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倒数第10天 物理学史和物理思想方法
要点提炼
1．高中物理的重要物理学史
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伽利略抱负试验指出：在水平面上运动的物体若没有摩擦，将保持这个速度始终运动下去；
③伽利略在教堂做礼拜时发觉摆的等时性，惠更斯依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“观看→假设→数学推理”的方法，具体地争辩了抛体运动．
牛顿
英国
以牛顿三大运动定律为基础建立牛顿力学．
库仑
法国
①1785年，库仑用自己创造的扭秤建立了静电学中有名的库仑定律；
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
通过油滴试验测定了元电荷的数值，e＝1.6×10－19C.
富兰克林
美国
①解释了摩擦起电的缘由；
②通过风筝试验验证闪电是电的一种形式，把天电与地电统一起来，并创造避雷针．
欧姆
德国
通过试验得出欧姆定律．
焦耳
英国
①与俄国物理学家楞次先后各自独立发觉电流通过导体时产生热效应的规律，称为焦耳—楞次定律；
②能量守恒定律的发觉者之一．
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，发觉电流可以使四周的磁针产生偏转，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发觉了安培定则；
②发觉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”试验时，制造出人类历史上第一台最原始的电动机；
②1831年发觉的电磁感应现象，使人类的文明跨进了电气化时代．
亨利
美国
最大的贡献是在1832年发觉自感现象.
2.重要物理思想、方法
(1)抱负模型法：为了便于进行物理争辩或物理教学而建立的一种抽象的抱负客体或抱负物理过程，突出了事物的主要因素、忽视了事物的次要因素．抱负模型可分为对象模型(如质点、点电荷、抱负变压器等)、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：就是人们把所争辩的问题外推到极端状况(或抱负状态)，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争辩．如公式v＝中，当Δt→0时，v是瞬时速度．
(3)抱负试验法：也叫做试验推理法，就是在物理试验的基础上，加上合理的科学的推理得出结论的方法就叫做抱负试验法，这也是一种常用的科学方法．如伽利略斜面试验、推导出牛顿第肯定律等．
(4)微元法：微元法是指在处理问题时，从对事物的微小部分(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格外微小的状况下，把物理现象或待测物理量依据肯定规律放大后再进行观看和测量，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)把握变量法：打算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缘由和规律，必需设法把其中的一个或几个因素用人为的方法把握起来，使它保持不变，争辩其他两个变量之间的关系，这种方法就是把握变量法．比如探究加速度与力、质量的关系，就用了把握变量法．
(8)等效替代法：在争辩物理问题时，有时为了使问题简化，常用一个物理量来代替其他全部物理量，但不会转变物理效果．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，可以推想与其类似的事物也应具有这种属性的推理方法．其结论必需由试验来检验，类比对象间共有的属性越多，则类比结论的牢靠性越大．如争辩电场力做功时，与重力做功进行类比；生疏电流时，用水流进行类比；识电压时，用水压进行类比．
考前必做题
1．在“探究弹性势能的表达式”的试验中，为了计算弹簧弹力所做的功，把拉伸弹簧的过程分为很多小段，拉力在每小段可以认为是恒力，用各小段做的功的代数和代表弹力在整个过程所做的功，物理学中把这种争辩方法叫做“微元法”．下面实例中应用到这一思想方法的是 ( )
A．依据加速度定义a＝，当Δt格外小，就可以表示物体在t时刻的瞬时加速度
B．在探究加速度、力和质量三者之间关系时，先保持质量不变争辩加速度与力的关系，再保持力不变争辩加速度与质量的关系
C．在推导匀变速运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看做匀速直线运动，然后把各小段的位移相加
D．在不需要考虑物体本身的大小和外形时，用点来代替物体，即质点
解析 A项中是极限法；B项中是把握变量法；C项中是微元法；D项中是模型法，故选C.
答案 C
2．自然界的电、热和磁等现象都是相互联系的，很多物理学家为查找它们之间的联系做出了贡献．下列说法中不正确的是 ( )
A．奥斯特发觉了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系
B．欧姆发觉了欧姆定律，说明白热现象和电现象之间存在联系
C．法拉第发觉了电磁感应现象，揭示了磁现象和电现象之间的联系
D．焦耳发觉了电流的热效应，定量得出了电能和热能之间的转换关系
解析 奥斯特发觉了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系，选项A正确．欧姆发觉了欧姆定律，不能说明热现象和电现象之间存在联系，选项B不正确．法拉第发觉了电磁感应现象，揭示了磁现象和电现象之间的联系，选项C正确．焦耳发觉了电流的热效应，定量得出了电能和热能之间的转换关系，选项D正确．
答案 B
3．(多选)学习物理除了学问的学习外，还要了解物理学家对物理规律的发觉，领悟并把握处理物理问题的思想与方法，关于以上两点下列叙述正确的是
( )
A．奥斯特发觉了电流的磁效应，揭示了电与磁的联系
B．库仑提出了用电场线描述电场的方法
C．用点电荷来代替实际带电体是接受了抱负模型的方法
D．在探究求合力方法试验中使用了把握变量的方法
解析 奥斯特发觉了电流的磁效应，揭示了电与磁的联系，选项A正确．法拉第提出了用电场线描述电场的方法，选项B错误．用点电荷来代替实际带电体是接受了抱负模型的方法，选项C正确．在探究求合力的方法试验中使用了等效替代的方法，选项D错误．
答案 AC
4．(2022·高考冲刺试卷三)在物理学进展史上很多科学家做出了卓越的贡献，下列说法正确的是 ( )
A．伽利略依据小球在斜面上运动的试验和抱负试验，得出了惯性定律
B．法拉第经过十年的艰苦努力，最早通过试验争辩总结出法拉第电磁感应定律
C．安培发觉了电流的磁效应
D．库仑最早设计并进行了有名的静电扭秤试验，测出了静电力常量
解析 伽利略提出了惯性的概念，但没有提出惯性定律，A错；法拉第电磁感应定律是纽曼、韦伯在对理论和试验资料进行严格分析后总结出来的，B错；奥斯特发觉了电流的磁效应，C错；库仑最早设计并进行了有名的静电扭秤试验，测出了静电力常量，D正确．
答案 D
5．伽利略在有名的斜面试验中，让小球分别沿倾角不同，阻力很小的斜面从静止开头滚下，他通过试验观看和规律推理，得到的正确结论有 ( )
A．倾角肯定时，小球在斜面上的位移与时间成正比
B．倾角肯定时，小球在斜面上的速度与时间成正比
C．斜面长度肯定时，小球从顶端滚到底端时的速度与倾角无关
D．斜面长度肯定时，小球从顶端滚到底端所需的时间与倾角无关
解析 小球下滑的加速度a＝gsin θ
下滑过程中小球速度v＝at＝gsin θ·t
位移x＝at2＝gsin θ·t2
滑到斜面底端时v2＝2aL＝2gsin θ·L(L为斜面的长度)
由这几式看出，
当θ肯定时，v∝t，x∝t2；
当斜面长度肯定时，v2∝sin θ，t2∝，
所以A、C、D项均错误，B项正确．
答案 B
教学心得
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