物理学史和物理思想方法.docx

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物理学史和物理思想方法

物理学史和物理思想方法

1、重要的物理学史

科学家

国籍

主要贡献

伽利略

意大利

①1638年，论证较重物体不会比较轻物体下落得快；

②伽利略理想实验指出：

在水平面上运动的物体若没有摩擦，将保持这个速度一直运动下去；

③伽利略在教堂做礼拜时发现摆的等时性，惠更斯根据这个原理制成历史上第一座自摆钟；

④伽利略在1683年出版的《两种新科学的对话》一书中，运用“观察→假设→数学推理”的方法，详细地研究了抛体运动

牛顿

英国

①以牛顿三大运动定律为基础建立牛顿力学；

②1687年在《自然哲学的数学原理》上发表万有引力定律，建立行星定律理论的基础

开普勒

德国

17世纪提出开普勒三大定律

卡文迪许

英国

1798年利用扭秤装置比较准确地测出了万有引力常量G

库仑

法国

①1785年，库仑用自己发明的扭秤建立了静电学中著名的库仑定律；

②静电力常量的数值是在电荷量的单位得到定义之后，后人通过库仑定律计算得出的

密立根

美国

通过油滴实验测定了元电荷的数值，e＝1.6×10－19C

富兰

克林

美国

①解释了摩擦起电的原因；

②通过风筝实验验证闪电是电的一种形式，把天电与地电统一起来，并发明避雷针

欧姆

德国

通过实验得出欧姆定律

昂尼斯

荷兰

大多数金属在温度降到某一值时，都会出现电阻突然降为零的现象——超导现象

焦耳

英国

①与俄国物理学家楞次先后各自独立发现电流通过导体时产生热效应的规律，称为焦耳—楞次定律；

②能量守恒定律的发现者之一

楞次

俄国

1834年楞次确定感应电流方向的定律——楞次定律

奥斯特

丹麦

1820年，发现电流可以使周围的磁针产生偏转，称为电流的磁效应

洛伦兹

荷兰

提出运动电荷产生了磁场和磁场对运动电荷有作用力（洛伦兹力）的观点

笛卡尔

法国

①在《哲学原理》中比较完整地第一次表述了惯性定律；

②第一个明确地提出了“动量守恒定律”

安培

法国

①发现了安培定则；

②发现电流相互作用的规律；

③提出分子电流假说

法拉第

英国

①在1821年，法拉第在重复奥斯特“电生磁”实验时，制造出人类历史上第一台最原始的电动机；

②1831年发现的电磁感应现象，使人类的文明跨进了电气化时代；

③提出用电场线描述电场、用磁感线描述磁场

亨利

美国

最大的贡献是在1832年发现自感现象

卢瑟福

英国

①进行了α粒子散射实验，并提出了原子的核式结构模型

②用α粒子轰击氮核，第一次实现了原子核的人工转变，并发现了质子

玻尔

丹麦

量子力学的先驱，吸取普朗克、爱因斯坦的量子概念，提出原子结构的玻尔理论

贝克勒尔

法国

发现天然放射现象，说明原子核也有复杂的内部结构

查德威克

英国

在α粒子轰击铍核时发现中子（原子核人工转变的实验），由此人们认识到原子核的组成

居里夫人

法国

发现了放射性更强的钋和镭

2.重要物理思想方法

（1）理想模型法：

为了便于进行物理研究或物理教学而建立的一种抽象的理想客体或理想物理过程，突出了事物的主要因素、忽略了事物的次要因素。

理想模型可分为对象模型（如质点、点电荷、理想变压器等）、条件模型（如光滑表面、轻杆、轻绳、匀强电场、匀强磁场等）和过程模型（在空气中自由下落的物体、抛体运动、匀速直线运动、匀速圆周运动、恒定电流等）。

（2）极限思维法：

就是人们把所研究的问题外推到极端情况（或理想状态），通过推理而得出结论的过程，在用极限思维法处理物理问题时，通常是将参量的一般变化，推到极限值，即无限大、零值、临界值和特定值的条件下进行分析和讨论。

如公式v＝

中，当Δt→0时，v是瞬时速度。

（3）理想实验法：

也叫做实验推理法，就是在物理实验的基础上，加上合理的科学的推理得出结论的方法就叫做理想实验法，这也是一种常用的科学方法。

如伽利略斜面实验、推导出牛顿第一定律等。

（4）微元法：

微元法是指在处理问题时，从对事物的极小部分（微元）分析入手，达到解决事物整体目的的方法。

它在解决物理学问题时很常用，思想就是“化整为零”，先分析“微元”，再通过“微元”分析整体。

（5）比值定义法：

就是用两个基本物理量的“比”来定义一个新的物理量的方法，特点是：

A＝

，但A与B、C均无关。

如a＝

、E＝

、C＝

、I＝

、R＝

、B＝

、ρ＝

等。

（6）放大法：

在物理现象或待测物理量十分微小的情况下，把物理现象或待测物理量按照一定规律放大后再进行观察和测量，这种方法称为放大法，常见的方式有机械放大、电放大、光放大。

（7）控制变量法：

决定某一个现象的产生和变化的因素很多，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，研究其他两个变量之间的关系，这种方法就是控制变量法。

比如探究加速度与力、质量的关系，就用了控制变量法。

（8）等效替代法：

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等。

（9）类比法：

也叫“比较类推法”，是指由一类事物所具有的某种属性，可以推测与其类似的事物也应具有这种属性的推理方法。

其结论必须由实验来检验，类比对象间共有的属性越多，则类比结论的可靠性越大。

如研究电场力做功时，与重力做功进行类比；认识电流时，用水流进行类比；认识电压时，用水压进行类比。

1、在物理学史上，正确认识运动和力的关系且推翻“力是维持物体运动的原因”的物理学家及建立惯性定律的物理学家分别是（　　）

A．亚里士多德、伽利略B．亚里士多德、牛顿

C．伽利略、爱因斯坦D．伽利略、牛顿

2、在物理学建立、发展的过程，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步，关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是（　　）

A．古希腊学者亚里士多德认为物体下落的快慢由它们的重量决定，伽利略在他的《两种新科学的对话》中利用逻辑推断，使亚里士多德的理论陷入了困境

B．德国天文学家开普勒对他导师第谷观测的行星数据进行了多年研究，得出了万有引力定律

C．英国物理学家卡文迪许利用“卡文迪许扭秤”首先较准确的测定了静电力常量

D．楞次发现了电磁感应现象，并研究提出了判断感应电流方向的方法——楞次定律

3、物理学中用到大量的科学研究方法，在建立下列物理概念时，都用到“等效替代”方法的是（　　）

A．质点，电场强度B．平均速度，点电荷

C．弹力，电势D．合力与分力，合运动与分运动

4、以下是力学中的三个实验装置，由图可知这三个实验共同的物理思想方法是（　　）

A．极限的思想方法B．放大的思想方法

C．控制变量的方法D．猜想的思想方法

5、（多选）为了认识复杂的事物规律，我们往往从事物的等同效果出发，将其转化为简单的、易于研究的事物，这种方法称为等效替代法，下列哪些物理概念的建立使用了等效替代思想（　　）

A．惯性B．重心C．平均速度D．合力与分力

6、（多选）下列关于物理学发展史的说法中正确的是（　　）

A．伽利略通过大量实验，发现只要斜面的倾角一定，不同质量的小球从不同高度开始滚动，小球的加速度都是相同的

B．奥斯特为了解释磁体产生的磁场提出了分子电流假说

C．楞次在对理论基础和实验资料进行严格分析后，提出了电磁感应定律

D．美国物理学家密立根经过多次实验，比较准确地测定了电子的电荷量

7、（多选）以下说法符合物理史实的是（　　）

A．奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第发现了电磁感应现象

B．牛顿发现了万有引力定律，并且用扭秤装置测出了引力常量

C．开普勒关于行星运动的描述为万有引力定律的发现奠定了基础

D．库仑认为在电荷的周围存在着由它产生的电场，并提出用电场线简洁地描述电场

8、在物理学的探索和发现过程中，科学家们运用了许多研究方法。

以下关于物理学研究方法的叙述中正确的是（　　）

A．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法是微元法

B．根据速度定义式v＝

，当Δt→0时，

就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义运用了极限思维法

C．在探究加速度、力和质量三者之间的关系时，先保持质量不变研究加速度与力的关系，再保持力不变研究加速度与质量的关系，这里运用了假设法

D．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，再把各小段位移相加，这里运用了理想模型法

9、（2017·泰安检测）在物理学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了巨大的贡献。

关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是（　　）

A．伽利略利用行星运行的规律，并通过月—地检验，得出了万有引力定律

B．贝克勒尔发现了天然放射性，开始了原子核结构的研究

C．汤姆孙发现了电子并提出了原子的核式结构

D．牛顿通过斜面实验结合逻辑推理的方法对“自由落体运动”进行了系统的研究

10、（2018届高三·桂林五校联考）下列有关物理学史的一些说法正确的是（　　）

A．在对自由落体运动的研究中，伽利略巧妙地利用斜面实验来冲淡重力影响（增加运动时间），使运动时间更容易测量，通过逻辑推理证明了自由落体的运动规律

B．经典力学认为同一过程发生的位移和对应时间的测量结果在不同参考系中是不同的

C．奥斯特发现了电磁感应现象，并总结出了法拉第电磁感应定律

D．1897年，贝克勒尔利用阴极射线管发现了电子，说明原子可分，有复杂内部结构

11、（2017·常德模拟）在物理学的发展过程中，科学家们创造出了许多物理学研究方法，以下关于所用物理学研究方法的叙述不正确的是（　　）

A．电流I＝

，采用了比值定义法

B．合力、分力等概念的建立体现了等效替代的思想

C．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，将物体抽象为一个有质量的点，这样的方法叫理想模型法

D．根据功率的定义式P＝

，当时间间隔t非常小时，

就可以表示瞬时功率，这里运用了极限思维法

12、[多选]下列关于物理学研究方法的叙述中正确的是（　　）

A．电学中引入了点电荷的概念，突出了带电体的带电量，忽略了带电体的质量，这里运用了理想模型法

B．“总电阻”、“交流电的有效值”等用的是等效替代的方法

C．用比值法定义的物理概念在物理学中占有相当大的比例，例如电容C＝

，加速度a＝

都是采用比值法定义的

D．根据速度定义式v＝

，当Δt趋近于零时，

就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义运用了极限思维法

13、下列说法中，不符合物理学史的是（　　）

A．亚里士多德认为，必须有力作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体就保持静止

B．牛顿认为，力是改变物体运动状态的原因，而不是物体运动的原因

C．麦克斯韦发现了电流的磁效应，即电流可以在其周围产生磁场

D．奥斯特发现导线通电时，导线附近的小磁针发生偏转

14、领悟并掌握处理问题的思想与方法是学习物理的重要途径，如图所示是我们学习过的几个实验，其中研究物理问题的思想与方法相同的是（　　）

A．①②　　　　　B．②③C．②④D．①④

15、（2017·河南南阳一中模拟）在物理学的发展过程中，科学家们创造出了许多物理学研究方法，以下关于所用物理学研究方法的叙述正确的是（　　）

A．在不需要考虑带电物体本身的大小和形状时，用点电荷来代替物体的方法叫微元法

B．在探究加速度、力和质量三者之间的关系时，先保持质量不变研究加速度与力的关系，再保持力不变研究加速度与质量的关系，该实验采用了假设法

C．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看成匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了理想模型法

D．伽利略认为自由落体运动就是物体在倾角为90°的斜面上的运动，再根据