物理研究問題方法

1、科普講座（物理篇）科普講座（物理篇）物理研究方法歸類物理研究方法歸類一、控制變量法一、控制變量法二、建立模型法二、建立模型法三、轉(zhuǎn)換法三、轉(zhuǎn)換法四、猜想法四、猜想法五、等效法五、等效法六、類比法六、類比法七、比較法七、比較法八、推理法八、推理法一、控制變量法一、控制變量法一、控制變一、控制變量法量法二、建立模二、建立模型法型法三、轉(zhuǎn)換法三、轉(zhuǎn)換法四、猜想法四、猜想法五、等效法五、等效法六、類比法六、類比法七、比較法七、比較法八、推理法八、推理法就是把一個多因素影響某一物理量的問題，通就是把一個多因素影響某一物理量的問題，通過控制某幾個因素不變，只讓其中一個因素改過控制某幾個因素不變，只讓其中一

2、個因素改變，從而轉(zhuǎn)化為多個單一因素影響某一物理量變，從而轉(zhuǎn)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(jié)果不同，則與該條件有關(guān)，同，若兩次試驗結(jié)果不同，則與該條件有關(guān)，否則無關(guān)。反過來，若要研究的問題是物理量否則無關(guān)。反過來，若要研究的問題是物理量與某一因素是否有關(guān)，則應(yīng)只使該因素不同，與某一因素是否有關(guān)，則應(yīng)只使該因素不同，而其他因素均應(yīng)相同。控制變量法是中學(xué)物理而其他因素均應(yīng)相同。控制變量法是中學(xué)物理中最常用的方法中最常用的方法?？?/p>

3、制變量法控制變量法 例：小例：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(diào)高低還可能與弦的粗細、長短、及弦的材料有關(guān)。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。 如果小蘭想探究弦發(fā)聲的音調(diào)與弦的材料的關(guān)系，你認為她應(yīng)該選用表中編號為_的琴弦（只填寫字母代號）D、E 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(jié)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(yīng)該是：_（只填寫數(shù)字代號）。 、 控制變量法控制變量法（事例）（事例）研究滑動摩檫力與哪些因素有關(guān)；研究液體內(nèi)部的

4、壓強；研究影響力的作用效果的因素；研究琴弦發(fā)聲的音調(diào)與弦粗細、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)體在磁場中的受力與哪些因素有關(guān)；研究影響感應(yīng)電流的方向因素；研究動能（或重力勢能）與哪些因素有關(guān)。等等。二、建立模型法二、建立模型法一、控制變量法一、控制變量法二、建立模型法二、建立模型法三、轉(zhuǎn)換法三、轉(zhuǎn)換法四、猜想法四、猜想法五、等效法五、等效法六、類比法六、類比法七、比較法七、比較法八、推理法八、推理法實際中的事物都是錯綜復(fù)雜的，在用物理的規(guī)律對實際中

5、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 例例：我們的家鄉(xiāng)黃石，一直以來就是長江中游重要的商貿(mào)港口城市。黃石長江大橋，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，使得黃石這座古老的城市又煥發(fā)出強烈的時代氣息。大橋的建設(shè)，用到了很多物理學(xué)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(cè)，建有高 3米左右的板墻（如圖所示）， 其作用是_隔音隔音減弱噪聲的危害減弱噪聲的危害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(biāo)志，用于確

6、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D D3）將大橋的結(jié)構(gòu)進行簡化，取其部分可抽象成如圖丁所示的模型。 可以看出它用到了的_相關(guān)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。杠桿杠桿支點支點F F1 1 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。請分析原因。塔橋越高，鋼索承受的拉力力臂越長，塔橋越高，鋼索承受的拉力力臂越長，拉力越小拉力越小 假如讓你來設(shè)計新的斜拉索式大橋，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） 1 1、適當(dāng)增加鋼索的數(shù)量、適當(dāng)增

7、加鋼索的數(shù)量2 2、將橋梁做成空心的、將橋梁做成空心的3 3、使用新型輕質(zhì)材料減小橋梁自重、使用新型輕質(zhì)材料減小橋梁自重 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)認識和處理問題；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也用到了這種研究方法？建立模型法建立模型法（事例）（事例）原子核式結(jié)構(gòu)模型電路圖力的示意圖或力的圖示柴油機、汽油機模型連通器液片模型三、轉(zhuǎn)換法三、轉(zhuǎn)換法一、控制變量法一、控制變量法二、建立模型法二、建立模型法三

8、、轉(zhuǎn)換法三、轉(zhuǎn)換法四、猜想法四、猜想法五、等效法五、等效法六、類比法六、類比法七、比較法七、比較法八、推理法八、推理法物理學(xué)中對于一些看不見、摸不著的現(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(zhuǎn)換法。初中物理在研究概念、規(guī)律和實驗中多處應(yīng)用了這種方法。 轉(zhuǎn)換法轉(zhuǎn)換法 （事例）事例）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?qū)嶒灴勺C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；

9、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、猜想法四、猜想法一、控制變量法一、控制變量法二、建立模型法二、建立模型法三、轉(zhuǎn)換法三、轉(zhuǎn)換法四、猜想法四、猜想法五、等效法五、等效法六、類比法六、類比法七、比較法七、比較法八、推理法八、推理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(xué)的預(yù)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。猜想法猜想法例：在科幻小說往日之光中，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

10、度極慢，通過半厘米厚需要10年，比蝸牛的速度還慢得多。當(dāng)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(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。” 往日之光往日之光這確實是一個有意思的幻想，但關(guān)鍵這確實是一個有意思的幻想，但關(guān)鍵是要降住飛馳的光?？茖W(xué)技術(shù)發(fā)展到今天，部分科幻已經(jīng)是要降住飛馳的光。科學(xué)技術(shù)發(fā)展到今天，部分科幻已經(jīng)開

11、始變成現(xiàn)實。開始變成現(xiàn)實。本文作者進行科學(xué)幻想的依據(jù)是什么？本文作者進行科學(xué)幻想的依據(jù)是什么？-依據(jù)是光在不同的介質(zhì)中傳播速度不同。依據(jù)是光在不同的介質(zhì)中傳播速度不同。猜想法猜想法（事例）（事例）1 1、想象在常溫下制成超導(dǎo)體。、想象在常溫下制成超導(dǎo)體。2 2、想象人類固定在空中不用乘坐任何交通工具，、想象人類固定在空中不用乘坐任何交通工具， 就可以周游世界。就可以周游世界。3 3、讓水在常溫下沸騰，產(chǎn)生大量氣泡，不用洗、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。衣粉就能洗衣服。-依據(jù)是超導(dǎo)材料與溫度有關(guān)；依據(jù)是超導(dǎo)材料與溫度有關(guān)；-依據(jù)是地球在自轉(zhuǎn)，運動是相對的；依據(jù)是地球在自

12、轉(zhuǎn)，運動是相對的；-依據(jù)是沸點與氣壓有關(guān)，只要設(shè)法降低水面上方依據(jù)是沸點與氣壓有關(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。的氣壓，就可使水在常溫下沸騰。五、等效法五、等效法一、控制變量法一、控制變量法二、建立模型法二、建立模型法三、轉(zhuǎn)換法三、轉(zhuǎn)換法四、猜想法四、猜想法五、等效法五、等效法六、類比法六、類比法七、比較法七、比較法八、推理法八、推理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一個較為復(fù)雜的問題，提出一個簡單的方案或設(shè)想，而使它們的效果完全相同，從而將

13、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。等效法等效法( (事例）事例） 1、等效電路2、等效電阻 3、分力與合力等效六、類比法六、類比法一、控制變量法一、控制變量法二、建立模型法二、建立模型法三、轉(zhuǎn)換法三、轉(zhuǎn)換法四、猜想法四、猜想法五、等效法五、等效法六、類比法六、類比法七、比較法七、比較法八、推理法八、推理法類比在物理學(xué)中有著廣泛的應(yīng)用。所謂類比，實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（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(xué)中類比方法可以幫助學(xué)生理解較復(fù)雜的實驗和較難的物理知識。

14、 類比法類比法 例例 1919世紀(jì)末，湯姆遜發(fā)現(xiàn)了電子，將人世紀(jì)末，湯姆遜發(fā)現(xiàn)了電子，將人們的視線引入到了原子的內(nèi)部，由此，科們的視線引入到了原子的內(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。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)，你認為原子結(jié)構(gòu)與下列事物結(jié)通過學(xué)習(xí)，你認為原子結(jié)構(gòu)與下列事物結(jié)構(gòu)最接近的是（構(gòu)最接近的是（ ）A A西紅柿西紅柿B B西瓜西瓜C C面包面包D D太陽系太陽系D D還有哪些知識是通過類比的方法還有哪些知識是通過類比的方法 1、電壓與水壓2、電流與水流3、分子受約束后的運動與學(xué)生 上課時受約束后的運動4、原子的結(jié)構(gòu)與太陽系的結(jié)構(gòu)七、比較法七、比較法一、控制

15、變量法一、控制變量法二、建立模型法二、建立模型法三、轉(zhuǎn)換法三、轉(zhuǎn)換法四、猜想法四、猜想法五、等效法五、等效法六、類比法六、類比法七、比較法七、比較法八、推理法八、推理法比較法是通過觀察，分析，找出研究對象的相同點和不同點，它是認識事物的一種基本方法比較法比較法（事例）（事例）1、發(fā)電機和電動機的區(qū)別很多，比如它們的原理不同，2、速度與平均速度3、蒸發(fā)與沸騰4、汽油機與柴油機5、水波與聲波6、燃氣熱水器與太陽能熱水器7、電流表與電壓表8、永磁鐵與電磁鐵八、推理法八、推理法一、控制變量法一、控制變量法二、建立模型法二、建立模型法三、轉(zhuǎn)換法三、轉(zhuǎn)換法四、猜想法四、猜想法五、等效法五、等效法六、類比法六、類比法七、比較法七、比較法八、推理法八、推理法推理法是在觀察實驗的基礎(chǔ)上，忽略次要因素，進行合理的推想，得出結(jié)論，達到認識事物本質(zhì)的目的。 推理法推理法（事例）（事例） 例：人們常用推理的方法研究物理問題。在研究物體運動例：人們常用推理的方法研究物理問題。在研究物體運動狀態(tài)與力的關(guān)系時