用控制變量法解探究題.ppt

1、,用控制變量法解中考物理探究題專項復習優(yōu)化方案,興隆臺區(qū)教研室 熊克江,為什么要開展這項研究 中考是義務教育階段學生的終結(jié)性考試，也是一次競爭激烈的選拔性和高利害考試，家長、社會重視程度高，學校對老師的要求也很高，怎樣做好復習備考工作歷來是老師們?yōu)橹^痛的事情，特別是在課程改革逐步的鋪開，新老課程并存的今天更是如此。然而，在過去的研究中，雖有不少成功的經(jīng)驗，但大都停留在指導思想和原則上，要轉(zhuǎn)化為具體、有效的操作行為還有很大差距；加之中考復習時間緊任務重，老師們年復一年的辛勤工作，研究的精力和時間有限；再說，中考復習綜合性強，要解決大家都感到困難的問題僅靠老師個體研究是不行的。所以，我集中總結(jié)全

2、區(qū)物理教師多年來的中考復習經(jīng)驗，研究設計出一套用控制變量法解中考物理探究題專項復習優(yōu)化方案，給物理教師朋友們的中考復習工作提供具體的幫助，切實提高我區(qū)中考物理復習的質(zhì)量和效益。,科學探究在中考中怎樣命題？,近幾年中考物理考試說明中都十分明確考試范圍為物理課程標準中“內(nèi)容標準”所規(guī)定的全部內(nèi)容，包括科學探究和科學內(nèi)容兩部分。其中科學探究融于科學內(nèi)容之中進行考查。而“控制變量法”是中考常用的探索問題、分析和解決問題的最重要的方法，希望老師們給以足夠的重視。,科學探究過程復習目標,1、會正確提出問題，會猜想與假設 2、會制定計劃與設計實驗，會進行實驗與收集 數(shù) 據(jù)，會對探究實驗的結(jié)果分析與論證 3、

3、會從探究實驗的過程、結(jié)論等中發(fā)現(xiàn)問題，并進行改進。 4、會確定科學探究評估的切入點，能夠用較準確的語言進行交流、表述科學探究評估。,命題中考察課標確定的探究過程重點要素,命題中考察課標確定的探究過程重點要素,命題中重點考察探究過程主要要素,初中物理教材中的控制變量法,自然界中發(fā)生的各種物理現(xiàn)象，往往是錯綜復雜的，因此影響物理學研究對象的因素常常也很多，在許多情況下并不是單一的，而是多種因素相互交錯、共同起作用的.譬如說某段導體中通過電流的大小不僅和其兩端電壓有關，還和這段導體的長度、橫截面積的大小及材料種類等因素有關所以要想精確地把握研究對象的各種特性，弄清事物變化的原因和規(guī)律，單靠自然條件下

4、整體觀察研究對象是遠遠不夠的，必須設法把其中的一個或幾個因素用人為的方法控制起來，使它保持不變，造成特定的便于觀察的條件，然后來比較，研究其它兩個變量之間的關系，這種研究問題的科學方法就是 “控制變量法”。,用比較通用的字母來表示控制變量法,被研究的物理量A與物理量B、C有關，為了研究A與B的關系，則控制C的大小不變，改變B的大小，觀察A隨B的大小的改變情況；為了研究A與C的關系，則控制B的大小不變，改變C的大小，觀察A隨C的大小的改變情況；最后總結(jié)得出A與B、C 之間存在的規(guī)律。,控制變量法如何運用到解探究題當中呢？,解這類問題首先要我們抓住題目中的重點詞語（中考的采分點）進行分析、推理、比

5、較、聯(lián)想，結(jié)合概念、規(guī)律、現(xiàn)象、狀態(tài)、情境、圖形或圖象等方面加以理解；其次，找出要研究的物理量A，以及影響A的另外兩個量B和C 或其它因素。還要注意挖掘題目中的隱含條件，這是解題的關鍵。下面針對不同的題型學習運用控制變量法解題思路與分析方法。,1-學會在探究實驗中正確提出問題,關鍵是找出要研究的物理量A，以及影響A的另外兩個量B和C,解答提問時常用的表述是：物理量A的大小與什么因素有關呢？,根據(jù)試題描述的情境，用你學過的知識找物理量，合理地提出問題，不可隨意發(fā)散。,中考連線題例1：探究“滑動摩擦力的大小”的實驗。如何提出問題呢?,【解答】:滑動摩擦力的大小與什么因素有關呢？,思考：探究（1）、

6、“壓力的作用效果”實驗；(2)、影響力的作用效果的因素實驗; (3)、感應電流的方向與哪些因素有關實驗; 如何提出問題呢?(討論：A、B、C各是什么？相信你一定能得出答案）,【分析】:這個實驗中，要研究的物理量A即是滑動摩擦力，影響滑動摩擦力 大小A的兩個因素有壓力B和接觸面的粗糙程度C。,2-學會從試題內(nèi)容中找物理量進行提問,中考連線題例2： 小紅在學習電磁感應現(xiàn)象時，看到老師做實驗時電流表的擺動大小不同，于是她們開始實驗探究這問題，首先按照課堂上探究電磁感應的實驗裝置(如圖)重新安裝了儀器，并且準備了磁性強弱不同的磁鐵，以便改變磁場的強弱。閉合電路后她先改變導體在磁場中運動的快慢，觀察電流

7、表擺動的幅度大小。發(fā)現(xiàn)導體在磁場中運動的速度越大，電流表的指針擺動幅度越大；然后她又保持導體的運動快慢不變，換用磁性強的磁鐵來實驗，發(fā)現(xiàn)磁性越強，電流表指針擺動的幅度越大。對于這么重大的發(fā)現(xiàn)，她高興不已。通過以上的閱讀，請你就小紅的探究進行提問？,【分析】：從題中可知，要研究的物理量A即是感應電流的大小，影響它的大小有導體在磁場中運動的速度大?。˙）、磁場的強弱（C）,【解答】:感應電流的大小與什么因素有關呢？,3、學會猜想與假設,猜想與假設則是對物理量A與B或物理量A與C之間可能的關系進行描述，為接下去的探究指明研究的方向。,解答猜想常用的表述是：變量B越大則A的值將會越?。ɑ蛟酱螅?；變量C

8、 越大則A的值將會越?。ɑ蛟酱螅?請同學們思考一下，此時要不要先找出研究的對象物理量A，以及影響它的變量B和C？,請根據(jù)上面所寫的“解答猜想常用的表述”，對前面的例題1進行合理猜想與假設。（相信你一定能很快得出答案）,解答猜想常用的表述是：變量B 越大則A的值將會越小（或越大）；變量C越大則A的值將會越?。ɑ蛟酱螅?。,中考連線題例3：在生活、生產(chǎn)中我們常遇到圖中所示的事例：打夯時夯錘被高高拋起又下落，砸在工作面上；打樁機打樁時重錘被高高拉起又下落，打在樁面上小軍看到打樁機，思考“重錘對地面打擊力的大小與什么因素有關”的問題，并提出合理猜想？,【解題分析】：該題中要研究的物理量A是：重錘對地面

9、打擊力。影響重錘對地面打擊力A的物理量是：重錘的質(zhì)量B；重錘所處的高度C（或重錘的速度）。,【解答】：“重錘的質(zhì)量越大，重錘對地面打擊力就越大”或“重錘所處的高度（或速度）越大，重錘對地面打擊力就越大”。,4、學會制定計劃與設計實驗,設計實驗是對前面的猜想進行具體安排的過程，因為猜想與假設中已經(jīng)對物理量之間可能的關系有了描述，那么在設計時則要根據(jù)控制變量法細化每個步驟。,解答時的一般表述是：控制變量B的大小不變，改變C的大小，觀察A的大小變化；控制變量C的大小不變，改變B的大小，觀察A的大小變化。,中考連線題例4： 物理興趣小組做“探究導體電阻大小與導體長度的關系” 實驗。他們在如圖所示電路中

10、的A、B兩點間接入待研究的電阻絲，電源電壓恒定。忽略電阻絲電阻隨溫度變化的影響，待用電阻絲的規(guī)格如下表。 （1）他們應選擇序號為_的兩根電阻絲來研究； （2）從表中所給電阻絲的規(guī)格看，還可以用這些電阻絲來做另一個探究實驗，即探究導體電阻大小與導體_的關系，這次你應該選擇序號為_兩根電阻絲來做實驗。,【分析】：該題中影響導體電阻大小的因素從表中就可以知道，即材料、長度、橫截面積（溫度影響忽略）。本題第一問探究的是“導體電阻大小與導體長度的關系”，所以，根據(jù)控制變量法，必須控制“材料”與“橫截面積”不變。,【解答】：（1）3號與4號。,（2）橫截面積；2號與4號。,5、學會進行實驗與收集證據(jù),該過

11、程主要是依據(jù)設計好的實驗進行操作，設計實驗記錄表格，記錄下實驗的有關數(shù)據(jù)。這一類題目多是以填寫表格和設計表格出現(xiàn)。,設計實驗記錄表格時，應將所有的物理量都設計進去，并注意表格的科學性，還要注意設計多次實驗來減小誤差。,中考連線題例5；在探究“電流與電壓關系”實驗中，請設計一份記錄該實驗 數(shù)據(jù)的表格。,【分析】：電流的大小與電壓和電阻的大小有關。設計的表格就應該將這三個物理量都列入其中，并且要設計出三次實驗。,6、學會分析和論證,分析和論證則是對實驗中的數(shù)據(jù)進行總結(jié)，并得出結(jié)論，實際上就是對前面提出的猜想或假設的回答。,根據(jù)控制變量法來表述結(jié)論時的常用語句是：通過探究得出物理量A與物理量B、C均

12、有關，當B不變時，物理量A隨C的增大而增大（或減?。?；當C不變時，物理量A隨B的增大而增大（或減?。⑹鲋性黾印爱擝（C）不變時”，是控制變量法在結(jié)論敘述中的具體體現(xiàn)。,中考連線題例6：為探究電磁鐵的磁性跟哪些因素有關，小聰所在的實驗小組用漆包線（表面涂在絕緣漆的導線）在大鐵釘上繞若干圈，制成簡單的電磁鐵，結(jié)合其它實驗器材做了如圖所示的實驗。（電源電壓相同） 請根據(jù)b、c、d中觀察到的情況，完成下面填空： （1）通過比較_兩種情況，可以知道通過的電流越大，電磁鐵的磁性越強。 （2）通過比較d中甲、乙兩個電磁鐵，你能得出的結(jié)論是_。,【分析】：題中制作電磁鐵的鐵釘是相同的，所以影響電磁鐵磁性強

13、弱的因素只有兩個，一個是電流大小，另一個是電磁鐵上線圈的匝數(shù),【解答】：（1）bc；（2）制作材料相同的電磁鐵，當通過相同的電流時，線圈匝數(shù)越多，磁性越強。,7、學會評估與合作交流,探究題對評估與合作交流的考查一般是同時進行的，利用控制變量法解有關評估與合作交流類題目時，重點是從變量B、C的測量方法是否科學，設計的實驗步驟是否會造成較大誤差，設計的表格是否合理，是否進行了多次實驗，得出的結(jié)論是否科學等方面進行分析。,中考連線題例7： 在探究“電流與電阻關系”實驗中，某同學記錄了該實驗的有關數(shù)據(jù)如下表所示。請你分析一下，他的實驗存在什么不科學之處呢？,【分析】：影響電流大小的因素有電壓、電阻的大

14、小，本題探究的是電流與電阻之間的關系，因而就必須控制電壓的大小不變。,【解答】：不科學之處是沒有控制電壓的大小不變， 可以使電壓值均為4V，改變電阻的大小，測出電流大小，記錄在表中。,控制變量法 解 探究題基本方法,課堂小結(jié)：例1-例7：用控制變量法解探究題只是多解題方法中的一種，運用控制變量法解探究題，關鍵是要找出要研究的物理量A，以及影響A的另外幾個變量B和C-等。然后確定應該控制的物理量或有關因素。,在中考命題中考察“控制實驗環(huán)境或?qū)嶒瀮x器設備”等題 型（案例）,具體做法是根據(jù)研究目的，運用一定的手段（控制實驗環(huán)境或?qū)嶒瀮x器設備等）主動干預或控制自然事物、自然現(xiàn)象發(fā)生發(fā)展的過程，在特定的

15、觀察條件下去探索客觀規(guī)律 中考連線題例8; 在兩塊玻璃片上，小明同學分別滴上一滴水，如圖所示，他主要研究蒸發(fā)快慢是否與水的表面積有關。觀察圖中情景可知，小明同學選擇應被控制的不變量是-。小明同學得出正確結(jié)論是-。,控制實驗環(huán)境或?qū)嶒瀮x器設備,解析：研究水蒸發(fā)快慢是否與水的表面積有關,正確結(jié)論：在玻璃片，空氣、溫度環(huán)境，水的質(zhì)量相同時 水的表面積越大蒸發(fā)越快。,控制實驗環(huán)境或?qū)嶒瀮x器設備,中考連線題例9： 日常生活中發(fā)生的火災事故，大多是短路導致的。小明同學猜想：通電導體發(fā)熱多少可能與電流大小有關。于是他和同學用-的器材組成兩個電路進行探究。開關同時閉合后，調(diào)節(jié)滑動變阻器使兩電路中電流不同，如圖

16、甲、乙所示，實驗中，在-相等的條件下，觀察到A瓶中的煤油液面升得比B瓶高，說明了A瓶中煤油吸收的熱量比B瓶多。實驗表明電流越大，電流產(chǎn)生的熱量越多 。小明同學,解析: 第一格答案利用控制實驗儀器設備前提條件，實驗器材完全相同，得出結(jié)論，第二格答案利用控制物理量相同關系（通電時間相等）得出結(jié)論。,控制實驗環(huán)境或?qū)嶒瀮x器設備,中考連線題例10、 為了探究重力勢能與哪些因素有關，現(xiàn)有大小不同的實心鐵球各一個、大小相同的實心鐵球和實心玻璃球各一個、橡皮泥等。在探究重力勢能與高度的關系時，應選用_，分別從不同的高度自由落下；在探究重力勢能與質(zhì)量的關系時，應選用_，分別從相同的高度自由落下。 解析:重力勢

17、能的大小跟物體的質(zhì)量和被舉的高度有關。在探究重力勢能的大小跟高度的關系時，只能讓高度不同，質(zhì)量必須相等，滿足此條件的器材為同一個鐵球或同一個玻璃球；在探究重力勢能的大小跟質(zhì)量的關系時，只能是質(zhì)量不同，被舉的高度必須相等，滿足此條件的器材為大小相同的實心鐵球和實心玻璃球。,中考物理“控制變量法”實驗案例,1、通過實驗，探究影響力的作用效果的因素; 2、通過實驗，探究影響滑動摩擦力大小的因素; 3、通過實驗、探究影響壓力作用效果的因素，學習壓強的概念。 4、通過實驗，探究影響動能 、勢能大小的因素; 5、通過實驗探究，學會使用簡單機械改變力的大小和方向。 6、通過實驗，探究影響滑輪組機械效率的因素

18、; 7、通過實驗探究，認識浮力，經(jīng)歷探究浮力大小的過程。 8、通過實驗、探究液體壓強的特點; 9、通過實驗探究，初步了解流體的壓強與流速的關系。 10、通過實驗探究，初步認識聲產(chǎn)生和傳播的條件。 11、通過實驗，探究光在同種均勻介質(zhì)中的傳播特點。 12、通過實驗探究、并了解光的反射和折射的規(guī)律。 13、通過實驗探究、知道平面鏡成像時像與物的關系。 14、通過實驗探究、知道凸透鏡成像的規(guī)律。,中考物理“控制變量法”實驗案例,15、通過實驗、探究物態(tài)變化過程。 16、 通過實驗，探究影響液體蒸發(fā)快慢的因素; 17、通過實驗，探究物體吸收放熱的多少與哪些因素有關; 18、通過實驗，探究決定電阻大小的

19、因素; 29、通過實驗、探究電流與電壓和電阻的關系，理解歐姆定律。 20、通過實驗探究，知道在電流一定時，導體消耗的電功率與導體的電阻成正比。 21、 通過實驗，探究電功大小與哪些因素有關; 22、通過實驗、探究電流通過導體產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關; 23、通過實驗，探究通電螺線管外部磁場的方向。 24、通過實驗，探究通電螺線管的極性與哪些因素有關; 25、通過實驗，探究電磁鐵的磁性強弱與哪些因素有關; 26、通過實驗，探究導體在磁場中運動時產(chǎn)生感應電流的條件。 27、通過實驗，探究感應電流的方向與哪些因素有關; 28、通過實驗，探究通電導體在磁場中受力方向與哪些因素有關。,課后復習：各實驗案

20、例中A、B、C各是什么？正確提出問題，作出猜想與假設， 制定計劃與設計實驗，相信你一定能取得很好的復習效果。,在以下問題中：說出應用的科學探究方法,1、牛頓在伽利略等人的基礎上得出牛頓第一定律 2、.研究磁現(xiàn)象時，用“磁感線”來描述磁場 3、研究電現(xiàn)象時，科學家用電流產(chǎn)生的熱效應來研究電流的大小。 4、兩個電阻并聯(lián)時，可用并聯(lián)的總電阻代替兩個電阻 5、研究電流變化規(guī)律時，用水壓和水流來類比電壓和電流 6、研究動能的大小跟哪些因素有關 7、人們認識自然界只有兩種電荷 8、用擴散現(xiàn)象認識分子的運動,在以下問題中：說出應用的科學探究方法,1、牛頓在伽利略等人的基礎上得出牛頓第一定律“實驗和推理法”：在實驗的基礎上進行推理得出來的結(jié)論 2、.研究磁現(xiàn)象時，用“磁感線”來描述磁場。“假想模型法”；因為磁場具有看不見、摸不著的特點，為了形象簡單地研究磁現(xiàn)象，引入了“磁感線”的概念。 3、研究電