律演示实验中，当小车质量远大于祛码质量时，可以认为小车所受水平拉力大小近似等于祛码包括祛码盘所受重力大小，从而得出小车加速度力和质量三者之间关系。这也是物理实验对条件种近似。伽利略忽略实际物体间存在摩擦力这事实，设计出在可靠事实基础之上理想斜面实验，基本上得出了惯性定律，推翻了亚里士多德力是维持物体运动状态原因观念，为牛顿力学体系创立铺平了道路质点模型引入为万有引力定律牛顿运动定律及力学理论建立了基础。此外，细绳轻杆轻弹簧则隐含了研究中绳子杆弹簧质量可以忽略不计，只需重点分析题中最主要研究对象。般振动是种很复杂过程，为了讨论振动现象，，近似法在物理学中应用孙浩钦指导老师，王中元副教授湖北师范学院物理与电子科学学院湖北黄石前言近似法是指在分析处理和研究些物理现象和问题时，根据所研究问题需要，忽略研究对象和问题次要因素，突出其主要矛盾和本质特征，科学合理地对所研究问题进行近似处理方法。近似法不仅是种常用解题方法和思维方法，而且也是物理学重要研究方法之。研究物理问题时，往往涉及许多物理模型，如结构模型运动模型相互作用模型等，对这些模型数学描述如果追求精确，处理起来常常感觉很棘手，但如果采用近似法处理，可使描述和运算简单化。但是，并不是说所有问题都要用近似法来解决。因此，在解决问题时要根据问题本身来选择方法。湖北师范学院物理与电子科学学院届学士学位论文近似法在物理学中运用必要性客观世界中物体间相互作用相当复杂，所遇到物理问题通常也都很复杂，同时会有许多因素在里面起作用。我们研究这些问题时不可能面面俱到，而只能侧重研究其中个或少数几个主要因素。如果要同时从各个方面对各个起作用因素都予以考虑，那么研究就很可能进行不下去。因此，要研究并解决物理问题，就需要建立个比实际情况简单但与实际情况相似，且具有些最主要特点物理模型。建立了物理模型之后，就要对物理模型进行处理，即对它赋予数学形式，进行求解。在此过程中，有些数学形式太复杂，无法计算，这时就需要进行各种近似，使问题简单化，这样才能得出明了简洁答案，暴露出所要研究问题中最主要物理规律和物理思想。物理学中常用近似处理问题方法在研究物理问题时，我们常常要用到各种各样近似法对来些物理问题来进行处理。下面列举些物理学中常常用到近似方法。在研究物理问题过程中使用近似处理方法物理学所研究对象和过程，往往不是处于自然状态实际客体和实际现象，而是采用科学抽象方法适当简化后建立理想模型和理想过程又由于物理学是门实验科学，在观察和实验中，限于当时仪器精密程度操作技术准确程度，从而不可避免地出现测量误差。因此，反映各物理量之间关系物理规律往往具有近似性，它们只能在定精度范围内足够真实但又近似地反映客观世界。物理近似方法主要指理想化方法，即在物理教学中通过想象建立模型和进行实验方法。通常物理现象和物理过程相当复杂，因此在分析物理现象和研究物理过程时，就要忽略次要因素，抓住主要矛盾，通过想象而抽象出个与实体特点相似物理模型，以便于研究分析问题，此即理想化方法。自然界物质，从宇宙天体到分子原子等基本粒子，从电磁场到引力场，无不处于永恒运动变化之中，将些复杂物理过程进行分解简化，近似抽象为简单易于理解近似过程。利用这个理想化近似过程，就能比较容易且相当准确地描述客观世界中真实物体运动规律。我们在研究物理规律，推导物理公式和结论时，如果完全依照实际情形推导，往往即繁又难。因此常常需要通过恰当取舍进行近似处理，简化推导讨程。湖北师范学院物理与电子科学学院届学士学位论文试证明在双缝干涉实验中，相邻两条亮纹或暗纹间距离为其中为光波长，为两条狭缝间距离，为挡板与屏间距离。图双缝干涉证明如图所示是双缝干涉示意图，与是两条离得很近狭缝，它们间距离为为光屏，它与刻有双缝屏相互平行，为中垂线上点，与双缝间距离为。现用单色激光束垂直照射双缝，点处定是明亮，这是因为点距离与等远，从和射出光，到达点路程相等，振动定得到加强，因此是亮。如果点是光屏上与点相邻亮条纹中心，那么点与及间距离，及间应满足关系式中为这单色光波长。从图中可以看出，，两式相减得由于远大于，远大于因此，所以，即。在研究物理问题时对条件进行近似处理方法力学中通常遇到光滑平面不计空气阻力忽略摩擦阻力等，实际上就隐含了研究条件各种近似，通常很难实现这种理想情况，这只是为了研究问题方便而假想。牛顿第定律就是物理实验大师伽俐略由理想实验得出伟大杰作。实验内容是把两个斜面对接起来，让静止小球沿个斜面滚下来，小球将滚上另个斜面。如果没有摩擦，小球将上升到原来致时高度。如果减小第二个斜面倾角，小球在湖北师范学院物理与电子科学学院届学士学位论文这个斜面上仍然要达到原来高度，但要通过更长距离。继续减小第二个斜面倾角，最后使它成为水平面，小球不可能达到原来高度，就要沿着水平面以恒定速度持续运动下去。伽俐略理想实验，以可靠事实为基础，经过抽象思维，抓住主要因素，忽略了次要因素，从而更深刻地反映了牛顿第定律这个自然规律。此外，在研究牛顿第二定律演示实验中，当小车质量远大于祛码质量时，可以认为小车所受水平拉力大小近似等于祛码包括祛码盘所受重力大小，从而得出小车加速度力和质量三者之间关系。这也是物理实验对条件种近似。伽利略忽略实际物体间存在摩擦力这事实，设计出在可靠事实基础之上理想斜面实验，基本上得出了惯性定律，推翻了亚里士多德力是维持物体运动状态原因观念，为牛顿力学体系创立铺平了道路质点模型引入为万有引力定律牛顿运动定律及力学理论建立了基础。此外，细绳轻杆轻弹簧则隐含了研究中绳子杆弹簧质量可以忽略不计，只需重点分析题中最主要研究对象。般振动是种很复杂过程，为了讨论振动现象，时为了简化实验，突出实验物理意义，对些要求不太高实验，在其设计上可采用近似法。在用近似法简化实验数据处理在物理实验中，因为测量数据时误差存在不可避免，在处理实验数据时，为了方便在允许误差范围内，常常对实验数据进行近似处理。例如用伏安法测电阻实验。根据欧姆定律，测量通过待测元件电流和该元件两端电压即可求出元件电阻，即，这种方法称为伏安法。测量中直流安培计串联在电路中，直流伏特计并联在待测元件两端，如下图。由于直流电表实际存在内阻，故电表接入会引入测湖北师范学院物理与电子科学学院届学士学位论文量误差。根据测量要求可采用安培计内接法图或安培计外接法图。安培表内接。如图所示电路，安培表测出是通过待测电阻电流，但伏特表测出就不只是待测电阻两端电压，而是安培表内接法安培表外接法图伏安法测电阻与安培表两端电压之和，即，若待测电阻测量值为，则有由此可知，这种电路测得电阻值要比实际值大。式中是由于安培表内接给测量带来接入误差系统误差。如果安培表内阻已知，当时，相对误差很小。所以，安培表内阻小，而待测电阻大时，使用安培表内接电路较合适。安培表外接。如图所示电路，伏特表测出是待测电阻两端电压，但安培表测出是流过电流和流过伏特表电流之和，即。若待测电阻测量值为，则有由上式可知，这种电路测得电阻值要比实际值小。式中是由于安培表外接带来接入误差系统误差。若伏特表内阻。当时，相对误差很小。所以，伏特表内阻大，而待测电阻小时，使用安培表外接较合湖北师范学院物理与电子科学学院届学士学位论文适。由以上分析可知用伏安法测电阻时，由于安培表和伏特表都有定内阻，将它们接入电路后，就存在着接入误差系统误差，所以测得电阻值不是偏大就是偏小，两个相比较，当时，采用安培表外接电路有利。应说明是，待测电阻阻值大小是相对于所用仪表内阻来说。量程大安培计内阻小，量程小内阻大量程大伏特计内阻大，量程小内阻小。但量程大电表每小格表示安培数或伏特数较大，对于很小电流和电压读不出较准确值来。除电表内阻对测量结果影响外，电表准确度不同级别对电阻测量也会带来误差。在伏安法测电阻这个实验中，不但对电压表和电流表都忽略了其内阻进行了近似处理，还对实验中各式各样误差进行了近似处理。例如在用油膜法测分子大小实验中，需要测量出油膜分布面积大小，般将油膜分布图形在坐标纸上进行投影，每格正方形大小为，通正方形方格来计算出油膜面积大小。分析先计算完整格格数和不完整格格数，将不完整格数做近似处理将面积等于或超过小正方体半格当作个，将面积不到半格子数忽略掉，再由格子数目来计算出图形面积。如此作近似处理可以估算出油膜面积。结束语从以上讨论可以看出，近似法在物理学中有广泛应用。通过近似处理手段，抓住了所研究问题本质属性，简化了求解过程近似法是研究物理问题基本思想方法之，具有广泛应用，善于对实际问题进行合理近似处理，是从事创造性研究应培养重要能力之。近似法不是谬误不可靠，而是具有科学性。用近似法基本要求是必须突出原型本质特征，忽略次要特征，摒弃千扰因素，合理地建立近似模型，合理地简化物理过程，合理地近似处理计算结果。近似法使用，不但能简化物理问题，还可以抓住问题建立正确物理规律，得到最主要科学结论。它其实也是种物理思想，理解并应用这种物理思想对掌握物理知识有极其重要作用。在教学中，我们要不断地给学生灌输这种物理思想，灵活处理物理问题，善于对些复杂问题进行简化近湖北师范学院物理与电子科学学院届学士学位论文似，以培养学生抽象思维能力，使学生真正具备物理思想，为将来创新发展打下坚实基础。参考文献漆安慎，杜蝉英力学北京高等教育出版社，张杰建立物理模型探讨铜仁师范高等专科学校学报梁灿彬电磁学北京高等教育出版社，程