初中物理常用的科學(xué)研究方法

1、初中物理常用的科學(xué)研宄方法研究物理的科學(xué)方法有許多，初屮物理屮常用的有：觀察法、實(shí)驗(yàn)法、控制變ft法、等 效法、模型法、轉(zhuǎn)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(gè)匯總。1控制變量法控制變量法就是當(dāng)一個(gè)物理量受到多個(gè)物理因素的影響和制約時(shí)，為了明確這個(gè)物理量 與其中某個(gè)因素的關(guān)系，往往需要先控制其它的另幾個(gè)因素不影響被研究的物理量的方法。舉例：(1) 探究滑動(dòng)摩擦力大小與哪些物理延有關(guān)；(2) 研宂電流與電阻、電壓關(guān)系時(shí)，先使電阻不變?nèi)パ袑]電流與電壓的關(guān)系；然后再 讓電壓不變?nèi)パ芯侩娏髋c電阻的關(guān)系；(3) 探究電流產(chǎn)生的熱

2、量與哪些因素有關(guān)；(4) 探宂壓力的作用效果跟哪些因素有關(guān)；(5) 探究影響電阻大小的因素；2等效替代法在物理實(shí)驗(yàn)屮有許多物理特征、過程和物理滅要想直接觀察和測y:很困難，這時(shí)往往把 所需觀測的變:w:挽成其它間接的可觀察和測:w:的變:w:進(jìn)行研究，這種研究方法就是等效法。舉例：(1) 要想研宂玻璃板成像特點(diǎn)，關(guān)鍵的問題是沒法確定像的位置，實(shí)驗(yàn)時(shí)具體的做法 是另外拿一只相同的蠟燭在玻璃板后而移動(dòng)，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(xué)方法(2) 確定物體的重心，把重力的作用點(diǎn)看作在重心上。(3) 在研宂物體受幾個(gè)力作用的情況

3、時(shí)，引入“合力”的概念。(4) 在研究串聯(lián)、并聯(lián)電路時(shí)，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(shí)體或物理過程經(jīng)過科學(xué)抽象轉(zhuǎn)化為一定的模型，運(yùn)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(zhì)的研究。舉例：(1) 在物理學(xué)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(shí)，引入的“磁感線”；(3) 原子結(jié)構(gòu)的核式模型。4轉(zhuǎn)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(yīng)、作 用效果間接研究m題的方法叫轉(zhuǎn)換法。舉例：(1) 分子運(yùn)動(dòng)看不見、摸不著，通過

4、研究墨水的擴(kuò)散現(xiàn)象來認(rèn)識它。(2) 用小磁針研究磁場方句。(3) 電流看不見、摸不著，判斷電路中是否有電流時(shí)，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(qiáng)弱。(5) 溫度計(jì)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(zhuǎn)來測量電流(7) 電壓表通過通電線圈在磁場里受力偏轉(zhuǎn)來測量電壓。5類比法如果對一個(gè)物理現(xiàn)象或過程與另一物理現(xiàn)象或過程進(jìn)行比較,找到若干相同或相似之處, 并以此為依據(jù)，把其屮某一對象的有關(guān)知識或結(jié)論推移到另一對象屮去，得到后一對象的結(jié) 論，這就是類比法。舉例：(1) 我們在學(xué)習(xí)大氣壓強(qiáng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)大氣與液體有相似的

5、性質(zhì)，因此對照液體壓強(qiáng)知識 來學(xué)習(xí)大氣壓強(qiáng)。(2) 研宂電流時(shí)，將它比做水流；(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(shí)驗(yàn)進(jìn)行觀察的基礎(chǔ)上，和認(rèn)定的標(biāo)準(zhǔn)(或?qū)ο?進(jìn)行比較， 得出結(jié)論的方法叫觀察比較法。舉例：(1) 在學(xué)習(xí)汽化現(xiàn)象時(shí)，研究蒸發(fā)與沸騰的異同點(diǎn)；(2) 運(yùn)用參照物判斷物體運(yùn)動(dòng)情況；(3) 比較電流表與電壓表在使用過程巾的相同點(diǎn)與不同點(diǎn)；7推理法推理法是在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)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(xué)的預(yù)見。舉例：(1) 研究聲音不能在真空屮傳播(2) 牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律的得出(3) 自然界只有兩種電荷”這一結(jié)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

6、來反映不易表現(xiàn)的事物或現(xiàn)象。它是揭示事物本質(zhì) 特征的一種間接而有效的方法。模擬對象與被模擬對象之間有本質(zhì)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(xì)鐵屑，通過細(xì)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。屮考物理研究方法題人掃描江蘇豐縣廣宇中英文學(xué)校劉慶賀渠敬華物理課程標(biāo)準(zhǔn)要求，在突出科學(xué)探宂內(nèi)容的同時(shí)，重視研宄方法的指導(dǎo)，使學(xué)生在進(jìn)行 科學(xué)探宂、學(xué)習(xí)物理知識的過程中，逐漸拓寬視野，初步領(lǐng)悟到科學(xué)研宂方法的真諦。因此， 注意考察研究物理問題的方法，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、轉(zhuǎn)換、類比、猜想等，是初中物理常用

7、的研究方法?，F(xiàn)結(jié)合各地屮考試 題談?wù)勎锢碇械难芯糠椒▎栴}。一、控制變量法就是把一個(gè)多因素影響某一物理量的問題，通過控制某幾個(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題的研究方法。這種方法在實(shí)驗(yàn)數(shù)裾的表 格上的反映為：某兩次試驗(yàn)只有一個(gè)條件不相同，若兩次試驗(yàn)結(jié)果不同，則與該條件有關(guān), 否則無關(guān)。反過來，若要研宄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， 而其他因素均應(yīng)相同?？刂谱兞糠ㄊ侵袑W(xué)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(dòng)時(shí)，猜測：即使在弦張緊程度相同的 條件下，發(fā)聲的音調(diào)島低還可能與弦的秈細(xì)、長短、及弦的材料有關(guān)。

8、于是她想通過實(shí)驗(yàn)來 探究一下自己的猜想是否正確。下表是她在實(shí)驗(yàn)室控制的琴弦條件?？刂茥l件編號琴弦的材料琴弦的長度/cm琴眩的橫截積/ m m 2a鋼200.3鋼200.7尼龍絲300.5d銅400.5尼龍絲400.5如果小蘭想探宂弦發(fā)聲的音調(diào)與弦的材料的關(guān)系，你認(rèn)為她應(yīng)該選用表中編號力的琴弦（只填寫字母代號）探宄過程通常采用下列一些步驟：實(shí)驗(yàn)研究；分析歸納；提出m題（或獵想）； 得出結(jié)論等。你認(rèn)為小蘭要完成本探宂的全過程，所采取步驟的合理順序應(yīng)該是： （只 填寫數(shù)字代號）在上述探宂過程中，總要控制某些因素，使它們保持不變,進(jìn)而尋找出另外一些因素的關(guān)系, 這種研究方法叫做“控制變量法”。請你再寫

9、出一個(gè)初中物理中用到這種方法的實(shí)驗(yàn)名稱:解析：想探宂弦發(fā)聲的音調(diào)與弦的紂料的關(guān)系，應(yīng)控制弦的粗細(xì)、長短相同，只讓弦的材料 不同，據(jù)此找到弦d和e;第2問考查探宄問題的方法，答案為；第3問把學(xué)生 的思路引向了整個(gè)初中物理學(xué)習(xí)的內(nèi)容，同學(xué)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(dòng)摩擦力與哪些因素有關(guān);研究液體a部的壓強(qiáng);研究琴弦發(fā)聲的音調(diào)與弦粗細(xì)、松緊、長短的關(guān)系;研究影響液體蒸發(fā)快慢的因素;研究物體吸熱勾物質(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行乂;研究通電導(dǎo)體在磁場中的受力與哪些因素有

10、關(guān);研宄影響感應(yīng)電流的方向因素;研究動(dòng)能(或重力勢能)與哪些因素有關(guān)。等等二、物理模型法實(shí)際屮的事物都是錯(cuò)綜復(fù)雜的，在用物理的規(guī)律對實(shí)際屮的事物進(jìn)行研宄時(shí)，常需要對它們 進(jìn)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(shí)際中的事物進(jìn) 行簡化，便可得到一系列的物理模型。例2.我們的家鄉(xiāng)一一蕪湖，一直以來就是長江下游重要的商貿(mào)港口城布。蕪湖忪江大橋, 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(qiáng)烈的時(shí)代氣息。大橋的建設(shè)，川到了很多物理學(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1所示)，其

11、作用 是。(2) 汽車過橋時(shí)，每隔一段距離會(huì)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，用于確認(rèn)距離，避免發(fā)生追尾事故b. 來往車輛過多，造成路而損毀c. 避免司機(jī)開車由于過分平穩(wěn)而瞌睡d. 仲縮縫，用丁允昨路面的膨脹和收縮(3) 將大橋的結(jié)構(gòu)進(jìn)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(guān)知識。其中0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，在耑要與可能的前提下，可以適當(dāng)增加塔橋的高度。請分析原 因。假如讓你來設(shè)計(jì)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)(4) 你

12、知道嗎？在上述的研究屮，我們用到了物理學(xué)屮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(rèn)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，幫助人們研宄不易其至無法直接觀察的現(xiàn)象。想想看，在初屮 物理學(xué)習(xí)屮，你在研究哪些問題時(shí)也用到了這種研究方法？請舉一例具體說明。(第本題實(shí) 例除外)分析：本題以蕪湖江大橋?yàn)檩d體，將聲、熱、杠桿等知識有機(jī)的融合，考查學(xué)生綜合利用 知識的能力。特別是注重了對物理學(xué)研究方法的考查，使學(xué)生在做題過程中學(xué)會(huì)了忽略次要 因素，抓住主要問題的建立模型法。題目最后一問讓學(xué)生再舉例子說明在初中物理學(xué)習(xí)中, 在研宂哪些問題時(shí)也用到了

13、這種方法？界易激活學(xué)生的思維，促使學(xué)生對知識的回憶和重新 整合。答案：（1）用以隔音，減少火車行駛時(shí)產(chǎn)生的噪音污染；d; （3）杠桿、支點(diǎn)、f 1 ;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小； 使用新型輕質(zhì)材料減小橋梁自重等：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。實(shí)驗(yàn)室常用手搖交流發(fā)電機(jī)及掛閣來研宄交流發(fā)電機(jī)的原理和工作過程（柴汕機(jī)、汽汕機(jī)模 型等）。研究連通器原理時(shí)用到液片模型。三、轉(zhuǎn)換法物理學(xué)屮對于一些看不見、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

14、觀的 現(xiàn)象去認(rèn)識，或用易測量的物理量間接測量，這種研宂問題的方法叫轉(zhuǎn)換法。初中物理在研 宄概念、規(guī)律和實(shí)驗(yàn)屮多處應(yīng)用了這種方法。例3.愛因斯坦說過：“磁場在物理學(xué)家看來正如他坐的椅子一樣實(shí)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(xué)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(zhuǎn)換的思想。然后就要在頭腦中搜尋學(xué)習(xí)過 的物理內(nèi)容，篩選出應(yīng)用這個(gè)思想獲取的知識點(diǎn)，確定答案。大家可以從力、熱、光、電、 磁、分子原子、能量等方面進(jìn)行思考。參考

15、答案如下：物體發(fā)生形變或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變可證明此物受到力的作川。蘋果落地可證明重力存迕。馬得堡半球?qū)嶒?yàn)可證明大氣壓的存在。霧的出現(xiàn)可證明空氣屮含有水蒸氣。影的形成光沿h線傳播月食現(xiàn)象可證明月亮不是光源。奧斯特實(shí)驗(yàn)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(jī)能打電話可證明電磁波的存在擴(kuò)散現(xiàn)象川3正明分子做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)鉛塊實(shí)驗(yàn)可證明分子間引力的存在運(yùn)動(dòng)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(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。例4.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

16、美m(xù) 動(dòng)人的故事。“想象有一種玻璃，光在這種玻璃屮運(yùn)動(dòng)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(dāng)一訣慢透光玻璃制山來時(shí)，望上去總是一片漆黑，因?yàn)檫€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t一個(gè)10 年的過程屮，這個(gè)窗子外而便仿佛呈現(xiàn)出林屮湖泊的美景。各種動(dòng)物無聲的前來飲水，空屮 百鳥飛翔，tl夜在交替，季節(jié)在變化。身居鬧市，猶如別墅?！边@確實(shí)是一個(gè)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，部分科幻己 經(jīng)開始變成現(xiàn)實(shí)。本文作者進(jìn)行科

17、學(xué)幻想的依據(jù)是什么？在生活和學(xué)習(xí)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(xué)生，實(shí)際上給學(xué)生 以方法：提醒學(xué)生幻想要有依據(jù)，不能胡亂猜想。最后一問更能激發(fā)學(xué)生的思維，只要聯(lián)系 所學(xué)知識，再插上想象的翅膀，不難得山答案。參考答案：（1）依據(jù)是光在不同的介質(zhì)屮傳播速度不同。想象在常溫k制成超導(dǎo)體。依據(jù)是超導(dǎo)材料與溫度有關(guān);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(zhuǎn)，運(yùn)動(dòng)是相 對的；讓水在常溫下沸騰，產(chǎn)生大量氣泡，不川洗衣粉就能洗衣服。依據(jù)是沸點(diǎn)與氣壓有關(guān)，只要 沒法降低水面上方的氣壓，就可使水在

18、常溫下沸騰。五、等效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ifii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(gè)較為復(fù)雜的問題，提出一個(gè)簡單的方案或沒想，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(xué)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(xué)史知識、常用器具的原理、能量轉(zhuǎn)化知識的考杳，也有科學(xué) 研究方法的考查，綜合性較強(qiáng)。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, 通過比較能更深刻地汄識這兩個(gè)概念，所以用的是比較法

19、。因?yàn)榛瑒?dòng)摩擦力大小與壓力和接 觸曲*的粗糙程度兩個(gè)因素都有關(guān)系，所以實(shí)驗(yàn)吋，先控制壓力不變，研究滑動(dòng)摩擦力大小與 接觸時(shí)的粗糙程度的關(guān)系：再控制接觸lif的粗糙程度不變，研究滑動(dòng)摩擦力大小與壓力的關(guān) 系。這樣就可得出滑動(dòng)摩擦力大小與壓力和接觸面的粗糙程度的關(guān)系了。這里用的是控制變 量法。研宂物體在受到兩個(gè)以上的力的作用時(shí)，為了簡化和方便，用另外一個(gè)力單獨(dú)作用在 那個(gè)物體上，并且讓它作用的效果與那兩個(gè)力共同作用的效果相同，那么這一個(gè)力就可以代 替那兩個(gè)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(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。

20、它是根據(jù)兩個(gè)(或兩類)對象之間在某些方而的相同或相似而推出它們在其他方而也 可能相同或相似的一種邏輯思維。物理教學(xué)屮類比方法可以幫助學(xué)生理解較s雜的實(shí)驗(yàn)和較 難的物理知識。例6. 19世紀(jì)末，湯姆遜發(fā)現(xiàn)了電子，將人們的視線引人到了原子的a部，由此，科學(xué)家們 提山了多種關(guān)于原子結(jié)構(gòu)的模型。通過學(xué)習(xí)，你認(rèn)為原子結(jié)構(gòu)與下列事物結(jié)構(gòu)最接近的是 ( )a.丙紅柿b.西瓜c.面包d.太陽系解析：大家首先要在頭腦屮再現(xiàn)學(xué)習(xí)過的原子結(jié)構(gòu)的模型，再與所給的四個(gè)選項(xiàng)比較，確定 結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)方式上都是相似的。七、比較法是通過觀察，分析，找出研究對象的相同點(diǎn)和不同