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一、猜想法
猜想也称想象或幻想,是人类思维的最高境界,合理的想象往往是人类创造发明的源泉。猜想法是指用已知的物理知识对某些未知事物作出科学预测的方法。
例1在科幻小说《往日之光》中,作者鲍勃•肖幻想了一种慢透光玻璃,讲述了一段美丽动人的故事:想象有一种玻璃,光在这种玻璃中运动的速度极慢,通过半厘米厚需要10年,比蜗牛的速度还慢得多。当一块慢透光玻璃制出来时,望上去总是一片漆黑,因为还没有光穿过它。把这种玻璃放在风景秀丽的林中、湖边,带着这些美丽景致的光陷入慢透光玻璃中,10年也出不来。把在这种地方放了10年的玻璃镶在城市住宅的窗户上,那么,在下一个10年的过程中,这个窗子外面便仿佛出现了林中湖泊的美景。各种动物无声地前来饮水,空中百鸟飞翔,日夜在交替,季节在变化。身居闹市,犹如别墅。这确实是一个有意思的幻想,但关键是要降住飞驰的光。科学技术发展到今天,部分科幻已经开始变成现实。本文作者进行科学幻想的依据是什么?
解析:试题情景优美,充满幻想,给人启迪。给出的问题提醒同学们幻想要有依据,不能胡乱猜想,只要联系所学知识,再插上想象的翅膀,不难得出答案,即光在不同的介质中的传播速度不同。
说明: 在科学发展史上,许多科学发现与发明都是建立在猜想的基础上的。伟大的科学家牛顿说过:“没有大胆的猜想,就不可能有伟大的发现和发明。”合理、科学的猜想是直观思维的形式,也是科学发现的重要途径。
二、排除法
在读懂题意的基础上,根据题目的要求,将明显的错误或不合理的备选答案一个一个地排除掉,最后只剩下正确答案的方法称为排除法。
例2在下图所示的4种现象中,由于光的直线传播形成的是( )。
A.树的倒影 B.水面“折”枝 C.手影D.镜中花
解析:树的倒影和镜中花是光的反射现象,选项A和D可以排除;水面“折”枝是光的折射现象,选项B可以排除;手影是由于光的直线传播形成的,只有选项C正确。
说明:注意题目的要求,比如有的题目要求选出错误的选项,那就应该逐个排除正确的选项。
三、对称法
根据对称性来分析和处理问题的方法叫对称法。对称法是研究物理问题的常用方法,其关键在于寻找事物的对称性并使之显示出来,再利用对称规律求解。
例3下面选项中的4个图像,其中有一个是福娃(如图2所示)在竖直放置的平面镜中的像,你认为应当是( )。
图2 A.B. C. D.
解析:物体在平面镜中成虚像,像与物体大小相等,像与物体到平面镜的距离相等。根据平面镜成像的规律,物体和平面镜内的像是关于镜面对称的。答案为B。
说明:对称现象普遍存在于物理学中,内容丰富、形式多样,运用对称法分析问题可避免复杂的数学运算,使问题得以迅速、准确解决。
四、逆向思维法
逆向思维法是指为实现某一创新或为解决通过常规思路难以解决的问题而采取反向思维寻求解题思路的方法。
例4站在岸上的人看到平静的水面下有一静止的物体,如图3所示,如果他想用一束强光照亮物体,应瞄准( )。
A. 看到的物体 B. 看到的物体的下方
C. 看到的物体的上方D. 看到的物体的前方
解析:这是一道极易解错的题目,如能在明确“看到的水下物体”实际上是真实物体的虚像的基础上运用光路可逆原理来分析,得出正确答案就会易如反掌。取图3中水面下的某条入射光线和其相应的折射光线来研究。由光路可逆原理可知,若光沿原来的折射光线路径反方向入射,则其对应的折射光线必沿原来的入射光线的路径反方向传播,从而照亮物体。答案为A。
说明:光路可逆性是光学中的一个重要原理,它不仅可以使我们加深对某些光学知识的理解,并且常常在处理光路问题时大显身手。
五、等效法
所谓等效,是指不同的现象、模型、过程等在物理意义、作用效果或物理规律方面是相同的。利用这个特点,让等效的现象、模型、过程等相互替代,从而保证结论不变的方法叫做等效法。
例5在探究“平面镜成像的特点”的实验中,用透明玻璃板代替不透明的平面镜做实验,是为了,用一根与物等长的、没点燃的蜡烛代替像来与物比较大小,运用了 的科学方法。
解析:在探究“平面镜成像的特点”的实验中,用重合的方法可以找到像的位置,由于平面镜不透明无法确定像的位置,因此用透明玻璃板代替不透明的平面镜做实验。
答案:便于观察(合理即可),替代(等效替代或比较)。
说明:等效法是一种重要的思维方法,在物理学中有着广泛应用。由于等效法强调效果相同,为问题的研究带来了极大的方便,它可以使常规方法无法解决的问题变得形象化、明朗化,在处理棘手问题时有“柳暗花明”之效果。
六、对比分析法
对比分析法也称比较分析法,是把客观事物加以比较,以达到认识事物的本质和规律并做出正确的评价的方法。
例6在观察了生活中的光现象后,某同学认为,很光滑的镜子一定会比粗糙的白纸看起来更明亮,你同意她的说法吗?请自选器材验证你的观点。
(1)选用的器材:。
(2)简述实验过程和观察到的现象。
解析:光的反射分为镜面反射和漫反射。漫反射的反射光线会朝任意方向传播,而镜面反射则会向特定方向传播。如果人眼不在镜面反射光线的路径范围内,人将只能看见白纸而看不见镜子。
答案:(1)手电筒、镜子、白纸。
(2)在黑暗的房间里,将白纸和镜子都放在水平桌面上,使手电筒的光竖直照向白纸和镜子。从侧面观察,可发现白纸较亮,镜子较暗。
七、归纳法
归纳法或归纳推理法,是从个别性知识引出一般性知识的推理,是由已知真的前提,引出可能真的结论的方法。
例7下图所示的物体中属于光源的是( )。
A. 电池 B. 发电机C. 太阳D. 月亮
解析:电池、发电机本身都不能发光,不能称为光源。月亮发光是因为反射了太阳的光,而月亮本身并不能发光,因此也不是光源。只有太阳能够发出耀眼的光芒。答案为C。
说明:如果对某些物理概念、定义、定律理解得不是很透彻,就容易选择出违背物理学原理的答案。这就要求同学们在学习过程中不能满足于会背诵概念、定义和定律,应勤于思考,重视观察和实验。
猜想也称想象或幻想,是人类思维的最高境界,合理的想象往往是人类创造发明的源泉。猜想法是指用已知的物理知识对某些未知事物作出科学预测的方法。
例1在科幻小说《往日之光》中,作者鲍勃•肖幻想了一种慢透光玻璃,讲述了一段美丽动人的故事:想象有一种玻璃,光在这种玻璃中运动的速度极慢,通过半厘米厚需要10年,比蜗牛的速度还慢得多。当一块慢透光玻璃制出来时,望上去总是一片漆黑,因为还没有光穿过它。把这种玻璃放在风景秀丽的林中、湖边,带着这些美丽景致的光陷入慢透光玻璃中,10年也出不来。把在这种地方放了10年的玻璃镶在城市住宅的窗户上,那么,在下一个10年的过程中,这个窗子外面便仿佛出现了林中湖泊的美景。各种动物无声地前来饮水,空中百鸟飞翔,日夜在交替,季节在变化。身居闹市,犹如别墅。这确实是一个有意思的幻想,但关键是要降住飞驰的光。科学技术发展到今天,部分科幻已经开始变成现实。本文作者进行科学幻想的依据是什么?
解析:试题情景优美,充满幻想,给人启迪。给出的问题提醒同学们幻想要有依据,不能胡乱猜想,只要联系所学知识,再插上想象的翅膀,不难得出答案,即光在不同的介质中的传播速度不同。
说明: 在科学发展史上,许多科学发现与发明都是建立在猜想的基础上的。伟大的科学家牛顿说过:“没有大胆的猜想,就不可能有伟大的发现和发明。”合理、科学的猜想是直观思维的形式,也是科学发现的重要途径。
二、排除法
在读懂题意的基础上,根据题目的要求,将明显的错误或不合理的备选答案一个一个地排除掉,最后只剩下正确答案的方法称为排除法。
例2在下图所示的4种现象中,由于光的直线传播形成的是( )。
A.树的倒影 B.水面“折”枝 C.手影D.镜中花
解析:树的倒影和镜中花是光的反射现象,选项A和D可以排除;水面“折”枝是光的折射现象,选项B可以排除;手影是由于光的直线传播形成的,只有选项C正确。
说明:注意题目的要求,比如有的题目要求选出错误的选项,那就应该逐个排除正确的选项。
三、对称法
根据对称性来分析和处理问题的方法叫对称法。对称法是研究物理问题的常用方法,其关键在于寻找事物的对称性并使之显示出来,再利用对称规律求解。
例3下面选项中的4个图像,其中有一个是福娃(如图2所示)在竖直放置的平面镜中的像,你认为应当是( )。
图2 A.B. C. D.
解析:物体在平面镜中成虚像,像与物体大小相等,像与物体到平面镜的距离相等。根据平面镜成像的规律,物体和平面镜内的像是关于镜面对称的。答案为B。
说明:对称现象普遍存在于物理学中,内容丰富、形式多样,运用对称法分析问题可避免复杂的数学运算,使问题得以迅速、准确解决。
四、逆向思维法
逆向思维法是指为实现某一创新或为解决通过常规思路难以解决的问题而采取反向思维寻求解题思路的方法。
例4站在岸上的人看到平静的水面下有一静止的物体,如图3所示,如果他想用一束强光照亮物体,应瞄准( )。
A. 看到的物体 B. 看到的物体的下方
C. 看到的物体的上方D. 看到的物体的前方
解析:这是一道极易解错的题目,如能在明确“看到的水下物体”实际上是真实物体的虚像的基础上运用光路可逆原理来分析,得出正确答案就会易如反掌。取图3中水面下的某条入射光线和其相应的折射光线来研究。由光路可逆原理可知,若光沿原来的折射光线路径反方向入射,则其对应的折射光线必沿原来的入射光线的路径反方向传播,从而照亮物体。答案为A。
说明:光路可逆性是光学中的一个重要原理,它不仅可以使我们加深对某些光学知识的理解,并且常常在处理光路问题时大显身手。
五、等效法
所谓等效,是指不同的现象、模型、过程等在物理意义、作用效果或物理规律方面是相同的。利用这个特点,让等效的现象、模型、过程等相互替代,从而保证结论不变的方法叫做等效法。
例5在探究“平面镜成像的特点”的实验中,用透明玻璃板代替不透明的平面镜做实验,是为了,用一根与物等长的、没点燃的蜡烛代替像来与物比较大小,运用了 的科学方法。
解析:在探究“平面镜成像的特点”的实验中,用重合的方法可以找到像的位置,由于平面镜不透明无法确定像的位置,因此用透明玻璃板代替不透明的平面镜做实验。
答案:便于观察(合理即可),替代(等效替代或比较)。
说明:等效法是一种重要的思维方法,在物理学中有着广泛应用。由于等效法强调效果相同,为问题的研究带来了极大的方便,它可以使常规方法无法解决的问题变得形象化、明朗化,在处理棘手问题时有“柳暗花明”之效果。
六、对比分析法
对比分析法也称比较分析法,是把客观事物加以比较,以达到认识事物的本质和规律并做出正确的评价的方法。
例6在观察了生活中的光现象后,某同学认为,很光滑的镜子一定会比粗糙的白纸看起来更明亮,你同意她的说法吗?请自选器材验证你的观点。
(1)选用的器材:。
(2)简述实验过程和观察到的现象。
解析:光的反射分为镜面反射和漫反射。漫反射的反射光线会朝任意方向传播,而镜面反射则会向特定方向传播。如果人眼不在镜面反射光线的路径范围内,人将只能看见白纸而看不见镜子。
答案:(1)手电筒、镜子、白纸。
(2)在黑暗的房间里,将白纸和镜子都放在水平桌面上,使手电筒的光竖直照向白纸和镜子。从侧面观察,可发现白纸较亮,镜子较暗。
七、归纳法
归纳法或归纳推理法,是从个别性知识引出一般性知识的推理,是由已知真的前提,引出可能真的结论的方法。
例7下图所示的物体中属于光源的是( )。
A. 电池 B. 发电机C. 太阳D. 月亮
解析:电池、发电机本身都不能发光,不能称为光源。月亮发光是因为反射了太阳的光,而月亮本身并不能发光,因此也不是光源。只有太阳能够发出耀眼的光芒。答案为C。
说明:如果对某些物理概念、定义、定律理解得不是很透彻,就容易选择出违背物理学原理的答案。这就要求同学们在学习过程中不能满足于会背诵概念、定义和定律,应勤于思考,重视观察和实验。