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西安工业大学2013届毕业生答辩 定性与半定量分析方法在大学物理课程教学中的应用 姓名：冯江梅 班级：091003 专业：应用物理学 指导老师：于锋 时间：2013-6-16 摘 要 本论文的创新点主要有如下三个：第一，通过例题的方式将定性与半定量的分析方法引入到大学物理课程的教学环节中；第二，自拟了三道能够采用定性与半定量分析方法处理的物理题目；第三，自行设计了电磁炉烧水实验，通过半定量的方法来讨论电磁炉烧水过程中的能量损失问题。 西安工业大学理学院 应用物理学 冯江梅 结 构 西安工业大学理学院 应用物理学 冯江梅 绪 论 西安工业大学理学院 应用物理学 冯江梅 研究背景 研究意义 国内外相关研究 主要研究工作 第 二 章 赵凯华的《定性与半定量物理学》中的分析法： 西安工业大学理学院 应用物理学 冯江梅 第 四 章 对称性分析法 在物理学中，物理规律在某种变换下具有不变性即为对称性。 西安工业大学理学院 应用物理学 冯江梅 第 四 章 数量级估计 主要不在“数”而在“理”，不追求数据精确而追求方法正确。 量纲分析法 据各物理量自身所必须具有的最基本的性质来分析和研究物理量之间所应具有的内在联系和物理关系, 从而导出它们之间可能存在的数量关系与数学形式。 类比分析法 概念和规律之间, 或意义相近, 或形式相似, 或有某种关联,。 西安工业大学理学院 应用物理学 冯江梅 第 四 章 图像分析法 在解答物理习题时, 如果能将题意用图描述出来, 可以使问题变得一目了然, 加深对题意的具体物理过程和具体物理现象的理解。 等效分析法 在效果等同的前提下,把实际的、复杂的物理过程变换成理想的简单的等效过程来理。 西安工业大学理学院 应用物理学 冯江梅 第 五章 西安工业大学理学院 应用物理学 冯江梅 对称性可解的题目 数量级估计可解的题目 类比分析法的运用 量纲分析法可解的题目 等效分析法可解的题目 电磁学、力学、光学中应用 第 五 章 西安工业大学理学院 应用物理学 冯江梅 第 六 章 定性、半定量物理实验： 定性、半定量物理实验是介于物理演示实验与普通物理实验之间的一类实验， 这类实验以观测为主, 测量的数据可不必记录、处理, 观测测量的目的是加深对物理概念、物理原理的理解和掌握。 西安工业大学理学院 应用物理学 冯江梅 第 六 章 定性与半定量研究实例： 为了更好的体现定性与半定量分析法在大学物理实验中的运用，本文对电磁炉烧水过程中的能量损失进行了研究，以下是烧一壶1650ml ，初始温度为24度 ，将其烧至沸腾时的数据。本实验用的是美的电磁炉。 西安工业大学理学院 应用物理学 冯江梅 第 六 章 结论： （1）热量损失的原因：电磁炉是采用磁场感应涡流加热原理。它利用电流通过线圈产生磁场，当磁场通过含铁质锅的底部时即会产生无数的小涡流，使锅体快速发热，金属导体在变化的磁场中因磁场变化而产生的感应电流，铁质锅应内阻大而发热，从而会产生热量损失。 （2）因热量损失系数与功率成正比，即就是：功率越大损失的热量就越多，由数据表分析得：使用1600W和1800W的功率让同样的一壶水烧至沸腾所用的时间几乎接近，但相比之下，1800W下所损耗的热量就多。所以，在日常生活中，既要烧水速度快，又要减少热量损失，电磁炉最佳的使用功率是1600W。 西安工业大学理学院 应用物理学 冯江梅 第 七 章 运用定性与半定量分析法自拟物理题： 例1 估算一间教室中的气体分子的数目。 例2 分子间存在着相对较弱的相互作用，苯分子是常见的分子，试对苯分子与Ne、CH4、NH3、H2O 之间相互作用能进行排序。 例3 试计算人在运动时的德布罗意波长。 西安工业大学理学院 应用物理学 冯江梅 第 八 章 对大学物理课程教学内容、方法改革的几点建议: 中国和美国大学物理教材的对比 结果：国内大部分是按分支学科设置教学内容, 美国大学总是由实验事实来引出新的物理概念；例题和习题的设置上，美国大学注重学生自信心的培养。 对大学物理教材及教学的几点建议： （1）教材中应加入更多的定性与半定量分析法的内容，在习题的设置上注重学生自信心的增强及创造性的培养;