定性分析与定量分析在物理中的不同与做用

1、定性分析与定量分析在物理中的不同与做用摘要：定性分析是对一个事物本质的认识方法，在物理学中的应用是非常常见的，在物理学中定性分析是一种常用的及其重要的方法，是研究物理问题的基础。故定性分析在物理学中的方法和作用对物理原理的深入研究是十分重要的。定量分析是一种以实验、数学符号、公式分析问题的基础思维方式是依据数据的统计来建立物理问题中的数学模型，并且用其计算出所研究对象的各项数值的方法，也就是说定量分析是在物理中成功的应用了数学的一门科学方法。Abstract:qualitativeanalysisisthewaysofunderstandingoneofthenatureofthings,th

2、eapplicationsinphysicsisverycommoninphysics,qualitativeanalysisisacommonandimportantmethod,isthefoundationofphysicalproblems.Thequalitativeanalysisresearchmethodsandeffectonphysicalprincipleinphysicsisveryimportant.Quantitativeanalysisisakindofexperiment,mathematicalsymbols,formulasbasedontheanalysi

3、sofmodeofthinking,isbasedonthestatisticaldatatoestablishthemathematicalmodelinphysicalproblems,andthemethodforcalculatingthevaluesoftheresearchobject,thatistosaythequantitativeanalysisissuccessfullyappliedinphysicalsciencemethodmathematics.关键词：物理学;定性分析;定量分析;不同;作用定性分析主要是凭分析者的直觉、经验、凭分析对象过去和现在延续的状况及最新的

4、信息资料，对分析对象的性质、特点、发展变化规律做出判断的一种方法，相比之下在物理学中定量分析是依据分析者统计的数据，建立的数学模型，并用建立的数学模型计算出分析对象的各种指标及其数值的一种方法。相比而言后一种方法更科学，但需要较高深地数学知识，而前一种方法虽然比较粗糙，但在数据资料不够充分或者数学基础比较薄弱时比较适用，在分析者日常的生活习惯和经验总结中就对一些物理知识的认识，及一些简单实验中总结出来的一些规律应用到物理现象的分析中，故更适合于初学者和数学知识比较薄弱的人。物理在整个定性研究的过程中，定性研究总是被按照如何将我们的现实以及我们对世界的印象概念来评价的。虽然这种研究物理的方法对认

5、识世界有很大的帮助，但因为是从事物的一种性质延伸到另一种性质，缺乏深入的思考基础，故已经超出了人们认知的能力。定性研究一般分为三个过程：分析综合、比较、抽象概括。定性分析研究法横跨了不同的主题，学科和领域它由一系列相关的复杂的术语和概念组成。在定性研究的范围内，包括了许多与文化研究和解释性的研究相互联系的定性研究视角下的多种方式和方法。定量分析把事物定义在了人类能理解的范围，有量而定性。在定性的基础上加入定量的特征，使人类认识对象有模糊变得清晰起来，由抽象变的具体化，正是由于定量特征的加入，那些抽象的概念在一定的范围领域内被全新的概念所替代。就算最后是需要应用定量方法进行解决的，也需要提前进行

6、定性分析。也就是说物理的研究方法离不开定性分析这一方法。定性分析在人们理清思路，系统的看待问题的方面也是十分重要的。物理学史上有很多经典的例子可以证明这一点。例如质子的发现。应用定性分析往往能够引发我们新的理解和认识，这些认识在物理上是非常重要的。因为定性分析是利用所学的物理知识和技能对相关过程中的物理量的变化做出非数值上的判断。“定性意味着一种对实体和过程的强调，同时其含义不能通过实验来考察，也不能以任何数字来测量”。他要求熟练的掌握基本的概念和物理规律。也要求拥有构建物理模型的能力和灵活应用物理及技能、分析推理的能力。定性分析没有确定量的界限，其强调物理的过程和性质，相较于定量分析在数据资

7、料不够充分或分析者数学能力较为薄弱时更为适用。应为定量分析要求更为精确的数据支撑，有的人觉的其相较于定性方法更科学，认识定量分析才是最重要的。我们必须指出这是非常片面的。定性分析和定量分析方法虽然对数学要求不同，但这不是把定性分析和定量分析分开来的因素，因为他们都是通过比较对照来分析问题和说明问题的。实际上现代物理定性分析方法一样要应用数学的工具来进行计算。而定量分析必须建立在定性预测的基础上，二者相辅相成；定性是定量的依据，定量是定性的具体化，二者结合起来，灵活应用才会取得更佳的效果。下面举几个例子来说明定性分析和定量分析在物理中的不同与作用：物理概念是客观事物的物理共同属性和本质特征在人们

8、头脑中的反映，是物理事物的抽象。而定性分析善于解决抽象的物理问题，通过分析、概括推理等方法的到结论。牛顿运动定律中的牛顿第一定律是通过分析事实，再进一步概括，推理得出的。他的内容是：一切物体总保持匀速运动状态或禁止状态为止。我们身边的任务总是要受到这个力或那个力的作用，不可能完全不受力的状态存在。因此不能用现实的实验来直接验证这一定律。从这一定律的发现过程可以知道理想实验是依靠定性分析的逻辑推理方法和充分发挥想象力，在思维上把客观的实验条件和研究对象可以理想化，抽象出来的一种理想化过程的实验。定性分析在对牛顿运动定律原理的应用上也有重要的作用。“如图所示物体在力F的作用下一起以相同速度沿F方向

9、匀速运动，关于物体所受摩擦力,下列说法正确的是（）”a1FF<f)i/图甲图乙A甲、乙两图中物体A均受摩擦力，且方向均与F相同B甲、乙两图中物体均受摩擦力，且方向均与F相同C甲图中物体A不受摩擦力，乙图中物体A受摩擦力，方向和F相同D甲乙两图中物体A均不受摩擦力用假设法分析：甲图中，假设A受摩擦力，与A做匀速运动，在水平方向合力为零不符，所以A不受摩擦力；乙图中，假设A不受摩擦力，A将相对B沿斜面向下运动，从而A受沿F方向的摩擦力。则真确的选项为C.一般而言，假设法解决此类问题时，先假定没有摩擦力（光滑时）看相对静止的物体间能否发生相对运动方向相反；若不能，贝假有静摩擦力，静摩擦力的存在

10、是为了使物体相对静止。物理学是一门以实验为基础的学科，其研究的是物质的普遍规律。在实施实验的过程中，需要对实验进行不断地分析和假设，故在研究这些基本规律时，需要定性说明实验现象，因为定性分析能够深入物理规律的本质，在定性分析实验时，能更好的抓住问题的重点。在实验开始时，需要明确实验目的，定性分析寻找物理规律和与之相关的基本物理量，在实验过程中对获得的数据进行分析、归纳、整合以得到所需要的实验目的。在验证牛顿运动定律的试验中，通过分析所得到的两辆相等的小车在相同时间内通过的位移与小车所受拉力的大小的关系，从而分析观察得到质量相等的物体的加速度与物体所受作用力大小的关系，再用控制变量法得到实验要求

11、数据后，在分析所得到的两辆受相同拉力作用的小车在相同时间内通过的位移大小与小车质量大小的关系，然后将结论记在试验中。在实验科学中穿插着“思想实验”。使它能够极度的简化和纯化，更有利于探索和揭示自然事物和现象的规律性，可以说“思想实验”是定性分析在物理实验上的非常重要的应用。只有由定性走向定量，才能更好的了解各种现象，也才能更好的预测各种现象的发展变化。慢慢的养成定量分析的习惯，经过定量分析，可能会更进一步的体会物理的奥妙。下面我们以举例子的方法说明定性分析与定量分析的作用。例如：“小球与地面弹性碰撞以原速率v反弹的系统动量守恒问题”。有人会认为地球保持不动，在碰撞前，小球与地球组成系统的动量之

12、和为mv，方向向下，碰撞后的动量之和为mv，方向向上，其总动量在碰撞前后发生了2mv量值的改变，这不是与弹性碰撞系统的动量守恒定律相矛盾了吗？定性分析：地球受到小球的碰撞后不是不动，而是近似不动，有一个极微小的向下的速度v'，设地球的质量为M，碰前不动，碰后的动量应为Mv'，方向向下，所以地球碰撞后的动量必须考虑进去。有人说：v'那么小，完全可以忽略不计，所以地球碰撞后的动量也可以忽略不计。此时定性分析无能为力，因为一个极大量与一个极小量的乘积可能为正常数值，也可能是一个极大量，还可能是一个极小量，这就必须由计算去分析。假设弹性小球的质量m0.1kg,落地速度为10m/

13、s,与地面发生弹性碰撞，第3页共6页物理与水电工程系物理专业11级年论文（设计）设地球质量为M二6X1024kg取向下为正。设小球碰撞前速度为V,碰撞后速度为1v'1根据第#页共6页mv=Mv'一mv',111mv22i二-Mv'+-mv2.221可得v'1沁10m/s,v'沁x10-24m/s.3地球以这么小的v'在动，v'当然可以忽略，但是碰后地球的动量不能忽略。碰撞前小球的动量为mv=1kgm/s,系统动量为1kgm/s.碰撞后小球动量1为mv'=1kgm/s,地球动量为：1Mv'=6XIO24xx10-24

14、kgm/s,系统动量为Mv'-mv'=1kgm/s.1碰后地球与小球的总动量与碰前总动量相同。故地球碰后的动量不能忽略，那么地球碰后的动量能否忽略呢？这仍需要定量分析。碰后地球的动能为2Mv'2=2（Mv'）v其中Mv'二2kgm/s,是一个有限量，一个有限量乘一个极小量，其结果一定极小。通过计算可知，小球碰前、碰后的动能均为5j，地球碰后的动能为-X10-24j,比起5j来完全可以忽略不计。3定性分析在物理中有非常重要的作用，在科学中有着不可忽视的地位。但定性分析在实际上也存在着不足之处，由前面所作的研究我们可以知道用定性分析的方法与定量分析的方法解决

15、物理问题的重要性。定性分析相较于定量分析解决问题更简单，所用计算更加容易，在物理学中某类问题只能用定性分析的方法来解决。例如：在物理问题中涉及大于、小于、增加、减小等问题或结果为非具体数值时定量分析往往不适应。定性意味着对实体的性质和过程的强调，强调理论结合实践。其强调社会建构性和研究的价值承载性质，要求应用所学理论，结合实验现象进行进一步实践。而定性分析更胜于理论研究和解释实验现象，可以说定性分析在物理学中的作用优势是非常明显的，但他仍有不足，相比较而言定量分析方法依靠更精密的数据来建立数学模型和高深得数学方法来计算分析对象的所要求的数值结果，形成对物理问题的判断和解释，其结果更加科学，严密和准确，定量分析的方法使人们对物理学的研究对象由模糊变得清晰起来，使抽象的物理问题变得具体化而定性分析主要凭分析者的直觉和经验描述性的资料作为研究问题的对象，这些资料大多都有模糊性和不确定性，且受前一步问题的影响较大，可以说是一错再错。不同的学习方法各有其不同的特点与性能，但是都具有一个共同之处，既他们都是通过比较对照来分析问题和说明问题的。正是通过对各种指标的比较和不同时期对同一指标的对照才反映出数量的多少，质量的优劣，效率的高低，消耗的大小，速度的快慢等等。所以在物理学中定性分析与定量分析