物理学科思想与方法

物理学科思想和方法

物理学是一门基础自然科学，它所研究的是物质的基本结构、最普遍的相互作用、最一般的运动规律以及所使用的实验手段和思维方法。物理学的基本概念和基本规律具有极大的普遍性，它为很多自然科学、工程技术提供了理论基础和实验技术。物理学的思想和方法对自然科学的研究和工程技术的发展有指导作用。

高中物理的性质：高中物理是普通高中科学学习领域的一门基础课程，与九年义务教育物理或科学课程相衔接，旨在进一步提高学生的科学素养。高中物理课程有助于学生继续学习基本的物理知识与技能；体验科学探究过程，了解科学研究方法；增强创新意识和实践能力，发展探索自然、理解自然的兴趣与热情；认识物理学对科技进步以及文化、经济和社会发展的影响；为终身发展，形成科学世界观和科学价值观打下基础。

物理学的主要特点：1、物理学是一门实验学科，它是观察、实验和科学思维相结合的产物。基本概念的形成和基本规律的发现都是通过观察、实验和科学思维与抽象建立起来的。2、物理学的基本结构是由基本概念、基本定律、基本思想、基本方法和基本精神五部分组成的。在这“五基”中，基本概念结构体系是核心。基本定律是基本概念之间的本质联系。基本思想是物理学家建立基本概念结构体系所遵从的指导思想，是物理学的灵魂。基本方法是物理学家建立基本概念结构体系所用的研究方法、途径和手段，是科学素质的集中体现。基本精神是物理学家建立基本概念结构体系所表现出来的优秀品质和崇高的科学精神，它是推动物理学向前发展的动力。（3）物理学与数学和辩证唯物主义哲学有着密切的关系。物理学是一门定量的科学，它比其他任何科学都更需要数学；物理学的发展又将大大促进数学的发展。

高中物理主要思想和方法：

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1、图形/图象图解法：图形/图象图解法就是将物理现象或过程用图形/图象表征出后，再据图形表征的特点或图象斜率、截距、面积所表述的物理意义来求解的方法。尤其是图象法对于一些定性问题的求解独到好处。

2、极限思维方法：极限思维方法是将问题推向极端状态的过程中,着眼一些物理量在连续变化过程中的变化趋势及一般规律在极限值下的表现或者说极限值下一般规律的表现,从而对问题进行分析和推理的一种思维办法。

3、平均思想方法：物理学中，有些物理量是某个物理量对另一物理量的积累，若某个物理量是变化的，则在求解积累量时，可把变化的这个物理量在整个积累过程看作是恒定的一个值---------平均值，从而通过求积的方法来求积累量。这种方法叫平均思想方法。物理学中典型的平均值有：平均速度、平均加速度、平均功率、平均力、平均电流等。对于线性变化情况，平均值=（初值+终值）/2。由于平均值只与初值和终值有关,不涉及中间过程,所以在求解问题时有很大的妙用.

4、等效转换（化）法：等效法，就是在保证效果相同的前提下，将一个复杂的物理问题转换成较简单问题的思维方法。其基本特征为等效替代。物理学中等效法的应用较多。合力与分力；合运动与分运动；总电阻与分电阻；交流电的有效值等。除这些等效等效概念之外，还有等效电路、等效电源、等效模型、等效过程等。

5、猜想与假设法：猜想与假设法，是在研究对象的物理过程不明了或物理状态不清楚的情况下，根据猜想，假设出一种过程或一种状态，再据题设所给条件通过分析计算结果与实际情况比较作出判断的一种方法,或是人为地改变原题所给条件，产生出与原题相悖的结论，从而使原题得以更清晰方便地求解的一种方法。

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6、整体法和隔离法：整体法是在确定研究对象或研究过程时,把多个物体看作为一个整体或多个过程看作整个过程的方法;隔离法是把单个物体作为研究对象或只研究一个孤立过程的方法.整体法与隔离法，二者认识问题的触角截然不同.整体法，是大的方面或者是从整的方面来认识问题，宏观上来揭示事物的本质和规律.而隔离法则是从小的方面来认识问题，然后再通过各个问题的关系来联系，从而揭示出事物的本质和规律。因而在解题方面，整体法不需事无巨细地去分析研究，显的简捷巧妙，但在初涉者来说在理解上有一定难度；隔离法逐个过程、逐个物体来研究，虽在求解上繁点，但对初涉者来说，在理解上较容易。熟知隔离法者应提升到整体法上。最佳状态是能对二者应用自如。

8、临界问题分析法：临界问题，是指一种物理过程转变为另一种物理过程，或一种物理状态转变为另一种物理状态时，处于两种过程或两种状态的分界处的问题，叫临界问题。处于临界状的物理量的值叫临界值。物理量处于临界值时：①物理现象的变化面临突变性。②对于连续变化问题，物理量的变化出现拐点，呈现出两性，即能同时反映出两种过程和两种现象的特点。解决临界问题，关键是找出临界条件。一般有两种基本方法：①以定理、定律为依据，首先求出所研究问题的一般规律和一般解，然后分析、讨论其特殊规律和特殊解②直接分析、讨论临界状态和相应的临界值，求解出研究问题的规律和解。

8、对称法：物理问题中有一些物理过程或是物理图形是具有对称性的。利用物理问题的这一特点求解，可使问题简单化。要认识到一个物理过程，一旦对称,则相当一部分物理量（如时间、速度、位移、加速度等）是对称的。

9、寻找守恒量法：守恒，说穿意思是研究数量时总量不变的一种现象。物理学中的守恒，是指在物理变化过程或物质的转化迁移过程中一些物理量的总量不变的现象或事实。守恒，已是物理学中最基本的规律（有动量守恒、能量守恒、电荷守恒、质量守恒），也是一种解决物理问题的基本思想方法。并且应用起来简练、快捷。从运算角度来说，守恒是

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加减法运算，总和不变。从物理角度来讲，那就与所述量表征的意义有关，重在理解了。理解所述量及所述量守恒事实的内在实质和外在表现。如动量，描述的是物体的运动量，大小为mV,方向为速度的方向。动量守恒，就是物体作用前总的运动量是动的时，且方向是向某一方向的，那作用后，总的运动量还是动的，方向还是向着这一方向。

10、构建物理模型法：物理学很大程度上,可以说是一门模型课.无论是所研究的实际物体,还是物理过程或是物理情境,大都是理想化模型.如 实体模型有:质点、点电荷、点光源、轻绳轻杆、弹簧振子、平行玻璃砖、…… 物理过程有：匀速运动、匀变速、简谐运动、共振、弹性碰撞、圆周运动…… 物理情境有：人船模型、子弹打木块、平抛、临界问题……

求解物理问题，很重要的一点就是迅速把所研究的问题归宿到学过的物理模型上来，即所谓的建模。尤其是对新情境问题，这一点就显得更突出。

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