老高考统考物理二轮复习课件：核心素养微专题7 物理学史和物理思想方法.ppt

1、物理学史和物理思想方法 科科 学学 探探 究究 一、重要的物理学史一、重要的物理学史 科学家科学家 国籍国籍 主要贡献主要贡献 伽利略伽利略 意大利意大利 1638 年， 论证较重物体不会比较轻物体下落得快；年， 论证较重物体不会比较轻物体下落得快； 伽利略理想实验指出：在水平面上运动的物体，若没有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；摩擦，将保持这个速度一直运动下去；伽利略在教堂伽利略在教堂 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；史上第一座自摆钟；伽利略在伽利略在

2、1638 年出版的两种年出版的两种 新科学的对话一书中，运用新科学的对话一书中，运用“观察观察假设假设数学推数学推 理理”的方法，详细地研究了抛体运动的方法，详细地研究了抛体运动 牛顿牛顿 英国英国 以牛顿三大运动定律为基础建立牛顿力学；以牛顿三大运动定律为基础建立牛顿力学；1687 年在自年在自然哲学的数学原理上发表万有引力定律，建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立行星定律理论的基础 开普勒开普勒 德国德国 17 世纪提出开普勒三大定律世纪提出开普勒三大定律 卡文迪卡文迪 许许 英国英国 1798 年利用扭秤装置比较准确地测出了万有引力常量年利用扭秤装置比较准确地

3、测出了万有引力常量 G 库仑库仑 法国法国 1785 年， 库仑用自己发明的扭秤建立了静电学中著名年， 库仑用自己发明的扭秤建立了静电学中著名 的库仑定律；的库仑定律； 静电力常量的数值是在电荷量的单位得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到定义之后，后人通过库仑定律计算得出的 密立根密立根 美国美国 通过油滴实验测定了元电荷的数值，通过油滴实验测定了元电荷的数值，e1.610 19 C 富兰克富兰克 林林 美国美国 解释了摩擦起电的原因；解释了摩擦起电的原因； 通过风筝实验验证闪电是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

4、电的一种形式，把天电与地电统一起来，并发明避雷针 欧姆欧姆 德国德国 通过实验得出欧姆定律通过实验得出欧姆定律 昂尼斯昂尼斯 荷兰荷兰 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 为零的现象为零的现象超导现象超导现象 焦耳焦耳 英国英国 与俄国物理学家楞次与俄国物理学家楞次先后各自独立发现电流通过导先后各自独立发现电流通过导 体时产生热效应的规律，称为焦耳体时产生热效应的规律，称为焦耳楞次定律；楞次定律；能量能量 守恒定律的发现者之一守恒定律的发现者之一 楞次楞次 俄国俄国 1834 年楞次确定感应电流方向的定律年楞次确定感应电流方向的定律

5、楞次定律楞次定律 奥斯特奥斯特 丹麦丹麦 1820 年，发现电流可以使周围的磁针产生偏转，称为电年，发现电流可以使周围的磁针产生偏转，称为电 流的磁效应流的磁效应 洛伦兹洛伦兹 荷兰荷兰 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 (洛伦兹力洛伦兹力)的观点的观点 笛卡儿笛卡儿 法国法国 在 哲学原理 中比较完整地第一次表述了惯性定律；在 哲学原理 中比较完整地第一次表述了惯性定律； 第一个明确地提出了第一个明确地提出了“动量守恒定律动量守恒定律” 安培安培 法国法国 发现了安培发现了安培定则；定则；发现电流相互作用的规律；发现电流相互作用的规

6、律；提提 出分子电流假说出分子电流假说 法拉第法拉第 英国英国 在在1821年，法拉第在重复奥斯特年，法拉第在重复奥斯特“电生磁电生磁”实验时，实验时， 制造出人类历史上第一台最原始的电动机；制造出人类历史上第一台最原始的电动机；1831年年 发现的电磁感应现象，使人类的文明跨进了电气化时发现的电磁感应现象，使人类的文明跨进了电气化时 代；代；提出用电场线描述电场、用磁感线描述磁场提出用电场线描述电场、用磁感线描述磁场 亨利亨利 美国美国 最大的贡献是在最大的贡献是在1832年发现自感现象年发现自感现象 卢瑟福卢瑟福 英国英国 进行了进行了粒子散射实验，并提出了原子的核式结构模粒子散射实验，并

7、提出了原子的核式结构模 型；型；用用粒子轰击氮核，第一次实现了原子核的人工粒子轰击氮核，第一次实现了原子核的人工 转变，并发现了质子转变，并发现了质子 玻尔玻尔 丹麦丹麦 量子力学的先驱，吸取普朗克、爱因斯坦的量子概念，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提出原子结构的玻尔理论 贝克勒尔贝克勒尔 法国法国 发现天然放射现象，说明原子核也有复杂的内部结构发现天然放射现象，说明原子核也有复杂的内部结构 查德威克查德威克 英国英国 在在粒子轰击铍核时发现中子粒子轰击铍核时发现中子(原子核人工转变的实验原子核人工转变的实验)， 由此人们认识到原子核的组成由此人们认识

8、到原子核的组成 居里夫人居里夫人 法国法国 发现了放射性更强的钋和镭发现了放射性更强的钋和镭 应用提升练 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 D 解析：亚里士多德认为必须有力作用在物体上，物体才能运动，不受力的作用物体就保持静止；伽利略根据小 球从斜面上滚下的实验，提出如果没有摩擦阻力，小球将永远运动下去，即力不是维持物体运动的原因；牛顿 在总结了前人研究的基础上提出了惯性定律；爱因斯坦建立了狭义相对论和广义相对论，故D正确。 2下列

9、说法正确的是( ) A居里夫妇发现了铀和含铀矿物的天然放射现象 B康普顿效应说明光具有粒子性，电子的衍射实验说明粒子具有波动性 C爱因斯坦在实验时无意中发现了一个使光的微粒理论得以东山再起的重要现象光电效应 D卢瑟福通过阴极射线在电场和磁场中的偏转实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的，并测出了该粒 子的比荷 B 解析：贝可勒尔发现了铀和含铀矿物的天然放射现象，居里夫妇发现了钋、镭元素，选项A错误；康普顿效应说 明光具有粒子性，电子的衍射实验说明粒子具有波动性，选项B正确；赫兹在实验时无意中发现了一个使光的微 粒理论得以东山再起的重要现象光电效应，选项C错误；汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场

10、中的偏转实验，发 现了阴极射线是由带负电的粒子组成的，并测出了该粒子的比荷，故D错误。 3(多选)下列说法符合物理学史的是( ) A亚里士多德认为，力是维持物体运动的原因 B牛顿发现了万有引力定律，库仑用扭秤实验测出了引力常量的数值 C通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场相似，安培受此启发，提出了分子电流假说 D奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电和磁之间存在联系 解析：牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许用实验测出了引力常量的数值，B错误；其他三个选项均符合物理学 史实，故选A、C、D。 ACD 4在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的 作用。下列说法符合历史事实的是( ) A居里

11、夫妇通过对天然放射现象的研究，明确了原子核具有复杂结构 B贝克勒尔从沥青铀矿中分离出了钋(Po)和镭(Ra)两种新元素 C卢瑟福通过粒子散射实验证实了在原子核内部存在质子 D汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的，并测出了该粒 子的比荷 D 解析：贝克勒尔通过对天然放射性现象的研究，证明原子核有复杂结构，故A错误；居里夫妇从沥青铀矿中分离 出了钋(Po)和镭(Ra)两种新元素，故B错误；卢瑟福通过粒子散射实验，证实了原子中存在原子核，故C错误； 汤姆孙通过阴极射线在电场和在磁场中的偏转实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的，并测出了该粒 子的比荷，

12、故D正确。 5(多选)在物理学的发展过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类 历史的进步。下列表述符合物理学史事实的是( ) A普朗克为了解释黑体辐射现象，第一次提出了能量量子化理论 B爱因斯坦为了解释光电效应的规律，提出了光子说 C卢瑟福通过对粒子散射实验的研究，提出了原子的核式结构模型 D贝克勒尔通过对天然放射性的研究，发现原子核是由质子和中子组成的 ABC 解析：普朗克为了解释黑体辐射现象，第一次提出了能量量子化理论，A正确。爱因斯坦为了解释光电效应的规 律，提出了光子说，B正确。卢瑟福通过对粒子散射实验的研究，提出了原子的核式结构模型，C正确。贝克勒 尔通过对天然放射性的研究，发现原子

13、核具有复杂结构，D错误。 62018年3月14日，英国剑桥大学著名物理学家斯蒂芬威廉霍金逝世，享年76岁，引发全球各界悼念。在物 理学发展的历程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程，为物理学的建立做出了巨大的贡献。在 对以下几位物理学家所做的科学贡献的叙述中，正确的是 ( ) A卡文迪许将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体，得出万有 引力定律，并测出了引力常量G的数值 B根据玻尔理论，原子从激发态向基态跃迁时将释放出核能 C布拉凯特利用云室照片发现，粒子击中氮原子形成复核，复核不稳定，会放出一个质子 D爱因斯坦的光子说认为，只要增加光照时间，使

14、电子多吸收几个光子，所有电子最终都能跃出金属表面成为 光电子 C 解析：牛顿将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体，得出万有 引力定律，A错误；根据玻尔理论，原子从激发态向基态跃迁时将释放出光能，不是核能，B错误；布拉凯特利 用云室照片发现，粒子击中氮原子形成复核，复核不稳定，会放出一个质子，C正确；根据爱因斯坦的光子说， 只要入射光的频率小于截止频率，即使增加光照时间也不可能发生光电效应，故D错误。 二、高中物理的重要思想方法 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

15、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极限思维法极限思维法 就是人们把所研究的问题外推到极端情况就是人们把所研究的问题外推到极端情况(或理想状态或理想状态)， 通过推理而得出， 通过推理而得出 结论的过程。在用极限思结论的过程。在用极限思维法处理物理问题时，通常是将参量维法处理物理问题时，通常是将参量的一般变的一般变 化推到极限值，即在无限大、零值、临界值或特定值的条件下进行分析化推到极限值，即在无限大、零值、临界值或特定

16、值的条件下进行分析 和讨论。如公式和讨论。如公式 vx t 中，当中，当 t0 时，时，v 是瞬时速度。是瞬时速度。 3理想实验法理想实验法 也叫作实验推理法，就是在物理实验的基础上，加上合理的科学的推理也叫作实验推理法，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作理想实验法，这也是一种常用的科学方法。如由得出结论的方法就叫作理想实验法，这也是一种常用的科学方法。如由 伽利略斜面实验推导出牛顿第一定律等。伽利略斜面实验推导出牛顿第一定律等。 4微元法微元法 微元法是指在处理问题时，从对事物的极小部分微元法是指在处理问题时，从对事物的极小部分(微元微元)分析入手，达到分析入

17、手，达到解解 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“化化 整为零整为零” ，先，先分析分析“微元微元” ，再通过，再通过“微元微元”分析整体。分析整体。 5比值定义法比值定义法 就是用两个基本物理量的就是用两个基本物理量的“比比”来定义一个新的物理量的方法，特点是来定义一个新的物理量的方法，特点是 AB C，但 ，但 A 与与 B、C 均无关。如均无关。如 av t 、EF q 、CQ U、 、Iq t 、RU I 、 B F IL、 、m V等。 等。 6放大法放大法 在物理现象或待测物理量十分微小的情况下，把物

18、理现象或待测物理量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。常见的放大法。常见的 方式有机械放大、电放大、光放大。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

19、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。 应用提升练 7在牛顿发现太阳与行星间的引力过程中，得出太阳对行星的引力表达式后推出行星对太阳的引力表达式，是 一个很关键的论证步骤，这一 步骤采用的论证方法是( ) A研究对象的选取 B理想化过程 C控制变量法 D等效法

20、D 解析：解析：对于太阳与行星之间的相对于太阳与行星之间的相互作用力，太阳和行星的地位完全相同，互作用力，太阳和行星的地位完全相同， 既然太阳对行星的引力符合关系式既然太阳对行星的引力符合关系式 Fm 星星 r2 ，依据等效法，行星对太阳的，依据等效法，行星对太阳的 引力也符合关系式引力也符合关系式 Fm 日日 r2 ，故选项，故选项 D 正确。正确。 8在物理学的重大发现中科学家们创造出了许多物理思想与研究方法，如在物理学的重大发现中科学家们创造出了许多物理思想与研究方法，如 理想实验法、控制变量法、极限思想法、建立物理模型法、类比法和科学假理想实验法、控制变量法、极限思想法、建立物理模型法

21、、类比法和科学假 说法等。以下关于所用物理学研究方法的叙述不正确的是说法等。以下关于所用物理学研究方法的叙述不正确的是( ) A根据速度定义式根据速度定义式 vx t ，当，当 t 非常小时，就可以用非常小时，就可以用x t 表示物体在表示物体在 t 时刻时刻 的瞬时速度，这是应用了极限思想法的瞬时速度，这是应用了极限思想法 B在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点代替物体的方法，采用在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点代替物体的方法，采用 了等效替代的思想了等效替代的思想 C玻璃瓶内装满水，用穿有透明细管的橡皮塞封口，手捏玻璃瓶，细管内玻璃瓶内装满水，用穿有透明细管的橡皮塞封口，手

22、捏玻璃瓶，细管内 液面高度有明显变化，说明玻璃瓶发生形变，该实验采用了放大的思想液面高度有明显变化，说明玻璃瓶发生形变，该实验采用了放大的思想 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，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， 每一小段近似每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了微看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了微 元法元法 B 解析：在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点代替物体的方法，采用的是理想模型法，选项B的叙述不 正确。 9下面关下面关于物理学研究方法的叙述中正确的是于物理学研究方法的叙述中正

23、确的是( ) A电场强度的定义式为电场强度的定义式为 EF q ，这个定义应用了极限思想，这个定义应用了极限思想 B在在“探究弹性势能的表达式探究弹性势能的表达式”的实验中，为计算弹簧弹力所做的功，的实验中，为计算弹簧弹力所做的功， 把拉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 小段做功的代数和代表弹力在整个过程所做的功，这是应用了微元法的小段做功的代数和代表弹力在整个过程所做的功，这是应用了微元法的 思想思想 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在探究加速度、力和质量三者之间的关系时，先

24、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，这里采用了速度与力的关系，再保持力不变研究加速度与质量的关系，这里采用了 等效代替的思想方法等效代替的思想方法 D 在不需要考虑带电体本身的大小和形状时， 常用点电荷来 在不需要考虑带电体本身的大小和形状时， 常用点电荷来代替带电体，代替带电体， 这是应用了假设法这是应用了假设法 B 解析：解析：电场强度的定义式为电场强度的定义式为 EF q ，这个定义应用了比值定义法，故，这个定义应用了比值定义法，故 A 错误；在错误；在“探究弹性势能的表达式探究弹性势能的表达式”的实验中，由于弹力是变力，为计的实验中，由于弹力是变力，

25、为计 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， 用各小段做功的代数和代表弹力在整个过程所做的功，可以认为是恒力， 用各小段做功的代数和代表弹力在整个过程所做的功， 物理学中把这种研究方法叫作微元法，故物理学中把这种研究方法叫作微元法，故 B 正确；研究多个变量时，应正确；研究多个变量时，应 控制一些不变量研究两个变量之间的关系，所以在探究加速度、力、质控制一些不变量研究两个变量之间的关系，所以在探究加速度、力、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，再保量三者之间的关系时

26、，先保持质量不变，研究加速度与力的关系，再保 持力不变，研究加速度与质持力不变，研究加速度与质量的关系，该实验运用了控制变量法，故量的关系，该实验运用了控制变量法，故 C 错误；用点电荷代替带电体，物理学中把这种研究方法叫作理想模型法，错误；用点电荷代替带电体，物理学中把这种研究方法叫作理想模型法， 故故 D 错误错误。 10学习物理不仅要掌握物理知识，还要领悟并掌握处理物理问题的思想方法。在如图所示的几个实验中，研 究物理问题的思想方法相同的是( ) A甲、乙甲、乙 B乙、丙乙、丙 C甲、丙甲、丙 D丙、丁丙、丁 解析：比较平抛运动和自由落体运动，来研究平抛运动在竖直方向上运动的规律，用到了

27、比较法；观察桌面的 微小形变和测定万有引力常量的实验中，通过平面镜的反射，反射光线发生较大的角度变化，从而扩大了形变， 该方法称为微小形变放大法；探究加速度与力、质量的关系中，用到了控制变量法。所以，乙和丙具有相同的 研究物理问题的思想方法，故B正确。 答案：B 11(多选)下列关于物理学史或物理方法的说法中正确的是( ) A伽利略利用斜面研究自由落体运动时，使用了“外推”的方法，即当斜面的倾角为90时，物体在斜面上的 运动就变成了自由落体运动 B运动的合成与分解是研究曲线运动的一般方法，该方法也同样适用研究匀速圆周运动 C物理模型在物理学的研究中起了重要作用，其中“质点”“点电荷”“光滑的轻

28、滑轮”“轻弹簧”等都是理 想化模型 D牛顿在发现万有引力定律的过程中使用了“月地检验” ACD 解析：对于选项A和D，只要熟悉教材，即可顺利判断其是正确的。在曲线运动中，教材中选用了平抛运动和匀 速圆周运动两个特例，但这两个曲线运动的研究方法是不同的，平抛运动的研究方法是运动的合成与分解，研 究匀速圆周运动使用的方法是利用加速度的定义式和矢量差的知识推导出向心加速度公式，再利用牛顿第二定 律得出向心力公式，故选项B错误。“质点”和“点电荷”没有大小，“光滑的轻滑轮”没有质量且不计摩擦力， “轻弹簧”没有质量，所以它们都是理想化模型，选项C正确。 12下列说法正确的是( ) A“交流电的有效值”

29、使用了平均思想法 B探究导体的电阻与导体的材料、长度、粗细的关系时，使用了控制变量法 C电场强度是用比值法定义的，电场强度与电场力成正比，与试探电荷的电荷量成反比 D“如果电场线与等势面不垂直，那么电场强度沿着等势面方向就有一个分量，在等势面上移动电荷时电场力 就要做功”，这里用到了归纳法 B 解析：“交流电的有效值”使用了等效替代法，选项A错误；探究导体的电阻与导体的材料、长度、粗细的关系， 用的是控制变量法，选项B正确；电场强度是用比值法定义的，电场强度与电场力、试探电荷的电荷量都无关， 选项C错误；“如果电场线与等势面不垂直，那么电场强度沿着等势面方向就有一个分量，在等势面上移动电荷 时电场力就要做功”用的是反证法，选项D错误。