初中物理實驗常用的十二種方法

1、中學(xué)物理實驗常用方法一、觀察法物理是一門以觀察、實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科。人們的許多物理知識是通過觀察和 實驗認(rèn)真地總結(jié)和思索得來的。著名的馬德堡半球?qū)嶒?，證明了大氣壓強的存在。 在教學(xué)中，可以根據(jù)教材中的實驗，如長度、時間、溫度、質(zhì)量、密度、力、電 流、電壓等物理量的測量實驗中，要求學(xué)生認(rèn)真細(xì)致的觀察，進行規(guī)范的實驗操 作，得到準(zhǔn)確的實驗結(jié)果，養(yǎng)成良好的實驗習(xí)慣，培養(yǎng)實驗技能。大部分均利用 的是觀察法。觀察是學(xué)習(xí)物理最基本的方法，是科學(xué)歸納的必要條件，學(xué)生對學(xué)習(xí)活動的 外部表現(xiàn)進行有目的、有計劃的觀察、記錄，能夠為物理概念的形成、物理知識 的理解、物理規(guī)律的探究提供信息和依據(jù)。常用觀察方法有：1 .

2、觀察重點，排除無關(guān)因素的干擾。如做氣體膨脹對外做功的實驗時，學(xué)生只聽到“嶗”的一聲，看到瓶塞跳得很高，對真正需要看的現(xiàn)象塑料瓶口出現(xiàn)的酒精煙霧卻視而不見，這就需要教師及時交待，提醒學(xué)生，然后再進行 分析。2 .前后對比觀察，抓住因果關(guān)系。如學(xué)習(xí)密度一節(jié)時，我首先讓學(xué)生區(qū)分銅 塊、鐵塊、鋁塊、石塊、酒精、水等物體，通過觀察它們的顏色、狀態(tài)、軟硬來 辨認(rèn)。然后出示用紙包住的相同體積的銅塊、 鐵塊、鋁塊，怎樣區(qū)分它們？學(xué)生 通過實驗發(fā)現(xiàn)，它們的質(zhì)量不同，因而得出相同體積的物體質(zhì)量不同，也是物 質(zhì)的一種特性，從而引入密度概念。3 .正、反對比觀察，深化認(rèn)識。在指導(dǎo)學(xué)生觀察時，多采用一些正反對比的 方法

3、，可以加深學(xué)生理解知識，拓寬思路。如探究聲音的產(chǎn)生，即無聲又有聲； 探究沸點與氣壓的關(guān)系時，即增大氣壓，沸點升高，減小氣壓，沸點降低。二、控制變量法控制變量法是指一個物理量與多個物理量有關(guān)，把多因素的問題變成多個 單因素的問題，分別加以研究，最后再綜合解決。利用控制變量法研究物理問題 有利于扭轉(zhuǎn)“重結(jié)論、輕過程”的傾向，有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，使學(xué)生學(xué) 會學(xué)習(xí)。如導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓和導(dǎo)體的電阻都有關(guān)系，研究導(dǎo)體中的電流跟這段導(dǎo)體兩端的電壓時，控制導(dǎo)體的電阻不變，改變導(dǎo)體兩端電壓， 看導(dǎo)體中電流的變化，通過學(xué)生實驗，得出歐姆定律I=U/R。另外，研究導(dǎo)體的 電阻大小、滑動摩擦力的大小

4、、液體壓強的大小、浮力大小、動能和重力勢能大 小、電流的熱量的大小、壓力的作用效果、滑輪組的機械效率、電磁鐵的磁性強 弱、產(chǎn)生感應(yīng)電流方向也都用到了控制變量法。研究內(nèi)容控制變量過程結(jié)論得出結(jié)果電流 與電壓、電 阻的關(guān)系控制電阻（導(dǎo)體電阻 /、父），改變導(dǎo)體兩端電壓， 觀察電流艾化情況電阻f時，經(jīng)過導(dǎo)體 的電流隨導(dǎo)體兩瑞電壓增 大而增大.經(jīng)過導(dǎo)體的 電流與導(dǎo)體兩端 電壓成正比，與 導(dǎo)體的電阻成反 比.控制電壓（導(dǎo)體兩端 電壓不交），改變經(jīng)過導(dǎo)體 的電阻，觀察電流艾化情況電奪f時，經(jīng)過導(dǎo)體 的電流隨導(dǎo)體電阻增大而 減小影響 電阻大小 “因素控制導(dǎo)體材料、溫 度、橫截面積，改變導(dǎo)體的 長度控制導(dǎo)體材

5、料、溫 度、長度，改變導(dǎo)體的橫截導(dǎo)體的電阻隨長度的 增1長而增大導(dǎo)體的電阻隨橫截面 積的增大而增大導(dǎo)體的電阻 與導(dǎo)體的長度、 枚截回積、材料、 溫度后關(guān)。控制導(dǎo)體長度、溫 度、橫截面積，改變導(dǎo)體材 料導(dǎo)體的電阻隨材料的 改義而改變控制導(dǎo)體材料、長 度、橫截面積，改變導(dǎo)體的 溫度導(dǎo)體的電阻隨溫度的 開記而增大影響 滑動摩擦 力大小的 M素壓力一定，控制接觸 面的粗糙程度摩擦力大小與接觸面 的粗糙程度后關(guān)摩擦力人小 與接觸面的粗糙 程度、壓力有美控制接觸面的粗糙 程度（同一物體表面），改 變壓力，摩擦力隨壓力的增大 而增大影響 蒸發(fā)快慢 “因素控制溫度、液體表面 上方空氣流動速度，改變表液體的蒸發(fā)

6、快慢與液 體表卸積大小后美液體的蒸發(fā) 快慢與液體表面 積大小、液體表 面上方空氣流動 速度快慢、溫度 高低、有關(guān)控制表面積、溫度， 液體表面上方空氣流動速 度液體的蒸發(fā)快慢與液 體表面上方空氣流動速度 快慢有關(guān)控制液體表面上方 空氣流動速度和表面積，改 變溫度液體的蒸發(fā)快慢與液 體有關(guān)溫度影響 液體內(nèi)部 壓強大小 “因素控制液體密度、深 度，改變受壓力向液體內(nèi)部壓強與方向 無關(guān)P=P gh控制液體密度、受壓 方向，改變液體深度液體內(nèi)部壓強與所處 深度后關(guān)控制液體密度受壓 方向、深度，改變液體密度液體內(nèi)部壓強與所處 密度后關(guān)影響 液體浮力 大小的因控制液體密度、物體 浸入液體的深度，改變物體 浸

7、入液體中的體積浸入液體中的物體受 到浮力的大小與物體浸入 液體中的體積啟美F浮二p液gv排控制物體浸入液體 中的體積、物體浸入液體的 深度，改變液體密度浸入液體中的物體受 到浮力的大小與物體浸入 液體的密度后關(guān)控制液體密度、物體 浸入液體中的體積，改變物 體浸入液體的深度浸入液體中的物體受 到浮力的大小與物體浸入 液體中的深度無關(guān)影響 壓力作用 效果（壓 強）大小的 4素控制受力面積的大 小，改變壓力的大小壓力作用效果（壓強） 大小與壓力的大小成正比P=F/S控制的壓力大小，改 變受力面積的大小壓力作用效果（壓強） 大小與受力面積的大小成 反比影響 電功大小 “因素控制電流、電壓，改 變通電時

8、間電功的多少與通電時 問成正比P = U I t控制電流、通電時 間，改變電壓電功的多少與電壓成 正比控制通電時間、電 壓，改變電流電功的多少與電流成 正比影響 電磁鐵磁 性大小的 M素控制電磁鐵線圈匝 數(shù)，改變通過電磁鐵的電流 的大小電磁鐵磁性大小與通 過電磁鐵的電流的大小成 正比電磁鐵磁性 大小與通過電磁 鐵的電流的大 小、電磁鐵線圈 匝數(shù)肩美控制通過電磁鐵的 電流的大小，改變電磁鐵線 圈匝數(shù)電磁鐵磁性人小與電 磁鐵線圈匝數(shù)成正比控制發(fā)熱體兩端電電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生影響 電流熱效 應(yīng)大小的 M素壓、通過發(fā)熱體的電流，改 變導(dǎo)體電阻的熱量與導(dǎo)體的電阻成正 比日1控制發(fā)熱體兩端電 阻、通電時間，

9、改變通過發(fā) 熱體的電流電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生 的熱量與通過的電流成正 比控制通過發(fā)熱體的 電流、通電時間，改變發(fā)熱 體兩端電壓電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生 的熱量與導(dǎo)體兩端電壓成 正比三、轉(zhuǎn)換法一些比較抽象的看不見、摸不著的物質(zhì)的微觀現(xiàn)象，要研究它們的運動等規(guī)律，使之轉(zhuǎn)化為學(xué)生熟知的看得見、摸得著的宏觀現(xiàn)象來認(rèn)識它們。這種方法在 科學(xué)上叫做“轉(zhuǎn)換法”。 如：分子的運動，電流的存在等，如：空氣看不見、摸不到，我們可以根據(jù)空氣流動（風(fēng)）所產(chǎn)生的作用來認(rèn) 識它；分子看不見、摸不到，不好研究，可以通過研究墨水的擴散現(xiàn)象去認(rèn)識它； 電流看不見、摸不到，判斷電路中是否有電流時，我們可以根據(jù)電流產(chǎn)生的效應(yīng) 來認(rèn)識它；磁場

10、看不見、摸不到，我們可以根據(jù)它產(chǎn)生的作用來認(rèn)識它。再如，有一些物理量不容易測得，我們可以根據(jù)定義式轉(zhuǎn)換成直接測得的物 理量。在由其定義式計算出其值，如電功率（我們無法直接測出電功率只能通過 P= UI利用電流表、電壓表測出 H I計算得出P）、電阻、密度等。中學(xué)物理課本中，測不規(guī)則小石塊的體積我們轉(zhuǎn)換成測排開水的體積我們測曲線的長短時轉(zhuǎn)換成細(xì)棉線的長度在測量滑動摩擦力時轉(zhuǎn)換成測拉力的大小大氣壓強的測量（無法直接測出大氣壓的值，轉(zhuǎn)換成求被大氣壓壓起的水銀 柱的壓強）測硬幣的直徑時轉(zhuǎn)換成測刻度尺的長度測液體壓強（我們將液體的壓強轉(zhuǎn)換成我們能看到的液柱高度差的變化）通過電流的效應(yīng)來判斷電流的存在（我

11、們無法直接看到電流），通過磁場的效應(yīng)來證明磁場的存在（我們無法直接看到磁場），研究物體內(nèi)能與溫度的關(guān)系（我們無法直接感知內(nèi)能的變化，只能轉(zhuǎn)換成測 出溫度的改變來說明內(nèi)能的變化）；在研究電熱與電流、電阻的因素時，我們將電熱的多少轉(zhuǎn)換成液柱上升的高 度。在我們研究電功與什么因素有關(guān)的時候，我們將電功的多少轉(zhuǎn)換成整碼上升 的高度。密度、功率、電功率、電阻、壓強(大氣壓強)等物理量都是利用轉(zhuǎn)換法測得的。在我們回答動能與什么因素有關(guān)時，我們回答說小球在平面上滑動的越遠(yuǎn)則 動能越大，就是將動能的大小轉(zhuǎn)換成了小球運動的遠(yuǎn)近。以上列舉的這些問題均 應(yīng)用了這種科學(xué)方法。(1)比較勢能的大小時可以根據(jù)木樁被撞擊陷

12、入沙中的深度來判斷(2)比較電阻絲放出的熱量可以根據(jù)燒瓶中液體升高的溫度來判斷(3)電流看不見，摸不著，判斷電路中是否有電流時，我們可通過電路中的燈泡是否發(fā)光去確定.即根據(jù)電流產(chǎn)生的效應(yīng)來判斷 .(4)用擴散現(xiàn)象認(rèn)識分子運動；馬德堡半球?qū)嶒灴勺C明大氣壓的存在；霧的出現(xiàn)可以證明空氣中含有水蒸氣； 影子的形成可以證明光沿直線傳播；月食現(xiàn)象可證明月亮不是光源；奧斯特實驗可證明電流周圍存在著磁場；鉛塊實驗可證明分子間存在著引力；運動的物體能對外做功可證明它具有能等(5)判斷磁場是否存在時，用小磁針放在其中看是否轉(zhuǎn)動來確定 (6).判斷電磁鐵磁性強弱時 用電磁鐵吸引大頭針的多少來確定 .四、積累法積累法

13、是指在測量微小量的時候，常常將微小的量，積累成一個比較大的 量。如測量銅絲的直徑先把細(xì)銅絲在鉛筆上緊密排繞 N圈(N數(shù)根據(jù)情況確定)， 再用刻度尺測量細(xì)銅絲直徑長度，然后用線圈直徑的總長度再除以 N,這樣測量 結(jié)果更接近真實值。相似的實驗還有：測一個大頭針、一張郵票的質(zhì)量；測量一張紙的厚度； 測量出心跳一下的時間。在測量微小量的時候，我們常常將微小的量積累成一個比較大的量、 比如在 測量一張紙的厚度的時候，我們先測量 100張紙的厚度在將結(jié)果除以100,這樣 使測量的結(jié)果更接近真實的值就是采取的累積法。要測量出一張郵票的質(zhì)量、測量出心跳一下的時間，測量出導(dǎo)線的直徑，均 可用累積法來完成。值得注

14、意的是，研究某些物理知識或物理規(guī)律，往往要同時用到幾種研究方 法。如在研究電阻的大小與哪些因素有關(guān)時， 我們同時用到了觀察法(觀察電流 表的示數(shù))、轉(zhuǎn)換法(把電阻的大小轉(zhuǎn)換成電流的大小、通過研究電流的大小來 得到電阻的大小)、歸納法(將分別得出的電阻與材料、長度、橫截面積、溫度 有關(guān)的信息歸納在一起)、和控制變量法(在研究電阻與長度有關(guān)時控制了材料、 橫截面積)等方法。五、等效替代法等效替代法是指抓住兩個看似不同的物理過程，尋求其共同效果。如用合力替代物體所受幾個力時，合力與原來幾個力的作用效果相同；研究審、并聯(lián)電路的總電阻時，用總電阻大小代替分電阻大??；在平面鏡成彳a的實驗中，由于我們無法真

15、正的測出物與像的大小，所以利用 了一個完全相同的另一根蠟燭來等效替代像的大小，從而驗證物與像的大小相 同。(2)在 曹沖稱象”中用石塊等效替換大象，效果相同.(5)托里拆利試驗：用液體壓強替代大氣壓強，一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓可以用76厘米的 水銀柱替代.六、歸納法是通過樣本信息來推斷總體信息的技術(shù)。 要做出正確的歸納，就要從總體中 選出的樣本，這個樣本必須足夠大而且具有代表性。 在我們買葡萄的時候就用了 歸納法，我們往往先嘗一嘗，如果都很甜，就歸納出所有的葡萄都很甜的，就放 心的買上一大串。比如銅能導(dǎo)電，銀能導(dǎo)電，鋅能導(dǎo)電則歸納出金屬能導(dǎo)電。 在實驗中為了驗 證一個物理規(guī)律或定理，反復(fù)的通過實驗來驗證他

16、的正確性然后歸納、分析整理 得出正確的結(jié)論。在阿基米德原理中，為了驗證5浮=6排，我們分別利用石塊和木塊做了兩 次實驗，歸納、整理均得出5浮=6排，于是我們驗證了阿基米德原理的正確性， 使用的正是這種方法。在驗證杠桿的平衡條件中，我們反復(fù)做了三次實驗來驗證F1XL1=F2XL2也是利用這種方法。一切發(fā)聲體都在振動結(jié)論的得出(在實驗中對多種結(jié)論進行分析整理并得出 最后結(jié)論時)，都要用到這一方法。在驗證導(dǎo)體的電阻與什么因素有關(guān)的時候， 經(jīng)過多次的實驗我們得出了導(dǎo)體 的電阻與長度，材料，橫截面積，溫度有關(guān)，也是將實驗的結(jié)論整理到一起后歸 納總結(jié)得出的。七、比較法(對比法)當(dāng)你想尋找兩件事物的相同和不

17、同之處， 就需要用到比較法，可以進行比較 的事物和物理量很多，對不同或有聯(lián)系的兩個對象進行比較，我們主要從中尋找 它們的不同點和相同點，從而進一步揭示事物的本質(zhì)屬性。如，比較蒸發(fā)和沸騰的異同點、比較汽油機和柴油機的異同點、 電動機和熱 機、電壓表和電流表的使用、利用托力引入浮力的概念。利用比較法不僅加深了對它們的理解和區(qū)別， 使同學(xué)們很快地記住它們，還 能發(fā)現(xiàn)一些有趣的東西。八、科學(xué)推理法（理想實驗法）當(dāng)你在對觀察到的現(xiàn)象進行解釋的時候就是在進行推理，或說是在做出推論，例如當(dāng)你家的狗在叫的時，你可能會推想有人在你家的門外， 要做出這一推 論，你就需要把現(xiàn)象（狗的叫聲）與以往的知識經(jīng)驗，即有陌生

18、人來時狗會叫結(jié) 合起來。這樣才能得出符合邏輯的答案如：在進行牛頓第一定律的實驗時，當(dāng)我們把物體在越光滑的平面運動的就 越遠(yuǎn)的知識結(jié)合起來我們就推理出，如果平面絕對光滑物體將永遠(yuǎn)做勻速直線運 動。如：在做真空不能傳聲的實驗 時，當(dāng)我們發(fā)現(xiàn)空氣越少，傳出的聲音就越小 時，我們就推理出，真空是不能傳聲的。九、放大法在有些實驗中，實驗的現(xiàn)象我們是能看到的，但是不容易觀察。我們就將產(chǎn) 生的效果進行放大再進行研究。比如音的振動很不容易觀察，所以我們利用小泡沫球?qū)⑵洮F(xiàn)象放大。觀察壓力對玻璃瓶的作用效果時我們將玻璃瓶密閉，裝水，插上一個小玻璃 管，將玻璃瓶的形變引起的液面變化放大成小玻璃管液面的變化。 可見，

19、物理的 科學(xué)方法無法細(xì)致的分類。只能根據(jù)題意看題中強調(diào)的是哪一過程，來分析解答。十、類比法所謂類比就是“觸類旁通” “舉一反三”實際上是一種從特殊到特殊，從一般到 一般的推理，它是根據(jù)兩個或兩類對象之間在某些方面的相同或相似而推出他們 在其他方面也可能相同或相似的一種邏輯思維。 從而可以幫助我們理解較復(fù)雜的 實驗和較難的物理知識。類比是一種推理方法，不同事物在屬性、數(shù)學(xué)形式及其 他量描述上有相同或相似的地方就可以來用類比推理。 類比法是提出科學(xué)假說做 出科學(xué)預(yù)言的重要途徑，物理學(xué)發(fā)展史上的許多假說是運用類比方法創(chuàng)立的，開普勒也曾經(jīng)說過：“我們珍惜類比推理勝于任何別的東西”。實例：電壓與水壓；電流與水流；內(nèi)能與機械能；原子結(jié)構(gòu)與太陽系；水 波與電磁波；通信與鴿子傳遞信件；功率概念與速度概念的形成。在物理學(xué)中運用類比方法可以引導(dǎo)學(xué)生自己獲取知識， 有助于提出假說進行推測，有助于提 出問題并設(shè)想解