——〔美〕李政道
一、物理基础知识学习方法
要学好物理、考好物理，我们首先必须学习好物理基础知识。中学物理的基础知识包括密切相关又有所不同的两个方面：物理概念和物理规律。要想学好物理概念和规律，必须掌握正确的学习方法。
1.观察、认识和了解物理现象的方法
物理现象就是发生在自然界和实验室中与物理有关的实际现象。物理现象的观察对于物理学习具有基础的地位。学习物理首先必须了解客观世界是什么样子，而只有通过对物理现象的观察才能做到了解。另外，只有观察大量的物理现象，才能理解理论的事实依据和适用范围，才能借助范例顺利地应用理论去解释新的现象，并在此过程中检验物理理论正确与否。
物理学的发展史表明，观察是人们认识客观物质世界的初始。早期，天文学的哥白尼学说就是以天文观察为基础而建立起来的。开普勒则以第谷·布拉赫的观测数据为基础，总结出行星运动三大定律。哈雷根据牛顿的引力说，收集大量的彗星观测记录，并亲自进行天文观测预测了哈雷彗星的周期。在我们学习物理学知识的过程中也应该观察大量的物理现象。如观察跷跷板和钓鱼杆可以认识杠杆，观察物体落地可以认识自由落体运动，每天照镜子可以认识平面镜成像规律……
有时候，你会觉得观察到的现象和已经学习过的知识原理有矛盾。此时切莫轻易放过，而是应该深究一下是真有矛盾还是假有矛盾。如果真的有矛盾，仔细分析产生矛盾的原因是什么。通过这样一番观察和思考，你的认识就会深入一步。
很多杰出的物理学家都非常重视观察物理现象，并在观察物理现象的过程中培养出了敏锐的观察力，并最终依靠敏锐的观察力做出重大的贡献。所以，有必要再次提醒大家在学习物理知识的过程中，要重视对物理现象的观察。
2.学习和理解物理概念的几种方法
中学物理中有大量的概念，如力、质量、速度、压强、电场强度等等。这些物理概念反映了大量物理现象、物理过程等客观事物中最本质属性的东西。为了使自己深刻理解物理概念，并能够灵活地运用概念解决物理问题，应该注意以下几个方面。
(1)弄清概念的引入依据
物理概念是一类物理现象的共同特征和本质属性在人脑中概括和抽象的反映。所以，物理概念并不是自然界本来就有的事物，而是为了研究的方便而引出的。物理概念存在的根本原因是因为这个概念是有用的。例如，在学习了功之后，尽管我们可以计算出物体做功的多少，却不能表示出物体做功的多少。这时，就需要引入“功率”的概念。另外，在很多情况下，物体单位面积上所承受的压力的大小比该物体所承受的总压力的大小更有意义，所以就引入了压强的概念……正是因为物理概念因其有用而产生，所以，当我们学习物理概念时，在感知物理现象之后，一定要弄清概念的引入依据，从而为我们深刻地理解物理概念奠定良好的心理基础。
(2)对物理定义要作准确的理解
物理概念，尤其是物理基础概念来之不易，往往是几千年人类智慧和科学认识的结晶。比如力的概念，古人甚至很多现代人都把其理解为和人的主观体验直接相联系的“力气”。亚里士多德以后的很多学者还一直认为力是维持物体运动的原因，并且这种认识统治科学界达2000年之久。直到伽利略、牛顿时代，物理学家才认识到物体本身就具有维持原来的状态(包括运动状态)不变的属性——惯性，而力是改变物体运动状态的原因，才形成了科学的力的概念。再说能的概念，虽然伽利略已经有了初步的机械能守恒的意识，但直到19世纪初期才有了功和能这两个词，到了19世纪中期，在研究了摩擦生热、电流的热效应和化学效应以及生物的生理过程后，才渐渐形成了能量转化和守恒的观念，有了科学的能的概念。
正是由于物理概念特别是基本概念的形成经历了长期的过程，经历了历史的考验，是经过人们的思维活动精雕细刻的结果，所以，物理概念往往都非常精练，我们在理解这些概念的时候也必须咬文嚼字。例如，物理课本中力的定义是：“力是物体对物体的作用。”定义中“物体对物体”说明：第一，没有物体就不存在力。第二，力的作用产生在两个物体之间，一个物体是施力物体，一个是受力物体。第三，由于在定义中并没有说明哪一个是施力物体，哪一个是受力物体，所以，定义中包含了力的作用是相互的这层含义。再如加速度的定义是：“加速度表示物体速度变化的快慢程度。”在学习这个定义时首先要明确物体的速度是有变化的，不同的运动物体其速度变化的大小是不一样的，而且即使变化的大小一样，不同的运动所用的时间也是不一样的。对于这一概念我们要特别注意加速度并不是表示物体速度变化大小的物理量，而是表示物体速度变化快慢程度的物理量。从以上这些分析我们可以看出，对物理定义进行咬文嚼字式的理解，的确有助于我们全面、深刻地理解物理概念的含义。
(3)避免对科学概念形成的干扰
①避免日常的错误观念的干扰。
人们对知识的学习总是建立在以前知识经验的基础上，因而，知识的学习总是或多或少地受到以前知识经验的影响。在物理概念的学习过程中，人们日常的物理观念也自然而然要发挥其影响作用，其中错误的观念对形成正确的物理概念有干扰作用。如认为重的物体比轻的物体下落得快；认为甲推倒了乙，是因为甲推乙的力量比乙推甲的力量大；认为冬天在室外摸铁比摸木头凉，是因为铁比木头的温度低；等等。我们在学习物理概念的时候，一定要主动分析自己已经有的物理观念是不是正确的物理观念，并通过对大量的实例的认真分析，找出日常观念的错误所在。例如，一个小铁球没有一床棉被的质量大，但小铁球在空气中比棉被的下落速度快，说明重物体的下落速度未必快。只有这样，才能避免日常的错误观念对形成正确的物理概念的干扰。
②避免日常的生活概念的干扰。
在日常生活的过程中，人们也会形成一些生活概念。这些生活概念往往与个人的生活经验相联系，含义比较模糊，在表达上常常有一词多义的现象。但这些概念并不能算错误，因为在具体的情景下，人们能够理解它的含义。例如惯性的概念，在生活中，惯性容易和“习惯”联系起来。同样的人，惯常的行为越明显，习惯就越强，这种行为的改变就越困难。这种习惯的含义会不知不觉地影响我们对惯性的理解。如，我们常常说，静止的物体没有惯性，物体运动了才有惯性，运动的速度越大，惯性越大。再如，汽车转弯时，乘客会向一边倾倒，其原因是什么呢？不少人肯定会说，是由于离心力的作用。像惯性、离心力这样的概念，人们在日常生活中常常用到，并且绝对不会引起人们的误解。但是，我们学习了物理学以后就知道，物理学中的惯性是任何物体都具有的性质，其大小仅仅与物体的质量有关。质量越大，惯性越大，其运动状态的改变就越难。惯性可以在运动或静止的一切状态中表现出来。而离心力的概念，在物理学中就不存在。因为，力是物体对物体的作用，而所谓的离心力，是根本找不到施力物体的。由此看来，日常概念和科学的物理概念是有区别的。那么，我们为什么不采用生活中的日常概念，而要费许多时间来建立科学的概念呢？因为，科学的概念准确，不会引起误解。但另一方面，由于生活概念早早地扎根于我们的内心深处，并且具有一副似是而非的面孔，而更容易造成消极影响，所以，我们必须努力排除日常概念的干扰，逐步建立起科学的物理概念体系。
(4)通过对比区分相关的物理概念
物理学中有一些概念名词相似，或者意义相似，如压力和压强，热能和热量；有一些概念意义相近，而且概念间有经常性的联系，如压力和重力，温度和热量，平衡力和作用力与反作用力；还有一些概念之间存在着逻辑的上下级关系或者其他关系，如力和重力。用对比的方法区别这些概念，有助于消除概念间的模糊、混乱与张冠李戴，深刻把握这些近似概念的本质含义以及概念之间的关系。
例如，压力和重力就是一对近似的概念。由于物体受重力，能够造成对支持物的压力，当物体静止在水平面上时，它对支持物的压力等于物体受的重力，所以有人容易把压力混同于物体受的重力。但是通过对比我们可以发现，这两个概念的性质不同，因为其方向不同，作用点不同。重力是由于地球的吸引而使物体受到的力，发生在物体和地球之间。而压力是由于接触物体的挤压而产生的，发生在相互挤压的物体之间。在方向上，重力的方向始终向下，而压力的方向垂直于受力面，不一定向下。在作用点上，可以认为重力的作用点在物体的重心上，而压力的作用点在受压物体的接触面上。
再如，重力、压力、拉力、支持力、摩擦力、弹力都是力的下级概念。通过对比可以知道，压力、拉力、支持力都是弹力，而重力和摩擦力就不是弹力。而只有通过这种对比，我们才能轻松地把握这一系列概念的相互关系，形成概念之间相互联系的网络结构。
(5)注意区分物理概念和数学概念
由于物理学和数学之间具有紧密的关系，所以，不少物理概念有数学表达式。一些物理概念的数学表达式形式一致，但表达的物理意义不同。例如，密度和压强的定义式的数学形式一致(分别为ρ＝m/V，p=F/S)，表达的物理意义不同。就密度而言，它反映了某种物质的一个固有属性，这种属性不是由该物质的质量和体积决定的，物质的密度与物质的质量和体积之间仅仅存在计算关系；而就压强而言，压强和压力、面积之间不仅存在上述的计算关系，而且存在物理的关系；压强和压力成正比，和面积成反比。所以，我们在理解物理概念的数学表达式的时候，必须把这个表达式的数学意义和物理意义区分开来。
(6)注意把握概念的特征
物理概念都是从一定的角度来揭示物理现象的本质。把握概念的特征，就是把握了概念的描述问题的角度。物理概念所描述的物征，不外乎以下几个方面：
①固有特征。例如，质量概念反映了物质本身的固有特征，它不随物体的形状、状态、位置的改变而改变。
②方向特征。例如速度概念不仅涉及大小，还涉及方向。匀速圆周运动不能认为速度总相同，因为运动的方向在不断地改变。
③状态和过程特征。如压强、体积描述气体的状态；动量、动能描述机械运动的状态。有些概念描述物理对象的过程，如位移、功等。
④相对特征。如，位移、速度等都是相对于选取的参照系而言的。
⑤统计特征。如气体压强、物质温度、物质波等，都揭示的是大量微粒所服从的统计规律，讨论单个粒子在这些概念上的量的大小，没有任何物理意义。如果我们了解了物理概念的这些具体特征，就等于把握了这个概念究竟是从哪个方面来描述物理世界的，必将有助于我们对物理概念的认识。
3.如何学习和掌握物理规律
物理规律是一类物理现象及物理过程本质的、必然的联系。物理规律包括定律、定理、方程和法则等，如牛顿三定律、动能定理、理想气体状态方程、左手定则、右手定则等都是物理规律。物理规律的学习方法包括以下几个方面。
(1)准确把握规律叙述的内涵
物理规律在表达方式上往往非常精练，但物理规律往往有很丰富的内涵。准确地理解物理规律，必须注意准确把握物理规律叙述中的丰富内涵。
例如楞次定律：“感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化”。对该规律的理解应抓住以下几个方面。
首先，是“阻碍”二字，感应电流的磁场只能是“阻碍”引起感应电流的磁通量的变化，而不是“阻止”。若原磁通量增加，则感应电流磁场方向与原磁场方向相反，使磁通量慢慢增加，若原磁通量减少，则感应电流磁场方向与原磁场方向相同，使磁通量慢慢减少，但不可能阻止磁通量的增加和减小。
其次，阻碍的是引起感应电流的磁通量的“变化”，特别要注意“变化”二字，这里感应电流的磁场阻碍的是引起感应电流的磁通量的变化，而不是阻碍原磁通量。如果原磁通量不变化根本就不可能有感应电流，也就谈不上阻碍原磁通量。
第三，从定义中可以看出三个物理量之间的具体关系：电流强度跟电阻成反比，跟电压成正比。就是电压和电阻决定了电流，同时它们之间在数量上存在着正比、反比关系。
(2)把握规律以及规则变形的物理意义
物理学中大量运用物理公式，物理公式是用数学语言表达出来的物理规律。公式本身只是一种数学形式，并且具有一个甚至几个变形。但物理规律(及其变形)与数学关系式毕竟不同。在数学关系式y=kx(k为常数，其变形为x=y/k)中，如果把x作为自变量，那么y就是x的函数，如果把y作为自变量，x就是y的函数。但对于用物理公式表达的物理规律而言，并不存在这种“灵活性”，它不仅表达了物理量之间的数学计算关系，更重要的是表达了确切的物理意义。
当我们遇到用公式来表达的物理规律时，必须理解该物理公式的物理意义。应该理解公式依托着怎样的物理事物(模型)，弄清公式中各个字母的含义，以及公式如何表示物理事物之间的关系。例如，弹性定律：“在弹性限度内，弹簧的伸长与弹簧所受到的拉力成正比，跟弹性系数成反比。”其数学表达式为：y=kx。对于这个公式我们应该这样理解：首先，这个公式反映了弹簧的伸长、拉力的大小、弹性系数三者之间的关系；其次，公式中的y表示的是弹簧的伸长，x表示的是拉力的大小，k表示的是弹性系数。公式描述了三个物理量的如下关系：拉力是引起弹簧伸长的原因，弹簧的伸长是拉力作用于弹簧的结果；弹簧伸长的长度是由拉力的大小和弹性系数共同决定的，弹性系数不是由弹簧的伸长以及拉力的大小决定的，在弹性限度内，拉力越大，伸长越长(正比关系)，弹性系数越大，伸长越短(反比关系)；弹性系数是由弹簧本身的性质决定的，对于同一个弹簧来说，弹性系数是一个恒定的量；我们可以利用三个物理量之间的数学计算关系，根据弹力的大小和弹簧的伸长值测定弹簧的弹性系数。
(3)准确把握物理规律的适用范围
物理规律总是在一定的条件下认识总结出来的，它带有条件性，因而是相对的。无论是对规律进行理解还是去运用物理规律，都必须注意物理规律的使用范围。
对于物理规律的适用范围的考察，要注意如下三种情况。情况之一是，有些物理规律本身已经明确说明规律的适用范围。如帕斯卡定律已指明其压强是加在“密闭液体”上的压强，电阻定律的成立条件是“在温度不变时”，透镜成像规律的成立条件是“薄透镜”。在这些条件下，物理规律的使用范围最容易把握。情况之二是，有些条件是在发现物理规律时不知道的，或者是在我们学习引进规律时没有考虑的。例如欧姆定律是在金属导电的基础上总结出来的，对于其他导体是否适用还要经过实验研究。实验结果是：欧姆定律还适用于液体但对气体就不适用了。牛顿第二定律，是在人类认识相对论和量子论以后，才发现它只适合于宏观低速运动的物体。在这种情况下，把握物理规律的适用范围就不能仅仅局限在有限的适用的范围内，必须丰富自己的物理学知识，以便从一个更宽广的背景中理解和把握这些规律的适用范围。情况之三是，严格说来，某种物理条件下并不适合运用某个物理定律，但是，在实际的操作上运用这个定律也可以获得近似的效果，在该条件下可以运用这个定律。如：万有引力定律仅仅适合于计算质点之间的万有引力，因而严格说来，不能用万有引力定律来计算地球和月球之间的万有引力。但由于地球和月球的大小相对于两者之间距离来说太小，所以，可以把地球和月球看作是质点，运用这个定律来计算地球和月球的万有引力。其他的，如把在空气中由静止开始下落的物体的运动看作自由落体运动，也是一种近似的方法。所以，我们应该把握物理规律在什么样的近似条件下可以运用。这样，可以使实际物理问题的解决大大简化，并培养我们思维的灵活性。
(4)掌握规律之间的联系
物理规律是通过描述物理概念之间的关系来解释自然现象的。以物理概念为中介环节，相同或者相关领域的物理规律就可以形成相互联系的网络。物理知识的这种系统性使得相关的物理规律具有相互验证的性质，一般的物理规律可以用最基本的物理理论、物理规律推导出来，或者给予解释和说明。物理规律之间不会出现相互矛盾。
例如：我们要求一个物体落地时的速度，我们可以用运动学公式来求，也可以根据机械能量守恒来求，最后我们将会得出相同的结果。再如在证明闭合电路的一部分导体切割磁感线产生的感应电动势E＝BLυ时，我们可以利用法拉第电磁感应定律证明，也可以利用能量守恒来证明。
物理规律之间的相互联系给了我们这样的启示：当我们学习新规律后，要注意它与原有知识的联系，使新知识成为知识系统的一部分，加深对知识的理解。规律的相互联系还为我们提供了下面的可能性，即当我们面临某一个物理情景时，可以由运用某一规律转而运用另一规律。并且可能正是因为我们转换了一个视角，原来不能解决或者解决起来很麻烦的问题，就变得容易解决了。
4.把所学的物理知识组织成一个知识系统
任何知识都不是孤立的东西，它总是某个知识系统中的一个有机部分。所以，我们在学习每一门知识的过程中，都要善于把零散的知识放到整体中去认识、了解和掌握。这样才能真正地学好它。因此，在学习整个物理学知识的时候，应该注意随时对物理知识进行组织，以便形成知识系统。也只有这样，我们才能促进物理知识的扩展，由点到线，全面地掌握知识；才能使自己的思维处于非常灵活、敏捷的状态，在解决问题时才能从不同的角度、不同方位去思考，掌握思维的方法和技巧，举一反三，触类旁通，发展思维能力。
实践表明，学生在学习完一部分内容后，根据自己的理解画出体系图是对物理知识进行组织，形成知识系统的一种非常有效的方法。一般说来，一个好的体系图应该反映出如下三个方面的内容：知识的总体系，知识的主干和分支以及重点知识的层次。图5-1就比较系统地表示了高中力学知识体系，表述了各个知识点的位置和层次。
图5-1高中力学知识体系
由图5-1可以看出，高中力学知识的总体方面：①力和运动之间的关系问题是力学的中心问题；②通过描述运动的物理量(右起第三列)和表示力的效果的物理量(左起第二列)，全面系统地揭示了力和运动之间多重因果关系的基本规律(左起第三列)。在知识的主干和分支方面，可以看出：A，牛顿第二定律是力学体系的核心，以它为核心，交汇点的纵列和横排是知识体系的主干，其余部分则为相对独立的分支，B，牛顿第一定律是牛顿第二定律的起点和基础，而动量定理、动能定理、机械能守恒定律、动量守恒定律是以牛顿第二定律为基础的推理系统。在高中力学重点知识的层次方面，平行四边形法则、牛顿第三定律、机械能守恒定律、动量守恒定律、加速度、运动、匀变速直线运动等，用粗线方框标出的概念或者规律是高中力学的重点知识。
当然，由于不同的人在认识以及表达方式上都存在差异，所以，同样的知识表达出来的层次图会有差异。但只要他们对物理知识进行组织时注意了以上的三个方面，并且注意把这些外在的组织形式转化为内在的知识结构，就一定能够大有所获。
二、物理基本技能的学习方法
根据高考“考试说明”的要求，物理学科考试对考生是以能力考查为主的。所以，在学习中，我们也要把物理基本技能的学习放在重要的位置上，要把知识和能力紧密结合起来。
物理学科对培养能力的要求主要体现在：思维能力、实验操作能力、运用数学知识解决物理问题的能力等方面。
1.物理思维技能的学习方法
物理学中的思维技能，是我们学好物理的一个重要的前提条件。这一前提条件要求同学们针对物理学本身的特点，学习物理学中的一些特殊的思维方式。这些思维方式主要包括下列几个方面：
(1)分析综合法
分析和综合是抽象思维的两种基本方法。分析就是把事物、现象、概念等划分成简单的部分，找出其本质属性或因素；综合即把各自独立而相互联系的事物或现象进行归纳整理，从而对这一物理现象或物理过程获得全面、完整的认识；分析综合法是自然科学中通常采用的基本逻辑思维方法，物理学习的过程当然不例外。
分析综合法的第一个主要过程是分析。物理学上的分析包括物理量的分析、物理对象的分析和物理过程的分析。
分析与综合是相互联系的，不应将两者截然分开。很多情况下，可以对研究对象先隔离分析再综合，或先综合后再隔离分析。对一个物理对象或物理过程是否分析，怎样分析，往往是通过综合、全面的考虑后作出的。例如，在静力学问题中，研究叠加体所受的地面的摩擦力，可将叠加体看成一个整体，而不对它们的相互作用力进行分析；在利用能量守恒解决问题时，单个物体机械能不守恒而整体机械能守恒，这时，就应按整体列机械能守恒方程。所以，分析应该是综合的分析，在分析时应有全局观；而综合则应该是建立在分析的基础上的综合，要防止漏掉物理现象或过程的关键环节。
分析综合法的一般程序是：
①综合性分析，判断问题的性质与类别。就是对问题进行初步的定性分析与综合，判定问题的性质与类别，由此得到对问题的整体性认识。
②选择问题的解决方案。就是在对问题获得初步认识的基础上，根据所学的物理学知识，找出解决问题的可行的途径，从而确定解决问题的方法。
③具体分析。暂时切断整体中的各个部分、过程中各阶段的联系，分别进行分析。如有必要就分别建立各自相对的物理方程。
④综合。在分析的基础上，恢复各部分的联系，从各部分的关系出发建立新的方程，最后解决问题。
(2)理想化法
理想化的方法在物理中应用非常广泛。它的具体方法是：进行分析，找出本质和进行理想化。理想化的方法包括物理条件理想化和建立物理模型。
物理条件理想化又称为理想化(思想)实验。例如，17世纪之前，人们普遍认为力是维持物体运动的原因。伽利略通过对实例的观察，发现这种认识是错误的。为了弄清实际规律，伽利略设计了“斜面实验”，让小球从一个斜面上滚下来，接着又滚到另一个斜面上，如果斜面和小球表面都很光滑，小球就可以达到同第一个斜面几乎相同的高度。减小第二个斜面的倾角重复上述实验，小球仍要达到几乎同样的高度，但移动的路程更远了。若倾角减为零(水平放置)，小球的移动距离非常远，随着斜面与小球之间的摩擦逐渐减小，这一距离就逐渐增大。于是，伽利略开始推论，如果没有摩擦力，小球在第二个斜面上能达到的高度等于第一个斜面上的初始高度，同理，如果没有摩擦，从第一个斜面上滚下来的小球，将在水平面上永远不减速地运动下去。伽利略就运用逻辑推理的思维方法，得到一个普遍的结论：力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因，从而纠正了人们长期以来对力的错误认识。
这就是一个理想化实验。
在滑冰的时候我们可能有这种体会，就是冰面越光滑，我们以一定的初速度滑出去以后越难停顿下来。我们可以这样推测，如果冰面是绝对光滑的，那么我们就可以无限地滑下去了。
其实，在现实的条件下，绝对光滑的平面是不存在的，所以这种想法是严重地脱离现实的。这种实验只能是在观念中进行，所以又称为理想实验。由于理想实验的方法是物理学研究中的一种常用的方法，我们在学习物理时也应该自觉运用这种方法。
物理模型是运用理想化实验的方法建立起来的模型。如匀速直线运动、匀变速直线运动、透镜、简单机械、连通器等，都是把一些次要因素忽略而理想化形成的物理模型。这些物理模型使物理问题的研究过程大大简化，实际上也是对物理现实的一种近似处理的方法。
当然，能否运用物理模型，即能否进行近似处理需要有一定的条件。例如，只有当两个物体之间的距离比两物体本身大很多的情况下，才能把两个物体当作质点。虽然地球和太阳都很大，但在进行万有引力的计算时，地球和太阳之间的距离使得这两个星球本身的大小显得无关紧要，地球和太阳都可当作质点。另外，当物体平动时，而且我们也关心的是整个物体的运动，由于它的各个部分的状态完全相同，所以也可当作质点。但是，如果两个物体的距离不那么大，那么，虽然物体本身并不大，计算两个物体之间的相互引力就不能当质点来处理了。
(3)等效法
以效果相同或相当来研究问题的方法就叫等效的方法。如在空气中把物体挂在弹簧秤上，弹簧秤上的示数就是该物体受到重力的大小。因为这时候，弹簧秤受到的物体的拉力等效于物体受到的地球的引力。如果把物体完全浸入到液体里，弹簧秤上指示的数便等效于物体受到的重力和浮力的合力。再如，人们常说家用电器电源两端的电压是220伏，实际上并非电源两端的电压时时刻刻都是220伏，因为交流电的电压会周期性地波动，只是说电源两端的电压在效果上相当于给用电器两端通上220伏的直流电。由于等效的方法为我们研究物理现象、解决物理问题提供了很大方便，因而我们在物理的学习过程中也应该学习这种方法。
(4)类推法
由两类事物在某些方面特性相同或相似，推测出它们在另一些方面的特性也相同或相似的方法，叫类推法。由于物理现象之间，甚至相距甚远的物理现象之间都存在着不少相似之处，故在物理学中类推法也常常得到运用。在物理学习的过程中，我们可以运用此法帮助我们理解、掌握物理知识。例如，水压和电压有类似之处；在串联以及并联电路中，电压以及电流强度与水流有诸多相似之处。正是由于重力和电场力具有相似性，因此它们之间可以进行类比。通过类比，我们可以将非常抽象、难懂的知识变得形象直观，加深记忆和理解。
在学习类推法时，我们要注意的是：首先，必须弄明白两类现象之间能够类推的原因。例如，电流可以用水流进行类推，是由于水流和电流都是物质粒子的定向运动，电荷的定向运动是受电场力的作用，水粒子的运动是由于受到重力的作用；其次，类推要在一定范围内进行，要防止过分类推。例如：轻杆、轻绳和轻弹簧都有弹力，结构相似，但对这种物品的性质就不能过分类推。轻杆不仅可以产生纵向弹力，还能产生横向弹力，故弹力的方向不一定沿杆；轻绳和轻弹簧的弹力在方向上有可类推之处，但轻绳一般不考虑伸长，但弹簧的伸缩却是不能忽略的。再如，电场力和万有引力的计算之间存在着可以类推的因素，但如果有人在计算两球形带电体间的库仑力时，像计算两球之间的万有引力那样，把两个球心的距离作为电荷相互作用的距离，这就犯了过分类推的错误。
(5)想像训练法
想像可以在物理的学习中发挥重要作用。在概念的形成过程中，新感知的现象要进一步加工成头脑中具有较高概括水平的物理表象，同时头脑中的原有表象也在进行组合或改造，与新表象融合在一起，形成既形象又概括的物理概念图景。在中学物理的学习中要形成“理想气体”、“质点”等物理模型就包含着想像和幻想的成分。认识“电场”、“磁场”、“原子结构”等，也必须具有丰富的想像力。了解气体分子运动论的知识、电磁波的产生，也要根据已掌握的物理知识和事实，发挥高度的抽象和联想能力去认识它们的规律。
在物理问题的解决过程中，想像也发挥着重要作用。解决物理问题不仅需要想像得出问题的空间关系和物理图景，而且需要想像在整个解题思路中起导向和创造作用，这种导向作用表现为通过想像获得对问题轮廓整体的认识，引导解题活动有目的地向着预想的方向发展。另外，想像还具有创造作用，具体表现为：通过想像独立提出新的解题方法，或独立设计出新的实验方案。
由于想像在物理学中的重要作用，所以，必须加强物理的想像训练：
①训练空间想像力。
训练空间想像力，就是训练在头脑中形成有关问题的空间几何图象，包括明确物体的位置、物体间的相互位置关系，物体位置的变化情况、场在空间中的分布以及场随时间改变的情况，等等。
②训练形成物理图景和构想形象的能力。
形成物理图景，就是要在感知问题物理情景的基础上形成概括化的新的物理图景。这种物理图景，既是概括的、抽象的，又是鲜明的、生动的。在想像中，要充分利用视觉的参与作用，从而迅速地认识事物的变化过程及其各个部分间的相互联系。
构想理想化的形象，就是要培养自己借助于想像构造理想化的模型，想像理想过程，进行想像中的理想实验。如：想像氢原子核外有一系列以核为中心的同心圆，形成电子运动的不同轨道；想像电子从一条轨道向另一条轨道跃迁时发射或吸收光子；想像“电子云”的形象，并知道用电子云浓度的大小来表示电子在某一位置出现概率的大小；等等。
(6)求异思维法
求异思维能力是一个非常重要的创造性思维能力，培养物理学中的求异思维能力，核心的一条就是学会在物理的学习中转换思路的方法。
转换思路包括如下几个方面：
①变换研究对象。
在有些物理学的研究或物理问题解决中，研究对象是惟一的。但在更多的时候，我们可以通过研究对象的转换而使同一个问题具有不同的解决途径。如运动学中的追击问题，两物体能否相遇，可以研究其加速度关系，也可以研究位移，还可以研究时间；电学中研究灯泡的亮度，可以研究功率，也可以比较电流、电压等。
②变直接为间接。
当按常规的思路无法解决问题时，可以采用间接的方式来解。如：我们无法利用I=Ft的公式求冲量的大小，但是，我们可以根据动量变化与冲量之间的等价关系，间接地求出冲量。
③变换参照物。
由于运动具有相对性，所以，选择不同的参照物去研究物体的运动，复杂程度不同。如研究飞驰的列车里单摆的摆动，取列车本身为参照物要比取地面为参照物所进行的研究简单得多。取不同的参照物研究同一对象，无疑是一种非常好的求异思维训练方法。
2.物理实验技能的学习方法
物理实验能力是一种综合能力，可以分为若干较为具体的能力。根据实验中的活动，主要有以下四种物理实验能力：①观察物理现象的能力；②操作仪器设备的能力；③分析和处理数据的能力；④实验设计的能力。培养实验的能力，应该从培养实验技能着手，培养实验技能，应该从这四个方面着手。
(1)观察物理现象的技能
培养观察物理现象的技能，是指培养正确地选择观察对象，并从观察对象中发现物理现象及现象间本质联系的方法。培养观察物理现象的技能，应注意以下几个方面。
①弄清观察过程的一般程序。
观察的一般程序：确定观察的目的任务→制定观察的方案→进行实际观测过程→翔实地记录→初步描述→初步解释→核实观察结果。在这几个阶段中，尤其需要强调的是在制定观察方案阶段，应仔细考虑，尽量选择典型对象，并对观察对象存在的条件、发生的现象、过程、时间的顺序和空间分布，等等，作出全面系统的反映，并且要考虑观测仪器的选择。
②重视对演示实验的观察。
对演示实验的观察不仅是学生获得物理现象感性认识的主要来源，也对培养观察、实验能力，提高物理的学习兴趣起着十分重要的作用。中学物理的演示实验分为如下几种类型：引入课题的演示实验，建立概念和规律的演示实验，巩固和深化物理概念和规律的演示实验和应用物理知识的演示实验。
在对演示实验的观察时应该注意以下的问题：
一是要有目的地进行观察。观察前应了解演示的目的和要求，明确应重点观察哪些现象。
二是要全面观察。不但要观察每一时刻的现象，还要注意观察现象的变化及发展过程。不仅要用眼睛看，还要认真听老师的讲解，了解使用的仪器和作用。对于静态观察必须注意从上下、左右、前后、正反、里外去进行，对动态观察必须从开始到发展变化直至结束全过程进行。
三是要开动脑筋。就是要弄清所观察的物理现象是在什么条件下出现的，它的变化是由哪些条件决定的，某一个物理量改变时将怎样影响其他物理量的改变，找出其中的变化规律。
③重视对自然现象的观察。
大自然无时无刻不在进行物理实验，重视对自然现象的观察是培养物理观察力的一个非常重要的途径。
(2)实验仪器的操作技能
操作仪器设备的能力是利用实验装置实现实验方案的能力。其技能包括认识与调节仪器、手眼协调操作、一般故障的排除，操纵仪器进行实验探索等方面。实验仪器的操作技能可通过以下两个方面来培养。
①做好基本仪器的使用性实验。
基本仪器的使用性实验是学生实验的基本类型之一。这类实验的目的是，要求学会正确熟练地调整使用有关仪器仪表和量具，如刻度尺、天平、游标卡尺、弹簧测力计、量筒、温度计、电流表、电压表、滑动变阻器、电阻箱等等；了解它们的名称、原理和构造，以及它们的性能、特点和注意事项。
通过基本仪器的使用和实验应该做到以下几点：
一是会调整仪器的零点或确定零点误差。能调整的一定要调整，不能调整的要对相对零点位置进行确定。
二是会选择恰当的量程。量程过小，则无法使用或损坏仪器，量程过大，则读数不准，测量误差大。选择量程的方法是，先估算被测对象的值，然后选择比该值稍大一些的量程，最后，在可能的范围内，把量程调整到最恰当处。
三是要正确地操作仪器与读数。要结合仪器的构造原理和测量方法，弄清仪器的使用规则并正确读数。
②按实验的操作规程进行规范化操作。
在实验的过程中，按照操作规程亲自动手操作，进行观察和测量，可以有效地培养学生的动手能力。规范的操作过程可以分为以下几步进行：
一是检查和认识仪器。首先检查本次实验仪器(包括工具和其他器材)是否缺少，有无损坏，是否有自己尚不能熟练使用的仪器。如有仪器自己尚不能非常熟练地使用，则应根据有关的资料，对该仪器的型号、原理、结构进行了解，对主要部位充分认识，继而掌握仪器的性能、用途和使用方法。
二是装配仪器。无论是一台仪器各个部位的装配，还是多个仪器和器材的组合，都必须做到正确、合理和完善。
三是预调仪器。仪器装好后，要根据实验的要求进行预调。如仪器位置的调节，零点的调节或校正，仪表量程的选择，等等。
四是进行规范的实验操作和数据记录。不同的实验对实验操作有不同的要求，但仪器本身的使用规则却很恒定。如不能用手拿砝码(要用镊子夹取)，不能用温度计作搅拌器，不得用手摸光学镜面，等等。数据的测量和记录要按照实验仪器的使用规则进行。测得的数据按实验前制定好的实验记录表格认真填好便可。只要多进行规范化的实验操作，并逐渐养成一种良好的行为习惯，就能大大促进实验操作能力的提高。
(3)分析和处理数据的技能
分析和处理数据的技能是正确记录测量结果，从对数据的分析处理中得出正确结论的技能，培养分析和处理数据的技能应注意以下两个方面。
①学会分析测量误差。
物理实验中对物理量的测量，由于测量仪器、实验条件以及种种因素的局限，测量值与真实值之间总存在差异，这种差异就叫测量误差。误差存在于一切测量之中，而且贯穿测量过程的始终，测量误差是不可避免的。
分析测量误差，首先要区分出系统误差和偶然误差。系统误差是指由于仪器不完善，测量者生理、心理上的局限或因理论、方法的近似性等原因造成的误差。这种误差总是使测量结果偏向一边。偶然误差又叫随机误差，指由于人的感官灵敏度和仪器的精密度有限，以及周围环境中偶然的因素干扰等原因造成的误差。这种误差有随意性，每次的测量值，时而偏大，时而偏小，并且如果进行多次测量，偏大或偏小几乎相等。
分析测量误差，还要想出减小误差的方法。要减少系统误差，可以从提高仪器的灵敏程度(或选用更灵敏的仪器)，改进实验方法的角度着手来解决问题。减小偶然误差，可采取多次测量求平均值的方法来解决。
②学会对物理数据进行归纳整理。
实验得来的数据，只有经过归纳整理，才能揭示出各种物理量之间的相互关系。为了培养数据分析的技能，必须学会下面两种数据处理的方法。
一是列表法。列表法是将实验数据以一定的形式和顺序列成表格。此外，有时根据需要，也要把一些计算项对应地列入表中。该法的优点在于形式紧凑，易于分析比较数据，便于找出规律并发现问题。
二是图像法。图像法是根据实验数据在坐标纸上描点，并将所有点连成光滑曲线的方法。图像法能直观地反映各物理量之间的变化关系，运用内插法可以读出测量范围对应的自变量的值。在一定条件下，运用外推法从曲线的延伸部分读出测量范围以外的数值。
运用图像法对数据进行归纳整理的步骤是：第一步，建立坐标系。一般是以水平轴表示自变量，竖直轴表示因变量，建立直角坐标系。坐标原点可以从零值开始，也可以从一定值开始，但要注意选择适当的坐标比例。第二步，描绘实验数据点，连成曲线。描绘实验数据点，就是用“×”或“·”在直角坐标系上标示出实验的观测值；连成曲线，就是把“×”或“·”描成平滑的曲线。需要说明的是，数据点并不一定都在曲线上，因为画曲线的根本目的就是要反映变化趋势。曲线两侧各有一些数据点是很正常的。另外，如果要使曲线延伸到测量范围以外，则应依照曲线的发展趋势用虚线表示。
(4)实验设计的技能
中学物理实验可以分为五种类型，它们分别是：①练习基本仪器使用的实验；②测量物理量的实验；③验证物理规律的实验；④探索物理规律的实验；⑤应用物理知识的设计性实验。设计性实验是对学生实验能力的全方位的考查。学生设计实验的过程，本身带有很强的创造性，没有固定的模式可套。但是，在牢固地掌握基础知识，培养基本技能的基础上，学习以下几种实验设计方法对于提高实验设计的技能水平将会很有帮助。
①比较法。
就是通过与预先确定的标准进行比较来完成实验的构思方法。如使用电桥来对未知电阻与标准电阻进行比较从而测得未知电阻。
②放大法。
就是使用仪器把感官不易直接观察的现象放大成能够直接观察现象的实验构思的方法。如使用螺旋测微器测量直径，就是把轴线上的微小距离放大到圆周上的较大距离，从而提高直径测量的精确度。
③等效法。
就是通过与待测量之间在某种等效关系的其他替代量的测量来完成实验的构思方法。如用伏安法测电阻就是把要测量的电阻转换为测量电流和电压上。
如果对上面的三种实验设计方法进行分析，还可发现，这三种方法都是间接的实验测量法，与之相联的是思路的转换。所以，要提高实验设计的水平，首先要加强平时对实验设计的训练；其次，平时就应该多转换思路，多想想间接的巧妙设计方法。
3.运用数学知识解决物理问题的技能
数学是表达物理概念和规律的最准确、最精练、最概括的语言，是研究解决物理问题的必不可少的工具。运用数学知识解决物理问题具体表现为把物理问题转化为数学问题，然后运用数学的方法进行推理和运算。培养运用数学知识解决物理问题的技能，主要是学习把物理问题转化为数学问题，并进一步解决问题的方法。
(1)矢量三角形法
该法是利用矢量三角形与几何图形的相似关系，或者矢量三角形与方位三角形之间的相似关系，寻求解决问题的途径。在力学与运动学中，常用该法解决力矢量和速度矢量的合成与分解。例如，当物体受三个共点力的作用而保持平衡时，可以将该三力首尾相连构成一个封闭三角形，如果此三角形为直角三角形，可以利用正、余弦或正、余切关系解决问题，若此三角形为普通三角形，则可先推断几个角的值，然后利用正弦定理或拉密定理求解。另外，在运动学中，速度、加速度的合成或分解与受力分析非常相似。
(2)正交分解法
就是利用直角坐标系，把各个共点矢量分解在两个相互垂直的坐标轴上，从而把矢量运算简化为代数运算的方法。该法主要适用于静力学中多于三个力作用的平衡问题和动力学中多于两个力作用的问题。
正交分解法的主要技巧在于如何建立直角坐标系。坐标系建立的最根本原则就是使未知力落在坐标轴上，并尽可能使较多的力落在坐标轴上，从而方便计算。一般来说，物体运动的加速度方向应与一个坐标轴一致，因为力是使物体产生加速度的原因；在静力学中，水平面上的物体一般取水平方向为X轴更加方便。
(3)作图与列表
这种方法就是利用物理模型，把已知条件转换成简单的图表，形象地描述出问题的情境或过程，通过分析比较或简单运算，从而获得正确结论的方法。例如，把实验的数据填入表格或者标示在平面直角坐标系上并且描出变量之间关系的曲线，从而发现自变量与因变量之间的具体关系。
(4)估算法
就是根据一定的物理模型，对物理问题的结果进行大致推算的方法。例如，在热学中我们要估算分子的直径，我们采用的是“油膜法”，将一滴油滴到水面上让它尽可能地铺开，使它形成一层单分子油膜，测出油膜的面积，最后用油滴的体积除以油膜的面积即得到油分子的大致直径。表面看来，估算的时候，仿佛条件不够，但实际上已经反映出了其主要物理特征。
(5)微分析法
微分析法又叫微元法。就是先将研究对象分割成许多微小的单元，或从研究对象上选取某一“微元”加以分析，从而解决问题的分析方法。微分析法的优点在于化曲为直、化变量为常量，并使难以确定的量转变为容易确定的量。例如，在静力学中求均匀分布的铁链中的张力；求磁场或电场中圆环形导线中的张力；求流动的水或风转化为电能的功率的问题，都是运用微分析的方法求得的。
(6)一题多解法
一题多解法就是利用数学上存在的一题多解的现象来解决物理学中的一题多解的问题。物理运动的多样性，是物理问题一题多解的根本原因。在考虑一个问题是否多解时，可以从以下几个方面来考虑：矢量在空间是否有存在多个方向的可能；标量是否有正、负区别；成像是否存在虚实；运动是否有重复性；图像是单调变化还是双向逼近；等等。例如，静力学中受静摩擦力作用的物体，由于静摩擦力有两种可能的方向，所以，与之对应的使物体保持平衡的外力也就有两个解；再如，求竖直上抛的物体距出发点距离为h时所用的时间，在这里距离达到h的点有两个，一个在抛出点的正上方，一个在抛出点的正下方，在正上方时还可能有往返的问题，所以，有可能得到3个时间值。
由于数学在物理学中的广泛应用，所以，运用数学解决物理问题的方法还有很多，但以上这些方法是很重要又很有代表性的方法，牢固掌握并经常运用这些方法必将提高你解决物理问题的能力。
三、物理主要知识点与学法导航
1.力学知识点与学法导航
力学是研究物体机械运动的学科，它一方面对运动现象进行了描述，解决了物体是怎样运动的问题，另一方面对运动本质进行了研究，解决了物体为什么运动的问题。
力学以力的概念和牛顿运动定律为基础，以力和运动的关系为主线，分别研究直线运动、曲线运动和简谐运动中力的瞬时效应、力对空间的积累效应和力对时间的积累效应，形成了它的知识体系。力学是高中物理的重要内容，它不仅有着广泛的实际应用，而且是学习其他一图5-2些知识(如热学、电磁学等)的坚实基础，特别是受力分析问题贯穿于整个物理学之中。
知识网络如图5-2。
△力·物体的平衡
(1)知识网络
力·物体的平衡知识网络见图5-3。
图5-3
(2)学法导航
①力的概念。
力是物体对物体的作用，力不能脱离物体而独立存在，力的作用效果是使物体发生形变或使物体的运动状态发生变化。
重力是地球表面附近的物体由于受到地球吸引而使物体受到的力，其方向为物体自由下落的方向即竖直向下，由于地球自转影响，重力并不等于地球对物体的引力，重心是物体各个部分所受到重力的合力的作用点。
弹力是直接接触的物体间由于发生形变而产生的力，若物体间只接触但无形变，则无弹力，物体的微小形变是很难直接判断的，可以假设弹力的存在之后，根据物体的运动状态来确定，弹力方向的确定：A.压力、支持力的方向总是垂直于接触面，指向被压或被支持的物体；B.绳的拉力方向总是沿着绳指向绳收缩的方向。
摩擦力：
A.滑动摩擦力；相互接触的物体间发生相对运动时，在接触面处产生的阻碍物体间相对运动的力，但摩擦力并不总是阻碍物体的运动，它也可能成为物体运动的动力，其方向总是与物体间相对运动方向相反。
B.静摩擦力：相互接触的物体间有相对运动趋势时，在接触面处产生的阻碍物体同相对运动趋势的力；静摩擦力随外力的增大而增大，大小可在0与fm之间变化(fm为最大静摩擦力)，即0＜f≤fm，其方向与物体间相对运动的趋势方向相反，在摩擦力方向的分析上，特别要注意“相对运动”的含义。
②物体受力分析。
受力分析是研究物体运动状态改变的重要手段，受力分析的程序是：A.根据题意选取适当的研究对象，研究对象可以是单个物体，也可以是几个物体组成的系统；B.把研究对象从周围环境中隔离出来，按正确顺序进行受力分析；C.画出物体的受力图示。
在物体的受力分析中应注意：A.不要把研究对象所受的力与它对其他物体的作用力(受力与施力)相混淆；B.物体所受的每一个力，都存在施力物体，要明确它的来源，不能无中生有；C.分析的是物体受到哪些“性质力”，不要把“效果力”与“性质力”混淆重复分析。
③力的合成与分解。
力的合成与分解都遵循平行四边形定则，合力与分力是等效替代关系。
平行四边形定则和正交分解法是在力的合成与分解中广泛使用的一种方法。
④共点力作用下物体的平衡。
物体保持静止或处于匀速直线运动状态叫平衡状态。
平衡条件：F＝0，用正交分解表示为Fx＝0，＝Fy＝0。
A.二力平衡：如果物体受二个力处于平衡状态，则这二个力必须大小相等，方向相反，作用在同一直线上。
B.三力平衡：当物体受三个力作用平衡时，其中两个力的合力一定与第三个力大小相等，方向相反。
△运动和力
(1)知识网络
运动和力知识网络见图5-4。
图5-4
(2)学法导航
①匀变速直线运动。
定义：在任意相等的时间里速度的变化都相等的直线运动，叫做匀变速直线运动。
特点：a＝恒量。
基本公式：速度公式：vt＝v0＋at
位移公式：s=v0t+12at2
以上两式中v0、vt、a、s均为矢量，应用时应规定正方向。
推论：v2t-vo2=2as
s=v·t=(v0+vt)t2
匀变速直线运动的物体，在任意两个连续相等的时间里的位移之差是个恒量，即△s=aT2。
中间时刻的速度vt2=v=(v0+vt)2
对于初速为零的匀加速直线运动有：
A.v1∶v2∶v3…∶vn=1∶2∶3…∶n
B.s1∶s2∶s3…∶sn=12∶22∶32…∶n2
C.sⅠ∶sⅡ∶sⅢ…∶sN=1∶3∶5…∶(2N-1)
D.t1∶t2∶t3…∶tn=1∶2∶3∶…∶n
E.tⅠ∶tⅡ∶tⅢ…∶tN=1∶(2-1)∶(3-2)∶…∶
(N-N-1)
其中vn表示nt时刻的速度，sn表示头nt时间内的位移，sN表示第N个t时间内的位移，tn表示通过头ns位移的时间，tN表示通过第N个s位移的时间。
②牛顿运动定律。
A.牛顿第一定律
惯性：物体保持静止或匀速直线运动状态的性质叫惯性。
a.一切物体都有惯性，惯性是物体的固有属性，与物体是否受外力、物体是否运动均无关系；
b.质量是物体惯性大小的量度。
牛顿第一定律(惯性定律)：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。
牛顿第一定律是一条独立的规律，绝不能简单地看成是牛顿第二定律的特例，它的意义在于：a.指出了一切物体都有惯性；b.指出了力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因，即产生加速度的原因。
B.牛顿第二定律
物体的加速度a跟物体所受的合外力F成正比，跟物体的质量成反比，即F＝ma.加速度的方向跟合外力的方向相同。
a.牛顿第二定律描述了加速度和力的瞬时对应关系：有力即有加速度；力恒定不变，加速度也恒定不变；力按什么规律随时间变，加速度也按相同的规律随时间变；外力消失，加速度随即消失。
b.力是由产生力的条件决定的，力是产生加速度的原因，因而不能由F＝ma说力与质量成正比，与加速度成正比，质量是物体的固有属性，与它的受力情况和运动情况无关，因而不能由m=Fa说质量与外力成正比，与加速度成反比。
C.牛顿第三定律
两物体间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在一条直线上。
a.作用力和反作用力是同种性质的力；
b.作用力和反作用力同时产生，同时消失；
c.作用力和反作用力虽然大小相等、方向相反，但分别作用在相互作用的两个物体上，不是一对平衡力。
③平抛运动。
A.曲线运动
物体做曲线运动的条件：运动物体所受合外力的方向(亦即加速度方向)跟它们的速度方向不在同一直线上。
曲线运动的特点：质点做曲线运动的速度方向时刻在改变，因而曲线运动是变速运动，曲线运动一定存在加速度(亦即合外力不为零)。
B.运动的合成和分解
a.运动的独立性：一个物体同时参与几种运动，各分运动是独立进行的，它们互不干扰和影响。
b.运动的等时性：若一个物体同时参与几个分运动，合运动和各分运动是在同一时间内完成的。
c.运动合成的法则：加速度、速度、位移都是矢量，遵循矢量的合成法则，即平行四边形定则。
d.运动的分解：运动合成的逆过程，应根据运动的实际效果分解或正交分解。
C.平抛运动
特点：在恒定合外力(重力)作用下的曲线运动；合外力的方向和初速度方向垂直，加速度恒定(a=g)，平抛运动是匀变速曲线运动。
平抛运动可分解为：水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。
④圆周运动。
A.描述圆周运动的物理量
线速度——描述质点沿圆周运动的快慢，大小：v＝st，方向：沿圆孤的切线方向。
角速度——描述质点绕圆心转动的快慢，大小：ω＝φt。
周期T、频率f——描述质点绕圆心转动的快慢，
T=1f，ω=2πT=2πf=2πn，v=ωr=2πrf=2πTr。
向心加速度——描述线速度方向改变快慢的物理量大小：a=ω2r=v2r，方向时刻改变，总是指向圆心。
向心力——只改变速度的方向，不改变速度的大小，是变力，大小：F=ma=mω2r=mv2r，向心加速度方向与向心力方向一致。
B.匀速圆周运动——质点做圆周运动，在任意相等时间内通过相等孤长
匀速圆周运动的线速度大小恒定，但方向时刻在变化，所以匀速圆周运动不是匀速运动；加速度大小恒定，但方向总是沿半径指向圆心，时刻在变化，所以它也不是匀变速曲线运动，做匀速圆周运动的质点所受合外力始终等于它的向心力，方向指向圆心，它只改变速度的方向，不改变速度的大小，但非匀速圆周运动的质点所受合外力并不一定指向圆心，不一定等于向心力的大小，它既改变速度的大小，又改变速度的方向。
⑤万有引力定律。
A.万有引力定律
内容：两个物体间的引力大小，跟它们的质量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比，即F=Gm1m2r2，其中G＝6.67×10-11N·m2/kg2为万有引力常量。
适用条件：质点，当两个物体间的距离远远大于物体本身的大小时，公式也可近似使用，此时r应为两物体质心间的距离，对于均匀球体，r是球心间的距离。
B.万有引力定律的应用
基本方法：把天体的运动看成是匀速圆周运动，其所需向心力由万有引力提供，即
F=GMmr2=mω2r
测出卫星绕天体做匀速圆周运动的半径r和周期T，则可求天体质量M、密度ρ：
M=4π2r3GT2，ρ=3πr3GT2R3
人造卫星：
v=GMr，r越大，v越小
第一宇宙速度(环绕速度)：v1=7.9km/s，人造卫星的最小发射速度；第二宇宙速度(脱离速度)：v2=11.2km/s；第三宇宙速度(逃逸速度)：v3=16.7km/s。
同步卫星是相对于地面静止的和地球具有相同周期的卫星，它只能在赤道上空运行。
在地面附近运转的卫星，地球对卫星的引力近似等于卫星在地面附近受到的重力。
GMmr2地=mg=mv2r地
△动量和能量
(1)知识网络动量和能量知识网络见图5-5。
(2)学法导航
图5-5
本单元的知识内容是力学的重点，也是物理学的重点，更是高考的重点，在整个物理学上占有举足轻重的地位。
①动量定理和动能定理。
动量定理和动能定理的研究对象都是一个物体，都是沟通过程量与状态量的桥梁。
运用这两个定理解题是解决力学问题除牛顿定律之外的重要途径和方法，牛顿定律是从力的瞬时作用效果的角度研究问题，这两个定理是从力的时间积累和空间积累效果的角度研究问题，由于这两个定理不涉及物体运动过程中的加速度，因此应用它们解题往往比较方便。
动量定理是矢量式，它涉及到的动量和冲量都是矢量；动能定理是标量式，它涉及到的功和动能均为标量。熟练、准确地求出各力对物体所做的功，是运用动能定理解决物理问题的关键；把握住外力冲量与物体动量增量之间的矢量关系是运用动量定理求解物理问题的关键。
②动量守恒定律和机械能守恒定律。
A.动量守恒定律和机械能守恒定律的守恒条件不同
a.物体系所受的外力的合力为零，但物体间作用的内力是摩擦力时，那么物体系的动量守恒，机械能不守恒。
b.物体系所受的外力的合力为零，物体间的内力是弹力，那么物体系的动量守恒，同时机械能也守恒。
c.物体系受到重力的作用，如果内力是弹力，则物体系机械能守恒，若物体系水平方向所受合外力为零，则水平方向动量守恒。
B.若物体系所受的合外力不为零，但由于相互作用的时间很短，物体系内物体间相互作用的内力远远大于外力时，外力可以忽略不计，如碰撞、爆炸就是这一类情况，这时物体系动量守恒。
C.物体系所受合外力不为零，但在某个方向上合外力为零，则物体系在这个方向上动量守恒。
D.动量守恒定律的公式中，各物体的速度都是对于同一惯性参照系而言的，不是各物体间的相对速度。
③关于碰撞。
碰撞是动量守恒定律和机械能守恒定律的综合应用，其特点是相互作用时间极短，作用力很大，这类问题遵守动量守恒，如果碰撞中没有动能损失，这时物体系还遵守动能守恒，这种碰撞称为弹性碰撞；如果碰后两物体粘在一起共同运动，则动能损失最大，这种碰撞形式，动能不守恒，这种碰撞称为非弹性碰撞。
△振动和波
(1)知识网络
振动和波知识网络如图5-6。
(2)学法导航
图5-6
①简谐运动及其周期。
简谐运动是最简单的振动，也是我们重点研究的振动，研究简谐运动可以从振动物体的受力特征、运动特征和能量的转化三个途径着手考虑。
A.简谐运动的判断
判断一个物体的振动是否为简谐运动，要看振动物体受到的回复力大小能否与振动的位移成正比，方向能否与位移方向相反，这里的位移都以平衡位置为运动的起点，回复力是以效果命名的力，它可以是物体实际受到的一个力，也可以由多个力提供，也可以是合力的指向平衡位置的一个分量提供，即回复力并不就是振动物体所受的合外力，如单摆等。
B.单摆的周期
单摆的周期公式T=2πlg是这一部分的重点内容，公式中的摆长l是指悬点到摆球球心的距离，g是摆球所在处的重力加速度，有些情况下须作适当的等效替换，如带电摆球在竖直方向的匀强电场E中，等效重力加速度g=Fm=mg0±qEm=g0±qEm，再如单摆在加速度为a的升降机中，等效重力加速度g=g0±a。
②机械波与波动图像。
波的图象表示某一时刻沿波的传播方向上介质中的各个质点对平衡位置的位移，要注意波上质点的振动是变加速运动，其振动特征完全仿照振源，而波的向外传播是匀速运动，波速大小取决于介质的性质，与质点的振动情况无关，并且沿波的传播方向，后面的质点步调总滞后于前面的质点。
某一时刻的波动图像中，某质点振动方向、波的传播方向和波形这三者密切相关，具体判断这三者之间的关系可用“特殊点法”，也可用“移波法则”所谓“特殊点法”，即借助个别质点的振动来进行分析判断，作出满足题设条件的波形图像；所谓“移波法则”，即根据波形传播方向移动的距离，将△t微小时间传播的波沿传播方向平移△χ，画出新的波形，据此再确定有关物理量，用这两种方法解题各有千秋，前者虽稍复杂，但准确，同时也反映了简谐波传播的实际过程，后者方法直观方便，但容易造成介质中质点也沿波传播方向而迁移的负面效应。
振动和波动有着密切的联系，振动是波动的成因，波动是振动的传播，虽然简谐运动的振动图像和简谐波的波动图像都是正弦或余弦曲线，但图像的物理意义截然不同，振动图像表示一个质点在各个时刻的位移，波动图像表示各个质点在同一时刻的位移，前者横轴是时间轴，后者横轴是位移轴。
2.热学知识点与学法导航
热学研究的是与温度有关的热现象的科学，热学知识在实际中有重要的作用，各种热机和制冷设备的研制，化工、冶金、气象的研究，都离不开热学知识，热学包括分子动理论，热和功，固体、液体、气体的性质等内容。
分子动理论是物质的微观结构学说，是宏观现象与微观本质间的联系纽带；能的转化和守恒定律是自然界普遍适用的规律，这部分内容是热学的基础，气体状态变化在一定条件下遵循三个实验定律和理想气体的状态方程，其中理想气体状态方程和玻意耳定律为本章复习的重点。分子动理论、热和功是高考考查基础知识的一个热点，题型多为选择题，对气体性质的考查命题频率最高的是气态方程和玻意耳定律，题型多为计算题，另外，对？-V图和？-T图的考查也要引起高度重视。
图5-7
在“3＋X”中，热学和化学、生物有关知识联系紧密，化学反应、光合作用等都离不开能量，物质之间发生反应涉及到气体都与气态方程相关，因此，热学也是综合考查的重要知识内容。
热学以观测和实验事实为依据，寻求热学参量间的关系及热功转化关系，并能从物质的微观结构即分子动理论来揭示热学宏观量及热学规律的本质，这对于学生掌握科学的研究方法，培养学生的能力，开发学生的智力也是十分重要的。
△分子动理论·热和功
(1)知识网络
(2)学法导航
图5-8
阿伏伽德罗常数是微观世界的一个重要常数，它是联系微观世界和宏观世界的桥梁，要特别注意分子的体积、分子的直径、分子的质量与物体的体积、摩尔体积、摩尔质量的联系及关系式。
温度是物体分子热运动的平均动能的标志，是大量分子热运动的统计规律，表示大量分子热运动的剧烈程度，物体内各个分子的运动速率是不同的，因此，各个分子的动能也并不相同，温度的微观本质是物体所有分子动能的平均值的表现，研究个别分子的动能(速率)跟温度的联系是没有意义的。
分子间同时存在着引力和斥力，它们的大小都跟分子间的距离有关，引力和斥力都随着距离的增大而减小，当分子间的距离小于r0时，引力和斥力都随着距离的减小而增大，但是斥力增大得更快，因而分子间的作用力表现为斥力，当分子间的距离大于r0时，引力和斥力都随着距离的增大而减少，但是斥力减小得更快，因而分子间的作用力表现为引力。
物体的内能是与物体内部状态有关的能量，它取决于分子的运动情况和分子间的相对位置，物体内能的大小跟分子的数目有关，物体的质量越大，分子数目越多，它的内能也越大；物体的温度越高，内能也越大；物体的内能还跟物态有关，内能和机械能是两种形式不同的能，它们分别对应于热运动和机械运动两种不同的运动状态，物体的动能是由于物体运动所具有的能，不同于分子的热运动所具有的动能；物体的重力势能是由于物体和地球之间相互作用及相对位置所具有的能，不同于分子间的相互作用及相对位置所具有的势能，内能和机械能在一定条件下可以互相转化。
[BT3〗△气体的性质
(1)知识网络
关于气体的性质的知识网络见图5-9。
图5-9
(2)学法导航
在气体的性质一章中，确定气体的状态参量是非常重要的，其中确定气体的压强是重点，它是联系力热的一个重要物理量，它可以由力的平衡条件或动力学规律求解，也可以由气体状态方程求解，确定气体压强应注意它的特点和常用的方法，还要注意压强的单位。
由于气体的特点，在一个不太大的空间内，气体各处的压强相等，不必考虑气体的自重产生的压强，大气压强随着高度的变化而变化，可以认为大气压强是由于大气层的重力产生的，封闭的气体对外加压强的传递遵守帕斯卡定律，即外加压强由气体按照原来的大小向各个方向传递。
对于静止或匀速运动的系统中封闭的气体，应选择适当的力学对象(如一段液柱、液片、活塞、气缸、容器整体等)进行受力分析，根据力的平衡条件，求解气体的压强。
对于变速系统中封闭的气体，也可选择适当的力学对象(如液柱、活塞、气缸、容器整体等)进行受力分析，再根据动力学规律求解气体的压强。
在气体状态参量变化的定量计算中，要善于对气体状态变化的整个过程分解成若干个子过程，并能确定各个子过程的初末状态参量；在定性分析讨论中，要灵活使用假设法，极端外推法，图像辅助法等多种解题方法。
3.电磁学知识点与学法导航
电磁学是物理学中研究电磁现象及其规律的分支学科，高中阶段其内容包括静电场、恒定电流、磁场、电磁感应、交变电流、电磁场及电磁波等知识，概括起来，一是“场”，二是“路”，所谓“场”是指电场、磁场和它们之间的联系以及它们对电荷的作用，所谓“路”是指直流电路和交流电路及其规律，这里的“场”和“路”的知识既各自独立，又相互联系，表现为“荷与场”、“场与路”间的关系，全部电磁学知识以“场”为基础，进而研究“场与路”的关系，在学习中要“以场带路”，“场、路结合”。
电磁学内容较多，又涉及前面的力学、热学等知识的应用，高考中所占比重较大，是高考的考查重点。
△电场和磁场
(1)知识网络
关于电场和磁场的知识网络见图5-10。
图5-10
(2)学法导航
本专题包括“电场”和“磁场”两部分内容，其中重要概念有电场强度和电势、电场线和等势面、电容、磁感应强度、磁通量和磁感线；重要规律有库仑定律、磁场对电流的作用力、电场和磁场对电荷的作用力；重要定则有安培定则和左手定则。
电场内容在高考中主要考查电场的性质及其描述、带电粒子在电场中的运动、平行板电容器、静电感应等，为此，必须熟练掌握：①库仑定律的内容及表达式；②用电场线形象地描述电场；③电场力做功的特点是与路径无关，只与初末状态的电势差有关(WAB=qUAB)，电场力做功等于电势能的减少量(WAB＝EA-EB)；④静电平衡的三个结论；⑤平行板电容器的电容C＝εS4πkd；⑥带电粒子在电场中的运动(包括平衡、加速和偏转)。
在高考考查中，这部分内容试题题型比较全面，单独考查这部分内容多以选择题、填空题的形式出现，计算题常常是与牛顿定律、功能关系、动量守恒等关联的综合题。
带电粒子在电磁场中的运动是本部分研究的重点，带电粒子在电磁场中形式多样：可静止、可匀速、可变速、可直线运动，也可曲线运动(包括变速率和匀速率的圆周运动)，但我们只要把电场力、安培力、洛伦兹力当作力学中的一个力来看待，电磁学中的分析求解方法，如受力分析、运动分析、动量、能量分析都跟力学问题相似，可以说电磁学的问题就是增加了电磁力后的力学问题，我们可以完全采用力学的方法和步骤来求解。
带电粒子垂直进入匀强磁场做匀速圆周运动时，关键是确定圆心位置(粒子在两个不同位置所受洛伦兹力的交点)及轨道半径(画出轨迹后由几何关系求)；求时间可用路程除以速度，更多的由偏转角求时间(t=2π·T)。
△恒定电流
(1)知识网络
(2)学法导航
图5-11恒定电路中有不少物理量是由其他物理量的比值定义的，如I=qt、R=UI等，对于这些由比值来定义的式子应追溯到决定其大小的根本原因，部分电路(纯电阻电路)的电流由电路两端的电压和电阻共同决定，导线电阻R＝ρlS是由导线本身的基本特性决定的；一段电路的电压由电动势和部分电阻决定，一个电阻值的改变，将引起各部分电压的改变；电源电动势由电源本身决定，与是否连接外电路无关。
在恒定电路中，电路结构的识别一般有三种方法：
①特征识别法：串联电路中电流不分叉，各点电势逐渐降低，并联电路中，电流分叉，各支路两端电势分别相等，两端之间电压相等。
②电流走向法：电流是分析电源的核心，从电源正极出发(无电源的电路可假设电流由一端流入另一端流出)顺着电流的走向，经各电阻绕外电路巡行一周至电源负极，凡是电流有分叉地分别流过的电阻均为并联。
③等电势区法：找等电势区(用一个点代替)，按电势从高到低的顺序依次编号1，2，…，然后按电势高低将各点重新排布，再将各元件跨接到对应的两点之间，即可画出等效电路图，对于特殊元件还有如下的等效处理法：
视为短路的器件1.串联在电路中的理想电流表(RA→0)
2.电流恒定后的无电阻线圈
3.电键闭合时
视为断路的器件1.电路中并联的理想电压表(RV→∞)
2.充电结束的电容器
3.电键断开时
△电磁感应及其应用
(1)知识网络
(2)学法导航
图5-12本专题是关于电磁感应、交流电和电磁场理论的内容，重要知识有感应电流(电动势)方向的判定、感应电动势大小的计算、交流电的产生、峰值、有效值；变压器的原理；LC电路电磁振荡的规律以及电磁波的产生都要用到有关感应电动势概念，这部分内容还涉及到与力学知识、电路知识、磁场知识及能量概念的综合应用，可出难度较大的综合题，高考占分比例大，考试频率高，要引起足够的重视。
学习中要注意以下几点：①准确理解电磁感应产生的条件，闭合线圈产生感应电流，导体切割产生感应电动势；②掌握感应电流(感应电动势)方向的判断——右手定则、楞次定律；③掌握电动势大小的计算；④注意交流电的最大值、有效值、平均值的关系；⑤理解自然现象，会对自感现象作定性分析；⑥理解LC振荡回路中电场能、磁场能的转换关系；⑦要注意本部分内容与其他知识结合的综合分析——受力、动能、动量。
4.光学知识点与学法导航
欧几里德通过对光的传播的研究，已经论述了光的直线传播和反射定律，17世纪关于光的任何规律及应用的研究有了很大的发展，伽利略、牛顿、开普勒、笛卡尔等都作出了巨大贡献。现在，对于光的传播的研究已经形成了以光的直线传播、光的反射和折射规律为基础的应用学科——几何光学。
19世纪初，发现了光的干涉、衍射现象，英国医生托马斯·杨利用双缝干涉实验，在光屏上观察到了明暗相同的条纹，并成功地测定了红光和紫光的波长。法国工程师菲涅耳通过新的实验和数学公式进一步发展了光的波动说，19世纪60年代英国物理学家麦克斯韦提出了电磁波的理论，预言电磁波的存在并以光速传播，指出光是一种电磁波。1888年德国物理学家赫兹用实验证明了电磁波的存在，从此奠定了光的电磁理论。
赫兹在利用电振荡器检验麦克斯韦的电磁理论时，偶然发现了光电效应现象，1900年，勒纳德对光电效应进行了深入研究，总结出了光电效应的规律，因而使光的电磁波动说遇到了困难。1905年，爱因斯坦在普朗克的量子假说的基础上提出光的能量是不连续分布的，每一份能量叫做一个量子(或简称光子)。成功地解释了光电效应规律，并提出了爱因斯坦光电效应方程式Ek=hv-W，统一了光的波动说和微粒说——即光具有波粒二象性。
光学内容在历年高考中考得最多的是透镜成像作图和计算。其次是折射率、折射角、全反射的临界角的分析比较和计算，平面镜成像作图也是这部分考查的间歇性热点，光的色散是几何光学与物理光学的结合部，也时有考查。
△几何光学
(1)知识网络
(2)学法导航
图5-13
几何知识是这部分内容分析问题计算问题的基本方法，而且一切光路都是可逆的。
复习这部分内容应沿着一条直线(光在真空或同一种均匀媒质中沿直线传播)、两个规律(反射定律、折射定律)、三面镜子(平面镜、三棱镜、透镜)的思路进行。
研究平面镜，重点在其成像的特点和作图技巧。特点是：等大、正立、虚像、对称。作图技巧是：根据对称特性确定像的位置，再补充入射线、反射线。注意光线的虚实情况和箭头的标注及位置。
研究三棱镜，主要是注意两个应用性元件：色散棱镜和全反射棱镜。白光通过玻璃棱镜后，一是要向底边偏折；二是在光屏上形成七色光带(光谱)。还要注意各色光在同一媒质中折射率、偏向角、频率、传播速度之间的关系。
研究透镜，主要是研究透镜成像的特点和规律。透镜成像的规律是用三条特殊光线作图的规律(当然，在一些特殊情况下，还可用透镜成像规律及辅助手段作图)；特点是焦距(虚实、倒正分界点)和两倍焦距(大小分界点)的特性。另外，在保持透镜位置不变的前提下，像和物总是向同一方向移动的。
△物理光学
(1)知识网络
物理光学的知识网络见图5-14。
(2)学法导航
图5-14本部分的特点是记忆类知识点较多，考查面较广，光的本性是波粒二象性，其中波动性主要以干涉、衍射为特征，粒子性主要以光电效应为代表，要注意电磁波与机械波的区别与联系，机械波只能在媒质中传播，而电磁波的传播不需要媒质，当然也能在媒质中传播，电磁波在介质中传播，其频率是不变的，不变的频率决定了光的颜色是恒定的。
要注意频率低的、大量的光子在传播时表现为波动性；频率高的、少量的光子在与物质相互作用时表现为粒子性。
本部分内容出现的题型多为填空和选择题，考查的间歇性热点主要有下列四个方面：光谱、单色光的频率的速度、干涉、光电效应的四条规律，这些知识通常与其他知识点如光在介质中的传播及折射率等结合而成为小型综合题。
5.原子物理学知识点与学法导航
本章学习的内容从实验现象到建立模型、提出假说的过程都是原子物理学中最简单的基础知识，对培养逻辑思维能力，掌握分析问题和解决问题的方法有很大的帮助。玻尔提出的“量子化”假说，为人们认识微观世界打开了一扇大门，它对近代物理及其他科学技术的发展有着极其深远的影响，它的应用与生物、化学有着必然的联系。理、化、生合卷的“3＋X”模式，将使本章内容在高考中具有很强的“弹性”，很容易出现“新颖、简洁”的问题，这正是近年来高考出题的倾向。我们必须在牢固掌握本章基础知识的同时，开阔视野，与其他章节的内容有机地结合，最后将所给的信息进行分析、归纳整理，才能对这类问题作出科学、有效的判断。
知识网络见图5-15：
图5-15
本章的内容分为原子和原子核：
(1)原子和原子结构
①原子结构的研究历程，结构图如图：
图5-16
②通过从模型的建立过程中培养自己的逻辑思维能力，学习分析问题和解决问题的方法。从阴极射线在磁场中的偏转，看到射线所带的电荷，考虑整体不带电(处于电中和)，提出“枣糕模型”；从α粒子散射实验中看到“只有极少数α粒子被弹回”，提出“核式结构”；从氢原子的光谱中看到“只有一系列特定的谱线”，提出“定态、能级”的假说，这种“量子化”的假说，是认识中的一次巨大的“飞跃”，这一“飞跃”比前两个模型的提出，对我们认识事物的方法有着更深刻的指导意义。
③根据玻尔理论假说，氢原子能级为En=E1n2，电子的可能轨道半径为rn=n2rn(n=1，2，3，…)，式中E1＝-13.6eV是以电子处于无限远原子系所具有的能量为零而确定的，是氢原子处于最低能级的功能和势能的和(无限远指氢原子处于电离状态)。rn是一些太具体化的量值，这是玻尔理论中存在的缺陷，但这一假说在解释氢原子光谱上的成功，把人们带进了一个全新的世界，rn的一系列分离值所对应的不连续的能量En，使得氢原子从一个能级跃迁到另一能级只能吸收或释放一系列不连续的能量，所对应的光谱也只能看到一系列的“暗线”或“亮线”，从谱线→能量值→能级差值，反映了氢原子的能级从现象到本质的联系，氢原子处于n=k能级向较低能级跃迁的可能产生的光谱线的条数为N=k(k-1)2。
(2)原子核和原子核的组成
①原子核的研究历程，结构图如下：
图5-17
②从物质的天然放射现象认识原子核的复杂性，从原子核的人工转变和爱因斯坦的质能方程看到原子核中蕴藏着巨大的能量。太阳辐射正是人们对这种转变所释放能量的最直接的感受。
③受因斯坦质能方程E＝mc2，是指能量为E的物质所对应的质量为m，这是爱因斯坦在相对论中得出的具有普遍意义的结论。任何物质在反应和转化的过程中吸收或释放能量△E时，都有相应的△m的改变。但在核反应中△m有更简洁的表现——质量亏损，相应的能量变化为
△E=△mc2。
四、物理高考的能力要求与试题特点
按照素质教育的要求，学校教育的目的是培养学生的能力，而不是灌输知识。要使学生在掌握知识的基础上能灵活地运用知识来解决实际问题。因此，全国高考物理学科的“考试说明”中规定：“高考把对能力的考核放在首要位置。要通过有关知识及其运用的考核来鉴别考生能力的高低，但不应把某些知识与某种能力简单地对应起来。”并规定物理学科要考核的能力目前主要包括5个方面：①理解能力，②推理能力，③分析综合能力，④应用数学处理物理问题的能力，⑤实验能力。
1.对理解能力的考核要求
理解能力是指一个人对知识的领悟力，“考试说明”中阐述考生对物理学的理解能力包括的内容是：“理解物理概念、物理规律的确切含义，理解物理规律的适用条件以及它们在简单情况下的应用；能够清楚认识概念和规律的表达形式(包括文字表述和数学表达)；能够鉴别关于概念和规律的似是而非的说法；理解相关知识的区别和联系。”
上述关于理解能力的内容包含了四个方面：
(1)深刻理解物理的基本概念与基本规律
深刻理解物理概念和规律的确切含义，理解物理规律的适用条件，以及这些概念和规律在基本的、较单一的物理现象和过程中的应用。
(2)对同一概念和规律的各种表达形式(包括文字表述和数学
表达)都要有清楚的认识
在物理学中描述某个概念的物理量除了用文字表述它的含义外，几乎都要用某种数学形式来对它定量表达。其中用比值定义的物理量比比皆是，譬如运动学中的速度(υ＝△s△t)、加速度(a=△υ△t)、电磁学中的电场强度(E＝Fq)、电势(U＝Wq)、电容器的电容(C＝QU)、导体的电阻(R＝UI)、磁感强度(B＝FmaxIl或B＝fmaxqυ)……此外，还有一些物理量是用其他数学形式定义的。
总之，对于物理学中的同一概念和规律，不论是对它们的文字表述还是数学表达，都要有清楚的认识。既要理解这些表述形式是怎样体现概念的确切含义的，又要明确每个基本规律的应用范围和适用条件，尤其是对它们的数学表达的物理内涵要有相应的认识，能在头脑中建立清晰的物理图象。
(3)能够鉴别关于概念和规律的似是而非的说法
正确、准确地掌握物理概念和规律主要体现在，面对大量的以不同方式、不同角度表述的同一内容——其中除有正确的表述外还可能夹杂着一些似是而非的说法——能够把握住概念的实质和规律的基本内涵对各种说法进行鉴别。譬如在高考物理试卷的选择题中设置一些干扰选项，很大一部分就是要检验考生的上述鉴别能力的。
(4)理解相关知识的区别和联系
这一点是显而易见的。在不同门类的知识之间往往有着某些关联，同一门类相关的内容中可以类比、对应的方面就更多了，有不少规律性的东西是相通的。譬如将稳定磁场跟静电场相比较，有许多可类比的概念(磁感强度与电场强度、磁感线与电场线、磁场力与电场力等)；又如机械振动与电磁振荡，机械波与电磁波、光波，相同或相近的概念和规律一一对应，但是它们之间有质的不同。在认识中既要能抓住它们的共性、掌握相同或相近的规律，在解决某些问题时可以相互对比、彼此借鉴，启迪思维；又要善于从质的方面发现它们各自不同的特性，认清它们的区别，在解决具体问题时才不会混淆、陷入迷宫。这也是理解能力的重要组成部分。
2.对推理能力的考核要求
《考试说明》中对考生推理能力的要求是：“能够根据已知的知识和所给物理事实、条件，对物理问题进行逻辑推理和论证，得出正确的结论或作出正确的判断，并能把推理过程正确地表达出来。”
推理能力是一项非常重要的能力，在学习物理的过程中，常常需要从一个基本的判断(包括概念、规律等)出发，推出另一个判断，这种过程可以简单地称之为推理。例如，通过观察、分析一些特殊事件的现象、结果，经过总结和推理得出一个普遍的规律或结论，再通过进一步的论证，得到可靠的结论。又如，从一个普遍的结论(概念、规律)推及一个特殊的结论。一般情况下，当应用所学的物理知识去解决物理问题时，常需要作出这种推理，有时还需要通过比较不同物理过程、物理规律的相似性，得出解决问题的办法。
同学们要提高自己的逻辑推理能力，在平常的复习中应该注意以下几个问题：
(1)立足基础，透彻理解和熟悉各种基本概念和规律
通过认真分析题中所给的事实和条件，建立起合理的物理模型，这是进行正确推理的出发点和重要前提。
(2)思维的严谨与缜密是进行正确推理的必要保证
在高考中，论证题是物理科试题的一个重点。而论证题不同于一般的计算题，对学生的分析推理能力要求是较高的。在解题时，一定要思维严谨，表达规范，解答过程要突出三个特点，即要有论点、论据、论证三部分组成，具体地讲就是：①对论述的物理现象、问题应有明确的观点，此即为论点；②论据要充分，即为论述观点所选择的物理定律、定理方程要准确无误，并且在论述过程中应表达清楚；③论述过程应清晰，即分析物理过程要层次分明，条理清楚，推理缜密，文字表达言简意赅，一定要点到论述的实质性问题。
(3)执果索因，注重培养逆向思维能力
所谓逆向思维，就是已经给出结果或结论，需要通过推理去寻找原因或初始情况。这种思维方式对学生的思维能力要求更高，而且由于世界上的事物常常可由不同的原因或途径，却能造成同一结果，因此，逆向推理的问题，有可能具有多解性，讨论时应该特别注意。
3.对分析综合能力的考核要求
《考试说明》中对分析综合能力的要求是：“能够独立地对具体问题进行具体分析，弄清所给问题中的物理状态、物理过程和物理情境，找出其中起主要作用的因素及有关条件；能够把一个复杂问题分解为若干个较简单的问题，找出它们之间的联系；能够灵活地运用物理知识综合解决所给的问题。”
分析综合能力是物理学科在高考考核中的较高要求，对于较复杂的问题，除了理解能力与推理能力之外，还需要较强的分析综合能力，考核分析综合能力的试题，一般难度都较大，属高考中较高层次的题目，其类型大致可分为三种：
(1)能够独立地对具体问题进行具体分析
弄清所给问题的物理状态、物理过程和物理情境，找出其中起主要作用的因素及有关条件。
这是解决物理问题的钥匙、解题的关键。对每一个物理问题，不论它繁简难易，在解题中首先都要进行具体分析。在分析中先要弄清题目给出的物理状态、过程和情境，使之跃然纸上。这里要强调说明一下在分析问题过程中进行“独立思考”的重要性。高考试题中往往有些题脱胎于常见题，通过对物理背景的更新和设问方式的改变而变为新题。由于它不同于常见题，考生就不能用固定的思维方式来解决问题，必须依靠自己的科学素质、对知识的理解以及相关的能力来解题。因此，能否在考场中面对具体的试题进行独立的具体分析，是对平时培养的独立思考能力的一个很好的检验。
在上述分析的基础上要找出题设物理过程中起主要作用的因素及有关条件，包括找出隐含因素和条件。这一点往往成为解题能否成功的关键。高考题中为了考查考生的分析能力，常常以不同的形式在题内设置一些隐含条件等待考生去发掘。譬如在选择题中以设置一些选项的形式强化某些显露的条件而隐蔽另一些相关的重要因素；在填空和计算题中则常以给定描述表现现象的物理量以及某些较显露条件的形式，将一些涉及过程本质的东西隐蔽起来。不论是哪种形式，在分析的过程中，全力以赴发掘隐含的因素和条件，是解题的重点。
(2)能够把一个复杂问题分解为若干较简单的问题，找出它们
之间的联系
大的综合性问题(譬如可能有力学跟电学现象、热学与电学现象、力学与热学过程等等交织在一起)需要做这一步，即使是一个纯属同一门类的问题(如纯属力学或电学的问题)也还有需要在本部分知识内进行分解的问题。这是寻求解题思路、确定解题方法必不可少的一步，也是进一步使题设物理过程和情境揭示得更深入所必需的。
(3)能够灵活地运用物理知识综合解决所给的问题
在高考中能否灵活地综合运用相关的物理知识从几条可行的思路中抓住最本质性的过程，确定最佳解题方案以收事半功倍之效，这些看来虽然常表现为解题技巧，实际上反映了理解、推理以及分析综合等能力的高低。
4.对应用数学处理物理问题能力的考核要求
物理和数学是紧密联系的，数学既为物理学的发展提供了强有力的工具，也为应用物理规律解决具体问题开通了道路，所以能熟练地运用数学处理物理问题，是进入高校深造的考生所必须具备的能力，每年的高考物理试卷都十分注重对考生进行这方面的考查，归纳起来，主要包括了以下两个方面：
一是从物理现象和过程出发，经过概括、抽象，把物理问题转为数学问题。
二是必要时能运用函数图象、几何图形进行表达、分析和求解：在平常的学习中，学生应重视运用几何图形、函数图象进行表达、分析问题能力的培养，这样有助于对物理概念和规律的理解，有助于形成正确的物理情境。
5.对实验能力的考核要求
物理实验是物理学的基础，也应是物理学科各类测试的重要内容之一。在高考物理试题中注重物理实验的考查，体现了试题具有鲜明的学科特征。考试说明对实验能力的考核提出了下列几方面的要求：
(1)独立完成考试说明中所要求的实验
能在理解的基础上独立完成考试说明的“知识内容表”中所列的实验(共17个学生实验)，明确实验目的，理解实验原理，控制实验条件。
这里要强调的是，学生要在明确目的、理解原理的基础上独立完成实验，既要真正理解而不是亦步亦趋地单纯模仿；又要能有创见地在实验过程中提出自己的想法，特别是在控制实验条件促成达到实验目的方面积极进行独立思考，不拘泥于固有的模式。
(2)会运用在这些实验中学过的实验方法
要学会掌握做某个或某几个所列实验的基本实验方法，经自己消化吸收后能举一反三，能够用以完成其他类似的实验，或设计某些实验。例如1997年全国高考第17题，它要求选用所列器材由考生自己设计出符合要求的实验电路，用以测量给定范围的电压表的内阻；1998年全国高考第18题考查的是不属于上述17个实验范围的测量LC振荡电路的电感L的实验；1999年全国高考第19题则是用比较法测电阻的实验内容，也不属于前述所列实验范围。但所涉及的一些实验方法、数据处理的方法都在考试说明要求的17个实验范围之内。
(3)会正确使用在所列实验中用过的仪器
考试说明中写明的、要求会正确使用的仪器主要有：刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平、秒表、打点计时器、弹簧秤、温度表、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱，等等。要会正确使用仪器，就需要对它的性能、功用、规格、使用规则、读取数据的方法有较全面的认识和理解，尽可能地对它的构造和工作原理有一定程度的了解和理解。要会从实验要求出发选择符合需要的仪器或量程。在高考中将选择仪器和设计实验步骤、实验电路等相结合，常常是深入考查实验能力的方式。
(4)会观察、分析实验现象，处理实验数据，并得出结论
观察、分析实验现象要从实验目的出发、结合实验原理进行。对于实验中获得的原始数据(用有效数字表达直接测量的结果)，如何根据相关规律进行正确处理并从中得出应有的结论，是实验效果如何的关键性一步。如果这一步没有完成，不仅是功败垂成，也是实验能力有缺陷的一种表现。在处理分析数据时要能归纳出规律性的东西，必要时要能用函数图象作图法正确处理数据，要会发现实验的误差，并能进行初步的误差分析。
还要强调一点：物理高考试题中有时还会有考查演示实验的内容。物理演示实验是物理教学过程中的一个重要环节，对物理演示实验的理解在一定程度上也反映了考生掌握物理知识的情况，适当地安排一点演示实验的考查题，会对中学物理教学起到一定的导向作用。
在现行考试说明中规定要求的学生实验是17个，其中力学实验8个，占总数的47%；电学实验5个，约占29%；热学实验1个、光学实验3个，共占约24%，而从历年高考对实验考查题的统计来看，各门类实验命题数占总实验命题数的百分比跟上述情况有很大的偏离。以颁发考试说明后1991年到2000年全国统一高考物理的15套试题中实验考题的统计来看，在总共46个实验考题中，力学有7题，占总数的15.2%；热学有1题，占2.2%；光学有4题，占8.7%；测量工具使用有6题，占13.0%；而电学则有28题，占60.9%，将近2/3。可见电学实验在高考实验考核中所占的重要位置。
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