中考復(fù)習(xí)沖刺之實(shí)驗(yàn)研究方法篇

1、 重慶熟思教育 重慶熟思教育·鳳鳴山校區(qū) 教師1對(duì)1 ShuSi Education Technology (ChongQing) Co.,Ltd.初中物理研究方法物理學(xué)是一門理論性與實(shí)踐性都很強(qiáng)的綜合學(xué)科。隨著新課標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施會(huì)有許多新的問(wèn)題出現(xiàn)，需要我們探討研究，因此，我們不僅要掌握新的教育理念，還要掌握新的物理研究方法。圖表法、比較法、控制變量法、等效替代法、轉(zhuǎn)換法、類比法、建立模型法、理想實(shí)驗(yàn)法等是初中物理常用的研究方法。下面我將一些重要的實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行一下分析。一、 控制變量法 所謂控制變量法，就是在研究和解決問(wèn)題的過(guò)程中，對(duì)影響事物變化規(guī)律的因素或條件加以人為控制，使其中的一

2、些條件按照特定的要求發(fā)生變化或不發(fā)生變化，最終解決所研究的問(wèn)題。如：通過(guò)導(dǎo)體的電流I受到導(dǎo)體電阻R和它兩端電壓U的影響，在研究電流I與電阻R的關(guān)系時(shí)，需要保持電壓U不變；在研究電流I與電壓U的關(guān)系時(shí)，需要保持電阻R不變。為了研究導(dǎo)體的電阻大小與哪些因素有關(guān)，控制導(dǎo)體的長(zhǎng)度和材料不變，研究導(dǎo)體電阻與橫截面積的關(guān)系。為了研究滑動(dòng)摩擦力的大小跟哪些因素有關(guān)，保證壓力相同時(shí)，研究滑動(dòng)摩擦力與接觸面粗糙程度的關(guān)系?！痉椒ㄌ攸c(diǎn)】控制變量法是物理學(xué)研究的重要方法之一?？刂谱兞糠ň褪前岩粋€(gè)多因素影響某一物理量的問(wèn)題，通過(guò)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(wèn)題的研究

3、方法。例題1、兩段長(zhǎng)段、粗細(xì)和材料都不同的導(dǎo)體分別接在電壓相同的電路中，則下列判斷中正確的是（ ） A.長(zhǎng)導(dǎo)體中的電流一定大些B.短導(dǎo)體中的電流一定大些C.無(wú)論哪段導(dǎo)體被拉長(zhǎng)后，通過(guò)的電流都一定變小D.無(wú)論哪段導(dǎo)體被冷卻后，通過(guò)的電流都一定變小圖1例題2、在“研究電流跟電壓、電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，如圖1所示，我們先使電阻箱的電阻取某一值，多次改變滑動(dòng)變阻器的阻值，記錄每次的電流值和相應(yīng)的_值，得到當(dāng)電阻不變時(shí)，電流跟_成正比的關(guān)系；然后多次改變電阻箱的阻值，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使每次_保持不變，記錄每次電阻箱的阻值R和相應(yīng)的_值，得到此時(shí)電流跟_成反比的關(guān)系。例題3、在驗(yàn)證焦耳定律實(shí)驗(yàn)中，為

4、了比較兩根不同的電阻絲發(fā)出的熱量跟電阻的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)該同時(shí)讓兩根電阻絲的 （ ）A兩端電壓和通過(guò)的電流相同B電阻和通電時(shí)間相同C通電時(shí)間和通過(guò)的電流相同D兩端電壓、通過(guò)的電流和通電時(shí)間相同 控制變量法，就是一個(gè)物理量跟多個(gè)因素有關(guān)，研究它跟其中一個(gè)因素的關(guān)系時(shí)，必須保持其他因素不變（或相等），只改變這一因素，然后找出變化的規(guī)律。如:、在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中用到“控制變量法”。如“研究壓力作用效果與什么因素有關(guān)？”“研究電磁鐵磁性強(qiáng)弱與什么因素有關(guān)？”“電阻大小與什么因素有關(guān)？”例4、 在研究電阻與長(zhǎng)度，材料，橫截面積三個(gè)因素的關(guān)系，從而使問(wèn)題簡(jiǎn)單化，這種方法在科學(xué)上叫做控制變量法，在下列四個(gè)研究問(wèn)題的

5、實(shí)例中，采用此方法的是（ ）A、研究電流與電壓，電阻關(guān)系時(shí)，先讓電阻一定，研究電流與電壓的關(guān)系；然后使電壓不變，研究電流與電阻的關(guān)系B、研究電流時(shí)，將它比做水流去研究C、研究物體受兩個(gè)力的情況時(shí)，引入合力的概念D、利用光線來(lái)研究光的傳播路線例如圖所示的情景，是研究蒸發(fā)快慢與哪些因素有關(guān)的探究過(guò)程，這個(gè)探究方案中（a）（b）（c） 圖(a)是研究蒸發(fā)快慢與液體表面積大小關(guān)系的圖(b)是研究蒸發(fā)快慢與溫度高低關(guān)系的圖(c)是研究蒸發(fā)快慢與液體表面附近氣流快慢關(guān)系的整個(gè)過(guò)程中是利用“控制變量法”和“對(duì)比法”進(jìn)行探究的 以上說(shuō)法正確的是 A只有B只有C只有D均正確例5 在研究“導(dǎo)體的電阻跟橫截面積關(guān)系

6、”的實(shí)驗(yàn)中，用如下圖的裝置，把兩條電阻的AB和CD分別接入電路，AB比CD的橫截面積小。將AB連入電路時(shí)，電流表示數(shù)為I1，將CD連入電路時(shí)，電流表示數(shù)為I，且I2I1。 （1）AB和CD兩根電阻絲還要滿足的條件是： ； 。（2）分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出的結(jié)論是 （3）在這個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程用到了哪些物理研究方法： 例6：研究弦的振動(dòng)頻率 （1）弦的頻率跟哪些因素可能有關(guān)?（2）采用什么方法進(jìn)行研究?怎樣研究?（3）我們還學(xué)習(xí)過(guò)哪些物理規(guī)律時(shí)運(yùn)用了控制變量法?2、在理解概念時(shí)用到“控制變量法”在初中物理教材中，物理概念和規(guī)律形成和理解經(jīng)常采用的是“控制變量法”。如：速度（ ）、密度（ ）、壓強(qiáng)（ ）、比熱容

7、（ ），歐姆定律（ ）、電功率（ ）、電熱（ ）、液體內(nèi)部壓強(qiáng)的規(guī)律（ ）、阿基米德定理（ ）等物理規(guī)律等等，所以我們?cè)谂袛喔拍畋磉_(dá)是否正確時(shí)，一定要采用 “控制變量法”。例7、 在學(xué)習(xí)歐姆定律時(shí)，為了研究導(dǎo)體中的電流I與導(dǎo)體兩端電壓U、導(dǎo)體電阻R的關(guān)系，先保持導(dǎo)體電阻R的一定，研究導(dǎo)體中的電流I與導(dǎo)體兩端電壓的關(guān)系；再保持導(dǎo)體兩端電壓一定，研究導(dǎo)體中的電流與電阻的關(guān)系，得到I=U/R，這是研究物理規(guī)律常用的一種方法，叫做“控制變量法”。下面四個(gè)研究過(guò)程中也運(yùn)用這種方法的是（ ）A、研究電流時(shí)，將它比作水流B、研究電流通過(guò)導(dǎo)體發(fā)熱功率P與導(dǎo)體中的電流I、導(dǎo)體電阻R的關(guān)系，得到P=I2R。C、將

8、物體分別浸在水、酒精等多種液體中，通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)得出；浸在液體中的物體受到液體對(duì)它向上托的力，即浮力D、研究液體內(nèi)部壓強(qiáng)P與液體密度 和深度h的關(guān)系，得到P= gh例8 下列關(guān)于導(dǎo)體電阻大小的比較，判斷正確的是（ ） A.鐵的電阻一定比鋁的電阻大 B.兩根粗細(xì)一樣的導(dǎo)體，長(zhǎng)的一定比短的電阻大 C.粗的銅導(dǎo)線的電阻一定小于細(xì)的鐵導(dǎo)線的電阻 D.在其他條件不變的前提下，鎳鉻合金的電阻一定大于銅導(dǎo)線的電阻解析 電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)，它的大小決定于導(dǎo)體的材料、長(zhǎng)度、橫截面積和溫度，根據(jù)影響電阻大小的四個(gè)因素來(lái)比較電阻的大小時(shí)，一定要用到控制變量法，即必須保持另外三個(gè)因素相同，再根據(jù)另一個(gè)因素的大小來(lái)

9、確定電阻大小。故A、B、C都不對(duì)，而D答案剛好滿足這一要求，且鎳鉻合金的電阻率（即材料這一因素）大于銅的電阻率，故D對(duì)。二、轉(zhuǎn)換法物理學(xué)中對(duì)于一些看不見(jiàn)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)或用容易測(cè)量的物理量間接測(cè)量，這種研究問(wèn)題的方法叫轉(zhuǎn)換法。如：磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)看不見(jiàn)、摸不著，判斷磁場(chǎng)是否存在時(shí)，用小磁針?lè)旁谄渲锌词欠褶D(zhuǎn)動(dòng)來(lái)確定。要研究動(dòng)能的大小與哪些因素有關(guān)，首先就要知道怎樣“看出”動(dòng)能的大小。物體具有動(dòng)能的大小是無(wú)法直接“看出”的。怎么辦呢？我們可以利用能量與做功的關(guān)系，把物體具有能量的大小轉(zhuǎn)換為它能夠?qū)ν庾龉Φ拇笮》磻?yīng)出來(lái)?！痉椒ㄌ攸c(diǎn)】物理學(xué)中對(duì)于一些抽象、空洞

10、、看不見(jiàn)、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，這種通過(guò)轉(zhuǎn)換研究對(duì)象、空間角度、物理規(guī)律、物理模型、思維角度、物理過(guò)程、物理狀態(tài)、時(shí)間角度等達(dá)到化繁為簡(jiǎn)，化難為易，間接獲取問(wèn)題解決的一種解題方法叫轉(zhuǎn)換法。通過(guò)直接感知的現(xiàn)象，推測(cè)無(wú)法直接感知的事實(shí)，；即用形象替代抽象，用有形代替無(wú)形。初中階段有以下一些等效替代法的實(shí)例： 現(xiàn)象 事實(shí)（1）小燈泡是否發(fā)光-證明電流的存在（2）小磁針的偏轉(zhuǎn)-說(shuō)明磁場(chǎng)的存在（或者證明通電導(dǎo)體周圍有磁場(chǎng)）（3）收音機(jī)收音、手機(jī)通話-證明電磁波的存在（4）拋出去的物體要下落-證明萬(wàn)有引力（重力）的存在（5）風(fēng)的存在

11、-證明空氣的存在（6）擴(kuò)散現(xiàn)象-證明分子運(yùn)動(dòng)的存在（7）聽(tīng)到聲音-證明聲波的存在（8）剎車后，人向前傾等慣性現(xiàn)象-證明慣性的存在（9）運(yùn)動(dòng)的物體最后會(huì)停下來(lái)-證明摩擦力的存在（10）踢了球的腳會(huì)覺(jué)得疼-反作用力的存在例題1、分子運(yùn)動(dòng)看不見(jiàn)、摸不著，不好研究，但科學(xué)家可以通過(guò)墨水?dāng)U散現(xiàn)象去認(rèn)識(shí)它.這種方法在科學(xué)上叫做“轉(zhuǎn)換法"。下面是小紅同學(xué)在學(xué)習(xí)中遇到的四個(gè)研究實(shí)例，其中采取的方法與剛才研究分子運(yùn)動(dòng)的方法相同的是（ ） A利用磁感應(yīng)線去研究磁場(chǎng)問(wèn)題B電流看不見(jiàn)、摸不著，判斷電路中是否存在電流時(shí)，我們可通過(guò)電路中的燈泡是否發(fā)光去確定C研究電流與電壓、電阻關(guān)系時(shí)，先使電阻不變?nèi)パ芯侩娏髋c

12、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D研究電流時(shí)，將它比做水流例題2、如圖2所示，電池的內(nèi)阻可以忽略不計(jì)，電壓表和可變電阻器R串聯(lián)接成通路，如果可變電阻器R的值減為原來(lái)的1/3時(shí)，電壓表的讀數(shù)由U增加到2U，則下列說(shuō)法中正確的是 （ ） A.流過(guò)可變電阻器R的電流增大為原來(lái)的4倍   B.可變電阻器R消耗的電功率增加為原來(lái)的2倍   圖2C.可變電阻器兩端的電壓減小為原來(lái)的2/3    D.若可變電阻器R的阻值減小到0，那么電壓表的示數(shù)變?yōu)?U例3：分子運(yùn)動(dòng)看不見(jiàn)、摸不著，不好研究，但科學(xué)家

13、可以通過(guò)研究墨水的擴(kuò)散現(xiàn)象認(rèn)識(shí)它，這種方法在科學(xué)叫做“轉(zhuǎn)換法”。下面是小紅同學(xué)在學(xué)習(xí)中遇到的四個(gè)研究實(shí)例，其中采取的方法與剛才研究分子運(yùn)動(dòng)的方法相同的是（ ）A、利用磁感線去研究磁場(chǎng)問(wèn)題 B、電流看不見(jiàn)，摸不著，判斷電路中是否有電流時(shí)，我們可通過(guò)電路中的燈泡是否發(fā)光去確定C、研究電流與電壓、電阻關(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D、研究電流時(shí)，將它比作水流三、類比法為了把要表述的物理問(wèn)題說(shuō)得清楚明白，往往用具體的、有形的、人們所熟知的事物來(lái)類比要說(shuō)明的那些抽象的、無(wú)形的、陌生的事物。通過(guò)類比，使人們對(duì)所要提示的事物有一個(gè)直接的、具體的形象認(rèn)識(shí)，再

14、逐步達(dá)到從理論上認(rèn)識(shí)的高度。如：認(rèn)識(shí)電流時(shí)，用水流進(jìn)行類比。認(rèn)識(shí)電壓時(shí)，用水壓進(jìn)行類比。通過(guò)類比，用大家熟悉的水流、水壓的直觀認(rèn)識(shí)，使得看不見(jiàn)、摸不著的抽象的電流、電壓等知識(shí)躍然紙面，栩栩如生?！痉椒ㄌ攸c(diǎn)】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。在物理教學(xué)中，類比方法可以幫助理解較復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)和較難的物理知識(shí),有效地揭示自然界的各種秘密，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)造性思維發(fā)展，達(dá)到“他山之石，可以功玉”的效果。例題6、學(xué)生學(xué)習(xí)電學(xué)知識(shí)時(shí)，在老師的引導(dǎo)下，聯(lián)想到如圖

15、3所示的力學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，進(jìn)行比較找出相類似的規(guī)律，其中不正確的是（ ）圖3A.水壓使水管中形成水流；類似地，電壓使電路中形成電流B.抽水機(jī)是提供水壓的裝置，類似地，電源是提供電壓的裝置C.抽水機(jī)工作時(shí)消耗水能，類似地，電燈發(fā)光時(shí)消耗電能D.水流通過(guò)渦輪時(shí)，消耗水能轉(zhuǎn)化為渦輪的動(dòng)能；類似地，電流通過(guò)電燈時(shí)，消耗電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和光能四、圖表法圖象是描述物理過(guò)程、揭示物理規(guī)律、解決物理問(wèn)題的重要方法之一，它具有形象、直觀、動(dòng)態(tài)變化過(guò)程清晰等特點(diǎn)，能把物理問(wèn)題簡(jiǎn)化明了，使探究過(guò)程優(yōu)化，有效、簡(jiǎn)捷。例如在探究冰的熔化過(guò)程中，將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出圖象，很容易理解晶體熔化的特點(diǎn)。圖表法也常用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)，通過(guò)大量的實(shí)

16、驗(yàn)進(jìn)行觀察，取得數(shù)據(jù)，然后加工整理上升為規(guī)律。如探究凸透鏡成像的規(guī)律時(shí)，按下面的表格進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)，很容易得出凸透鏡成像的規(guī)律物 距成 像 特 點(diǎn)像 距應(yīng) 用U2f倒立縮小實(shí)像f<<2f照相機(jī)U=2f倒立等大實(shí)像ff<U<2f倒立放大實(shí)象f投影儀，幻燈機(jī)U=f不 成 像粗測(cè)焦距Uf正立放大虛象VU放大鏡五、等效替代法等效替代法是一種抓住兩個(gè)看來(lái)不同的物理過(guò)程，尋求其相同的效果之處。用此來(lái)探究物理概念和規(guī)律來(lái)解決物理問(wèn)題的方法。如：在電路中，若干個(gè)電阻，可以等效為一個(gè)合適的電阻，反之亦可，如串聯(lián)電路的總電阻、并聯(lián)電路的總電阻都利用了等效的思想。在“曹沖稱象”中用石子等效替換

17、大象，效果相同?！痉椒ㄌ攸c(diǎn)】等效的方法是指面對(duì)一個(gè)較為復(fù)雜的問(wèn)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(wèn)題化繁為簡(jiǎn)、化生為熟、化難為易，這不僅能提高學(xué)生的解題速度，而且還有助于學(xué)生理解能力、應(yīng)變能力和創(chuàng)造能力的培養(yǎng)。 例題1、在物理實(shí)驗(yàn)中常用到等效替代法。例如將一個(gè)7的電阻替換某支路中2和5串聯(lián)的電阻，在其他條件不變的情況下，該支路中電流不變，說(shuō)明一個(gè)7的電阻與阻值為2和5串聯(lián)的電阻對(duì)電流的阻礙作用是等效的，所以可用7的電阻替代2和5串聯(lián)的電阻。在用如圖4所示電路測(cè)量未知電阻的實(shí)驗(yàn)中，用的就是等效替代法。其中Rx是待測(cè)電阻（阻值大約幾百歐），R是滑動(dòng)變阻器，R0是電阻箱（電

18、阻箱的最大電阻值大于Rx。）（1）請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路圖把下列主要實(shí)驗(yàn)步驟中的空白填齊。按電路圖連好電路，并將電阻箱R0的阻值調(diào)至最大。閉合開(kāi)關(guān)S1前，滑片P置于_端。（選填“a”或“b”）閉合開(kāi)關(guān)S1。閉合開(kāi)關(guān)_，調(diào)節(jié)滑片P，使電流表指針指在適當(dāng)?shù)奈恢茫浵麓藭r(shí)電流表的示數(shù)I。圖4先斷開(kāi)開(kāi)關(guān)_，再閉合開(kāi)關(guān)_，保持_的電阻不變，調(diào)節(jié)_，使電流表的示數(shù)仍為I。（2）在此實(shí)驗(yàn)中，若將電流表改為電壓表，其他器材不變，在虛線框內(nèi)畫(huà)出用等效替代法測(cè)量Rx電阻的實(shí)驗(yàn)電路圖。（要求所設(shè)計(jì)的電路在連接好后，只能通過(guò)開(kāi)關(guān)改變電路連接情況）例2、“曹沖稱象”運(yùn)用了等效的方法，巧妙地測(cè)出了大象的體重。下面是初中物理學(xué)習(xí)過(guò)

19、程中遇到的幾個(gè)研究實(shí)例：（1）在研究物體受力時(shí)，引入了合力的概念；（2）在研究光時(shí)，引入“光線“的概念；（3）在研究多個(gè)電阻的串聯(lián)或并聯(lián)時(shí)，引入了總電阻的概念；（4）在研究磁現(xiàn)象時(shí)，引入了”磁感線“的概念。在上述幾個(gè)實(shí)例中，采用等效法的是：（ ）A、（1）和（2） B、（1）和（3） C、（2）和（3） D、（3）和（4）六、實(shí)驗(yàn)推理法有一些物理現(xiàn)象，由于受實(shí)驗(yàn)條件所限，無(wú)法直接驗(yàn)證，需要我們先進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，再進(jìn)行合理推理得出正確結(jié)論，這也是一種常用的科學(xué)方法。如：在進(jìn)行牛頓第一定律的實(shí)驗(yàn)時(shí)，當(dāng)我們把物體在越光滑的平面運(yùn)動(dòng)的就越遠(yuǎn)的知識(shí)結(jié)合起來(lái)我們就推理出，如果平面絕對(duì)光滑物體將永遠(yuǎn)做勻速直線運(yùn)動(dòng)

20、。在做真空不能傳聲的實(shí)驗(yàn)時(shí)，當(dāng)我們發(fā)現(xiàn)空氣越少，傳出的聲音就越小時(shí)，我們就推理出，真空是不能傳聲的。七、建立模型法建立模型法是人們?yōu)榱搜芯课锢韱?wèn)題的方便和探討物理事物的本身而對(duì)研究對(duì)象所作的一種簡(jiǎn)化描述，是以觀察和實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，采用理想化的辦法所創(chuàng)造的，能再現(xiàn)事物本質(zhì)和內(nèi)在特性的一種簡(jiǎn)化模型。物理學(xué)的發(fā)展過(guò)程可以說(shuō)就是一個(gè)不斷建立物理模型和用新的物理模型代替舊的或不完善的物理模型的過(guò)程。如：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。依照事物的形狀和結(jié)構(gòu)按比例造成模型演示抽象的原理的方法。電動(dòng)機(jī) 發(fā)電機(jī) 杠桿 連通器 輪軸 天平、臺(tái)秤、滑輪、蹺蹺板的物理模型是杠桿 船閘、管涌、茶壺、自來(lái)水管、鍋爐水位計(jì)、過(guò)橋涵洞的物理模型是連通器方向盤、扳子、自行車的車把、腳蹬子、門把手的物理模型是輪軸盤山公路、樓梯的物理模型是斜面汽車后視鏡、拐彎處的反光鏡的物理模型是凸面鏡太陽(yáng)灶的物理模型是凹面鏡1、用光線來(lái)研究光的傳播路線2、用磁感線來(lái)研究磁場(chǎng)的性質(zhì)3、用力的示意圖來(lái)研究力的三要素4、用力臂來(lái)研究杠桿原理5、用波形來(lái)研究聲波例1、在物理學(xué)中，可以用一個(gè)帶箭頭的直線來(lái)表示光的傳播路徑和方向，這條想象的線叫做光線。在下列幾個(gè)物理學(xué)研究的實(shí)例中，與引入“光線”這一物理概