物理的实验方法归纳与思想实验.docx

物理的实验方法归纳与思想实验控制变量法1.研究蒸发快慢与液体温度、液体表面积和液体上方空气流动速度的关系。2.研究弦乐器的音调与弦的松紧、长短和粗细的关系。3.研究压力的作用效果与压力和受力面积的关系。4.研究液体的压强与液体密度和深度的关系。5.研究滑动摩擦力与压力和接触面粗糙程度的关系。6.研究物体的动能与质量和速度的关系。7.研究物体的势能与质量和高度的关系。8.研究导体电阻的大小与导体长度材料横截面积的关系。9.研究导体中电流与导体两端电压、导体电阻的关系。10.研究电流产生的热量与导体中电流、电阻和通电时间的关系。11.研究电磁铁的磁性与线圈匝数和电流大小的关系。图像法1.用温度时间图像理解融化、凝固、沸腾现象。2.电流、电压、图像理解欧姆定律I=U/R、电功率P=UI3.正比、反比函数图象巩固密度ρ=m/V、重力G=mg、速度v=s/t、杠杆平衡F1L1=F2L24.压强p=F/Sp=ρgh浮力F=ρ液gV排、功、热量Q=cm(t2-t1)等公式。转换法应用1.利用乒乓球的弹跳将音叉的振动放大;利用轻小物体的跳动或振动来证明发声的物体在振动。2.用温度计测温度是利用内部液体热胀冷缩改变的体积来反映温度高低。3.测量滑动摩擦力时转化成测拉力的大小。4.通过研究扩散现象认识看不见摸不着的分子运动。5.判断有无电流课通过观察电路中的灯泡是否发光来确定。6.磁场看不见、摸不着，可以通过观察小磁针是否转动来判断磁场是否存在。7.判断电磁铁磁性强弱时，用电磁铁吸引的大头针的数目来确定。8.研究电阻与电热的关系时，电流通过阻值不等的两根电阻丝产生的热量无法直接观测或比较，可通过转换为可看见的现象(气体的膨胀、火柴的点燃等的不同)来推导出那个电阻放热多。实验推理法1.研究真空中能否传声。2.研究阻力对运动的影响。3.“在自然界只存在两种电荷”这一重要结论也是在实验基础上推理得出来的。等效替代法1.在电路中若干个电阻可以等效为一个合适的电阻，反之亦可;如等效电路、串并联电路的等效电阻，都利用了等效的思维方法。2.在研究平面镜成像实验中用两根完全相同的蜡烛其中一根等效另一根的像。3.用加热时间来替代物体吸收的热量。4.用自行车轮测量跑道的长度，跑道较长，无法直接测量，用滚轮法处理：轮子的周长乘以圈数即为跑道的周长。类比归纳法应用1.研究电流时类比水流2.用“水压”类比“电压”3.用抽水机类比电源4.研究做功快慢时与运动快慢进行类比等5.用弹簧连接的小球类比分子间的相互作用力十大思想实验惯性原理自从亚里士多德时代以来，人们一直以为力是运动的原因，没有力的作用物体的运动都会静止。直到伽利略提出了下面这一个家喻户晓的思想实验，人们才知道了惯性原理——一个不受任何外力(或者合外力为0)的物体将保持静止或匀速直线运动。设想一个一个竖直放置的V字形光滑导轨，一个小球可以在上面无摩擦的滚动。让小球从左端往下滚动，小球将滚到右边的同样高度。如果降低右侧导轨的斜率，小球仍然将滚动到同样高度，此时小球在水平方向上将滚得更远。斜率越小，则小球为了滚到相同高度就必须滚得越远。此时再设想右侧导轨斜率不断降低以至于降为水平，则根据前面的经验，如果无摩擦力阻碍，小球将会一直滚动下去，保持匀速直线运动。在任何实际的实验当中，因为摩擦力总是无法忽略，所以任何真实的实验都无法严格地证明惯性原理，这也正是古人没有得出惯性原理的原因。然而思想实验就可以做到，仅仅通过日常经验的延伸就可以让任何一个理性的人相信惯性原理的正确性，这一最简单的思想实验足以体现出思想实验的锋芒!两个小球同时落地仍是受亚里士多德的影响，伽利略之前的人们以为越重的物体下落越快，而越轻的物体下落越慢。伽利略在比萨斜塔上的著名实验人尽皆知，可是很多人不知道的是，其实在这之前伽利略已经通过一个思想实验证明了两个小球必须同时落地：如果亚里士多德的论断是对的话，那么不妨设想把一个重球和一个轻球绑在一起下落。由于重的落得快而轻的落得慢，轻球会拖拽住重球给它一个阻力让它减速，因此俩球的下落速度应该会介于重球和轻球下落速度之间。然而，如果把两个球看成一个整体，则总重量大于重球，它应当下落得比重球单独下落时更快的。于是这两个推论之间自相矛盾，亚里士多德的论断错误，两个小球必须同时落地。有了上述思想实验，实际上两个小球同时落地就已经不仅是一个物理上成立的定律了，而是在逻辑上就必须如此。在这个例子中，思想实验起到了真实实验无法达到的作用：即便在我们高中所学的牛顿引力理论不适用的情形，两个小球同时落地依然是成立的!后面我会讲到广义相对论中的等效原理，这个思想实验在逻辑上的必然成立是爱因斯坦总结出等效原理的关键因素。02牛顿的大炮#FormatImgID_1##实验#如图，一门架在高山上的大炮以很高的速度向外水平地发射