时间:2023-09-14 09:20:54
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第一种类型:适用范围存在着明确的界限。如用伏安法测电阻通常有两种接法:安培表的外接法和内接法。在具体涉及到接法选择的问题时,从相对误差的角度分析,这两种接法之间存在着明确的界限:当RX< 时,采用外接法误差较小;当RX> 时,采用外接法误差较小;而当RX= 时,两种接法是一样的。
第二种类型:适用范围不存在明显界限,但因实际需要,做了人为规定。如求解单摆振动的周期公式在给出了结果T=2?仔的同时,也对适用范围做了明确规定,即摆角小于10°,单摆做简谐运动,只要在振幅很小的情况下都可以,并没有一个明确的界限,但既然已经做了摆角小于10°的规定,这就要求把这个条件和T=2?仔合在一起才构成了这个物理规律的完整内容。
第三种类型:适用范围不存在明显界限,也未做出具体的人为规定。
经典力学中的牛顿运动定律只适用于解决宏观低速物体的运动问题。然而在微观领域里,对于高速运动的粒子来说,尽管经典力学已不适用,但这时并没有明确地规定物体的速度多大时就必须改用相对论力学。
以回旋加速器为例,当粒子速度被加速到一定值时,粒子质量发生变化,由T=得,T不再是常数,这时如果加在D型盒两极间交变电场的频率不变的话,粒子不再能被同步加速。所以在这类问题中相对论效应是不能忽略的。且如果粒子的动能相同,则粒子质量越小,速度便越大,相对论效应也越显著。如能量达到0.2MeV的电子,其质量达到其静止时质量的1.5倍。
再如理想气体的状态方程,只适用于压强不太大,温度不太低的情况,但这同样也没有明确规定具体的压强和温度范围,因此,如果在极低温或超高压的条件下仍然将实际气体当做理想气体处理就会严重背离实际情况,造成极大偏差。
2、如何准确地描述物理规律
公式、图象和表格当然是描述物理规律的三种主要方式,但对于如何实现将物理规律准确描述。还要有一些符合实际的具体方法。
2.l 建立理想模型和利用理想化条件
物理理想模型是为了便于研究而建立的一种高度抽象的理想体,它完全忽略了次要方面的矛盾和特征,突出了客观事物的主要矛盾和主要特征。使用理想模型,可以使问题的处理过程大为简化而又不会发生大的偏差。理想化条件是建立理想模型的必要手段,比如在研究几何光学时,可以完全忽略因透镜对不同色光折射率不同而出现的色散现象,就是一种理想化条件。但如果所研究的问题中出现的实际情况与理想情况相差甚大,就不能随意外推,扩大使用理想化条件的范围。比如在研究抛体运动时,若以 20°仰角,550米/秒发射一枚炮弹,从理论上计算其射程为19.5千米,但实际射程只有8.1千米。说明对速度很大的物体是不宜使用空气阻力忽略不计的理想化条件的。
2.2 多因素问题忽略次要因素和复杂问题的简化处理
用重力代替了引力的问题:由于地球自转的影响,万有引力在垂直地轴方向的一个分力要提供地球自转的向心力,另一个分力才是所谓的重力,根据力的合成的平行四边形定则可以得到以下结论:在两极(大小相差最大的地方)大小差值不超过3‰,在45°纬度圈上(方向相差最大的地方),偏角不超过6′,因此,在一般计算中用重力代替万有引力是完全可以的。