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計算物理數據方法有哪些方法有哪些方法

發布時間:2022-04-15 22:46:29

❶ 物理實驗處理數據有哪些常見方法和巧妙方法 概括的說一下思路和步驟.多多益善,答案好的酌情加賞.

用公式推導
步驟是研究每一個物理量,也就是把公式分解到你從試驗中得到的數據為止,然後就是計算,不光是實驗,做題也一樣

❷ 物理研究方法有哪些。拜託了

一、理想模型法
實際中的事物都是錯綜復雜的,在用物理的規律對實際中的事物進行研究時,常需要對它們進行必要的簡化,忽略次要因素,以突出主要矛盾。用這種理想化的方法將實際中的事物進行簡化,便可得到一系列的物理模型。有實體模型:質點、點電荷、輕桿、輕繩、輕彈簧、理想變壓器、(3-3)液片、理想氣體、(3-5)原子核式結構模型和玻爾原子模型等;過程模型:勻速直線運動、勻變速直線運動、勻變速曲線運動、勻速圓周運動等。
採用模型方法對學習和研究起到了簡化和純化的作用。但簡化後的模型一定要表現出原型所反映出的特點、知識。每種模型有限定的運用條件和運用的范圍。
二、控制變數法
就是把一個多因素影響某一物理量的問題,通過控制某幾個因素不變,只讓其中一個因素改變,從而轉化為多個單一因素影響某一物理量的問題的研究方法。
這種方法在實驗數據的表格上的反映為:某兩次試驗只有一個條件不相同,若兩次試驗結果不同,則與該條件有關,否則無關。反過來,若要研究的問題是物理量與某一因素是否有關,則應只使該因素不同,而其他因素均應相同。控制變數法是中學物理中最常用的方法。
滑動摩擦力的大小與哪些因素有關;探究加速度、力和質量的關系(牛頓第二定律 );導體的電阻與哪些因素有關(電阻定律 );電流的熱效應與哪些因素有關(焦耳定律 );研究安培力大小跟哪些因素有關( );研究理想氣體狀態變化(理想氣體狀態方程 )等均應用了這種科學方法。
三、理想實驗法(又稱想像創新法,思想實驗法)
是在實驗基礎上經過概括、抽象、推理得出規律的一種研究問題的方法。但得出的規律卻又不能用實驗直接驗證,是科學家們為了解決科學理論中的某些難題,以原有的理論知識(如原理、定理、定律等)作為思想實驗的"材料",提出解決這些難題的設想作為理想實驗的目標,並在想像中給出這些實驗"材料"產生"相互作用"所需要的條件,然後,按照嚴格的邏輯思維操作方法去"處理"這些思想實驗的"材料",從而得出一系列反映客觀物質規律的新原理,新定律,使科學難題得到解決,推動科學的發展。又稱推理法。
伽利略斜面實驗、推導出聲音不能在真空中傳播、推導出牛頓第一定律等。

三、微量放大法
物理實驗中常遇到一些微小物理量的測量。為提高測量精度,常需要採用合適的放大方法,選用相應的測量裝置將被測量進行放大後再進行測量。常用的放大法有累計放大法、形變放大法、光學放大法等。
1)累計放大法:在被測物理量能夠簡單重疊的條件下,將它展延若干倍再進行測量的方法,稱為累計放大法(疊加放大法)。如測量紙的厚度、金屬絲的直徑等,常用這種方法進行測量;累計放大法的優點是在不改變測量性質的情況下,將被測量擴展若干倍後再進行測量,從而增加測量結果的有效數字位數,減小測量的相對誤差。
2)形變放大法:形變是力作用的效果,在力學中形變的基本表現形式為體積、長度、角度的改變。而顯示形變的方法可用力學的方法,也可用電學、光學的方法,如:體積的變化:由液柱的長度的變化顯示;熱膨脹:杠桿放大法顯示。
3)光學放大法:常用的光學放大法有兩種,一種是使被測物通過光學裝置放大視角形成放大像,便於觀察判別,從而提高測量精度。例如放大鏡、顯微鏡、望遠鏡等。另一種是使用光學裝置將待測微小物理量進行間接放大,通過測量放大了的物理量來獲得微小物理量。例如測量微小長度和微小角度變化的光杠桿鏡尺法,就是一種常用的光學放大法。
卡文迪許通過扭秤裝置測量引力常量就採用了多種放大方法。
四、模擬法
模擬法和類比法很近似。它是在實驗室里先設計出於某被研究現象或過程(即原型)相似的模型,然後通過模型,間接的研究原型規律性的實驗方法。先依照原型的主要特徵,創設一個相似的模型,然後通過模型來間接研究原型的一種形容方法。根據模型和原型之間的相似關系,模擬法可分為物理模擬和數學模擬兩種。
如在描繪電場中等勢線實驗中用直流電流場模擬靜電場。
五、類比與歸納
所謂類比,是根據兩個(或兩類)對象之間在某些方面的相同或相似而推出它們在其他方面也可能相同或相似的一種邏輯思維。如萬有引力公式 和庫侖力公式 從形式上很相似。
六、等效替代效法
等效法是常用的科學思維方法。等效是指不同的物理現象、模型、過程等在物理意義、作用效果或物理規律方面是相同的。它們之間可以相互替代,而保證結論不變。
等效的方法是指面對一個較為復雜的問題,提出一個簡單的方案或設想,而使它們的效果完全相同,從而將問題化難為易,求得解決。例如我們學過的等效電路、等效電阻、電壓表等效為電流表、電流表等效為電壓表、測電阻中的替代法、分力與合力等效、分運動與合運動等效、環形電流與小磁體的等效、通電螺線管與條形磁鐵的等效等等。
七、比值定義法
比值定義法,就是在定義一個物理量的時候採取比值的形式定義。用比值法定義的物理概念在物理學中佔有相當大的比例,比如速度、加速度、密度、壓強、功率、電場強度、電勢、電勢差、磁感應強度、電阻、電容等等。加速度a=(Δv)/(Δt) ;
電場強度E=F/q ;電容C=Q/U ;電阻R=U/I ;電流I=q/t ;電動勢,ε=W/q;電勢差U=W/q;磁感應強度B=F/(IL)或B=F/qv或B=Φ/S。
(一)"比值法"的特點:
1、比值法適用於物質屬性或特徵、物體運動特徵的定義。應用比值法定義物理量,往往需要一定的條件;一是客觀上需要,二是間接反映特徵屬性的的兩個物理量可測,三是兩個物理量的比值必須是一個定值。
2.兩類比值法及特點
一類是用比值法定義物質或物體屬性特徵的物理量,如:電場強度E、磁感應強度B、電容C、電阻R等。它們的共同特徵是;屬性由本身所決定。定義時,需要選擇一個能反映某種性質的檢驗實體來研究。比如:定義電場強度E,需要選擇檢驗電荷q,觀測其檢驗電荷在場中的電場力F,採用比值F/q就可以定義。
另一類是對一些描述物體運動狀態特徵的物理量的定義,如速度v、加速度a、角速度ω等。這些物理量是通過簡單的運動引入的,比如勻速直線運動、勻變速直線運動、勻速圓周運動。這些物理量定義的共同特徵是:相等時間內,某物理量的變化量相等,用變化量與所用的時間之比就可以表示變化快慢的特徵。
(二)"比值法"的理解
1.理解要注重物理量的來龍去脈。為什麼要研究這個問題從而引入比值法來定義物理量(包括問題是怎樣提出來的),怎樣進行研究(包括有哪些主要的物理現象、事實,運用了什麼手段和方法等),通過研究得到怎樣的結論(包括物理量是怎樣定義的,數學表達式怎樣),物理量的物理意義是什麼(包括反映了怎樣的本質屬性,適用的條件和范圍是什麼)和這個物理量有什麼重要的應用。
2.理解要展開類比與想像,進行邏輯推理。所有的比值法定義的物理量有相同的特點,通過展開類比與想像,進行邏輯推理、抽象思維等活動,從而引起思維的飛躍,知識的遷移,在類比中加深理解。如在重力場、電場、磁場的教學中,相同的是都需要選擇一個檢驗場性質的實體,用檢驗實體的受力與檢驗實體的有關物理量的比來定義。但也存在區別,重力場的比值中,分母是質量最簡單,電場定義時,要考慮電荷的電性,而磁場定義最復雜,不僅與考慮電流元I,而且要考慮電流元的放置方位與有效長度。
3.不能將比值法的公式純粹的數學化。在建立物理量的時候,交代物理思想和方法,搞清概念表達的屬性,從這些量度公式中理解它們的物理過程與物理符號的真實內容,切忌被數學符號形式化,忽視了物理量的豐富內容,一定要從量度公式中揭示所定義的概念與有關概念的真實依存關系和物理過程,防止死記硬背和亂用。另一方面,在數學形式上用比例表示的式子,不一定就應用比值法。如公式a=F/m,只是數學形式上象比值法,實際上不具備比值法的其它特點。所以不能把比值法與數學形式簡單的聯系在一起。
八、微元法
微元法是分析、解決物理問題中的常用方法,也是從部分到整體的思維方法。用該方法可以使一些復雜的物理過程用我們熟悉的物理規律迅速地加以解決,使所求的問題簡單化。在使用微元法處理問題時,需將其分解為眾多微小的"元過程",而且每個"元過程"所遵循的規律是相同的,這樣,我們只需分析這些"元過程",然後再將"元過程"進行必要的數學方法或物理思想處理,進而使問題求解。使用此方法會加強我們對已知規律的再思考,從而引起鞏固知識、加深認識和提高能力的作用。
在高中物理中,由於數學學習上的局限,對於高等數學中可以使用積分來進行計算的一些問題,在高中很難加以解決。例如對於求變力所做的功或者對於物體做曲線運動時某恆力所做的功的計算;又如求做曲線運動的某質點運動的路程,這些問題對於中學生來講,成為一大難題。但是如果應用積分的思想,化整為零,化曲為直,採用"微元法",可以很好的解決這類問題。"微元法"通俗地說就是把研究對象分為無限多個無限小的部分,取出有代表性的極小的一部分進行分析處理,再從局部到全體綜合起來加以考慮的科學思維方法,在這個方法里充分的體現了積分的思想。
九、極限法
極限法是把某個物理量推向極端,即極大和極小或極左和極右,並依此做出科學的推理分析,從而給出判斷或導出一般結論。
1.由平均值得瞬時值用到極限法 一般由比值定義式定義出的物理量均為平均值,如 ,當 取趨近於零時的平均速度可看做瞬時速度
2.極限法在進行某些物理過程分析時,具有獨特作用,恰當應用極限法能提高解題效率,使問題化難為易,化繁為簡,思路靈活,判斷准確。因此要求解題者,不僅具有嚴謹的邏輯推理能力,而且具有豐富的想像能力,從而得到事半功倍的效果。

❸ 物理計算題的計算方法

10的幾次方就是小數點向後移幾位,如2.5x10^5=250000,如10的負幾次方就是小數點後幾位,如8x10^-5=0.00008,遇到了可以單獨提出來,在分數線上面的直接拿出來,在分數線下面的則要改變指數的正負,如2/(4x10^-4)=(2/4)x10^4=0.5x10^4,但是結果不能這樣寫,科學計數應該是小數點前有1位,所以要寫5x10^3.

❹ 物理實驗數據處理的方法有哪些

實驗數據的處理方法

實驗結果的表示,首先取決於實驗的物理模式,通過被測量之間的相互關系,考慮實驗結果的表示方法。常見的實驗結果的表示方法是有圖解法和方程表示法。在處理數據時可根據需要和方便選擇任何一種方法表示實驗的最後結果。

(1)實驗結果的圖形表示法。把實驗結果用函數圖形表示出來,在實驗工作中也有普遍的實用價值。它有明顯的直觀性,能清楚的反映出實驗過程中變數之間的變化進程和連續變化的趨勢。精確地描制圖線,在具體數學關系式為未知的情況下還可進行圖解,並可藉助圖形來選擇經驗公式的數學模型。因此用圖形來表示實驗的結果是每個中學生必須掌握的。

圖解法主要問題是擬合面線,一般可分五步來進行。

①整理數據,即取合理的有效數字表示測得值,剔除可疑數據,給出相應的測量誤差。

②選擇坐標紙,坐標紙的選擇應為便於作圖或更能方使地反映變數之間的相互關系為原則。可根據需要和方便選擇不同的坐標紙,原來為曲線關系的兩個變數經過坐標變換利用對數坐標就要能變成直線關系。常用的有直角坐標紙、單對數坐標紙和雙對數坐標紙。

③坐標分度,在坐標紙選定以後,就要合理的確定圖紙上每一小格的距離所代表的數值,但起碼應注意下面兩個原則:

a.格值的大小應當與測量得值所表達的精確度相適應。

b.為便於制圖和利用圖形查找數據每個格值代表的有效數字盡量採用1、2、4、5避免使用3、6、7、9等數字。

④作散點圖,根據確定的坐標分度值將數據作為點的坐標在坐標紙中標出,考慮到數據的分類及測量的數據組先後順序等,應採用不同符號標出點的坐標。常用的符號有:×○●△■等,規定標記的中心為數據的坐標。

⑤擬合曲線,擬合曲線是用圖形表示實驗結果的主要目的,也是培養學生作圖方法和技巧的關鍵一環,擬合曲線時應注意以下幾點:

a.轉折點盡量要少,更不能出現人為折曲。

b.曲線走向應盡量靠近各坐標點,而不是通過所有點。

c.除曲線通過的點以外,處於曲線兩側的點數應當相近。

⑥註解說明,規范的作圖法表示實驗結果要對得到的圖形作必要的說明,其內容包括圖形所代表的物理定義、查閱和使用圖形的方法,制圖時間、地點、條件,制圖數據的來源等。

(2)實驗結果的方程表示法。方程式是中學生應用較多的一種數學形式,利用方程式表示實驗結果。不僅在形式上緊湊,並且也便於作數學上的進一步處理。實驗結果的方程表示法一般可分以下四步進行。

①確立數學模型,對於只研究兩個變數相互關系的實驗,其數學模型可藉助於圖解法來確定,首先根據實驗數據在直角坐標系中作出相應圖線,看其圖線是否是直線,反比關系曲線,冪函數曲線,指數曲線等,就可確定出經驗方程的數學模型分別為:

Y=a+bx,Y=a+b/x,Y=a\b,Y=aexp(bx)

②改直,為方便的求出曲線關系方程的未定系數,在精度要求不太高的情況下,在確定的數學模型的基礎上,通過對數學模型求對數方法,變換成為直線方程,並根據實驗數據用單對數(或雙對數)坐標系作出對應的直線圖形。

③求出直線方程未定系數,根據改直後直線圖形,通過學生已經掌握的解析幾何的原理,就可根據坐標系內的直線找出其斜率和截距,確定出直線方程的兩個未定系數。

④求出經驗方程,將確定的兩個未定系數代入數學模型,即得到中學生比較習慣的直角坐標系的經驗方程。

中學物理實驗有它一套實驗知識、方法、習慣和技能,要學好這套系統的實驗知識、方法、習慣和技能,需要教師在教學過程中作科學的安排,由淺入深,由簡到繁加以培養和鍛煉。逐步掌握探索未知物理規律的基本方法。

❺ 在物理學計算中,常用的思想和方法有哪些

你真的沒有找到學習物理的竅門,物理的學習不強調死記硬背,要注重理解概念規律的內涵與外延,注重把握基本的物理模型,更特別注重掌握常用的物理思想方法,主要有:
一、逆向思維法
逆向思維是解答物理問題的一種科學思維方法,對於某些問題,運用常規的思維方法會十分繁瑣甚至解答不出,而採用逆向思維,即把運動過程的「末態」當成「初態」,反向研究問題,可使物理情景更簡單,物理公式也得以簡化,從而使問題易於解決,能收到事半功倍的效果.
二、對稱法
對稱性就是事物在變化時存在的某種不變性.自然界和自然科學中,普遍存在著優美和諧的對稱現象.利用對稱性解題時有時可能一眼就看出答案,大大簡化解題步驟.從科學思維方法的角度來講,對稱性最突出的功能是啟迪和培養學生的直覺思維能力.用對稱法解題的關鍵是敏銳地看出並抓住事物在某一方面的對稱性,這些對稱性往往就是通往答案的捷徑.
三、圖象法
圖象能直觀地描述物理過程,能形象地表達物理規律,能鮮明地表示物理量之間的關系,一直是物理學中常用的工具,圖象問題也是每年高考必考的一個知識點.運用物理圖象處理物理問題是識圖能力和作圖能力的綜合體現.它通常以定性作圖為基礎(有時也需要定量作出圖線),當某些物理問題分析難度太大時,用圖象法處理常有化繁為簡、化難為易的功效. 四、假設法
假設法是先假定某些條件,再進行推理,若結果與題設現象一致,則假設成立,反之,則假設不成立.求解物理試題常用的假設有假設物理情景,假設物理過程,假設物理量等,利用假設法處理某些物理問題,往往能突破思維障礙,找出新的解題途徑.在分析彈力或摩擦力的有無及方向時,常利用該法.
五、整體、隔離法
物理習題中,所涉及的往往不只是一個單獨的物體、一個孤立的過程或一個單一的題給條件.這時,可以把所涉及到的多個物體、多個過程、多個未知量作為一個整體來考慮,這種以整體為研究對象的解題方法稱為整體法;而把整體的某一部分(如其中的一個物體或者是一個過程)單獨從整體中抽取出來進行分析研究的方法,則稱為隔離法.
六、圖解法
圖解法是依據題意作出圖形來確定正確答案的方法.它既簡單明了、又形象直觀,用於定性分析某些物理問題時,可得到事半功倍的效果.特別是在解決物體受三個力(其中一個力大小、方向不變,另一個力方向不變)的平衡問題時,常應用此法.
七、轉換法
有些物理問題,由於運動過程復雜或難以進行受力分析,造成解答困難.此種情況應根據運動的相對性或牛頓第三定律轉換參考系或研究對象,即所謂的轉換法.應用此法,可使問題化難為易、化繁為簡,使解答過程一目瞭然. 八、程序法
所謂程序法,是按時間的先後順序對題目給出的物理過程進行分析,正確劃分出不同的過程,對每一過程,具體分析出其速度、位移、時間的關系,然後利用各過程的具體特點列方程解題.利用程序法解題,關鍵是正確選擇研究對象和物理過程,還要注意兩點:一是注意速度關系,即第1個過程的末速度是第二個過程的初速度;二是位移關系,即各段位移之和等於總位移.
九、極端法
有些物理問題,由於物理現象涉及的因素較多,過程變化復雜,同學們往往難以洞察其變化規律並做出迅速判斷.但如果把問題推到極端狀態下或特殊狀態下進行分析,問題會立刻變得明朗直觀,這種解題方法我們稱之為極限思維法,也稱為極端法.
運用極限思維思想解決物理問題,關鍵是考慮將問題推向什麼極端,即應選擇好變數,所選擇的變數要在變化過程中存在極值或臨界值,然後從極端狀態出發分析問題的變化規律,從而解決問題.
有些問題直接計算時可能非常繁瑣,若取一個符合物理規律的特殊值代入,會快速准確而靈活地做出判斷,這種方法尤其適用於選擇題.如果選擇題各選項具有可參考性或相互排斥性,運用極端法更容易選出正確答案,這更加突出了極端法的優勢.加強這方面的訓練,有利於同學們發散性思維和創造性思維的培養.
十、極值法
常見的極值問題有兩類:一類是直接指明某物理量有極值而要求其極值;另一類則是通過求出某物理量的極值,進而以此作為依據解出與之相關的問題. 物理極值問題的兩種典型解法.
(1) 解法一是根據問題所給的物理現象涉及的物理概念和規律進行分析,明確題中的物理量是在什麼條件下取極值,或在出現極值時有何物理特徵,然後根據這些條件或特徵去尋找極值,這種方法更為突出了問題的物理本質,這種解法稱之為解極值問題的物理方法. (2)解法二是由物理問題所遵循的物理規律建立方程,然後根據這些方程進行數學推演,在推演中利用數學中已有的有關極值求法的結論而得到所求的極值,這種方法較側重於數學的推演,這種方法稱之為解極值問題的物理—數學方法.
此類極值問題可用多種方法求解:
①算術—幾何平均數法,即
a.如果兩變數之和為一定值,則當這兩個數相等時,它們的乘積取極大值. b.如果兩變數的積為一定值,則當這兩個數相等時,它們的和取極小值.
②利用二次函數判別式求極值 一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的根的判別式,具有以下性質:
Δ=b2- 4ac>0——方程有兩實數解; Δ=b2-4ac=0——方程有一實數解; Δ=b2-4ac<0——方程無實數解.
利用上述性質,就可以求出能化為ax2+bx+c=0形式的函數的極值. 十一、估演算法
物理估算,一般是指依據一定的物理概念和規律,運用物理方法和近似計算方法,對物理量的數量級或物理量的取值范圍,進行大致的推算.物理估算是一種重要的方法.有的物理問題,在符合精確度的前提下可以用近似的方法簡捷處理;有的物理問題,由於本身條件的特殊性,不需要也不可能進行精確的計算.在這些情況下,估算就成為一種科學而又有實用價值的特殊方法.
十二、守恆思想
能量守恆、機械能守恆、質量守恆、電荷守恆等守恆定律都集中地反映了自然界所存在的一種本質性的規律——「恆」.學習物理知識是為了探索自然界的物理規律,那麼什麼是自然界的物理規律?在千變萬化的物理現象中,那個保持不變的「東西」才是決定事物變化發展的本質因素.
從另一個角度看,正是由於物質世界存在著大量的守恆現象和守恆規律,才為我們處理物理問題提供了守恆的思想和方法.能量守恆、機械能守恆等守恆定律就是我們處理高中物理問題的主要工具,分析物理現象中能量、機械能的轉移和轉換是解決物理問題的主要思路.在變化復雜的物理過程中,把握住不變的因素,才是解決問題的關鍵所在.

❻ 物理計算方法

不要怕,調整心態即可。有些時候要注意某幾個物理量其實可以用一個物理量表示,不用分開來計算,還有就是可以先設字母,把答案用字母表示,再代入數值。大學里很多物理題解方程都很煩,必須學會適應

❼ 計算物理學中常用的數學方法有哪些

計算物理學是一門新興的邊緣學科。利用現代電子計算機的大存儲量和快速計算的有利條件,將物理學、力學、天文學和工程中復雜的多因素相互作用過程,通過計算機來模擬。如原子彈的爆炸、火箭的發射,以及代替風洞進行高速飛行的模擬試驗等。
理論物理是從一系列的基本物理原理出發,列出數學方程,再用傳統的數學分析方法求出解析解,通過這些解析解所得到的結論和實驗觀測結果進行對比分析,從而解釋已知的實驗現象並預測未來的發展。
隨著計算機技術的飛速發展和計算方法的不斷完善,計算物理學在物理學進一步發展中扮演著越來越重要的不可替代的角色,計算物理學越來越經常地與理論物理學和實驗物理學一起被並稱為現代物理學的三大支柱。很難想像一個21世紀的物理系畢業生,不具備計算物理學的基本知識,不掌握計算物理學的基本方法。
它主要包括在傳統物理課題中常用的數值計算方法(如偏微分方程的數值求解方法、計算機模擬方法中的隨機模擬方法-蒙特卡羅方法和確定性模擬--分子動力學方法以及神經元網路方法)以及計算機符號處理等內容。

❽ 傳統的數值計算方法包括哪些內容現在的數值計算方法包括哪些內容

隨著計算機和計算方法的飛速發展,幾乎所有學科都走向定量化和精確化,從而產生了一系列計算性的學科分支,如計算物理、計算化學、計算生物學、計算地質學、計算氣象學和計算材料學等,計算數學中的數值計算方法則是解決「計算」問題的橋梁和工具。我們知道,計算能力是計算工具和計算方法的效率的乘積,提高計算方法的效率與提高計算機硬體的效率同樣重要。科學計算已用到科學技術和社會生活的各個領域中。
數值計算方法,是一種研究並解決數學問題的數值近似解方法, 是在計算機上使用的解數學問題的方法,簡稱計算方法。
在科學研究和工程技術中都要用到各種計算方法。 例如,在航天航空、地質勘探、汽車製造、橋梁設計、 天氣預報和漢字字樣設計中都有計算方法的蹤影。
計算方法既有數學類課程中理論上的抽象性和嚴謹性,又有實用性和實驗性的技術特徵, 計算方法是一門理論性和實踐性都很強的學科。 在70年代,大多數學校僅在數學系的計算數學專業和計算機系開設計算方法這門課程。 隨著計算機技術的迅速發展和普及, 現在計算方法課程幾乎已成為所有理工科學生的必修課程。
計算方法的計算對象是微積分,線性代數,常微分方程中的數學問題。 內容包括:插值和擬合、數值微分和數值積分、求解線性方程組的直接法和迭代法、 計算矩陣特徵值和特徵向量和常微分方程數值解等問題。

❾ 物理實驗研究方法有哪些

物理方法既是科學家研究問題的方法,也是學生在學習物理中常用的方法,新課標也要求學生掌握一些探究問題的物理方法。

常見的物理方法

模型法 即將抽象的物理現象用簡單易懂的具體模型表示。如用太陽系模型代表原子結構,用簡單的線條代表杠桿等。

疊加法 物理學中常常把微小的、不易測量的同一物理量疊加起來,測量後求平均值的方法俗稱「疊加法」。

控制變數法 自然界發生的各種現象,往往是錯綜復雜的。決定某一個現象的產生和變化的因素常常也很多。為了弄清事物變化的原因和規律,必須設法把其中的一個或幾個因素用人為的方法控制起來,使它保持不變,然後來比較,研究其他兩個變數之間的關系,這種研究問題的科學方法就是「控制變數法」。初中物理實驗大多都用到了這種方法,如通過導體的電流I受到導體電阻R和它兩端電壓U的影響,在研究電流I與電阻R的關系時,需要保持電壓U不變;在研究電流I與電壓U的關系時,需要保持電阻R不變。

實驗+推理法 有一些物理現象,由於受實驗條件所限,無法直接驗證,需要我們先進行實驗,再進行合理推理得出正確結論,這也是一種常用的科學方法。如將一隻鬧鍾放在密封的玻璃罩內,當罩內空氣被抽走時,鍾聲變小,由此推理出:真空不能傳聲。

轉換法 一些看不見,摸不著的物理現象,不好直接認識它,我們常根據它們表現出來的看的見、摸的著的現象來間接認識它們。如根據電流的熱效應來認識電流大小,根據磁場對磁體有力的作用來認識磁場等。

等效法 在研究物理問題時,有時為了使問題簡化,常用一個物理量來代替其他所有物理量,但不會改變物理效果。如用合力替代各個分力,用總電阻替代各部分電阻,浮力替代液體對物體的各個壓力等。

描述法 為了研究問題的方便,我們常用線條等手段來描述各種看不見的現象。如用光線來描述光,用磁感線來描述磁場,用力的圖示描述力等。

類比法 在認識一些物理概念時,我們常將它與生活中熟悉且有共同特點的現象進行類比,以幫助我們理解它。如認識電流大小時,用水流進行類比。認識電壓時,用水壓進行類比。

物理實驗數據的處理方法

實驗數據是對實驗定量分析的依據,是探索、驗證物理規律的第一手資料。在系統誤差一定的情況下,實驗數據處理得恰當與否,會直接影響偶然誤差的大小。所以對實驗數據的處理是實驗復習的重要內容之一。本文結合一些實例來簡單介紹實驗數據的處理方法。

1. 平均值法

取算術平均值是為減小偶然誤差而常用的一種數據處理方法。通常在同樣的測量條件下,對於某一物理量進行多次測量的結果不會完全一樣,用多次測量的算術平均值作為測量結果,是真實值的最好近似。

2. 列表法

實驗中將數據列成表格,可以簡明地表示出有關物理量之間的關系,便於檢查測量結果和運算是否合理,有助於發現和分析問題,而且列表法還是圖象法的基礎。

列表時應注意:①表格要直接地反映有關物理量之間的關系,一般把自變數寫在前邊,因變數緊接著寫在後面,便於分析。②表格要清楚地反映測量的次數,測得的物理量的名稱及單位,計算的物理量的名稱及單位。物理量的單位可寫在標題欄內,一般不在數值欄內重復出現。③表中所列數據要正確反映測量值的有效數字。

3. 作圖法

選取適當的自變數,通過作圖可以找到或反映物理量之間的變化關系,並便於找出其中的規律,確定對應量的函數關系。作圖法是最常用的實驗數據處理方法之一。

描繪圖象的要求是:①根據測量的要求選定坐標軸,一般以橫軸為自變數,縱軸為因變數。坐標軸要標明所代表的物理量的名稱及單位。②坐標軸標度的選擇應合適,使測量數據能在坐標軸上得到准確的反映。為避免圖紙上出現大片空白,坐標原點可以是零,也可以不是零。坐標軸的分度的估讀數,應與測量值的估讀數(即有效數字的末位)相對應。

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