“運動的描述”中的物理思維方法

高本

物理課以物理知識為主要內容，科學方法又滲透于物理知識中。達爾文說：“最有價值的知識是關于方法的知識。”法國物理學家拉普拉斯說，“認識一位巨人的研究方法對于科學的進步……并不比發現本身更少用，科學的方法通常是極富興趣的部分”，“不得其法，則不入其門”。可見，在學習的過程中，掌握基本的科學方法尤其重要。下面對“運動的描述”學習巾我們遇到的物理思維方法進行歸納。

l.理想化模型法

“物理模型思想”也就是“理想化模型”，這是為了使研究的問題得以簡化或研究問題方便而進行的一種科學抽象，實際不存在。這是物理學中常用的一種方法。在研究具體問題時，為了研究的方便，抓住主要因素，忽略次要因素，從而從實際問題中抽象出理想模型，把實際復雜的問題簡化處理。如任何一個物體都有一定的質量和幾何大小，如果它的形狀和大小在所研究的問題中可以忽略不計，就可抽象為質點模型，所以質點是一種“理想化模型”。再如物體在一條直線上運動，在任意相等的時間里位移相等，這樣的運動叫做勻速直線運動。實際上，生活中物體的運動“在任意相等的時間里位移相等”是不可能的，所以勻速直線運動也是抽象了的理想化的物理模型。

2.比值定義法

比值定義物理量的方法就是指在定義某一個物理量的時候采取比值的形式定義，即將某一物理量作為分子，另一物理量作為分母，把得到的比值定義為新的物理量的一種方法。如A=B/C，其中A作為被定義的量跟B/C只有數值上的等量關系，并不能認為八被B和C所決定。比值法通常適用于物質的物理屬性、物體的某種特征等的定義。它的主要特點足：被定義的物理量本身與定義它的物理量無關，而是由其他物理量決定。如，速度等于位移跟發生這段位移所用時間的比值，公式為v=△x/△t，但運動速度的大小與物體運動的位移和運動的時間都無關。加速度是速度的變化量與發生這一變化所用時間的比值，定義式為a=△v/△t，但加速度的大小與速度的變化量和運動的時間也無關

3.數形結合法

“運動的描述”這部分知識的一大特點是同時應用兩種數學工具（公式法和圖像法）描述物體運動的規律。物理圖像能夠直觀、形象地展現兩個物理量之間的關系，表示相關的物理內容，描述清晰的物理過程，具有明確的物理意義。如對于做勻速直線運動的物體運動過程的描述，我們可以用公式x=vt來描述，也可以用圖像來描述，以縱軸表示位移，橫軸表示時間，根據實際數據選取單位，選定標度，描出數據點，用平滑曲線連接各點得到位移-時間圖像，簡稱位移圖像，圖像中的一個點表示運動物體在某一時刻所處的位置。某段線段表示在某一時間內物體的位移。也可以通過圖像上點的橫坐標和縱坐標，求出任意時刻物體的位置。實際上把數學公式表達的函數關系與圖像的物理意義及運動軌跡相結合的方法，有助于更透徹地理解物體的運動特征及其規律。

4.極限法

在分析變速直線運動的瞬時速度時，我們采用無限取微、逐漸逼近的方法，即在物體經過的某點后而取很小的一段位移，這段位移取得越小，物體在該段時間內的速度變化就越小，在該段位移上的平均速度就越精確地描述物體在該點的運動快慢情況。當位移足夠小時（或時間足夠短時），該段位移上的平均速度就等于物體經過該點時的瞬時速度，這充分體現了物理中常用的極限思想。

同學們，在以后的學習中我們還會遇到其他的物理思維方法，記得及時總結和歸納喲！