初中物理常用的科學(xué)研究方法

1、初中物理常用的科學(xué)研究方法研究物理的科學(xué)方法有許多，初中物理中常用的有：觀察法、實(shí)驗(yàn)法、控制變量法、等效法、模型法、轉(zhuǎn)換法、類比法、比較法等等，但這些知識(shí)都散布在初中物理課本各處，為了幫助考生更好的掌握這一局部知識(shí)，下面就此做一個(gè)匯總。1 控制變量法控制變量法就是當(dāng)一個(gè)物理量受到多個(gè)物理因素的影響和制約時(shí)，為了明確這個(gè)物理量與其中某個(gè)因素的關(guān)系，往往需要先控制其它的另幾個(gè)因素不影響被研究的物理量的方法。舉例：1探究滑動(dòng)摩擦力大小與哪些物理量有關(guān)；2研究電流與電阻、電壓關(guān)系時(shí)，先使電阻不變?nèi)パ芯侩娏髋c電壓的關(guān)系；然后再讓電壓不變?nèi)パ芯侩娏髋c電阻的關(guān)系；3探究電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)；4探究壓

2、力的作用效果跟哪些因素有關(guān)；5探究影響電阻大小的因素；2 等效替代法在物理實(shí)驗(yàn)中有許多物理特征、過程和物理量要想直接觀察和測(cè)量很困難，這時(shí)往往把所需觀測(cè)的變量換成其它間接的可觀察和測(cè)量的變量進(jìn)行研究，這種研究方法就是等效法。舉例：1要想研究玻璃板成像特點(diǎn)，關(guān)鍵的問題是設(shè)法確定像的位置，實(shí)驗(yàn)時(shí)具體的做法是另外拿一只相同的蠟燭在玻璃板后面移動(dòng)，直到看上去它跟像完全重合；我們這樣確定像的位置，憑借的是視覺效果的相同，因而可以說是采用了等效替代的科學(xué)方法2確定物體的重心，把重力的作用點(diǎn)看作在重心上。3在研究物體受幾個(gè)力作用的情況時(shí)，引入“合力的概念。4在研究串聯(lián)、并聯(lián)電路時(shí)，引入“總電阻的概念。5用排

3、液法測(cè)物體的體積。3 建立模型法建立模型法就是把物理實(shí)體或物理過程經(jīng)過科學(xué)抽象轉(zhuǎn)化為一定的模型，運(yùn)用這種方法的目的，是為了摒棄次要條件，突出主要因素，從而方便對(duì)物體本質(zhì)的研究。舉例：1在物理學(xué)中，可以用一條帶箭頭的直線來表示光的傳播路徑和方向，這條想象的線叫做光線。2在研究磁體的磁場(chǎng)時(shí)，引入的“磁感線；3原子結(jié)構(gòu)的核式模型。4 轉(zhuǎn)換法對(duì)于不易研究或不好直接研究的物理問題，而是通過研究其表現(xiàn)出來的現(xiàn)象、效應(yīng)、作用效果間接研究問題的方法叫轉(zhuǎn)換法。舉例：1分子運(yùn)動(dòng)看不見、摸不著，通過研究墨水的擴(kuò)散現(xiàn)象來認(rèn)識(shí)它。2用小磁針研究磁場(chǎng)方向。3電流看不見、摸不著，判斷電路中是否有電流時(shí)，我們可以通過電路中的

4、燈泡是否發(fā)光去確定。4用磁體吸引大頭針數(shù)目的多少來說明磁性的強(qiáng)弱。5溫度計(jì)通過液體體積的變化來測(cè)量溫度。6電流表通過通電線圈在磁場(chǎng)里受力偏轉(zhuǎn)來測(cè)量電流7電壓表通過通電線圈在磁場(chǎng)里受力偏轉(zhuǎn)來測(cè)量電壓。5 類比法如果對(duì)一個(gè)物理現(xiàn)象或過程與另一物理現(xiàn)象或過程進(jìn)行比較，找到假設(shè)干相同或相似之處，并以此為依據(jù)，把其中某一對(duì)象的有關(guān)知識(shí)或結(jié)論推移到另一對(duì)象中去，得到后一對(duì)象的結(jié)論，這就是類比法。舉例： 1我們?cè)趯W(xué)習(xí)大氣壓強(qiáng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)大氣與液體有相似的性質(zhì)，因此對(duì)照液體壓強(qiáng)知識(shí)來學(xué)習(xí)大氣壓強(qiáng)。2研究電流時(shí)，將它比做水流；3用水波類比聲波等等。6 觀察比較法在對(duì)各種物理現(xiàn)象、物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行觀察的根底上，和認(rèn)定的標(biāo)

5、準(zhǔn)或?qū)ο筮M(jìn)行比較，得出結(jié)論的方法叫觀察比較法。舉例：1在學(xué)習(xí)汽化現(xiàn)象時(shí)，研究蒸發(fā)與沸騰的異同點(diǎn)；2運(yùn)用參照物判斷物體運(yùn)動(dòng)情況；3比較電流表與電壓表在使用過程中的相同點(diǎn)與不同點(diǎn)；7 推理法推理法是在實(shí)驗(yàn)根底上用的規(guī)律對(duì)未知的自然現(xiàn)象及規(guī)律作出科學(xué)的預(yù)見。舉例：1研究聲音不能在真空中傳播2牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律的得出3自然界只有兩種電荷這一結(jié)論的得出8 模擬法模擬法是指通過易表現(xiàn)的事物或現(xiàn)象來反映不易表現(xiàn)的事物或現(xiàn)象。它是揭示事物本質(zhì)特征的一種間接而有效的方法。模擬對(duì)象與被模擬對(duì)象之間有本質(zhì)上的共同性或形式上的相似性。例如：在磁體周圍均勻地散布細(xì)鐵屑，通過細(xì)鐵屑的規(guī)那么排列，形象地模擬磁體周圍的磁感線就

6、是采用這一物理研究方法。中考物理研究方法題大掃描江蘇豐縣廣宇中英文學(xué)校劉慶賀渠敬華?物理課程標(biāo)準(zhǔn)?要求，在突出科學(xué)探究內(nèi)容的同時(shí)，重視研究方法的指導(dǎo)，使學(xué)生在進(jìn)行科學(xué)探究、學(xué)習(xí)物理知識(shí)的過程中，逐漸拓寬視野，初步領(lǐng)悟到科學(xué)研究方法的真諦。因此，注意考察研究物理問題的方法，成為當(dāng)前和今后中考的熱點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)的思想、控制變量、模型、等效、歸納、分類、轉(zhuǎn)換、類比、猜想等，是初中物理常用的研究方法?，F(xiàn)結(jié)合各地中考試題談?wù)勎锢碇械难芯糠椒▎栴}。一、控制變量法就是把一個(gè)多因素影響某一物理量的問題，通過控制某幾個(gè)因素不變，只讓其中一個(gè)因素改變，從而轉(zhuǎn)化為多個(gè)單一因素影響某一物理量的問題的研究方法。這種方法在實(shí)驗(yàn)

7、數(shù)據(jù)的表格上的反映為：某兩次試驗(yàn)只有一個(gè)條件不相同，假設(shè)兩次試驗(yàn)結(jié)果不同，那么與該條件有關(guān)，否那么無關(guān)。反過來，假設(shè)要研究的問題是物理量與某一因素是否有關(guān)，那么應(yīng)只使該因素不同，而其他因素均應(yīng)相同?？刂谱兞糠ㄊ侵袑W(xué)物理中最常用的方法。例1小蘭在觀察提琴、吉他、二胡等弦樂器的弦振動(dòng)時(shí)，猜想：即使在弦張緊程度相同的條件下，發(fā)聲的音調(diào)上下還可能與弦的粗細(xì)、長短、及弦的材料有關(guān)。于是她想通過實(shí)驗(yàn)來探究一下自己的猜想是否正確。下表是她在實(shí)驗(yàn)室控制的琴弦條件?？刂茥l件編號(hào) 琴弦的材料 琴弦的長度/cm 琴弦的橫截面積/mm2 A 鋼 20 0.3 B 鋼 20 0.7 C 尼龍絲 30 0.5 D 銅 4

8、0 0.5 E 尼龍絲 40 0.5 如果小蘭想探究弦發(fā)聲的音調(diào)與弦的材料的關(guān)系，你認(rèn)為她應(yīng)該選用表中編號(hào)為 的琴弦(只填寫字母代號(hào)) 探究過程通常采用以下一些步驟： 實(shí)驗(yàn)研究； 分析歸納； 提出問題(或猜想)；得出結(jié)論等。你認(rèn)為小蘭要完本錢探究的全過程，所采取步驟的合理順序應(yīng)該是： (只填寫數(shù)字代號(hào)) 在上述探究過程中，總要控制某些因素，使它們保持不變，進(jìn)而尋找出另外一些因素的關(guān)系，這種研究方法叫做“控制變量法。請(qǐng)你再寫出一個(gè)初中物理中用到這種方法的實(shí)驗(yàn)名稱： 解析：想探究弦發(fā)聲的音調(diào)與弦的材料的關(guān)系，應(yīng)控制弦的粗細(xì)、長短相同，只讓弦的材料不同，據(jù)此找到弦D和E；第2問考查探究問題的方法，答

9、案為；第3問 把學(xué)生的思路引向了整個(gè)初中物理學(xué)習(xí)的內(nèi)容，同學(xué)們可以從力、聲、熱、光、電、磁、能等方面答復(fù)。如： ·研究影響力的作用效果的因素； ·研究滑動(dòng)摩擦力與哪些因素有關(guān)； ·研究液體內(nèi)部的壓強(qiáng)； ·研究琴弦發(fā)聲的音調(diào)與弦粗細(xì)、松緊、長短的關(guān)系； ·研究影響液體蒸發(fā)快慢的因素； ·研究物體吸熱與物質(zhì)種類、質(zhì)量、溫度的關(guān)系； ·研究影響電阻大小的因素； ·研究電流與電壓、電阻的關(guān)系； ·研究電功或電熱與哪些因素有關(guān)； ·研究通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的受力與哪些因素有關(guān)； ·研究影響感應(yīng)電流的

10、方向因素； ·研究動(dòng)能或重力勢(shì)能與哪些因素有關(guān)。等等。 二、物理模型法 實(shí)際中的事物都是錯(cuò)綜復(fù)雜的，在用物理的規(guī)律對(duì)實(shí)際中的事物進(jìn)行研究時(shí)，常需要對(duì)它們進(jìn)行必要的簡(jiǎn)化，忽略次要因素，以突出主要矛盾。用這種理想化的方法將實(shí)際中的事物進(jìn)行簡(jiǎn)化，便可得到一系列的物理模型。 例2我們的家鄉(xiāng)蕪湖，一直以來就是長江下游重要的商貿(mào)港口城市。蕪湖長江大橋，這座目前我國科技含量最高的特大型公、鐵兩用斜拉索橋梁的建成，使得蕪湖這座古老的城市又煥發(fā)出強(qiáng)烈的時(shí)代氣息。大橋的建設(shè)，用到了很多物理學(xué)的知識(shí)和研究方法。 1在鐵路橋引橋靠近居民住宅區(qū)一側(cè)，建有高3米左右的板墻如圖1所示，其作用是 。 2汽車過橋時(shí)，

11、每隔一段距離會(huì)有明顯顛簸，這是大橋橋面上的縫隙所致。這些縫隙是 A一種交通標(biāo)志，用于確認(rèn)距離，防止發(fā)生追尾事故 B來往車輛過多，造成路面損毀 C防止司機(jī)開車由于過分平穩(wěn)而瞌睡 D伸縮縫，用于允許路面的膨脹和收縮 3將大橋的結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)化，取其局部可抽象成如圖2丁所示的模型，可以看出它用到了 的相關(guān)知識(shí)。其中O是 ， 代表橋重和過往車輛等產(chǎn)生的對(duì)橋的作用力。 為了減小鋼索承受的拉力，在需要與可能的前提下，可以適當(dāng)增加塔橋的高度。請(qǐng)分析原因。 假設(shè)讓你來設(shè)計(jì)新的斜拉索式大橋，你還能提出什么方法可以減輕鋼索承受拉力？說出一種方法即可 你知道嗎？在上述的研究中，我們用到了物理學(xué)中很重要的一種研究方法：建

12、立模型。建立模型可以幫助人們透過現(xiàn)象，忽略次要因素，從本質(zhì)認(rèn)識(shí)和處理問題；建立模型還可以幫助人們顯示復(fù)雜事物及過程，幫助人們研究不易甚至無法直接觀察的現(xiàn)象。想想看，在初中物理學(xué)習(xí)中，你在研究哪些問題時(shí)也用到了這種研究方法？請(qǐng)舉一例具體說明。第此題實(shí)例除外 分析：此題以蕪湖長江大橋?yàn)檩d體，將聲、熱、杠桿等知識(shí)有機(jī)的融合，考查學(xué)生綜合利用知識(shí)的能力。特別是注重了對(duì)物理學(xué)研究方法的考查，使學(xué)生在做題過程中學(xué)會(huì)了忽略次要因素，抓住主要問題的建立模型法。題目最后一問讓學(xué)生再舉例子說明在初中物理學(xué)習(xí)中，在研究哪些問題時(shí)也用到了這種方法？容易激活學(xué)生的思維，促使學(xué)生對(duì)知識(shí)的回憶和重新整合。 答案：用以隔音，

13、減少火車行駛時(shí)產(chǎn)生的噪音污染；杠桿、支點(diǎn)、；增加橋塔的高度，可以增大拉力的力臂。根據(jù)杠桿的平衡條件，鋼索所承受的拉力也隨之減??；使用新型輕質(zhì)材料減小橋梁自重等；研究肉眼觀察不到的原子結(jié)構(gòu)時(shí)，建立原子核式結(jié)構(gòu)模型。 電路圖是實(shí)物電路的模型。 力的示意圖或力的圖示是實(shí)際物體和作用力的模型。 實(shí)驗(yàn)室常用手搖交流發(fā)電機(jī)及掛圖來研究交流發(fā)電機(jī)的原理和工作過程柴油機(jī)、汽油機(jī)模型等。 研究連通器原理時(shí)用到液片模型。 三、轉(zhuǎn)換法 物理學(xué)中對(duì)于一些看不見、摸不著的現(xiàn)象或不易直接測(cè)量的物理量，通常用一些非常直觀的現(xiàn)象去認(rèn)識(shí)，或用易測(cè)量的物理量間接測(cè)量，這種研究問題的方法叫轉(zhuǎn)換法。初中物理在研究概念、規(guī)律和實(shí)驗(yàn)中多

14、處應(yīng)用了這種方法。 例3愛因斯坦說過：“磁場(chǎng)在物理學(xué)家看來正如他坐的椅子一樣實(shí)在。磁場(chǎng)雖然看不見、摸不著，但可以通過對(duì)小磁針的作用證明其存在。在物理學(xué)中還有其他一些現(xiàn)象也是這樣，如用 可證明 的存在。 解析：首先通過閱讀，明確磁場(chǎng)是無形的，而小磁針是有形的。用有形的、看得見、摸得著的事物證明無形的、看不見、摸不著的物體，是轉(zhuǎn)換的思想。然后就要在頭腦中搜尋學(xué)習(xí)過的物理內(nèi)容，篩選出應(yīng)用這個(gè)思想獲取的知識(shí)點(diǎn)，確定答案。大家可以從力、熱、光、電、磁、分子原子、能量等方面進(jìn)行思考。參考答案如下： 物體發(fā)生形變或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變可證明此物受到力的作用。 蘋果落地可證明重力存在。 馬得堡半球?qū)嶒?yàn)可證明大氣壓的存

15、在。 霧的出現(xiàn)可證明空氣中含有水蒸氣。 影的形成光沿直線傳播 月食現(xiàn)象可證明月亮不是光源。 奧斯特實(shí)驗(yàn)可證明電流周圍有磁場(chǎng) 指南針指南北可證明地磁場(chǎng)的存在 用 能打 可證明電磁波的存在 擴(kuò)散現(xiàn)象可證明分子做無規(guī)那么運(yùn)動(dòng) 鉛塊實(shí)驗(yàn)可證明分子間引力的存在 運(yùn)動(dòng)的物體能對(duì)外做功可證明它具有能 四、猜想法 猜想也稱想象或夢(mèng)想，是用的物理知識(shí)對(duì)某些未知的事物作出科學(xué)的預(yù)測(cè)。它是人的思維的最高境界，合理的想象往往是人類創(chuàng)造創(chuàng)造的源泉。 例4在科幻小說?往日之光?中，作者鮑勃。肖夢(mèng)想了一種慢透光玻璃，講述了一段美麗動(dòng)人的故事。 “想象有一種玻璃，光在這種玻璃中運(yùn)動(dòng)的速度極慢，通過半厘米厚需要10年，比蝸牛的

16、速度還慢得多。當(dāng)一塊慢透光玻璃制出來時(shí)，望上去總是一片漆黑，因?yàn)檫€沒有光穿過它。把這種玻璃放在風(fēng)景秀麗的林中、湖邊，帶者這些美麗的景致的光陷入慢透光玻璃中，10年也出不來。把在這種地方放了10年的玻璃鑲在城市住宅的窗戶上，那么，在下一個(gè)10年的過程中，這個(gè)窗子外面便仿佛呈現(xiàn)出林中湖泊的美景。各種動(dòng)物無聲的前來飲水，空中百鳥飛翔，日夜在交替，季節(jié)在變化。身居鬧市，猶如別墅。 這確實(shí)是一個(gè)有意思的夢(mèng)想，但關(guān)鍵是要降住奔馳的光?？茖W(xué)技術(shù)開展到今天，局部科幻已經(jīng)開始變成現(xiàn)實(shí)。 本文作者進(jìn)行科學(xué)夢(mèng)想的依據(jù)是什么？ 在生活和學(xué)習(xí)中，你一定也有許多奇思妙想吧，簡(jiǎn)要寫出一種想象及其依據(jù)。 解析：試題情景優(yōu)美，

17、充滿夢(mèng)想，給人啟迪。題目第一問外表上看是考學(xué)生，實(shí)際上給學(xué)生以方法：提醒學(xué)生夢(mèng)想要有依據(jù)，不能胡亂猜想。最后一問更能激發(fā)學(xué)生的思維，只要聯(lián)系所學(xué)知識(shí)，再插上想象的翅膀，不難得出答案。 參考答案：依據(jù)是光在不同的介質(zhì)中傳播速度不同。 想象在常溫下制成超導(dǎo)體。依據(jù)是超導(dǎo)材料與溫度有關(guān)； 人想法固定在空中不用乘坐任何交通工具，就可以周游世界。依據(jù)是地球在自轉(zhuǎn)，運(yùn)動(dòng)是相對(duì)的； 讓水在常溫下沸騰，產(chǎn)生大量氣泡，不用洗衣粉就能洗衣服。依據(jù)是沸點(diǎn)與氣壓有關(guān)，只要設(shè)法降低水面上方的氣壓，就可使水在常溫下沸騰。 五、等效法 等效法是常用的科學(xué)思維方法。等效是指不同的物理現(xiàn)象、模型、過程等在物理意義、作用效果或物

18、理規(guī)律方面是相同的。它們之間可以相互替代，而保證結(jié)論不變。等效的方法是指面對(duì)一個(gè)較為復(fù)雜的問題，提出一個(gè)簡(jiǎn)單的方案或設(shè)想，而使它們的效果完全相同，從而將問題化難為易，求得解決。例如我們學(xué)過的等效電路、等效電阻、分力與合力等效。 例5以下四組連線完全正確的一組是 解析：此題容量較大。既有科學(xué)史知識(shí)、常用器具的原理、能量轉(zhuǎn)化知識(shí)的考查，也有科學(xué)研究方法的考查，綜合性較強(qiáng)。正確答案是D。蒸發(fā)和沸騰現(xiàn)象有許多相同和相似的地方，通過比較能更深刻地認(rèn)識(shí)這兩個(gè)概念，所以用的是比較法。因?yàn)榛瑒?dòng)摩擦力大小與壓力和接觸面的粗糙程度兩個(gè)因素都有關(guān)系，所以實(shí)驗(yàn)時(shí)，先控制壓力不變，研究滑動(dòng)摩擦力大小與接觸面的粗糙程度的

19、關(guān)系；再控制接觸面的粗糙程度不變，研究滑動(dòng)摩擦力大小與壓力的關(guān)系。這樣就可得出滑動(dòng)摩擦力大小與壓力和接觸面的粗糙程度的關(guān)系了。這里用的是控制變量法。研究物體在受到兩個(gè)以上的力的作用時(shí)，為了簡(jiǎn)化和方便，用另外一個(gè)力單獨(dú)作用在那個(gè)物體上，并且讓它作用的效果與那兩個(gè)力共同作用的效果相同，那么這一個(gè)力就可以代替那兩個(gè)力了，并且我們把它稱為合力。這里用的是等效法。 六、類比法 類比在物理學(xué)中有著廣泛的應(yīng)用。所謂類比，實(shí)際上是一種從特殊到特殊或從一般到一般的推理。它是根據(jù)兩個(gè)或兩類對(duì)象之間在某些方面的相同或相似而推出它們?cè)谄渌矫嬉部赡芟嗤蛳嗨频囊环N邏輯思維。物理教學(xué)中類比方法可以幫助學(xué)生理解較復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)和較難的物理知識(shí)。 例619世紀(jì)末，湯姆遜發(fā)現(xiàn)了電子，將人們的視線引人到了原子的內(nèi)部，由此，科學(xué)家們提出了多種關(guān)于原子結(jié)構(gòu)的模型。通過學(xué)習(xí)，你認(rèn)為原子結(jié)構(gòu)與以下事物結(jié)構(gòu)最接近的是 A.西紅柿 B.西瓜 C.面包 D.太陽系 解析：大家首先要在頭腦中再現(xiàn)學(xué)習(xí)過的原子結(jié)構(gòu)的模型，再與所給的四個(gè)選項(xiàng)比較，確定結(jié)構(gòu)最接近的事物是太陽系.這里原子核可以類比于太陽，核外電子類比于行星，它們?cè)诳臻g結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)方式上都是相似的。 七、比較法 是通過觀察，分析，找出研究對(duì)象的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)，