射定律,等等。(2)理論演繹法。從已知的規律或物理理論出發,對某種特定事物或現象,進行演繹、推理,從而得出在一定範圍內有關物理量之間的函式關係或新的論斷。最後通過實踐檢驗就成為規律。採用這種方法發現的規律,一般叫做定理,或原理。原理、定理這兩個術語表明,它們不再僅僅是對經驗事實的概括,而是成為科學理論系統本身的出發點,如動量定理、動能定理、動量矩定理、功的原理、波的疊加原理、光路可逆原理,等等。
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