初探研究物理問(wèn)題的方法(全文)

精品文檔-下載后可編輯初探研究物理問(wèn)題的方法(全文)《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》注意考察研究物理問(wèn)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(lèi)、轉(zhuǎn)換、類(lèi)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èD―控制變量法。

自然界發(fā)生的各種現(xiàn)象往往是錯(cuò)綜復(fù)雜的，并且被研究對(duì)象往往不是孤立的，總是處于與其他事物和現(xiàn)象的相互聯(lián)系之中，因此影響研究對(duì)象的因素在許多情況下并不是單一的，而是多種因素相互交錯(cuò)、共同起作用的。譬如說(shuō)在“探究影響導(dǎo)體電阻大小的因素”實(shí)驗(yàn)中，影響的因素（稱(chēng)為變量）可能有許多，怎樣才能確定哪些因素沒(méi)有影響，哪些因素有影響以及影響的程度如何呢？在實(shí)驗(yàn)中，我們采取的是這樣的一種方法：在研究某個(gè)因素的影響時(shí)，只改變這個(gè)量的大小，而保持其他量不變，從而確定這個(gè)因素是否影響導(dǎo)體的電阻；依次類(lèi)推，對(duì)有關(guān)變量逐個(gè)地加以判斷，就能找出影響電阻大小的所有因素。這種方法稱(chēng)為控制變量法。

例如在“探究阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響”實(shí)驗(yàn)中，必須使斜面的傾斜度和小車(chē)在斜面的高度用人為的方法控制起來(lái)，使它保持不變，然后來(lái)比較、研究阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響。所以要想精確地把握研究對(duì)象的各種特性，弄清事物變化的原因和規(guī)律，單靠自然條件下整體觀察研究對(duì)象是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還必須對(duì)研究對(duì)象施加人為的影響，造成特定的便于觀察的條件，在這個(gè)探究實(shí)驗(yàn)中就體現(xiàn)了“控制變量”的方法。例如為了研究某物理量同影響它的三個(gè)因素中的一個(gè)因素之間的關(guān)系，必須設(shè)法把其中的一個(gè)或幾個(gè)因素用人為的方法控制起來(lái)，使它保持不變，然后來(lái)比較、研究其他兩個(gè)變量之間的關(guān)系。

首先，在初中物理實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程中，控制變量法是一種最常用的、非常有效的探索客觀物理規(guī)律的科學(xué)方法。

例如，在初二物理上學(xué)期的教材中有個(gè)探究“影響液體蒸發(fā)快慢的因素”實(shí)驗(yàn)，書(shū)中是通過(guò)曬衣服的生活經(jīng)驗(yàn)來(lái)總結(jié)出影響液體蒸發(fā)快慢的因素的。我們知道，衣服要曬在通風(fēng)、溫度高的地方，并且要展開(kāi)來(lái)曬，這樣才能使衣服更容易干，于是得出影響液體蒸發(fā)快慢的因素有三個(gè)：液體上方的空氣流動(dòng)速度，液體溫度和液體表面積。那么，這些因素到底怎樣影響液體蒸發(fā)快慢的呢？我們就要通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)探究。比如說(shuō)要探究液體的溫度對(duì)液體蒸發(fā)快慢的影響時(shí)，該怎樣做好這個(gè)實(shí)驗(yàn)？是不是隨便找兩杯溫度不同的液體來(lái)，觀察一下哪杯液體蒸發(fā)快就行了？如果這樣，也許得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論會(huì)是溫度低的那杯液體蒸發(fā)快，這顯然不對(duì)。那這個(gè)實(shí)驗(yàn)錯(cuò)在哪里了呢？原因就在于影響液體蒸發(fā)快慢的因素不是一個(gè)，而是好幾個(gè)，所以，在探究其中一個(gè)因素對(duì)液體蒸發(fā)快慢的影響時(shí)，就必須保證其他的量不變。也就是說(shuō)，對(duì)于上述實(shí)驗(yàn)，應(yīng)該保持兩杯液體的表面積和液體上方空氣流動(dòng)速度相同，再來(lái)探究液體溫度對(duì)液體蒸發(fā)快慢的影響。于是可以得出正確的結(jié)論：相同條件下，液體溫度越高，液體蒸發(fā)越快。要指出這種實(shí)驗(yàn)的方法就是“控制變量法”，再讓學(xué)生運(yùn)用這一方法系統(tǒng)地進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生在實(shí)際操作過(guò)程中去體驗(yàn)這一科學(xué)方法。

其次，在利用物理知識(shí)去分析和解決一些實(shí)際問(wèn)題時(shí)，如能靈活運(yùn)用“控制變量法”進(jìn)行分析，有時(shí)可起到事半功倍的效果。

在初中物理中，可用“控制變量”去分析和解決的實(shí)際問(wèn)題是很多的，這就為這一科學(xué)方法的教學(xué)和應(yīng)用提供了很好的機(jī)會(huì)。運(yùn)用“控制變量法”可以使物理量的變化簡(jiǎn)化為分別與各個(gè)單因素的變化有關(guān)的問(wèn)題，逐一分析、解決，從而降低物理問(wèn)題的分析難度。例如，有這樣一道題目：質(zhì)量相同的水和煤油，吸收相同的熱量，誰(shuí)的溫度升高較大？對(duì)于這一道題，如果同學(xué)們能想到用公式Q＝cmΔt結(jié)合“控制變量法”來(lái)解決，也就不難了。思路是這樣的：因?yàn)檫@個(gè)問(wèn)題要解決的是Δt（升高的溫度）的大小，所以先將此公式變成Δt＝Q／cm的形式。再分析題目發(fā)現(xiàn)，m（質(zhì)量）、Q（熱量）相同，即這個(gè)問(wèn)題中Δt僅取決于c（比熱容）；且從Δt＝Q／cm這一關(guān)系式中可以看出，當(dāng)m、Q相同時(shí)，Δt與c成反比。又因?yàn)樗谋葻崛荽笥诿河偷谋葻崛荩虼撕苋菀椎贸鲞@個(gè)問(wèn)題的答案是：“煤油升高的溫度比水大”。

最后，“控制變量法”在我們的生活和工作中有廣泛的應(yīng)用。

例如，我們?cè)诩依镳B(yǎng)花，用什么樣的土、土濕潤(rùn)的程度、施什么樣的肥料、施肥的時(shí)間、施肥的多少以及太陽(yáng)光照時(shí)間的長(zhǎng)短等，都會(huì)影響花開(kāi)的質(zhì)量，除了向有經(jīng)驗(yàn)的人請(qǐng)教外，可采用控制變量法做一些對(duì)比實(shí)驗(yàn)，這樣能使我們較快地積累養(yǎng)花的經(jīng)驗(yàn)。物理學(xué)研究的是自然界最基本的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，而自然界中的物理現(xiàn)象蘊(yùn)藏著無(wú)窮奧秘，生活中的物理現(xiàn)象妙趣橫生，認(rèn)識(shí)主體在探索物理現(xiàn)象的過(guò)程中應(yīng)充滿(mǎn)樂(lè)趣。因此，學(xué)生在研究這些物理規(guī)律的過(guò)程中不應(yīng)該被動(dòng)地成為知識(shí)的接受者，而應(yīng)該成為主動(dòng)的知識(shí)的探究者，這樣才能真正落實(shí)新課標(biāo)中的“從生活走向物理，從物理走向社會(huì)”。在探究物理規(guī)律的過(guò)程中，應(yīng)使學(xué)生認(rèn)識(shí)到，具體的科學(xué)問(wèn)題常常都是由多個(gè)因素共同造成的結(jié)果，幫助學(xué)生在科學(xué)探究中體會(huì)變量的概念，建立控制變量的初步意識(shí)。這樣，才能使學(xué)生在遇到相關(guān)問(wèn)題時(shí)能夠有一個(gè)正確的思路去解決，并且，由于初中物