初中物理常用的科學研究方法

1、初中物理常用的科學研究方法研究物理的科學方法有許多，初中物理中常用的有：觀察法、實驗法、控制變量法、等效法、模型法、轉換法、類比法、比較法等等，但這些知識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部分知識，下面就此做一個匯總。1 控制變量法控制變量法就是當一個物理量受到多個物理因素的影響和制約時，為了明確這個物理量與其中某個因素的關系，往往需要先控制其它的另幾個因素不影響被研究的物理量的方法。舉例：（1）探究滑動摩擦力大小與哪些物理量有關；（2）研究電流與電阻、電壓關系時，先使電阻不變去研究電流與電壓的關系；然后再讓電壓不變去研究電流與電阻的關系；（3）探究電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有

2、關；（4）探究壓力的作用效果跟哪些因素有關；（5）探究影響電阻大小的因素；2 等效替代法在物理實驗中有許多物理特征、過程和物理量要想直接觀察和測量很困難，這時往往把所需觀測的變量換成其它間接的可觀察和測量的變量進行研究，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，關鍵的問題是設法確定像的位置，實驗時具體的做法是另外拿一只相同的蠟燭在玻璃板后面移動，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方法（2）確定物體的重心，把重力的作用點看作在重心上。（3）在研究物體受幾個力作用的情況時，引入“合力”的概念。（4）在研究串聯(lián)、

3、并聯(lián)電路時，引入“總電阻”的概念。（5）用排液法測物體的體積。3 建立模型法建立模型法就是把物理實體或物理過程經(jīng)過科學抽象轉化為一定的模型，運用這種方法的目的，是為了摒棄次要條件，突出主要因素，從而方便對物體本質的研究。舉例：（1）在物理學中，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）在研究磁體的磁場時，引入的“磁感線”；（3）原子結構的核式模型。4 轉換法對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、作用效果間接研究問題的方法叫轉換法。舉例：（1）分子運動看不見、摸不著，通過研究墨水的擴散現(xiàn)象來認識它。（2）用小磁針研究磁場方向。

4、（3）電流看不見、摸不著，判斷電路中是否有電流時，我們可以通過電路中的燈泡是否發(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弱。（5）溫度計通過液體體積的變化來測量溫度。（6）電流表通過通電線圈在磁場里受力偏轉來測量電流（7）電壓表通過通電線圈在磁場里受力偏轉來測量電壓。5 類比法如果對一個物理現(xiàn)象或過程與另一物理現(xiàn)象或過程進行比較，找到若干相同或相似之處，并以此為依據(jù)，把其中某一對象的有關知識或結論推移到另一對象中去，得到后一對象的結論，這就是類比法。舉例： （1）我們在學習大氣壓強時，發(fā)現(xiàn)大氣與液體有相似的性質，因此對照液體壓強知識來學習大氣壓強。（2）研究電流時，將它比做水流

5、；（3）用水波類比聲波等等。6 觀察比較法在對各種物理現(xiàn)象、物理實驗進行觀察的基礎上，和認定的標準（或對象）進行比較，得出結論的方法叫觀察比較法。舉例：（1）在學習汽化現(xiàn)象時，研究蒸發(fā)與沸騰的異同點；（2）運用參照物判斷物體運動情況；（3）比較電流表與電壓表在使用過程中的相同點與不同點；7 推理法推理法是在實驗基礎上用已知的規(guī)律對未知的自然現(xiàn)象及規(guī)律作出科學的預見。舉例：（1）研究聲音不能在真空中傳播（2）牛頓第一運動定律的得出（3）自然界只有兩種電荷”這一結論的得出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。它是揭示事物本質特征的一種間接而有效的方法。模擬對象與被模

6、擬對象之間有本質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鐵屑，通過細鐵屑的規(guī)則排列，形象地模擬磁體周圍的磁感線就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校劉慶賀渠敬華物理課程標準要求，在突出科學探究內容的同時，重視研究方法的指導，使學生在進行科學探究、學習物理知識的過程中，逐漸拓寬視野，初步領悟到科學研究方法的真諦。因此，注意考察研究物理問題的方法，成為當前和今后中考的熱點。實驗的思想、控制變量、模型、等效、歸納、分類、轉換、類比、猜想等，是初中物理常用的研究方法?，F(xiàn)結合各地中考試題談談物理中的研究方法問題。一、控制變量法就是把一個多因素影響某一物理

7、量的問題，通過控制某幾個因素不變，只讓其中一個因素改變，從而轉化為多個單一因素影響某一物理量的問題的研究方法。這種方法在實驗數(shù)據(jù)的表格上的反映為：某兩次試驗只有一個條件不相同，若兩次試驗結果不同，則與該條件有關，否則無關。反過來，若要研究的問題是物理量與某一因素是否有關，則應只使該因素不同，而其他因素均應相同?？刂谱兞糠ㄊ侵袑W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時，猜測：即使在弦張緊程度相同的條件下，發(fā)聲的音調高低還可能與弦的粗細、長短、及弦的材料有關。于是她想通過實驗來探究一下自己的猜想是否正確。下表是她在實驗室控制的琴弦條件。控制條件編號 琴弦的材料 琴弦的長

8、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 40 0.5 E 尼龍絲 40 0.5 如果小蘭想探究弦發(fā)聲的音調與弦的材料的關系，你認為她應該選用表中編號為 的琴弦(只填寫字母代號) 探究過程通常采用下列一些步驟： 實驗研究； 分析歸納； 提出問題(或猜想)；得出結論等。你認為小蘭要完成本探究的全過程，所采取步驟的合理順序應該是： (只填寫數(shù)字代號) 在上述探究過程中，總要控制某些因素，使它們保持不變，進而尋找出另外一些因素的關系，這種研究方法叫做“控制變量法”。請你再寫出一個初中物理中用到這種方法的實驗名稱： 解析：想探究弦發(fā)

9、聲的音調與弦的材料的關系，應控制弦的粗細、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，答案為；第3問 把學生的思路引向了整個初中物理學習的內容，同學們可以從力、聲、熱、光、電、磁、能等方面回答。如： ·研究影響力的作用效果的因素； ·研究滑動摩擦力與哪些因素有關； ·研究液體內部的壓強； ·研究琴弦發(fā)聲的音調與弦粗細、松緊、長短的關系； ·研究影響液體蒸發(fā)快慢的因素； ·研究物體吸熱與物質種類、質量、溫度的關系； ·研究影響電阻大小的因素； ·研究電流與電壓、電阻的關系； ·研

10、究電功或電熱與哪些因素有關； ·研究通電導體在磁場中的受力與哪些因素有關； ·研究影響感應電流的方向因素； ·研究動能（或重力勢能）與哪些因素有關。等等。 二、物理模型法 實際中的事物都是錯綜復雜的，在用物理的規(guī)律對實際中的事物進行研究時，常需要對它們進行必要的簡化，忽略次要因素，以突出主要矛盾。用這種理想化的方法將實際中的事物進行簡化，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)出強烈的時代氣息。大橋的建設，用到了很多

11、物理學的知識和研究方法。 （1）在鐵路橋引橋靠近居民住宅區(qū)一側，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，每隔一段距離會有明顯顛簸，這是大橋橋面上的縫隙所致。這些縫隙是 （ ） A一種交通標志，用于確認距離，避免發(fā)生追尾事故 B來往車輛過多，造成路面損毀 C避免司機開車由于過分平穩(wěn)而瞌睡 D伸縮縫，用于允許路面的膨脹和收縮 （3）將大橋的結構進行簡化，取其部分可抽象成如圖2丁所示的模型，可以看出它用到了 的相關知識。其中O是 ， 代表橋重和過往車輛等產(chǎn)生的對橋的作用力。 為了減小鋼索承受的拉力，在需要與可能的前提下，可以適當增加塔橋的高度。請分析原因。 假如讓你來設計

12、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，我們用到了物理學中很重要的一種研究方法：建立模型。建立模型可以幫助人們透過現(xiàn)象，忽略次要因素，從本質認識和處理問題；建立模型還可以幫助人們顯示復雜事物及過程，幫助人們研究不易甚至無法直接觀察的現(xiàn)象。想想看，在初中物理學習中，你在研究哪些問題時也用到了這種研究方法？請舉一例具體說明。（第本題實例除外） 分析：本題以蕪湖長江大橋為載體，將聲、熱、杠桿等知識有機的融合，考查學生綜合利用知識的能力。特別是注重了對物理學研究方法的考查，使學生在做題過程中學會了忽略次要因素，抓住主要問題的建立模型法。

13、題目最后一問讓學生再舉例子說明在初中物理學習中，在研究哪些問題時也用到了這種方法？容易激活學生的思維，促使學生對知識的回憶和重新整合。 答案：用以隔音，減少火車行駛時產(chǎn)生的噪音污染；杠桿、支點、；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??；使用新型輕質材料減小橋梁自重等；研究肉眼觀察不到的原子結構時，建立原子核式結構模型。 電路圖是實物電路的模型。 力的示意圖或力的圖示是實際物體和作用力的模型。 實驗室常用手搖交流發(fā)電機及掛圖來研究交流發(fā)電機的原理和工作過程（柴油機、汽油機模型等）。 研究連通器原理時用到液片模型。 三、轉換法 物理學中對于一些看不見、摸

14、不著的現(xiàn)象或不易直接測量的物理量，通常用一些非常直觀的現(xiàn)象去認識，或用易測量的物理量間接測量，這種研究問題的方法叫轉換法。初中物理在研究概念、規(guī)律和實驗中多處應用了這種方法。 例3愛因斯坦說過：“磁場在物理學家看來正如他坐的椅子一樣實在?！贝艌鲭m然看不見、摸不著，但可以通過對小磁針的作用證明其存在。在物理學中還有其他一些現(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，是轉換的思想。然后就要在頭腦中搜尋學習過的物理內容，篩選出應用這個思想獲取的知識點，確定答案。大家可以從力、熱、光、電、

15、磁、分子原子、能量等方面進行思考。參考答案如下： 物體發(fā)生形變或運動狀態(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。 馬得堡半球實驗可證明大氣壓的存在。 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。 奧斯特實驗可證明電流周圍有磁場 指南針指南北可證明地磁場的存在 用手機能打電話可證明電磁波的存在 擴散現(xiàn)象可證明分子做無規(guī)則運動 鉛塊實驗可證明分子間引力的存在 運動的物體能對外做功可證明它具有能 四、猜想法 猜想也稱想象或幻想，是用已知的物理知識對某些未知的事物作出科學的預測。它是人的思維的最高境界，合理的想象往往是人類創(chuàng)造發(fā)明的源泉。 例4在科

16、幻小說往日之光中，作者鮑勃。肖幻想了一種慢透光玻璃，講述了一段美麗動人的故事。 “想象有一種玻璃，光在這種玻璃中運動的速度極慢，通過半厘米厚需要10年，比蝸牛的速度還慢得多。當一塊慢透光玻璃制出來時，望上去總是一片漆黑，因為還沒有光穿過它。把這種玻璃放在風景秀麗的林中、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10年的過程中，這個窗子外面便仿佛呈現(xiàn)出林中湖泊的美景。各種動物無聲的前來飲水，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?！?這確實是一個有意思的幻想，但關鍵是要降住飛馳的光。科學技術發(fā)展

17、到今天，部分科幻已經(jīng)開始變成現(xiàn)實。 本文作者進行科學幻想的依據(jù)是什么？ 在生活和學習中，你一定也有許多奇思妙想吧，簡要寫出一種想象及其依據(jù)。 解析：試題情景優(yōu)美，充滿幻想，給人啟迪。題目第一問表面上看是考學生，實際上給學生以方法：提醒學生幻想要有依據(jù)，不能胡亂猜想。最后一問更能激發(fā)學生的思維，只要聯(lián)系所學知識，再插上想象的翅膀，不難得出答案。 參考答案：依據(jù)是光在不同的介質中傳播速度不同。 想象在常溫下制成超導體。依據(jù)是超導材料與溫度有關； 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，運動是相對的； 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)是沸點與

18、氣壓有關，只要設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、作用效果或物理規(guī)律方面是相同的。它們之間可以相互替代，而保證結論不變。等效的方法是指面對一個較為復雜的問題，提出一個簡單的方案或設想，而使它們的效果完全相同，從而將問題化難為易，求得解決。例如我們學過的等效電路、等效電阻、分力與合力等效。 例5下列四組連線完全正確的一組是（ ） 解析：本題容量較大。既有科學史知識、常用器具的原理、能量轉化知識的考查，也有科學研究方法的考查，綜合性較強。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

19、更深刻地認識這兩個概念，所以用的是比較法。因為滑動摩擦力大小與壓力和接觸面的粗糙程度兩個因素都有關系，所以實驗時，先控制壓力不變，研究滑動摩擦力大小與接觸面的粗糙程度的關系；再控制接觸面的粗糙程度不變，研究滑動摩擦力大小與壓力的關系。這樣就可得出滑動摩擦力大小與壓力和接觸面的粗糙程度的關系了。這里用的是控制變量法。研究物體在受到兩個以上的力的作用時，為了簡化和方便，用另外一個力單獨作用在那個物體上，并且讓它作用的效果與那兩個力共同作用的效果相同，那么這一個力就可以代替那兩個力了，并且我們把它稱為合力。這里用的是等效法。 六、類比法 類比在物理學中有著廣泛的應用。所謂類比，實際上是一種從特殊到特

20、殊或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它們在其他方面也可能相同或相似的一種邏輯思維。物理教學中類比方法可以幫助學生理解較復雜的實驗和較難的物理知識。 例619世紀末，湯姆遜發(fā)現(xiàn)了電子，將人們的視線引人到了原子的內部，由此，科學家們提出了多種關于原子結構的模型。通過學習，你認為原子結構與下列事物結構最接近的是（） 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)學習過的原子結構的模型，再與所給的四個選項比較，確定結構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，它們在空間結構和運動方式上都是相似的。 七、比較法 是通過觀察，分析，找出研究對